2-3 螺纹及连接
一、组织
教学（3分）
二、回
顾
复
习（1分）
三、导入
新课（1分）
四、内
容
讲授（15分）<检查出勤，填写课堂记录单>
师生致礼、点名、检查学生学习准备情况、使学生集
中注意力上课。
<复习提问>
复习提问：
1.销连接种类有那些？
2.销连接种类有那些？
3.销连接的装配要点有那些？
（针对学生回答进行小结）
<导入>
问：同学们用的桌椅是用什么连接的？
再问：如果桌子上少了一套“螺丝”让你给配上，你怎么
跟售货员说？
又问：“几个”的是什么意思？
因为螺栓、螺母、垫圈等用处很广，用量很大。所以国家
都标准化了。才有我们说的“几个、几个的”。到底这“几个”
说的是螺栓、螺母、垫圈的什么？这次课就来学习螺纹连接的
画法，请同学们从听课的过程中找出来。
螺纹和螺纹连接
一、螺纹的形成
1、形成：螺纹在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形
成的具有规定牙型的连续凸起，又称为牙。
使同学们
形成良好的上
课习惯，宣布
上课
对上一
节课内容进
行简单的回
顾，增强记
忆，温故才能
更好的知新。
引导教学
讲解法
结合实际。
(1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。对外螺纹是牙顶圆柱直径(d)，对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。标准规定大径为螺纹的公称直径。
(2)小径(d1、D1)——螺纹的最小直径。对外螺纹是牙底圆柱直径(d1)，对内螺纹是牙顶圆柱直径(D1)。
(3)中径(d2、D2)——处于大径和小径之间的一个假想
圆柱直径，该圆柱的母线位于牙型上凸起(牙)和
沟槽(牙间)宽度相等处。此假想圆柱称为中径圆
柱。
(4)螺距(P)——在中径线上，相邻两牙在中径线上对
应两点间的轴向距离。
（5）导程（ph）——同一螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。对单线螺纹，S=P；
对于线数为n的多线螺纹，ph＝np。
(6)牙形角（α）——在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。老师指正
只有在练习中才能总结掌握技巧。
让学生总结
紧密性要求，防漏气，接触面积要大性，靠摩擦力工作时，增大刚性等。——必拧紧
增大刚性——增加联接刚度、紧密性和提高防松能力
——预力轴向作用力（拉力）
预紧力Q
P
——螺杆静载荷增但：预紧过紧——拧紧力过大Q
P
大、降低本身强度
过小——工作不可靠
过松——拧紧力Q
P
二、防松：
1、防松目的（口述）
实际工作中，外载荷有振动、有变化、材料高温需变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。
2、防松原理——概括成一句话，即消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。
3、防松办法及措施
1）摩擦防松——双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等
尼母垫圈——除防松外还可起密封作用
螺母一端做成非圆形收口或开峰后径面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。
2）机械防松：开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等。
3）永久防松：端铆、冲点（破坏螺纹）、点焊
4）化学防松——粘合
思考题：双头螺栓联接，旋入端如何防松？出过题
①利用螺尾旋紧产生横向扩张；②利用过盈配合达到横向扩张；
③利用杆端预紧，产生轴向预紧作用。
螺纹连接强度的计算
螺纹的连接强度设计规范 已知条件： d1= 旋合长度： L=23 旋合圈数： Z= 原始三角形高度：H=2P= 实际牙高：H1== 牙根宽：b== 间隙：B== 螺纹材料: 45 屈服强度360MPa 抗拉强度 600Mpa n=5(交变载荷) 系统压力P= 活塞杆d=28 缸套D=65 推力F=PA=47270N 请校核螺纹的连接强度： 1：螺纹的抗剪强度校验：[]τ 故抗剪强度足够。 2：抗弯强度校核：(σw) (σw)：许用弯曲应力为: *360(屈服极限)=144MPa 故其抗弯强度不足： 3: 螺纹面抗挤压校验(σp) []MPa p 1803605.05.0=??屈服强度为为σ MPa H d Kz F p 73.113)33.1581.0026.1914.356.0/(47270Z 12=????=????= πσ 故其抗挤压强度足够。 []()[]Mpa 960.18.0=-=στMPa Z b d Kz F s 4.84)33.1513.1376.1814.356.0/(472701=????=????=πτMPa Z b b d Kz FH 224)33.1513.113.1376.1814.356.0/(472703113w =??????=?????=πσ
4: 螺纹抗拉强度效验 (σ) [][]20Mpa 1=σb/5=σσ钢来说为许用抗拉强度，对于 dc 螺 纹 计 算 直 径: dc=( d+d1-H/6)/2=(20+ MPa dc F 325.165)08.1908.1914.3/(472704π42 =???== σ故其抗拉强度不足。 例1-1 钢制液压油缸如图10-21所示，油缸壁厚为10mm ，油压p =，D=160mm ，试计算上盖 的螺栓联接和螺栓分布圆直径。 解 (1) 决定螺栓工作载荷
螺纹紧固件及其连接 1
第29讲螺纹紧固件及其连接 教学目标：1、使学生熟悉常用螺纹紧固件的标记； 2、使学生掌握螺纹紧固件的画法； 3、使学生掌握螺纹紧固件连接的画法 教学重点：螺纹紧固件及其连接的画法 教学难点：螺纹紧固件连接的画法 教学用具：多媒体 教学过程： 一、回顾： 我们在前面讨论了螺纹的基本要素、连接、标注以及画法，今天讨论几种最常用的螺纹连接的标准件。 在可拆连接中，螺纹紧固件连接是工程上应用得最广泛的连接方式。因此，要掌握常用螺纹紧固件的标记、画法及其连接画法。 二、常用螺纹紧固件及其标记（GB/T 1237—2000）
