螺纹连接1ppt课件
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.
F
4F
dc2
T1
T
16T1
dc3
强度条件：
41.3F
dc2
(6.4)
图6.4 只受预紧力的紧螺栓联接
.
（2）承受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 a．螺栓与被联接件的受力与变形
螺栓和被联接件都是弹性体，各零件受 力属于静不定问题，螺栓总拉力应根据静力 平衡条件和变形协调条件确定。
图6.5动画
c． 参数的选择
d． 强度条件
静强度：
41.3F0
dc2
（6.9）
.
疲劳强度： 力 力
螺栓拉力变化
时间
变形
图 6 .7工 作 载 荷 变 化 时 螺 栓 拉 力 的 变 化
拉力变幅： F aF 02 2F 01F 22 F 1c1c 1c2
疲劳强度： aA F C a2F 2 d c2F 1c1c 1c2a （6.10）
6.4.2 螺栓组联接的受力分析
受力分析的目的： 分析各螺栓受力，求出受载最大螺
栓所受载荷，进而进行强度计算。
假设： 1）被联接件为刚体； 2）各螺栓的拉伸刚度或剪切刚度（材料、直 径、长度）和预紧力都相同； 3）螺栓的应变在弹性范. 围内。
1.受轴向力FQ的螺栓组联接
图 6.10 受轴向力的螺栓组联接
联接螺纹 传动螺纹
三角螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
圆柱螺纹 圆锥螺纹
.
2. 螺纹参数
（1） 螺纹大径d （2）螺纹小径d1 （3）螺纹中径d2 （4）螺距p
－相邻两牙在中径线 上对应两点间的轴向 距离。 （5）线数n
（6）牙型角 ，牙侧角 .
p
（6）导程S＝np
（7）螺纹升角 (中径）
tan np d 2
1.拧紧的目的：
预紧力
2.拧紧力矩:
图6.1
TT1T2
T1 T3 T4
.
T1 螺纹力矩: T 1F td 2 2F 'd 2 2ta nV
T2 螺母支承面摩擦力矩： T2 F' r
将M10 ~M68的相关参数代入得：
T T 1 T 2 ktF 'd 0 .2 F 'd
标准扳手的长度 L=15d
T F 1 L F 5 d 0 .2 F 'd F' 7.5F
❖ 6.1.1螺纹联接的主要类型
螺栓联接 按紧固件不同分 双螺 紧头钉 定螺联 螺柱接 钉联联接接
根据装配时是否拧紧分
松联接
紧联接
.
按螺栓受力状况分
受拉螺栓联接
受剪螺栓联接
受拉螺栓联接
.
受剪螺栓联接
6.1.2 螺纹紧固件的性能等级和材料
6.2 螺纹联接的拧紧与防松
6.2.1螺纹联接的拧紧
静力平衡条件： F0 FF
图6.5
.
变形协调条件：
1 2
F0
F c1
c1 c2
F
F' F'' c2 F c1 c2
F'' F' c2 F c1 c2
(6.6～ 6.8）
.
螺栓与被联接件的受力与变形线图：
力
⊿δ1 ⊿δ2
变形
δ1
δ2
受工作载荷时 图 6.6 螺栓和被联接件的力与变形的关系
.
b． 设计计算
联接受旋转力矩
板的平衡条件：
μμ
sF'(r1r2rz)kfT
用受拉螺栓联接
图6.12 受旋转力矩的螺栓组联接
.
（2）受剪螺栓联接
图6.12c
静力平衡条件： F s1 r 1 F s2 r2 F sr z z T
形式，以求各螺栓受力均匀，且便于加工装 配。 应考虑以下几个方面： 1.接合面的几何形状设计成轴对称式。
.
2.螺栓的布置要合理。
1).分布在同一圆周上的螺栓应取偶数且均匀 布置；
2).螺栓应有合理的间距和边距；
3).受剪螺栓应布置在载荷方向上（或平行）， 数目不超过6个；
4).联接承受转矩、弯矩时，应尽量使螺栓靠 近接合面的边缘。 .
变载： 栓杆部分的疲劳断裂；
精度低或时常装拆时：滑扣。
计算直径：
dc
d1
H 6
1.受拉松螺栓联接
特点：
工作时不预紧； 只能承受轴向静载
强度条件：
4F
.d c 2
2. 受拉紧螺栓联接
特点：
预紧； 可承受静载或变载 （1）只受预紧力的紧螺栓联接
载荷传递：靠被联接件接合面上的摩擦 力来传递外载FR 螺栓受载：只受预紧力F’
.
当F为变载时，静强度和疲劳强度都需满足，静强 度按F0max 计算。
当螺栓直径未知时，往往先按静强度条件（6.9）确 定螺栓的尺寸，然后验算疲劳强度(6.10)。
.
