机械设计基础-5.8提高螺栓连接强度的措施
第八节 提高螺栓连接强度的措施
分析影响螺栓连接强度的因素，从而提出提高联接强度的措施。
这对于螺纹联接的设计也是很重要的。
螺纹联接的强度，主要取决于螺栓的强度。
影响螺栓强度的因素很多，有材料、结构、尺寸、制造、工艺等。
实际设计中，通常主要是以下几个方面考虑来提高联接的强度。
一、减小应力幅（可提高疲劳强度）
大家知道，影响疲劳强度的主要因素是变应力中的应力幅↑a σ，则越易产生疲劳破坏。
↓a σ，则可以提高疲劳强度。
由螺栓总拉力：F C C C F F m b b ++
=02 可以看出，当工作拉力F 变化时，只会引起（F C C C m
b b +）这一部分是变化的。
此部分减小，就可以使↓a σ。
显然：相对刚度m
b b C C C +越小，则可提高疲劳强度。
由此可见：措施为； ① 减小b C （见教材上的图）
② 增大m C （见教材上的图） 这样可以使m
b b C C C +↓，从而使↓a σ。
但是由F C C C F F m
b b ++=02 可知，在F 0给定的条件下，减小螺栓的刚度C b 或增大被联接件刚度C m ，都将引起残余预紧力F 1减小，从而降低了联接的紧密性。
因此，若在减小C b 或增大C m 的同时,适当增加预紧力F 0，就可以使F 1不致减小太多或保持不变。
减小螺栓的刚度的方法：
（1）适当增加螺栓的长度
（2）采用腰状杆螺栓和空心螺栓
（3）在螺母下面安装上弹性元件
腰状杆螺栓和空心螺栓在螺母下面安装上弹性元件
增大被联接件的刚度
（1）不用垫片或采用刚度较大的垫片
（2）采用刚度较大的金属垫片或密封环
软垫片密封密封环密封
二、改善螺纹牙之间的受力分布：
对于普通螺母如图示。
工作中螺栓受拉，使螺距增大，而螺母受压，其螺距减小。
导致螺栓、螺母产生了螺距差。
这样，旋合的螺栓和螺母的各圈螺纹牙不能都保持良好的接触，那末各圈螺纹牙所分担的载荷就不相等。
（如图所示）。
理论分析和实践都表明：从螺母支撑面算起第一圈受载荷最大。
以后各圈依次减小。
第10圈后的各圈几乎不受力。
［所以采用加厚螺母，增加旋合圈数，对提高连接强度并没有多少作用。
］
改善措施：
①设计中，普通螺母圈数不要超过10。
②采用悬置螺母，环槽螺母，或内斜螺母（改变牙的刚度）。
前两者，工作中螺母受拉。
与螺栓螺距差减小。
③采用钢丝螺套—－也可以减轻螺纹牙的受力不均，并可以减轻冲击、振动。
这些措施多可以提高螺栓的疲劳强度。
三、减小应力集中的影响
螺栓上的螺纹（特别是螺纹的收尾）、螺栓头和螺栓杆的过渡处以及螺栓横截面面积发生变化的部位等，都会产生应力集中。
为了减小应力集中的程度，可以采用加大圆角和卸载结构,或将螺纹收尾改为退刀槽等。
为了避免螺纹联接产生附加弯曲应力，可以采取球面垫圈或用带有腰环的螺栓来保证螺栓的装配精度等措施来达到；同时规定螺母、螺栓头部和被联接件的支承面加工要求。
但应注意的是，采用这些特殊结构会使制造成本增加。
以上方法可以保持螺母支撑面见有良好的接触。
四、适当增大预紧力
理论和实践证明，适当增大预紧力，可以提高螺栓的疲劳强度。
因此，准确控制预紧力，并保持其不减退是很重要的。
五、制造工艺的影响。
采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的工艺方法，可以显著提高螺栓的疲劳强度。
这是因为除可降低应力集中外，冷镦和滚压工艺不切断材料纤维，金属流线的走向合理，而且有冷作硬化的效果，并使表层留有残余应力。
例如；采用輾制螺纹，滚压、氮化、喷丸处理等工艺手法，也都可以提高螺
栓的疲劳强度。
例：有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。
已
知气缸中的压力p在0～2MPa之间变化，气缸内径D=500mm，
螺栓分布圆直径D0=650mm。
为保证气密性要求，剩余预紧力