螺纹紧固件的类型和结构形式很多，可根据需要从有关标准中查出其尺寸，一般无需画
出它们的零件图。表7-5列出了常用的几种紧固件的名称、标准号、型式及标记示例。 参看教材表7-5 三、常用螺纹紧固件的画法 中被广泛应用，在装配图中画它的机会很多，因此必须熟练掌握其画法。绘制螺纹紧固件的方法按尺寸来源不同，分为比例画法和查表画法两种。 1、比例画法 根据螺纹公称直径（d、D），按与其近似比例关系计算出各部份尺寸后作图。 此法作图方便，画连接图常用。图7-19为常用螺栓，和螺母的垫圈的比例画法，图中注明了近似比例关系。螺栓头部和螺母因30倒角而产生截交线，此截交线为双曲线，作图时，常用圆弧近似代替双曲线的投影。 图7-19 螺栓螺母和垫圈的比例画法 图7-20为三种螺钉头部的比例画法。 图7-20 螺钉头部的比例画法 2、查表画法 根据紧固件标记，在相应的标准中（见附表2-21~附表2—10）查得各有关尺寸后作图。 例如需绘制下例螺栓，螺母，垫圈的视图，则可从附录有关表格中表查得各主要部分尺寸。 （1）螺栓GB/5782—2000 M10×40 直径d=10 六角头对边距s=16 螺纹长度b=26 螺栓头厚度k=6.68 公称长度l=40 六角头对角距E=17.7 (2.) 螺母GB/T6170一2000 M10 厚度Mmax=8.4 其他尺寸与螺栓头部对应部份相同
螺纹连接习题解答(讲解)
螺纹连接习题解答 11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数 f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6 级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接 允许的最大牵引力。 解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R。 解题要点： （1）求预紧力F′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力：[σ]=σS/S =240/1.35 MPa=178 MPa ，查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得： /（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N F′=[σ]πd2 1 =7535 N （2）求牵引力F R： =7535×0.15×2×由式（11—25）得F R=F′fzm/K f
1/1.2N=1883.8 N （取K =1.2） f 11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。（2）若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K f=1.2）。 解题要点： （1）计算螺栓组连接允许传递的最大 转矩T max： 该铰制孔用精制螺栓连接所能传递 转矩大小受螺栓剪切强度和配合面 挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪 切强度来计算T max，然后较核配合面挤 压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出T max，取其值小者。本解按第一种方法计算 1）确定铰制孔用螺栓许用应力 由螺栓材料Q235、性能等级 5.6级知： σs300MPa 被连接件材料HT200 = σb500MPa、= = σb200MPa 。 （a）确定许用剪应力
螺纹紧固件及螺纹连接的画法
螺纹连接是是工程上应用得最广泛的连接方式，熟练掌握螺纹连接及其紧固件的画法，是每个机械工程技术人员必有的技能，下面介绍常用螺纹紧固件的标记、画法及其连接画法。 一、常用螺纹紧固件及其标记（GB/T 1237—2000） 螺纹紧固件的类型和结构形式很多，可根据需要从有关标准中查出其尺寸，一般无需画出它们的零件图。表9-5列出了常用的几种紧固件的名称、标准号、型式及标记示例。 二、常用螺纹紧固件的画法 中被广泛应用，在装配图中画它的机会很多，因此必须熟练掌握其画法。绘制螺纹紧固件的方法按尺寸来源不同，分为比例画法和查表画法两种。 1、比例画法 根据螺纹公称直径（d、D），按与其近似比例关系计算出各部份尺寸后作图。 此法作图方便，画连接图常用。图9—19为常用螺栓，和螺母的垫圈的比例画法，图中注明了近似比例关系。螺栓头部和螺母因30倒角而产生截交线，此截交线为双曲线，作图时，常用圆弧近似代替双曲线的投影。 图9-20为三种螺钉头部的比例画法。 2、查表画法 根据紧固件标记，在相应的标准中（见附表2-21~附表2—10）查得各有关尺寸后作图。 例如需绘制下例螺栓，螺母，垫圈的视图，则可从附录有关表格中表查得各主要部分尺寸。（1）螺栓GB/5782—2000 M10×40 直径d=10 六角头对边距s=16 螺纹长度b=26 螺栓头厚度k=6.68 公称长度l=40 六角头对角距E=17.7 (2.) 螺母 GB/T6170一2000 M10
厚度Mmax=8.4 其他尺寸与螺栓头部对应部份相同 (3) 垫圈GB/T97.1-1985 10 外径D=20 内径D=10.5 厚度H=2 根据上述尺寸,即可绘制它们的视图(图9一21)。图中的视图配置，为表达所常用。 三．螺纹紧固件的连接画法 螺纹紧固件的连接形式通常有螺栓连接，螺柱连接和螺钉连接三类。 （一）栓连接 螺栓连接一般适用干两个不太厚并允许钻成通孔的零件连接，如图9一22a。连接前，先在两被连接件上钻出通孔，如图9-22b,通孔直径一般取1.1d(d为螺栓公称直径)；将螺栓从一端插入孔中，如图9-22c;另一端再加上垫圈，拧紧螺母，即完成了螺栓连接，如图9一22d。
