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ch05螺纹连接螺旋运动

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ch05螺纹连接螺旋运动第二篇联接联接的基本类型联接机械动联接运动副机械静联接可拆卸联接不可拆卸联接螺纹联接键、花键、销联接无键联接铆接焊接胶接过盈联接第五章螺纹联接和螺旋传动第六章键、花键、无键和销联接第七章铆接、焊接、胶接和过盈联接主要内容:1)螺纹2)螺纹联接的类型和标准联接件3)螺纹联接的预紧和防松4)螺纹联接的强度计算5)螺纹组联接的设计6)螺纹联接件的材料及许用应力7)提高螺纹联接强度的措施8)螺旋传动(自学)基本要求:1)掌握各种螺纹的特点和选择2)掌握螺纹联接的预紧与防松3)掌握螺纹联接的受力分析和计算4)掌握影响螺栓连接...

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第二篇联接联接的基本类型联接机械动联接运动副机械静联接可拆卸联接不可拆卸联接螺纹联接键、花键、销联接无键联接铆接焊接胶接过盈联接第五章螺纹联接和螺旋传动第六章键、花键、无键和销联接第七章铆接、焊接、胶接和过盈联接主要内容:1)螺纹2)螺纹联接的类型和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 联接件3)螺纹联接的预紧和防松4)螺纹联接的强度计算5)螺纹组联接的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 6)螺纹联接件的材料及许用应力7)提高螺纹联接强度的措施8)螺旋传动(自学)基本要求:1)掌握各种螺纹的特点和选择2)掌握螺纹联接的预紧与防松3)掌握螺纹联接的受力分析和计算4)掌握影响螺栓连接强度的因素和提高连接强度的措施重点和难点:1)各种螺纹的特点和选择2)单个螺栓连接的受力分析和计算以及螺栓组连接的受力分析和设计3)影响螺栓连接强度的因素和提高连接强度的措施Pd2一、螺纹的形成用于联接用于传动单线螺纹Sd2多线螺纹第一节螺纹二.螺纹的分类:1)按牙形分:2)按螺旋的线数分:单线、多线(一般不超过4线),线数越多,导程越大。单线用于联接,多线用于传动。3)按旋向分:右旋、左旋。一般用右旋。三角形:锯齿形:矩形:剃形:30°3°30°60°三角形梯形锯齿形矩形二.螺纹的分类:4)内、外螺纹之分:二者旋合组成螺旋副(螺纹副)5)按母体的形状分:圆柱螺纹、圆锥螺纹6)按采取标准制度的不同:公制、英制机械制造常用螺纹:常用螺纹(按牙形分)三角螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹圆螺纹普通螺纹管螺纹粗牙螺纹细牙螺纹普通细牙非螺纹密封螺纹密封圆锥管螺纹用于传动用于联接注:除了矩形螺纹、半圆形螺纹外,其它螺纹都已标准化了,设计时应按国家标准设计。三、螺纹的主要几何参数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)/2②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≤4⑤升角ψ:⑥牙形角α:螺纹牙两侧面夹角。③螺距p:④导程s:s=np⑦接触高度h:内外螺纹旋合后接触面的径向高度h四、常用螺纹的应用普通螺纹:同一公称直径可以有多种螺距。其中螺距最大的称为粗牙螺纹,其余的均称为细牙螺纹。细牙螺纹因螺距小,升角小,因此自锁性好、强度高,但不耐磨、易滑扣。细牙螺纹用于薄壁零件以及受振动载荷的联接、微调机构中。螺纹的精度:A级:主要用于配合精确,防止振动的场合;B级:多用于受载较大、经常拆装、调整或承受变载荷的连接;C级:主要用于一般的连接。四、常用螺纹的应用管螺纹:公称直径为管子的公称通经。