F1=1.8F，（F为螺栓的轴向工作载荷），螺栓间距t＜4.5d(d为螺
栓的大径）。
螺栓材料的许用拉伸应力[б]=120MPa，许用应力幅
[б]a=20MPa。
选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度=0.8，试设计此
螺栓组连接。
解：分析
仅受轴向载荷作用的螺栓组连接。
但是，螺栓所受载荷是
变化的，因此应先按静强度计算螺栓直径，然后校核其疲劳强度。
此外，为保证连接的气密性，不仅要保证足够大的剩余预紧力，而且要选择适当的螺栓数目，保证螺栓间间距不致过大。
1、初选螺栓数目Z Z=24
2、计算螺栓的轴向工作载荷F
3、螺栓所受总拉力 F 2 = F 1 + F=2.8 F=45815N
4、计算螺栓直径
5、校核螺栓疲劳强度
6、校核螺栓间距
例：凸缘联轴器用8个普通螺栓联接（M16的螺栓，螺拴小径d1 =13.835mm)，已知螺栓分布圆的直径D0＝250mm ，接合面间的摩擦系数f ＝0.12。
考虑摩擦传力的可靠性系数Ks ＝1.2，螺栓的许用应力
[Ϭ]＝l60MP ，试计算该联轴器能传递的最大转矩Tmax
＝?
解：由螺栓危险截面的拉伸强度条件
该联轴器靠螺栓预紧后在按合面间产生的摩擦力来传递力矩，根据作用在联轴器上的力矩平衡
例（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。
N z
p D z F F 5.1636242
===∑π[]a m b b a MPa d F C C C σπσ<=⋅+=12.12221
mm d mm Z
D t 1355.41.850=<==π[]σπσ≤=210ca 4
3.1d F []σπ2102.5d F ≤T K fr F fr F fr F s z 0201
0≥+⋅⋅⋅++T K r zfF s ≥00S 0S 042fD T K D zf T K F =≥[]σπ2100S 2.54d F fD T K ≤≤s K d fD T 2.5][4210σπ≤N K d fD T s 23.18502.5][4210max ==σπ
将作用于钢板上的外载荷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和旋转力矩T两种简单载荷作用。
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加原理求出合成载荷。
图a
图b
方案a)较合理。
机械设计基础螺纹连接的强度计算
五、螺纹联接件的材料和许用应力
（一）螺纹联接件的材料
✓一般螺纹联接件常用材料为低碳钢和中碳钢，如Q215、 Q235、15、35、45等 ✓受冲击、振动和变载荷作用的螺栓可用合金钢，如15Cr、 40Cr、30CrMnSi、15CrVB等
17.判断下列说法的对错： 1）对于受轴向工作载荷的紧螺栓连接有：F∑=F+F0。 2）紧螺栓连接的强度是按拉应力建立的，因此没有考 虑剪切应力的影响。 3）受拉螺栓连接只能承受轴向载荷。 18.螺栓连接的结构设计要求螺栓组对称布置于连接接 合面的形心，理由是什么？ 19.受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点？ 20.为什么大多数螺纹联接都要预紧？预紧力QP过小后 果是什么？预紧力QP过大有什么结果？ 21.简述提高螺纹联接强度的四种措施。
即
1.3F0
d12
[ ]
4
设计公式为
d1
4 1.3F0
[ ]
（2）受横向外载荷的紧螺栓联接
载荷与螺栓轴向垂直，靠被
联接件间的摩擦力传递。螺栓
内部危险截面上既有轴向预紧
力F0形成的拉应力σ，又有因螺 栓与螺纹牙面间的摩擦力矩T1
而形成的扭转剪应力τ。
螺栓预紧力
F0
Kf f
FR m
A.螺纹上的应力集中 B.螺栓杆横截面上的扭转应力 C.载荷沿螺纹圈分布的不均匀性 D.螺纹毛刺的部分挤压