螺纹连接计算
《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 b A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。b A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹，必须满足条件。C A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。A A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。A A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。B A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。A A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。B A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。D A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。A A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时，宜采用__________。B A双头螺柱联接B螺栓联接C螺钉联接D紧定螺钉联接 12、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。C A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接 13、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用__________。B A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接 14、普通螺纹的牙型角α为60o，当摩擦系数μ＝0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv＝__________。B A0.105 B 0.115 C 0.1115 D 0.104 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。C
自学考试《机械设计》第二章连接 复习习题
第二篇连接 一、单项选择题 1．在常用螺纹类型中，主要用于传动的是（） A．矩形螺纹.梯形螺纹.普通螺纹 B．矩形螺纹.锯齿形螺纹.管螺纹 C．梯形螺纹.普通螺纹.管螺纹 D．梯形螺纹.矩形螺纹.锯齿螺纹 2.平键联接的工作面是键的（） A.两个侧面 B.上下两面 C.两个端面 D.侧面和上下面 7.润滑油的主要性能指标是（） A.粘性 B.油性 C.压缩性 D.刚度 11.当螺纹公称直径.牙型角线数相同时，细牙螺纹的效率与粗牙螺纹的效率应是（） A.大于 B.等于 C.小于 D.大于或等于 12.一般普通平键联接的主要失效形式是（） A.剪断 B.磨损 C.胶合 D.压溃 21.重要的受拉螺栓联接中，不宜用小于M12～M16的螺栓，其原因是尺寸小的螺栓（） A.不用好材料，强度低 B.需要的螺栓个数多 C.拧紧时容易过载 D.不能保证联接的刚度 22，当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，不需要经常拆即时，往往采用的联接方式是（）A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺栓联接 D.紧定螺钉联接 23.一般导向键联接的主要失效形式是（） A.剪断 B.磨损 C.胶合 D.压溃 29.下述四种螺纹中，传动效率最高的是（） A. M20*1 B. M20*2 C. T20*2 D. T20*l 31.螺纹联接中最常用的螺纹牙型是（） A.三角螺纹 B.矩形螺纹 C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 32.在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于（） A.摩擦防松 B.机械防松 C.破坏螺旋副的关系防松 D.增大预紧力防松 33.通常用来制造键的材料是（） A.低碳钢 B.中碳钢 C.高碳钢 D.合金钢 38.螺栓联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为了（） A.不损伤螺栓头和螺母 B.增大接触面积，不易松脱 C.防止产生附加偏心载荷 D.便于装配 39.花键联接的优点不包括（） A.轴上零件对中性好 B.对轴的削弱较轻 C.制造较简单 D.导向性较好 42..螺旋副自锁条件是（） A. B. C. D.
螺纹连接计算(附Excel计算)
螺纹连接计算 目录 起重机设计规范（箱形梁计算） (2) 附1：螺栓的承载力 (2) ㈠连接螺栓的抗剪承载力 (2) ㈡螺栓连接的抗拉承载力 (4) ㈢剪力和拉力共同作用下螺栓的承载力 (4) 附2：螺栓群计算 (5) ㈠螺栓群轴心受剪 (5) ㈡螺栓群偏心受剪 (5) ㈢螺栓群在弯矩作用下受拉 (5) ㈣螺栓群偏心受拉 (5) ㈤螺栓群受拉力、弯矩和剪力共同作用 (5) ㈥螺栓连接计算公式 (5) 附3：螺旋螺纹连接（支撑） (6) ㈠三角螺纹 (6) ㈡梯形螺纹 (14) ㈢螺旋调节压杆稳定性 (15) 附4 螺纹连接计算表格.xls (16) 附5 PSB、螺栓(杆)、销联接.xlsx (16)