非螺纹密封管螺纹:用于管接头、阀门的连接;螺纹密封管螺纹:用于管子、管接头、阀门的连接。传动螺纹:梯形螺纹是最常用的螺纹。第二节螺纹联接的类型及标准连接件一.螺纹联接的基本类型:1.螺栓联接:1)被联接件的孔不用加工螺纹,装拆方便,用于经常拆装的场合。2)只适用于被联接件都较薄的情况。(1)普通螺栓联接(2)铰制孔螺栓联接2.双头螺柱联接:被联接件之一需加工螺纹孔。用于被联接件之一比较厚,需经常拆装的情况。3.螺钉联接:被联接件之一需加工螺纹孔,省去了螺母,结构简单。用于被联接件之一比较厚,不宜经常拆装的场合。4.紧定螺钉联接:用于固定两零件的相对位置,并传递不大的力或力矩。地脚螺栓吊环螺栓T形槽螺栓其它常用的螺纹联接二.标准螺纹联接件1.螺栓螺栓的形状较多,用途也很广泛。如右图所示为各种不同形式的螺栓。螺栓联接也可以用于螺钉联接中。2.双头螺柱螺栓GB/T5782M12×80螺柱GB/T898M10×503.螺钉螺钉的头部和端部有多种形式,以适应不同场合的需要。螺钉有:连接螺钉和紧定螺钉螺钉GB/T70M8×204.螺母螺母GB/T6170M105.垫圈垫圈GB/T9316止动垫圈第三节螺纹联接的预紧在装配时,螺纹联接都必须预紧。对于重要的螺纹联接,还应控制其预紧力的大小。预紧力:预紧的目的:1)增加联接的可靠性;2)增加联接的刚性;3)防松;4)受横向载荷作用时,增大摩擦力,防止相对滑动;5)增大疲劳强度。使联接在承受工作载荷之前预先受到力的作用,这个力称为预紧力。预紧力不能太大,太大易过载拉断,因此,预紧力要保证且又不使其过载。第三节螺纹联接的预紧预紧力大小确定原则:预紧力的控制 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 :1)测力矩扳手;2)定力矩扳手;3)螺栓变形伸长量;4)凭手感经验。碳素钢螺栓:合金钢螺栓:拧紧力矩与预紧力的关系:受载之前拧紧螺母预紧力F预紧↑联接刚度↑防松能力↑紧密性拧紧力矩T=?螺母支承面间的摩擦阻力矩以螺母分析:T=T1+T2螺纹副间的摩擦力矩00螺旋副间的摩擦力矩T1:设F0为螺栓所受的预紧力,则:螺母与支撑面间的摩擦力矩:式中:fc为螺母与被联接件支撑面间的摩擦系数。无润滑时fc=0.15拧紧力矩:拧紧力矩:T0.2F0dN·mm对M12以下的螺栓,应注意控制预紧力,以防过载拉断。00对于M10~M68的普通纹,,fc=0.15,,f为螺旋副的间的摩擦系数,无润滑时f=0.1~0.2,则:1)在冲击、振动、变载荷作用下,螺旋副间的摩擦阻力极不稳定,在某一瞬间会急剧减少以致消失,失去自锁能力,联接就可能松脱;2)螺栓在高温、温度变化较大的情况下工作,材料发生蠕变和应力松弛,也会使预紧力和摩擦力逐渐减少,最终导致联接失效。防松的根本原理:防止螺旋副的相对转动。防松的原因:第四节螺纹联接的防松防松的方法:摩擦防松:摩擦防松简单方便,不如以下两种方法可靠。机械防松:机械防松可靠,可和摩擦防松联合使用。用于不再拆卸联接。这种方法是将螺旋副变成非运动副,从而排除了相对运动的可能性。铆冲防松:摩擦防松:弹簧垫圈防松开口方向:斜向右下方摩擦防松:自锁螺母防松对顶螺母防松机械防松开口销防松止动垫片防松串联钢丝防松正确不正确注意金属丝穿入方向铆冲防松:在轴向载荷作用下,螺栓杆或螺纹部分发生塑性变形或拉断;螺栓联接的失效形式:在横向载荷作用下,铰制孔螺栓联接的失效形式是:螺拴杆和孔壁的贴合上可能的压溃或螺栓杆被剪断;螺纹牙的滑扣。第五节螺纹联接的强度计算-------单个螺栓联接的受力分析和强度计算对单个螺栓来说受力的形式不外乎是轴向力或横向力。设计准则:保证螺栓的静力或疲劳强度。设计准则:保证螺栓的挤压强度和螺栓的剪切强度。设计准则:提高材料性能。