13.螺纹连接的基本形式有哪几种？各适用于何种场合？有 何特点？ 14.为什么螺纹连接通常要采用防松设施？常用的防松方法 和装置有哪些？ 15.常见的螺栓失效形式有哪几种？失效发生的部位通常在 何处？
大学机械设计基础考试(试卷编号121)
大学机械设计基础考试(试卷编号121)1.[单选题]如图所示，机构的自由度F等于多少？ （）A)1B)2C)3答案:A解析:2.[单选题]蜗杆传动比i12=n1/n2的范围一般是( )。
A)1-8B)8~80C)80~120答案:B解析:3.[单选题]链传动设计计算中，若计算出链节数为126.8节，应取（ ） 为宜。
A)126B)127C)128答案:A解析:4.[单选题]铰链四杆机构中，能够整周转动的连架杆称作为（ ）。
A)连杆B)摇杆C)曲柄答案:C解析:5.[单选题]哪种生产类型对工人技术水平要求高( )。
答案:A解析:6.[单选题]一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,当其他条件不变时,仅将齿轮传动所受的载荷增为原载荷的m倍,其齿面接触应力增为原应力的( )倍。
A)mB)m1/2C)m2答案:B解析:7.[单选题]铸造时冒口的主要作用是( )。
A)增加局部冷却速度B)补偿热态金属，排气及集渣C)提高流动性答案:B解析:8.[单选题]工作时承受弯矩并传递转矩的轴，称为( )。
A)转轴B)心轴C)传动轴答案:A解析:9.[单选题]机械周期性速度波动计算飞轮转动惯量时,最大盈亏功A,。
为一个周期内( )。
A)最大盈功与最大亏功的代数和B)最大盈功与最大亏功的代数差C)各段盈亏功的代数和答案:B解析:10.[单选题]铰链四杆机构中，不能够整周转动的连架杆称作为（ ）。
A)连杆B)摇杆C)曲柄答案:B解析:11.[单选题]销联接是一种常用的联接方式,( )不适合使用销联接。
(3.0分)C)固定两零件之间的相对位置,即定位答案:A解析:12.[单选题]螺纹按（)的大小，可分为细牙螺纹和粗牙螺纹( )A)公称直径B)螺距C)小径答案:B解析:c.中径13.[单选题]如图所示，要使机构具有确定的相对运动，需要多少个原动件？ （ ）A)1个B)2个C)3个答案:A解析:14.[单选题]在曲柄摇杆机构中,当曲柄匀速转动时,摇杆正反行程摆动的平均角速度不同的这种运动特性称为（ ） 。
高强度螺栓安装措施
高强度螺栓安装措施高强度螺栓的连接施工包括节点处理、螺栓安装、螺栓紧固、拧紧顺序和紧固方法等五个主要控制环节与步骤：1.节点处理高强度螺栓连接应在其中心位置调整完毕后，再对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔，摩擦面贴紧后，进行安装高强度螺栓。
为了接合部板间摩擦面贴紧、结合良好，先用临时普通螺栓和手动扳手紧固，达到贴紧为止。
在每个节点上穿入临时螺栓的数量应由计算决定，一般不得少于高强度螺栓总数的1/3。
最少不得少于三个临时螺栓。
冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓总数的30%。
不允许用高强度螺栓兼作临时螺栓，以防止损伤螺纹，引起扭矩系数的变化。
高强度螺栓连接面板间应紧密贴实，对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙按以下方法处理。
相同的垫板2.螺栓安装（1）对孔及穿孔钢构件吊装就位后每个节点用两只过镗冲对齐节点板上的上下螺栓孔，使螺栓能从孔内自由穿入，用手动扳手拧紧后，对余下的螺栓孔直接安装高强螺栓，用手动扳手拧紧后，拔出过镗冲，再进行该处的高强螺栓的安装。
（2）扩孔当打入过镗冲对齐节点板上下螺栓孔，个别螺栓孔不能自由穿入时，可用铰刀或锉刀进行扩孔处理，其四周可由穿入的螺栓拧紧，扩孔产生的毛刺等应清除干净，严禁气焊扩孔或强行插入高强螺栓。