起重机设计规范（箱形梁计算） 强度计算 对于7.0/s ≥b σσ的高强度钢材，基本许用应力[]σ计算：[]n b s 35.05.0σσσ+= （28） 剪应力许用应力[]τ计算：[][]3 στ= （29） 端面承压许用应力[]d c σ计算： [][]σσ4.1c =d （30） 局部压应力 []σσ≤=tc P m （31） 复合应力 []στσσσσ≤+-+2223m m （32） 两个方向的正应力 []στσσσσ≤+-+222x 3xy y x y （33） 验算焊缝复合应力 []h 222x 2στσσσσ≤+-+xy y x y （37） 稳定性计算 受弯构件的整体稳定性 H 型钢或焊接工字钢 ⑴、载荷作用在受压翼缘上时，729.10345 2351323513s ==≤σb l ； ⑵、载荷作用在受拉翼缘上时，506.16345 2350223502s ==≤σb l ； ⑶、跨中受压翼缘右侧向支承时，205.13345 2351623516s ==≤σb l 。 附1：螺栓的承载力 ㈠连接螺栓的抗剪承载力 ⒈普通螺栓的抗剪承载力 ⑴按抗剪
螺纹连接件
课题螺纹连接件 教学 目标了解螺纹、螺纹连接的基本类型及标准连接件、螺纹连接的预紧和防松。 教学 重点螺纹、螺纹连接的基本类型及标准连接件、螺纹连接的预紧和防松。 教学 难点 螺纹的代号与标记 教具 准备 各种螺纹实物 课时 安排 4学时 教学过程及方法设计 第二次 备课 一、螺纹 1、螺纹的形成 （1）螺旋线螺旋线是沿着圆柱或圆锥表面运动的点的轨迹，该点 的轴向位移和相应的角位移成定比。 （2）螺纹螺纹是在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规 定牙型的连续凸起部份。 2、螺纹的主要参数 (1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。对外螺纹是牙顶圆柱直径(d)， 对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。标准规定大径为螺纹的公称直径。 (2)小径(d 1 、D 1 )——螺纹的最小直径。对外螺纹是牙底圆柱直径(d 1 )， 对内螺纹是牙顶圆柱直径(D 1 )。 (3)中径(d 2 、D 2 )——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径，该圆 柱的母线位于牙型上凸起(牙)和沟槽(牙间)宽度相等处。此假想圆柱称为 中径圆柱。 (4)螺距(P)——在中径线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向
4、螺纹的类型、特点 （1）按线数分： 单线螺纹、双线螺纹和三线螺 纹。 单线螺纹主要用于联接，多线 螺纹主要用于传动。 （2）按螺旋线绕行方向又有右旋螺纹和左旋螺纹之分。通常采用右旋螺纹，左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。 （3）按位置分：螺纹有外螺纹和内螺纹之分。 普通螺纹又有粗牙和细牙两种。公称直径相同时，细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性好，螺杆强度较高，适用于受冲击、振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接。细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差，不宜经常拆卸，故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。 二、螺纹的应用 螺纹在机械中的应用主要是有连接和传动。因此，按其用途分可分成连接螺纹和传动螺纹两大类。 1.连接螺纹 内、外螺纹相互旋合形成的连接称为螺纹副。 连接螺纹的牙型多为三角形，而且多用单线螺纹。因为三角形螺纹的摩擦力大，强度高，自锁性能好。 应用最广泛的是普通螺纹，其牙型角为60○，同一直径按螺距大小可分为粗牙和细牙两类。 2、螺纹连接的基本类型及标准连接件 （1）螺纹连接的基本类型：螺栓连接、双头螺栓连接、螺钉和紧定螺钉连接。 （2）标准螺纹连接件：螺栓、双头螺柱、六角螺母、垫圈、螺钉、紧定螺钉。 三、螺纹连接的预紧与防松 常用防松的方法：摩擦防松、机械防松、不可拆防松。 板书设计：
机械设计螺纹计算题答案
1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示。盖板中心O 点的吊环受拉力F Q =20000N ，设剩余预紧力F ″=0.6F, F 为螺栓所受的轴向工作载荷。试求： （1）螺栓所受的总拉力F 。，并计算确定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为级）。（2）如因制造误差，吊环由O 点移到O ′点，且 OO ′=52mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F 。，并校核 （1）中确定的螺栓的强度。 解题要点： （1）吊环中心在O 点时： 此螺栓的受力属于既受预紧力F ′作用又受轴向 工作载荷F 作用的情况。根据题给条件，可求出 螺栓的总拉力： F 0=F ″+F=0.6F+F=1.6F 而轴向工作载荷F 是由轴向载荷F Q 引起的，故有： 题15—7图 N N F F Q 50004 200004=== ∴N N F F 800050006.16.10=?== 螺栓材料45号钢、性能等级为级时，MPa s 480=σ ，查表11—5a 取S=3，则 σσ=][s /S=480/3MPa=160MPa ,故 []mm mm F d 097.9160 80003.143.140 1=???=?≥πσπ 查GB196-81，取M12（d 1=10.106mm ＞9.097mm ）。 （2）吊环中心移至O′点时： 首先将载荷F Q 向O 点简化，得一轴向载荷F Q 和一翻转力矩M 。M 使盖板有绕螺栓1和3中心连线翻转的趋势。 mm N mm N O O M F Q ?=??='?=4.1414212520000 显然螺栓4受力最大，其轴向工作载荷为 N N r M F F F F Q M Q 550010010024.14142142000024422=??? ? ??++=+=+= ∴ N N F F 880055006.16.10=?== ∴ []MPa MPa MPa d F e 1606.1424 /106.1088003.14/3.12210 =<=??==σππσ 故吊环中心偏移至O ′点后，螺栓强度仍足够。 分析与思考： （1）紧螺栓连接的工作拉力为脉动变化时，螺栓总拉力是如何变化的？试画出其受力变形图，并加以说明。 答：总拉力F F F C C C F F +''=++'=2110，受力变形图见主教材图11-16。
