第10章联接(螺纹联接)选编

5.2F0

F0
m=1 →F0≥8F
F
F
F0
m=1
m=2
①普通螺栓联接受横向工作载荷→需预紧力大,且可靠性差
②宜加减载措施→┌加键, 套筒 ，销 ┐→挤压
└采用铰制孔螺栓联接┘ 剪切
铰制孔螺栓与减载装置中的键.销等，可按受剪切和受挤压进行强度校
核。其强度条件为：


F
m d 0 2
T0 的大小: 拧紧时→
锁紧力Ｆ (水平推力）
螺栓→轴向拉力 Fa 被联接件→轴向压力
→Ｔ0＝Ｔ1＋Ｔ2 T0
螺纹阻力矩 T1 :(10-9) P141
Ｔ1＝F d2/2＝Fa tg(φ ＋ρ’) d2 /2
螺母支承面上的摩擦阻力矩T2
T2＝ fc·Fa ·r f (10-10) fc为螺母与与
被连接件支承面上之间的摩擦系数。
T0＝T1＋T2≈0.2Fad N·mm
（M10-M68粗牙螺纹取0.2Fad）
控制 ，用测力矩板手；不严格控制Ｆ,用风板机
（二）螺纹联接的防松 p.142
螺旋副→联接(可靠)→拧紧＋ 自锁→防松？
∵靠摩擦力自锁 →不可靠（振动 ,受热会松脱）
防松∴方→法防：松→。关键 →阻止螺旋副相对转动
1.利用摩擦力 →使螺纹接触面间始终保持一定的压力(纵向、
单线螺纹多用于连接，多线螺纹多用于传动，称为螺旋传动。
4、螺纹副：由内、外螺纹旋合而成。 5、 母体形状分 ：圆柱螺纹和圆锥螺纹。
二．螺纹参数：
n=1
n=2
n=3
(二)螺纹参数：以圆螺纹为例 P.132
1、ｄ(大径：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体的直径）
（标准直径) ;
2、ｄ1(小径：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体的直径）; 3、ｄ2(中径：假想圆柱体的直径牙型沟槽和凸起宽度相等) ; 4、p(螺距:相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离)；
1.梯形螺纹 Tr →α＝30°, β＝15° 2.锯齿形螺纹S →β工＝3°,β非＝30° 3.矩形螺纹 →α＝０ °
§10-4螺纹联接基本类型及螺纹联接件 p.137
一．螺纹联接基本类型
螺栓联接 普通螺栓 图(10－9,a)
铰制孔用螺栓联接 图(10－9,b)
螺钉联接
图(10－10,a)
双头螺柱联接 图(10－10,b)
防松 ：
横向)→始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩。
机械防松 不可拆防松
弹簧垫片
对顶螺母
锁紧螺母（有尼 龙圈可胀紧）
2.专用元件防松→利用便于更换的金属元件来约束螺旋副。
槽形螺母和开口销
圆螺母用带翅垫片
3.其他方法防松→焊、铆冲、涂粘合 剂
止动垫片
主要内容：螺纹联接的预紧和防松 作业：P161 10-3
微调机构、受动载荷的连接。 2.管螺纹：有四种： （1）、普通细牙螺纹： （2）、圆柱管螺纹： α=550，用于非密封。广泛用于水、油管路 （3）、圆锥管螺纹： α=550，用于密封。不用填料，密封要求高
的管路 （4）、圆锥管螺纹： α=600 ，用于密封。
二.传动螺纹 →效率高：→α小、 ψ大 →多线
一. 松螺栓联接:
→装配时不预紧→螺栓不受力 图10-16
Fa
→工作时受轴向载荷Fa


Fa
d12
4

(10-11)
d1:螺纹小径mm; [σ] :许用拉应力 Mpa
Fa
二. 紧螺栓联接: p.145
当螺栓拧紧时螺杆承受轴向拉力(Fa)
的拉应力σ，还受螺纹力矩T1的扭力
拉应力(Fa)→
第十章 联接(螺纹联接) p.131
前言 §10-1 螺纹参数 §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §10-3 机械制造常用螺纹及标准 §10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 §10-5 螺纹联接的预紧和防松 §10-6 螺栓联接的强度计算 §10-7 螺栓的材料和许用应力 §10-8 提高螺栓联接强度的措施 §10-9 螺旋传动
接和铆接。
d0
轴毂连接
轴端连接
§10-1 螺纹参数
p.131
一、螺纹的形成：将一倾斜角为φ的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。 二、螺纹的分类：
1、按牙形分：三角螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等 2、按旋向分：左旋（手动丝杆）、右旋（一般采用右旋螺纹） 3、按螺旋线数分：单线螺纹和多线螺纹。为了制造方便，线数一般不超过4.
→常见 (压力容器)
1.未预紧 2. 预→ 螺栓→拉 F0
紧 工件→压 F0
→伸长δb0 →缩短δC0
3.受轴向载荷FE→
螺栓拉力↑→总拉力 Fa
→又伸长Δ δ
工件压力↓→残余预紧力FR
F0
→压缩量减少Δ δ
1.受横向工作载荷F的螺栓强度(预紧) 图10-18
联接要求→ 不松不滑→预紧力 F0(轴)足够大
螺栓
→不断不溃→定螺栓d1
可靠性系数C C=1.1～1.3
Fa=F0≥C·F/m·f F0为预紧力。 当C=1.1～1.3 , f= 0.1～0.15 ,
e