6.3.2受剪螺栓联接
被联接件 剪断破坏
挤压破坏
受剪螺栓联接
螺栓被挤压
）挤压应力分布
图 6.8 受 剪 螺 栓 联 接
假设挤压应力分布
主要失效形式 : 主要失.效形式 栓 栓： 杆 杆或 被孔 剪壁 断被压溃
强度计算内容： 强度计算内挤 剪 容压 切强 强度 度计 计算 算
Fs
剪切强度条件：
m
d2
4Fs
d2m
（6.11）
4
挤压强度条件：p
Fs dh
p
（6.12）
.
6.4螺栓组联接的设计
6.4.1螺栓组联接的结构设计
结构设计目的： 确定合理的接合的几何形状及螺栓的布置
工作载荷: F FQ
z.
2. 受横向载荷的螺栓组联接 （1）受拉螺栓联接
板的平衡条件：
mzsF' kf FR
μ
μ
μ
μ
用受拉螺栓联接
图6.11 受横向力的螺栓组联接
.
（2）受剪螺栓联接
板平衡条件： zFs FR
Biblioteka Baidu
用受剪螺栓联接
图6..11 受横向力的螺栓组联接
3. 受旋转力矩T的螺栓组联接 （1）用受拉螺栓联接
第六章 螺纹联接
❖ 主要内容： 螺纹联接的主要类型、材料和精度 ；
螺纹联接的拧紧与防松 ；螺栓联接的受力 分析和强度计算 ；螺栓组联接的设计；提 高螺栓联接强度的措施。
#重点： 受力分析、强度计算 ※难点：受翻转力矩的螺栓组联接
.
❖6.0 补充内容（螺纹的基本知识）
1.螺纹的分类
内螺纹 右旋螺纹 单线螺纹 外螺纹 左旋螺纹 多线螺纹
3 螺纹副的受力、效率及自锁
F t Fta n(v)
F t Fta n－ (v)
tan tan( v)
拧紧螺母时 松开螺母时
拧紧螺母时
tan( v) tan
自锁条件：
松开螺母时
.v
v arctaunv uv u/cos
螺纹联接是利用螺纹零件构成的可拆联接 螺纹紧固件 被联接件
.
6.1 螺纹联接的主要类型、材料和精度
3.控制拧紧力矩的方法
要求拧紧的螺栓联接应严格控制其拧紧力矩，且不宜 用小于 M12 ~M16 的螺栓
6.2.2 螺纹联接的防松
防松目的： 防松原理：
摩擦力防松；利用机械元件防松；破坏螺纹副关系。
6.3 单个螺栓联接的受力分析和强度计算
6.3.1受拉螺栓联接
主要失效形式： .
静载： 螺纹部分的塑性变形和断裂；
F
4F
dc2
T1
T
16T1
dc3
强度条件：
41.3F
dc2
(6.4)
图6.4 只受预紧力的紧螺栓联接
.
（2）承受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接 a．螺栓与被联接件的受力与变形
螺栓和被联接件都是弹性体，各零件受 力属于静不定问题，螺栓总拉力应根据静力 平衡条件和变形协调条件确定。
图6.5动画
c． 参数的选择
d． 强度条件
静强度：
41.3F0
dc2
（6.9）
.
疲劳强度： 力 力
螺栓拉力变化
时间
变形
图 6 .7工 作 载 荷 变 化 时 螺 栓 拉 力 的 变 化
拉力变幅： F aF 02 2F 01F 22 F 1c1c 1c2
疲劳强度： aA F C a2F 2 d c2F 1c1c 1c2a （6.10）
6.4.2 螺栓组联接的受力分析
受力分析的目的： 分析各螺栓受力，求出受载最大螺
栓所受载荷，进而进行强度计算。
假设： 1）被联接件为刚体； 2）各螺栓的拉伸刚度或剪切刚度（材料、直 径、长度）和预紧力都相同； 3）螺栓的应变在弹性范. 围内。
1.受轴向力FQ的螺栓组联接
图 6.10 受轴向力的螺栓组联接
联接螺纹 传动螺纹
三角螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
圆柱螺纹 圆锥螺纹
.
2. 螺纹参数
（1） 螺纹大径d （2）螺纹小径d1 （3）螺纹中径d2 （4）螺距p
－相邻两牙在中径线 上对应两点间的轴向 距离。 （5）线数n
（6）牙型角 ，牙侧角 .
p
（6）导程S＝np
（7）螺纹升角 (中径）
tan np d 2
1.拧紧的目的：
预紧力
2.拧紧力矩:
图6.1
TT1T2
T1 T3 T4
.
T1 螺纹力矩: T 1F td 2 2F 'd 2 2ta nV
T2 螺母支承面摩擦力矩： T2 F' r
将M10 ~M68的相关参数代入得：
T T 1 T 2 ktF 'd 0 .2 F 'd
标准扳手的长度 L=15d
T F 1 L F 5 d 0 .2 F 'd F' 7.5F
❖ 6.1.1螺纹联接的主要类型
螺栓联接 按紧固件不同分 双螺 紧头钉 定螺联 螺柱接 钉联联接接
根据装配时是否拧紧分
松联接
紧联接
.