螺纹连接强度计算
新产品最新动态技术文章企业目录资料下载视频/样本反馈/论坛技术使用 | 基础知识 | 外刊文摘 | 业内专家 | 文章点评投稿发表科技文章 螺纹联接设计：单个螺栓联接的强度计算 newmaker 螺纹联接根据载荷性质不同，其失效形式也不 同：受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性 变形或螺栓被拉断；受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂；对于受横向载荷的铰制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆剪断，栓杆或被联接件孔接触表面挤压破坏；如果螺纹精度低或联接时常装拆，很可能发生滑扣现象。 螺栓和螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。所以，螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹公称直径（大径）d，以及螺母和垫圈等联接零件的尺寸。 1. 受拉松螺栓联接强度计算
图15.3 松螺栓联接装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷前，除有关零件的自重（自重一般很小，强度计算时可略去。）外，联接并不受力。图1所示吊钩尾部的联接是其使用实例。当螺栓承受轴向工作载荷(N)时，其强度条件为 或 式中：d1--螺纹小径，mm； σ1--松联接螺栓的许用拉应力，Mpa。 2. 受拉紧螺栓联接的强度计算 根据所受拉力不同，紧螺栓联接可分为只受预紧力、受预紧力和静工作拉力及受预紧力和变工作拉力三类。 ①只受预紧力的紧螺栓联接
图为靠摩擦传递横向力F的受拉螺栓联接，拧紧螺母后，这时螺栓杆除受预紧力F`引起的拉应力σ=4F`/πd12外，还受到螺纹力矩T1引起的扭转剪应力： 对于M10～M68的普通螺纹，取d1、d2和λ的平均值，并取ρ`=arctan0.15，得τ≈0.5σ。由于螺栓材料是塑性材料，按照第四强度理论，当量应力σe为 故螺栓螺纹部分的强度条件为： 或 式中[σ]为静载紧联接螺栓的许用拉应力，其值由表1查得。 ②受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接。
机械设计总论及螺纹连接-答案要点
《机械设计》作业一 —— 机械设计总论及螺纹连接 姓名 班级 学号 成绩 一、填空题 1、若一零件的应力循环特性r=+0.5，σa =70N/mm 2，则此时σm 为 210N/ mm 2，σmax 为 280 N/mm 2 ，σmin 为 140 N/mm 2 。 2、材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1 =300N/mm 2，循环基数N 0=106，寿 命指数m=9，当应力循环次数N=105时，材料的弯曲疲劳极限 σ-1N = 387.5 N/mm 2。 3、在变应力工况下，机械零件的损坏将是 疲劳断裂 ，这种损坏的 断面包括 光滑区 和 粗糙区 。 4、机械零件常见的失效形式有 整体断裂、过大的残余变形、表面破 坏、正常工作条件的破坏 。 5、螺纹的公称直径是指螺纹的___大径__。 6、粗牙螺纹的定义是_同一螺纹公称直径下螺距最大的那种规格的螺纹。 7、螺纹的升角是指螺纹中径处的升角,拧紧螺母时效率公式为 ) (v tg tg ρψψη+=。 8、在螺纹连接中，当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔、采用 普通螺栓连接时，往往采用_____螺钉___连接或双头螺柱连接。 9、三角形螺纹主要用于联接 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用 于 传动 。 10、螺纹连接常用的防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 、破坏防松 。
11、螺纹连接的拧紧力矩包括克服螺纹副相对转动的阻力矩和螺母与被联接件支承面间的摩擦阻力矩。 12、计算螺栓强度时用螺栓的小径，分析螺纹的受力时用螺栓的中径。 13、仅承受预紧力的是紧螺栓连接强度计算时，螺栓危险截面上有拉伸和扭转载荷联合作用。因此，在截面上有拉应力和剪应力。 14、采用经机械加工制成的凸台或沉头座孔做为螺栓与螺母接触的支承面是为了避免螺栓受到偏心载荷。 15、螺栓强度等级标记6.6级，6?6?10=360MPa表示材料的屈服强度；螺母强度等级标记8级，8?100=800MPa表示材料的抗拉强度。 16、对于重要的联接不宜用小于M12-M16的螺栓主要是因为避免预紧时拧断螺栓。 二、选择题 1、机械设计课程研究的对象是 C 的设计。 A、专用零件 B、已标准化零件 C、普通工作条件（常温、中压和中等速度）下工作的通用零部件 D、特殊工作条件下的零部件 2、开发性设计工作的核心是 B 和 C 。 A、理论设计 B、功能设计 C、结构设计 D、工艺设计 E、造型设计 3、产品的经济评价通常只计算 B 。 A、设计费用 B、制造费用 C、实验费用 D、安装调试费用 4、机械零件的计算分为 A 两种 A、设计计算和校核计算 B、近似计算和简化计算 C、强度计算和刚度计算 D、用线图计算和用公式计算