螺栓联接受拉螺栓受剪螺栓松联接:不拧紧,无预紧力F0,仅受工作载荷F紧联接:需拧紧仅受预紧力F0同时受预紧力F0和工作载荷F一、松螺栓联接强度计算如:起重滑轮螺栓仅受轴向工作拉力F——失效:拉断强度条件:MPa——校核式式中:d1——危险截面计算直径[σ]——许用应力,[σ]=σs/S,见P86、P87表5-8、5-10。mm——设计式查手册,选螺栓松螺栓连接:不必把螺母拧紧,在承受工作载荷前,螺栓不受力(自重不计)。二、紧螺栓联接强度计算1)只受预紧力F0的紧联接拧紧过程中,在T1作用下螺栓受扭→产生τ对钢制M10~M68螺栓:τ≈0.5σ螺栓危险截面的拉伸应力:紧螺栓连接:在装配时,螺母需拧紧,即在承受工作载荷之前,螺栓就受到了一定的预紧力。F0F0——校核式意义:紧联接时,将拉应力增大30%以考虑拧紧力矩的影响。mm——设计式根据第四强度理论可用减载零件来承受横向力,此时螺栓只起联接作用,不承载,强度计算按减载零件计算。F0F0FF2)受预紧力F0和轴向工作载荷F的紧螺栓联接螺栓所受的总拉力F2不等于预紧力F0与工作拉力F之和重要或紧密性要求的连接:F1=(1.5-1.8)F一般连接、工作稳定的连接:F1=(0.2-0.6)F工作载荷不稳定的连接:F1=(0.6-1.0)F地脚螺栓:F1≥F残余预紧力与工作载荷的取值:螺栓的总拉力:Cb称为螺栓的刚度Cm称为被连接件的刚度令令螺栓的相对刚度或相对刚度系数同理,考虑扭转作用,强度条件为:——校核式mm——设计式当工作载荷在0-F变化时,螺栓总拉力F2在F0-F2之间变化,若不考虑扭转影响:应力幅:3)承受工作剪力的紧螺栓联接失效形式:剪断、接触表面压溃。螺栓剪切强度条件:d0——杆抗剪面直径[τ]——许用剪应力挤压强度条件:Lmin——对象受压最小高度;[σp]——许用挤压应力。第六节螺栓组联接的设计一、螺栓组联接的结构设计被联接件结合面形状应简单对称:便于加工,便于螺栓对称布置,使螺栓组的对称中心与结合面形心重合螺栓的布置应使螺栓受力合理:受横向力的螺栓组受力方向不超过8个;受力矩作用时应适当远离对称轴;布置螺栓应留有合理的间距、边距,方便装配扳手空间尺寸,查标准压力容器螺栓间距,P73表5-4分布在同一圆周上的螺栓数目应取偶数避免螺栓偏心承载,而产生附加弯曲载荷同一螺栓组紧固件形状、尺寸、材料应尽量一致螺栓组联接设计计算的一般步骤:螺栓组受力分析找出受力最大的螺栓,及其力的大小;单个螺栓受力和失效分析单个螺栓强度计算;确定螺栓的尺寸(直径、长度)。二、螺栓组联接的受力分析:两种情况的工作原理不同!普通螺栓联接铰制孔用螺栓联接1.承受横向载荷作用的螺栓组联接为了简化计算,假设:1)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同;2)螺栓组的几何中心与联接结合面的形心重合;3)受载后联接结合面仍保持为平面。单个螺栓受力螺栓组受力普通螺栓组联接单个螺栓受力螺栓组受力剪切强度计算:挤压强度:铰制孔用螺栓联接2.受转矩的螺栓组联接1)普通螺栓联接2)铰制孔用螺栓联接变形量越大,则工作剪力越大剪切强度计算:挤压强度:F03.受轴向载荷的螺栓组联接单个螺栓的受力:预紧力F0工作力F:对于有紧密性要求的联接,4.受倾覆力矩的螺栓组联接假定:1)底板为刚体;2)倾覆力矩作用在螺栓组联接的形心;3)受载后绕O-O转动仍保持平面。在M的作用下:左侧:螺栓拉力增大;右侧:螺栓拉力减小而地面压力增大失效分析:1.螺栓拉断;2.底板左侧出现间隙;3.底板右侧压溃。螺栓所受的工作拉力与距离成正比受翻转力矩前,接合面挤压应力分布图F0在翻转力矩作用下,接合面挤压应力分布图验算接合面的强度计算左侧不出现间隙:右侧不压溃: 小结 学校三防设施建设情况幼儿园教研工作小结高血压知识讲座小结防范电信网络诈骗宣传幼儿园师德小结 :1.在实际工作中,螺栓所受的工作载荷往往是以上四中简单形式的不同组合,但不论受力多复杂,都可以将复杂状态简化成以上四中简单的受力状况,先分别求螺栓的工作载荷,然后向量迭加,就可求出螺栓所受的总工作载荷;横向荷载+轴向载荷+翻转力矩横向载荷+旋转力矩FT=Fe2.