按螺栓受力状况分
受拉螺栓联接
受剪螺栓联接
受拉螺栓联接
.
受剪螺栓联接
6.1.2 螺纹紧固件的性能等级和材料
6.2 螺纹联接的拧紧与防松
6.2.1螺纹联接的拧紧
静力平衡条件： F0 FF
图6.5
.
变形协调条件：
1 2
F0
F c1
c1 c2
F
F' F'' c2 F c1 c2
F'' F' c2 F c1 c2
(6.6～ 6.8）
.
螺栓与被联接件的受力与变形线图：
力
⊿δ1 ⊿δ2
变形
δ1
δ2
受工作载荷时 图 6.6 螺栓和被联接件的力与变形的关系
.
b． 设计计算
联接受旋转力矩
板的平衡条件：
μμ
sF'(r1r2rz)kfT
用受拉螺栓联接
图6.12 受旋转力矩的螺栓组联接
.
（2）受剪螺栓联接
图6.12c
静力平衡条件： F s1 r 1 F s2 r2 F sr z z T
形式，以求各螺栓受力均匀，且便于加工装 配。 应考虑以下几个方面： 1.接合面的几何形状设计成轴对称式。
.
2.螺栓的布置要合理。
1).分布在同一圆周上的螺栓应取偶数且均匀 布置；
2).螺栓应有合理的间距和边距；
3).受剪螺栓应布置在载荷方向上（或平行）， 数目不超过6个；
4).联接承受转矩、弯矩时，应尽量使螺栓靠 近接合面的边缘。 .
变载： 栓杆部分的疲劳断裂；
精度低或时常装拆时：滑扣。
计算直径：
dc
d1
H 6
1.受拉松螺栓联接
特点：
工作时不预紧； 只能承受轴向静载
强度条件：
4F
.d c 2
2. 受拉紧螺栓联接
特点：
预紧； 可承受静载或变载 （1）只受预紧力的紧螺栓联接
载荷传递：靠被联接件接合面上的摩擦 力来传递外载FR 螺栓受载：只受预紧力F’
.
当F为变载时，静强度和疲劳强度都需满足，静强 度按F0max 计算。
当螺栓直径未知时，往往先按静强度条件（6.9）确 定螺栓的尺寸，然后验算疲劳强度(6.10)。
.
6.3.2受剪螺栓联接
被联接件 剪断破坏
挤压破坏
受剪螺栓联接
螺栓被挤压
）挤压应力分布
图 6.8 受 剪 螺 栓 联 接
假设挤压应力分布
主要失效形式 : 主要失.效形式 栓 栓： 杆 杆或 被孔 剪壁 断被压溃
强度计算内容： 强度计算内挤 剪 容压 切强 强度 度计 计算 算
Fs
剪切强度条件：
m
d2
4Fs
d2m
（6.11）
4
挤压强度条件：p
Fs dh
p
（6.12）
.
6.4螺栓组联接的设计
6.4.1螺栓组联接的结构设计
结构设计目的： 确定合理的接合的几何形状及螺栓的布置
工作载荷: F FQ
z.
2. 受横向载荷的螺栓组联接 （1）受拉螺栓联接
板的平衡条件：
mzsF' kf FR
μ
μ
μ
μ
用受拉螺栓联接
图6.11 受横向力的螺栓组联接
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（2）受剪螺栓联接
板平衡条件： zFs FR
Biblioteka Baidu
用受剪螺栓联接
图6..11 受横向力的螺栓组联接
3. 受旋转力矩T的螺栓组联接 （1）用受拉螺栓联接
第六章 螺纹联接
❖ 主要内容： 螺纹联接的主要类型、材料和精度 ；
螺纹联接的拧紧与防松 ；螺栓联接的受力 分析和强度计算 ；螺栓组联接的设计；提 高螺栓联接强度的措施。
#重点： 受力分析、强度计算 ※难点：受翻转力矩的螺栓组联接
.
❖6.0 补充内容（螺纹的基本知识）
1.螺纹的分类
内螺纹 右旋螺纹 单线螺纹 外螺纹 左旋螺纹 多线螺纹
3 螺纹副的受力、效率及自锁
F t Fta n(v)
F t Fta n－ (v)
tan tan( v)
拧紧螺母时 松开螺母时
拧紧螺母时
tan( v) tan
自锁条件：
松开螺母时
.v
v arctaunv uv u/cos
螺纹联接是利用螺纹零件构成的可拆联接 螺纹紧固件 被联接件
.
6.1 螺纹联接的主要类型、材料和精度
3.控制拧紧力矩的方法
要求拧紧的螺栓联接应严格控制其拧紧力矩，且不宜 用小于 M12 ~M16 的螺栓
6.2.2 螺纹联接的防松
防松目的： 防松原理：
摩擦力防松；利用机械元件防松；破坏螺纹副关系。
6.3 单个螺栓联接的受力分析和强度计算
6.3.1受拉螺栓联接
主要失效形式： .
静载： 螺纹部分的塑性变形和断裂；