螺纹连接20题
1．一厚度δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度δ1=30mm的铸铁支架上，螺栓的布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。 已知：螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa、[τ]=96MPa，钢板[σ]P=320MPa，铸铁[σ]P1=180MPa，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K f =1.2，载荷FΣ=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。 托架螺栓组联接 （1）试比较哪种螺栓布置方案合理？ （2）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的螺栓直径。 解题分析：本题是螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩共同作用的典型例子。解题时，首先要将作用于钢板上的外载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓组连接受横向载荷FΣ和旋转力矩T两种简单载荷作用的结论。然后将这两种简单载荷分配给各个螺栓，找出受力最大的螺栓，并把该螺栓承受的横向载荷用矢量叠架原理求出合成载荷。在外载荷与螺栓数目一定的条件下，对不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的载荷是不同的，显然使受力最大的螺栓承受较小的载荷是比较合理的螺栓布置方案。若螺栓组采用铰制孔用螺栓连接，则靠螺栓光杆部分受剪切和配合面间受挤压来传递横向载荷，其设计准则是保证螺栓的剪切强度和连接的挤压强度，可按相应的强度条件式，计算受力最大螺栓危险剖面的直径。若螺栓组采用普通螺栓连接，则靠拧紧螺母使被
连接件接合面间产生足够的摩擦力来传递横向载荷。在此情况下，应先按受力最大螺栓承受的横向载荷，求出螺栓所需的紧力；然后用只受预紧力作用的紧螺栓连接，受拉强度条件式计算螺栓危险剖面的直径d1；最后根据d1查标准选取螺栓直径d，并根据被连接件厚度、螺母及垫圈厚度确定螺栓的标准长度。 解题要点： 1．螺栓组连接受力分析 （1）将载荷简化 将载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心O点简化，得一横向载荷FΣ=12000N和一旋转力矩T=F 6N·mm（图解一）。 Σl=12000×400=4.8×10 （2）确定各个螺栓所受的横向载荷 在横向力FΣ作用下，各个螺栓所受的横向载荷F s1大小相同，与FΣ同向。 F s1=FΣ/4=12000/4=3000 N 而在旋转力矩T作用下，由于各个螺栓中心至形心O点距离相等，所以各个螺栓所受的横向载荷F S2大小也相同，但方向各垂直螺栓中心与形心O的连线（图解二）。
螺纹连接件的拆卸与检验
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/f613163124.html, 螺纹连接件的拆卸与检验 作者：徐宗林 来源：《农机使用与维修》2014年第04期 拖拉机上各零件的连接多数系螺纹连接。螺纹连接件拆装方便，工具简单。但是在拆卸时如粗心大意，马虎随便，亦往往会造成损坏。例如用不合适的扳头、起子，使螺母棱角揉圆或起子将螺钉的凹槽刮平等，造成螺钉螺母无法拆出。甚至在无合适扳头时用榔头凿子击凿螺母边缘，或由于螺纹锈死或较紧，用加长力臂的扳头或套筒，这样往往造成螺钉折断，无法拆出。对拆下的螺纹要进行检验和鉴定，不能继续使用的要更换。 螺纹常出现的缺陷有：螺纹磨损使其配合间隙增大；丝杆拉长、弯曲、折断；螺纹剥落、压伤、毛刺等。 一、螺栓连接件的拆卸 1．一般螺纹连接的拆卸 对一般的螺纹连接件的拆卸，使用合适的工具和施加一定的拧紧力矩非常重要。许多螺纹连接的损坏往往都是忽视了这两点所引起的。不合适的工具往往易将螺帽六角揉圆，导致扳头滑转，无法扳紧。过大的拧紧力则会使螺钉折断。对一般的螺纹连接件应选用合适的双头呆扳头或套筒扳头(一般最好不要用活络扳头)，按螺纹旋向逆向拧出，双头螺栓应用专门工具拆出。在拆卸螺纹连接件有困难时，应分析原因采取措施。切勿强扳硬拧，不仅无济于事，且易造成折断，增添更多麻烦。 2．锈死螺纹的拆卸 锈死的螺纹一般是由于长期压力作用下产生吸附啮合现象，或由于氧化生锈而使两者粘合在一起。为此，要拆卸锈死螺纹，可用煤油浸渍，锤击松动或加热膨胀等方法使两者松动而拧出。煤油的渗透性很强，经煤油浸渍后，煤油能深入渗透到锈层中，使锈层变松，易于拆卸。敲击螺母四周，使锈层松动，亦易于拆卸。经煤油渗透或敲击松动之后，弄清螺旋方向，最好先拧紧又拧松。这样反复进退几次，就可逐渐拧出螺栓。也可用手锤敲击螺栓及螺母四周，将螺纹振松，然后再拧松螺栓螺母（但在敲击的过程中，不要敲坏螺纹）。用敲击法难以拆卸的螺母，可用喷灯或氧烧焰加热，使螺母受热膨胀，迅速将螺母拧出。对难以拆卸的双头螺栓用煤油浸透后，可用管钳卡在中间光杆位置上拧出。 3.双头螺栓的拆卸 当要拆卸双头螺栓时，上扳手将上螺母拧紧，下扳手用力将下螺母反时针方向转动，螺栓就会拧出。如果双头螺栓为反丝（左旋）的话，上扳手拧紧螺母，下扳手用力将螺母顺时针方
螺纹连接的拧紧力矩计算
螺纹联接的拧紧力矩计算 M t ＝K ×P 0×d ×10－3 N.m K:拧紧力系数 d ：螺纹公称直径 P 0：预紧力 P 0＝σ0×A s A s 也可由下面表查出 A s ＝π×d s 2/4 d s :螺纹部分危险剖面的计算直径 d s ＝（d 2＋d 3）/2 d 3= d 1－H/6 H ：螺纹牙的公称工作高度 σ0 ＝（0.5～0.7）σs σs ――――螺栓材料的屈服极限N/mm 2 （与强度等级相 关，材质决定） K 值查表：(K 值计算公式略) σs 查表：