1.3F0
d1→2 4



d1
前 言:
一、连接 : 被连接件与连接件的组合。
被连接件如轴与齿轮、箱盖与箱体等 ；连接件又称紧固件，如螺
栓、 螺母、销、铆钉等。还有过盈连接、焊接和粘接等。
二、连接的类型：
1.可拆连接：允许多次装拆而无损于使用性能的连接。如螺纹连接、
键连接和销连接。
2.不可拆连接：若不损坏组成零件就不能拆开的连接。如焊接、粘
牙型角α ：轴向截面内螺纹牙
型相邻两侧边的夹角。
牙型:
60 ° 普通 牙型角α =60 ° 牙侧角β＝30°
30 ° 梯形
α =30 ° β＝15°
锯齿形
3° 30 ° β工＝3°, β非＝30°
矩形
牙型角α =0 ° 牙侧角β＝0°
非矩形
牙 α =60 ° 型 α =30 °
α =33 °
§10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁p.132
→无论Ｆa多大，滑块不会自动下滑→自锁
自锁条件：ψ≤ ρ（ 螺旋升角≤摩擦角）
二．非矩形螺纹:牙侧角ß≠0的三角形.梯形.锯齿形螺纹
对比图10-5a和b，非矩形螺纹的正压力为 Fn Fa
摩擦阻力为 Fa f f Fa f ' Fa
cos
cos
cos
f ′＝f / cos β (10-4) (当量摩擦系数) →将ρ→ρ′当量摩擦 角) f ′=tg ρ′

p F p d 0
4
d
图10-19
图10-20
例1. 用普通螺栓（35钢）固定一牵引钩, 已知R=4000N,(变载荷) f=0.15, 试求螺栓直径。
解: 每个联接受横向载荷 F=R/2=2000N
1.联接不松→求预紧力F0 C=1.1～1.3, 取C=1.2 F0≥CF/f·m=1.2×2000/(0.15×1)=16000N
2.受轴向载荷FE的螺栓强度(预紧后) p.146 轴向载荷平行螺栓轴心线，各螺栓平均受力 各螺栓受拉力为： F= F∑ ／Z
D 2
F 4 p
Z D0
l
→常见 压力 容器
螺栓间距l与p有关 (P.146)
★：此时螺栓受预紧力F0后 →又受工作拉力FE
①单个螺·栓联接受力分析:图10-21
5、ｎ(螺旋线数)：有几根螺旋线;
6、Ｓ(导程：同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线
上对应两点间的轴向距离) ; Ｓ＝n p ;

S (n p)
7.α（牙型角）; β (牙側角) ; ψ（升角）
d2
tgψ＝n p／πｄ2 (10－1)
螺纹升角ψ：在中径d2圆柱上，
螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线 的平面的夹角。


Fa
d12
4
拉Fa →复合应力
扭T1
扭剪应力(T1)→


T1
d13 16

Fatg( d13
)d 2
16
2 0.5
→第四强度理论 e 2 3 2 1.3
考虑扭剪应力 强度条件:
e

1.3Fa
d12 4


σe－当量应力
(10-12)
螺栓装配拧紧后→联接可受1.横向(F)或2.轴向载荷(FE)
2. 当匀速下降 :图(10－4,c) →施加水平支持力Ｆ
FnFR Ff
FR ψ-ρ
(匀速下滑)
ρF
φ
Fa
Fa F
F Fatg( ) (10-3b) FR与Fa夹角→ψ-ρ
当ＦT ＝０F→d2滑2块在斜F面at运g(动状态不变)
d2 2
当ψ ≤ ρ时，Ｆ＜０在这种情况下，F就成为反向驱动力了，它说 明在自锁条下，必须施加反向驱动力F才能使滑块下滑。
2.螺栓不断→求d1 取35钢, 不严格控制预紧力→ σs=315Mpa, S=6.5 , [σ]=σs/S=315/6.5=48.5Mpa
R
P.145
d1
5.2F0


5.216000 23.38mm
48.5
取M27螺栓，d=27mm, d1=23.752＞23.38→合适。 S=6.5 →合适
1).Ｆa为阻力(轴向力,自重)
2). Ｆ为驱动力
边3).总由形反力，力的由F平上R衡与图F可可a知知夹，：角F为R、ψ+Fρ和（F因a组摩成擦封力闭向的下力）多
Fa