第二章螺纹联接1

T1
T1
T3
b)螺栓所 受转矩
T4 T3 T4
c)螺栓转 矩图
T2Frf （rf——支承面摩擦半径）
∴ T T 1 T 2 ktF d
kt——拧紧力矩系数，一般取kt=0.2
F'/2
F'/2
F'
F'
F'/2
F'/2
d)螺栓和被联接 件所受预紧力
d1
D1
e)计算螺母承压面 力矩用的符号
2、控制T的方法
§3 螺栓联接的拧紧与防松
一、拧紧
受载之前 预紧
拧紧螺母 ↑联接刚度 ↑防松能力 ↑紧密性
预紧力F’
1、拧紧力矩T=？
以螺母分析：T=T1+T2 螺母支承面间的摩擦阻力矩
螺纹副间的摩擦力矩
T1
Ft
d2 2
(F t F tan(v)—— 螺纹副间有效圆周力
Ftan(v)d22
T T1 T2
a)螺母所 受转矩
二、螺纹基本知识 1、螺纹的主要参数
① 直径 大径d：公称直径。M20→d=20mm 小径d1：螺纹的最小直径。 中径d2：齿厚=齿槽宽处直径，几何计 算用。 一般取：d2=(d+d1)/2
② 线数n：n=1时用于联接；n＞1时用于传动； n↑→η↑，但为便于制造n≤4
③ 牙形角α：螺纹牙两侧面夹角。
思考题
P5~6 二-3、二-13、二-16、三-1、三-2 P31 二-4、二- 5 、二-14、二-15 、二-17 作业题 P32~34 四-1、四-5 、四-6
提螺单螺螺联
高纹个纹纹接
螺组螺联联概
纹受栓接接述 联力的的概
螺
接分受拧述 强析力紧
纹
度与分与 的讨析防 措论与松
ห้องสมุดไป่ตู้
联 接
施
强
④ 螺距p
⑤ 导程s ：s=np
⑥
中径升角ψ：
arctannp
d2
2、螺纹的类型
螺纹位置：内螺纹——螺母；外螺纹——螺钉。 螺纹旋向：左旋螺纹，右旋螺纹（常用）。 旋向判定：顺着轴线方向看，可见侧左边高
则为左旋，右边高则为右旋。 思考：
右旋
左旋
5
螺纹线数：单线（联接）；多线（传动）。
螺纹牙形：三角形、矩形、梯形、锯齿形等
T↑
F↑
拉断、滑扣
T↓ 不能满足工作要求
控制T的大小
方法：
一般情况凭经验，拧紧即可。
测力矩扳手 定力矩扳手
冲击扳手
测量螺栓伸长量：σ μ（大型螺栓联接）
测量螺栓伸长量
采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也不 适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测量螺栓伸长量的方法来 控制预紧力。
3、严格控制预紧力时 d≮M12~M16
3、螺钉联接
用于有一联接件较厚，并 经常装拆的场合，拆卸时只需 拧下螺母即可。
用于有一联接件较厚， 且不需经常装拆的场合。
4、紧定螺钉联接
螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定 两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。
5 专用螺纹联接 爆炸螺栓(箭星分离：起爆解锁）
潘存云教授研制
地脚螺栓
§4 单个螺栓联接的受力分析和强度计算
螺栓联接
受拉螺栓 受剪螺栓
松联接：不拧紧，无预紧力F’，仅受工作载荷F
仅受预紧力F’ 紧联接：需拧紧
同时受预紧力F’和工作载荷F
一、受拉螺栓联接
对于受拉螺栓，其失效形式主要是螺纹部分的塑性变形和
螺杆的疲劳断裂。
15%
20% 65%
危险截面面积由计算直径dc确定： dc=d1-H/6，H≈0.866p； 其中：d1、p分别为螺纹小径和螺距。
60
30
°
°
三角形
梯形
30 ° 3°
锯齿形
矩形
联接：效率低、自锁性好。
传动：效率高、自锁性差。
单线，用于联接
双线或多线，常用于传动
粗牙：一般情况下使用。
细牙：d相同，p小， ψ小，牙浅，自锁性好，但不 耐磨，易滑扣。∴ 用于变载荷场合。
∴联接螺纹：一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。
三角螺纹
梯形螺纹
松动
3、防松方法 ——防止螺旋副相对转动。 按防松原理不同，分为三类：
a ）摩擦防松
螺
上螺母
栓
下螺母
对顶螺母
自锁螺母
弹簧垫圈 b ）机械防松（直接锁住）
开口方向：斜向右下方 弹性增压 尖端抵住
开口销与槽形螺母
串联金属丝
注意金属丝穿入方向
正确
不正确
c ）破坏螺纹副关系
不可拆联接
焊住
冲点 胶接
圆螺母用止动垫圈
三、性能等级（P101）
1、螺栓等：十个性能等级，如：3.6、4.6、4.8、……
性能等级 如：6.8
材料性能
σBmin/100=6
σBmin=600MPa
10(σsmin/σBmin)=8
σsmin=480MPa
或σsmin=(6×8)×10=480MPa
低碳钢或中碳钢
2、螺母：七个等级，与螺栓性能相配。（自学）
标准扳手长度L=15d，若拧紧力为F，则： T=FL=15dF=0.2F’d → F’=75F
若F=200N，则F’=15000N。 →小于M12，则易拉断。
二、防松
1、螺纹联接按自锁条件设计： ψ ≤ρv。∴ 静载下不会自行松脱。 2、松动原因
冲击、振动、变载荷下 温度变化较大时
螺旋副摩擦力Ff减小或瞬时消失
度
计
算
§1 概述
一、联接分类
联接的分类
静联接：在机器工作中，不允许零部件之间存在相对 运动的联接。
动联接：机器工作时，零部件之间可以有相对运动。 例如：机械原理中，各种运动副之间的联接。
静联接
可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆开的联接。 例如：螺纹联接、键联接。
不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开的联接。 例如：铆接、焊接等。
锯齿形螺纹
矩形螺纹
按螺旋的作用分：联接螺纹；传动螺纹
联接螺纹
传动螺纹
§2 螺纹联接的主要类型、材料
一、主要类型（注意各图的画法）
1、螺栓联接
受拉——普通螺栓 受剪——铰制孔螺栓
普通螺栓：无需在被联件上加工螺纹 铰制孔螺栓：除起联接作用外，
孔，装拆方便，用于两被
还起定位作用。
联件均不太厚的场合。
2、双头螺柱联接
起吊螺钉
T 型螺栓
二、 螺纹紧固件
螺栓
螺
纹
双头螺柱
紧
固
螺钉、紧定螺钉
件
螺
螺栓
纹
双头螺柱
紧
螺钉、紧定螺钉
固
件
螺母
其它螺母：
潘存云教授研制
其它螺母：
螺纹紧固件
螺
螺栓
纹
双头螺柱
紧
固
螺钉、紧定螺钉
件
螺母
垫圈
作用：增加支撑面积以减小压强， 避免拧紧螺母擦伤表面、防松。
A型平垫圈 平垫圈 弹簧垫圈
B型平垫圈 薄平垫圈 斜垫圈
1、松联接 如：起重滑轮螺栓
仅受轴向工作拉力F——失效：拉断
强度条件：
dFc2 /4 [] MPa ——校核式
式中：dc——危险截面计算直径
[σ]——许用应力， [σ]= σs／[Ss]，见表6.3（P110）。