As查表： 通过计算得到螺栓联接拧紧力矩如下表所示： 钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。 螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.6； 3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级 性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.9； 3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可
表面被氧化（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）
螺纹连接的拧紧力矩计算
螺纹联接的拧紧力矩计算 M t＝K×P0×d×10－3 N.m K:拧紧力系数d：螺纹公称直径 P0：预紧力 P0＝σ0×A s A s也可由下面表查出 A s＝π×d s2/4 d s:螺纹部分危险剖面的计算直径 d s＝（d2＋d3）/2 d3= d1－H/6 H：螺纹牙的公称工作高度 σ0＝（0.5～0.7）σs σs――――螺栓材料的屈服极限N/mm2（与强度等级相关，材质决定） K值查表：(K值计算公式略) σs查表： As查表： 通过计算得到螺栓联接拧紧力矩如下表所示： 钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如，性能等级 4.6级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级；
2、螺栓材质的屈强比值为0.6； 3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级 性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.9； 3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可
表面被氧化（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）
表面被氧化（有润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）
螺纹-螺纹连接件
标准件与常用件 何机器或部件都是由零件装配而成的。如图1为一齿轮油泵的零件分解图，它是柴油机润滑系统的一个部件。从图中可以看出，齿轮油泵是由泵体、主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、泵盖和传动齿轮等19种零件装配而成的。 图１齿轮油泵的零件图(立体图) 在各种机器和设备中，应用最广泛的是螺栓、螺钉、螺母、垫圈、键、销、轴承及圆柱螺旋压缩弹簧、拉伸弹簧等零件。为了便于大批量生产，它们的结构和尺寸等都按统一的规格标准化了，因此称它们为标准件。 齿轮及弹簧等零件在机器中也经常应用，称之为常用件。 本章主要介绍标准件和常用件的规定画法及标注方法。学习本章内容应掌握螺纹、螺纹紧固件的规定画法及标注方法，齿轮、弹簧的规定画法及参数计算方法，并学会从相关标准手册中查阅有关数据的方法。此外，还应了解键、销的标记方法以及键连接、销连接的的画法 1 螺纹 1.1 螺纹的形成及其工艺结构
1.1.1 螺纹的形成 在圆柱表面上沿着螺旋线所形成的，具有规定牙型的连续凸起和沟槽称为螺纹，如图2所示。凸起是指螺纹两侧面间的实体部分，又称牙。 螺纹是零件上最常见的结构。在圆柱外表面上形成的螺纹叫做外螺纹；在圆柱内表面上形成的螺纹叫做内螺纹。 加工方法生产实际中螺纹通常是在车床上加工的，工件等速旋转，同时车刀沿轴向等速移动，即可加工出螺纹，如图3所示。 (a)(b) 图３车削螺纹(点击看动画) 用板牙或丝锥加工直径较小的螺纹，俗称套扣或攻丝，如图4所示。 (a)(b) 图４套扣和攻丝
1.1.2 螺纹的工艺结构 (1)螺尾螺纹未端形成的沟槽渐浅部分称为螺尾,如图5(a)所示。 (2)螺纹退刀槽为了使所要求长度内的全部螺纹起作用而不产生螺尾，在加工螺纹之前先加工出供退刀用的槽称为螺纹退刀槽，如图5(b)所示。 (3)螺纹倒角为了便于装配，在螺纹的始端一般需要加工出一小部分圆锥面，称之为倒角，如图5(b)所示。 (4)不穿通的螺纹孔加工不穿通的螺纹孔，要先进行钻孔，钻头尖使不通孔的末端形成圆锥面，画图时应画出120°锥顶角。钻孔后即可加工内螺纹，内螺纹是不能加工到钻孔底部的，如图5(c)所示。 （a)(b) (c) 图5 螺纹的工艺结构 螺纹的收尾（即螺尾）、退刀槽和倒角都有相应的国家标准，见GB/T3-1997。退刀槽的尺寸可按“槽宽X直径”或“槽宽X槽深”的形式标注。45°的倒角一般采用简化形式标注。螺纹长度应包括退刀槽和倒角，如图６所示。
第三章螺纹连接分析计算题解
第三章 螺纹连接 分析计算题解 1 选用三个普通螺栓将钢板A 固定在立柱上。图中尺寸L ＝340，h =200。载荷F =1.5kN ,钢板间摩擦系数f =0.2，防滑系数K s =1.2，选用螺栓的许用拉应力[σ]=128MPa 。按照图中布局，M16螺栓能否可用? 若不可用，需要多大螺栓？ 【解】 1) 确定螺栓间距离a 根据结构，对于M16的螺栓，查文献[1]中表4-2， 螺栓中心至横板边缘的距离不小于C 2=20mm ， h =200mm ，则a =80mm 。 2) 把外载荷F 向螺栓组形心简化 螺栓组受的基本载荷为： 横向力： F =1500N 旋转力矩： T =F ×L =1500×340=510000Nm 3）螺栓组受力分析 在横向力作用下，每个螺栓处应产生的摩擦力F 1=F /3=500 N ，方向如图。 在旋转力矩T 作用下，螺栓处应产生的摩擦力F 2=T /(z a )=450000/(2×80)=3187.5 N 上或者下两螺栓处摩擦力的合力F f =2 221F F +=225.3187500+=3226.5 N 4)求单个螺栓的预紧力F p F p =K s ×F f / f =1.2×3226.5/0.2=19359 N 5) 需要螺栓的大小 =×π××=σπ×≥128 1935943.1][43.11P F d 15.82 mm 查文献[1]的表11-1，得 对于M16的螺栓，其螺纹小径的d 1=13.835mm<15.82 mm ，故不可用。 对于M20的螺栓，其螺纹小径的d 1=17.294mm>15.82 mm ，故可用。 参考文献 [1] 寇尊权、王多主编，《机械设计课程设计》，机械工业出版社，2011年，第2版。 2如图所示，气缸与气缸盖用M16普通螺栓无垫片连接 。螺栓许用拉应力 2