虽然前面讲了螺栓的四种不同外载(横向、转矩、轴向、倾覆力矩),但对单个螺栓而言,受力只有两种:拉力、剪力;3.为了保证落栓联接的可靠性,还要考虑综合条件:不出现间隙、不压溃等。第七节螺纹联接件的材料和许用应力一、常用材料:碳素钢:Q215、Q235、10、35、45等合金钢:15Cr、40Cr、30CrMnSi等特殊用途(防蚀、防磁、导电、耐高温):特种钢(如不锈钢)、铜合金、铝合金等P86表5-8螺栓、螺钉、螺柱的性能等级:3.6-12.9P86表5-9螺母性能等级:4-12选用时,螺母的性能等级应不低于与其相配螺栓的性能等级铰制孔用螺栓受横向载荷控制预紧力时S=1.2~1.5;不能严格控制预紧力时S查表5-10受轴向载荷、横向载荷的普通螺栓联接许用应力联接的受载情况二、许用应力:安全系数见P87表5-10第八节提高螺栓联接强度的措施一、降低影响螺栓疲劳强度的应力幅应力变化幅度过大是疲劳断裂的根本原因。残余预紧力减小,降低了连接的紧密性。残余预紧力减小,降低了连接的紧密性。措施二、改善螺纹牙的受力不均变形不谐调是螺纹牙受力不均的根本原因。三、减少应力集中对螺纹来讲,形状突变是产生应力集中的主要原因。四、减小附加应力偏心拉伸对螺栓十分不利。五、采用合理的制造工艺方法1)冷墩头部、滚压螺纹2)氮化、氰化、喷丸等处理。例1:如图为一凸缘联轴器,它是利用凸台对中的,用4个螺栓连接,已知螺栓中心圆直径D0=180mm,联轴器传递的转矩T=4.8×105Nmm,试确定螺栓的直径。1)作用在螺栓中心圆D0上的圆周力:2)计算螺栓的预紧力:3)确定螺栓直径:根据公式:若取查标准,公称直径为16mm小径为13.835mm采用M16的螺栓例2:一压力容器如图所示,顶盖用8个螺栓压紧,已知容器的内径D=300mm,容器内最大压力P=1Mpa,垫片宽度b=20mm,试计算螺栓直径。1)作用在每个螺栓上的外载荷2)残余预紧力压力容器有紧密性要求,残余预紧力为:3)螺栓总拉力4)确定螺栓直径选M16,其小径为14.376mmm>14.12mm,可行。螺栓材料:35#钢,等级5.6级例3:一厚度为的钢板用4个螺栓固联在厚度的铸铁支架上,螺栓的布置有A、B两种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,已知载荷螺栓材料为Q235(性能等级为4.6级),,铸铁架,钢板,螺栓M16-M45的拉应力安全系数S=4-2,板和架的摩擦系数f=0.15。(1)试比较哪种螺栓布置方案合理?(2)按合理的布置方案,分别确定采用普通螺栓和铰制孔用螺栓的螺栓直径。1.螺栓组的受力分析1)将载荷向螺栓组形心简化:2)确定各个螺栓所受的横向载荷:在横向力F∑作用下在旋转力矩T作用下A方案B方案方案比较A方案较合理2.按A方案布置,确定螺栓直径1)采用铰制孔用螺栓联接查标准,取M12,d0=13mm校核配合面的挤压强度螺栓公称长度60mm,L0=22mm,Lmin=8mm螺栓光杆与钢板孔之间螺栓光杆与铸铁支架之间2)采用普通螺栓联接螺栓材料为Q235,性能等级为4.6级此值与假设相差太大,再假设螺栓直径为M24,同理用插值法求得S=3.141.螺栓组结构设计采取图示结构,螺栓数为4,对称布置。2.螺栓受力分析将总载荷向对称中心简化,螺栓组连接承受以下力和力矩:故上面两螺栓所受轴向工作载荷为:3.确定螺栓直径螺栓材料为Q235,性能等级为4.6级4.校核螺栓组连接结合面的工作能力1)在倾覆力矩作用下,底板与立柱结合面的下端将进一步压缩,有:结合面下端不会压碎。2)在倾覆力矩作用下,结合面上端放松,有:结合面上端不会出现间隙。5.校核螺栓所需的预紧力满足要求。
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