螺纹连接计算题
1、解：许用拉应力[]MPa 0156.1/240S ===S σσ 螺钉数z ＝2，接缝面数m =1，则所需预紧力 R R R s 32 12.02.1F F mz F K F =??=='μ， 强度条件为 []134 12.'F d π≤σ []F d R ≤ππ1224133837615041332119 N σ??=????=... 2、螺栓总拉力[] F d 0≤σ???π12413/(.) 残余预紧力''=F F 15 .，F 为螺栓工作拉力。 F F F F F F 01525=''+=+=..，F F =025/. [][]F d d ≤σσ????=??=??=πππ121224251313 12015294136783/(..)/./N 汽缸压力为p p n F D =??????=()/()/().41267834250122ππ≤658 MPa 3、许用拉应力[]MPa 0124 480S ===S σσ 设每个螺栓所需预紧力为F '，从强度条件，知 []N 7.138763 .14120835.133.14221=??? 3.14=? 'σπd F ≤ 又T K D F z S f 2 ≥μ'，故 5.112 20015.07.1387620000002.12S =???='D F T K z S μ≥ 取z ＝12。 4、1）将力向形心简化：F Q ＝2000 N ；
M F ＝＝＝Q N mm ????900200090018105 （2分） 2）F Q 使每一个螺钉产生作用力F F R Q N 1520005400===// （1分） M 使每个螺钉产生作用力 F M r R2N ==??=//()41810415030005 （1分） 方向如图（中间螺钉F R2=0)。 3）第2个螺钉受力最大，为危险螺钉，设其受力为F R F F F R R1R2N =+=+=40030003400。 （2分） 4）μ'F K F ≥f R ，015 123400..'=?F ，'=F 27200N （2分） []13412./'?F d π≤σ，413 272006012??./πd ≤，d 12739=.mm 。（2分） 。
ABAQUS计算螺纹连接
CALCULATION OF THREADED CONNECTIONS IN ABAQUS G. Molins Vallourec Research Center, Vallourec Group Abstract The Vallourec Research Center has developed a complete FEA methodology in order to calculate, test and qualify the designs of threaded connections. This paper describes this methodology: modelisation of a connection, simulation of the make-up and detection of leaks under various loading cases. All these calculations above are performed using Abaqus Standard. However with the expandable pipes we were forced to use Abaqus Explicit. I will also describe this transition during my presentation. Introduction An oil well is made with various pipes put together. These joints have to withstand many loading cases and must, in most cases, be gas and watertight in order to avoid oil leaks and that external materials soak into the drilling pipe. From these, how was this type of connection developed and validated? First appearance of a threaded VAM? connection The ideal joint Fig. 1 show the ideal joint, it is a welding or sticking connection . This is the ideal solution but it takes time to be performed and so is too expensive. The tapered joint The tapered joint in Figure 2 is almost ideal. It is easy and quick to make-up and with a vanishing threading it is good in tension.