安装高强螺栓偏差较大时的处理方法：当打入过镗冲对齐节点板上下螺栓孔，其余螺栓孔大部分不能自由穿入时，先将可自由通过的螺栓孔用临时螺栓拧紧后，对不能自由穿入绞刀扩孔，然后再穿入高强螺栓。
（扩孔后的直径不得大于原直径的1.2倍）（3）穿入方向高强度螺栓安装在节点全部处理好后进行，高强度螺栓穿入方向要一致。
一般应以施工便利为宜，全部从内向外插入螺栓，在外侧进行紧固。
如操作不便，可将螺栓从反方向插入。
3.螺栓紧固高强度螺栓紧固时，应分初拧、终拧。
对于大型节点应分初拧、复拧和终拧。
初拧：由于钢结构的制作、安装等原因发生翘曲、板层间不密贴的现象。
当连接点螺栓较多时，先紧固的螺栓就有一部分轴力消耗在克服钢板的变形上、先紧固的螺栓则由于其周围螺栓紧固以后，其轴力分摊而降低。
如何提高螺栓联接的抗疲劳性能
如何提高螺栓联接的抗疲劳性能？0 前言螺栓连接中，很多位置承受的都是交变载荷。
尤其在一些重要连接部位，其平均应力、应力幅都较大，应力循环频率也较高，例如汽车底盘和发动机的重要部位。
这些零件反复受拉的恶劣环境中,且结构上不允许加大螺栓尺寸,这就必须提高它的强度和抗拉疲劳性能,也就是说,对这类螺栓的抗拉疲劳寿命有更高的要求。
1 螺纹联接件的疲劳规范由于用户的不同, 联接件使用环境各异, 因此, 必须统一环境才能制订和选择寿命指标,而最主要的环境条件是载荷。
1.1 载荷条件这里指的载荷条件是当做疲劳试验时,对螺栓施加的最大和最小载荷值。
目前ISO和我国规范对σb ≥1 200MPa等级以上的螺栓,都把最大载荷值规定为螺栓最小抗拉破坏载荷的46% - K值(载荷系数) 。
规范中对不同直径的螺栓规定了最小破坏载荷标准值,它既作为静拉强度的验收依据,又作为疲劳试验的载荷依据(疲劳抗拉试验最大载荷=最小抗拉载荷×载荷系数K) 。
例如对合金钢凸头螺栓,K值取0. 46。
见表1。
表1合金钢螺栓疲劳试验载荷规范疲劳抗拉试验中最小载荷由载荷比R 决定。
R =最小载荷/最大载荷, R = 0. 1。
1.2 寿命指标在上述的载荷规定下,还有统一的寿命指标。
即在规范规定的抽样样品中,最小循环次数不小于4. 5 ×104 次, 凡样品中超过13 ×104 次的只按13 ×104次计平均值。
2 提高螺纹联接件抗拉疲劳寿命的措施2.1 螺栓材料及热处理的选择我国有关标准(如: GB /T3098. 1)规定:对σb ≥1 200MPa 的螺栓才有疲劳性能要求, 如40CrNiMo、30CrMnSi等。
如果选用强度更高的合金钢材料,如美国INCONEL718合金,它可以有1 600MPa以上的强度,按一般规范载荷作疲劳试验时,就会有很高的寿命值,以M6螺栓为例,如表1规范所定的疲劳试验载荷为11. 01 kN 静拉破坏载荷为23. 93 kN,而INCONEL718 合金实际静拉破坏载荷可高达35 kN,若仍以11. 01 kN为P max做疲劳试验,则只相当于静拉破坏载荷的31%,其寿命值当然会较高。
探析提高常见螺栓联接强度的方法
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｉｎ １７ — １２２ １ ． ．１ ｏ ：０３ ６ ￣．ｓ ． ３ ３ ４ ． １ ７０ ５ ｓ ６ ０ ０
探析提高常见螺栓联接 强度 的方法
浦毅 王金珠 ２陈飞 ， ，
（． 城纺 织职业技 术学 院 盐城 ２ ４ ０ ；２东风悦 达起亚 汽车厂 盐城 ２ ４ ０ ） Ｉ 盐 ２０ ５ ． ２０ ７ 摘要 ： 主要探讨 了影响螺栓联接 强度 的因素 ， 出提 高联接 强度的措施 ， 提 并结合具体 实例加 以分析说 明。
ａｅｐ ｔ ｏｗ ｒ ｒ ｕ ｒ ａ ｄ，ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｅ ｐ ａ ａｉｎ ａ ｅ ｇｖ ｎ ｃ ｍｂ ｎ ｎ ｅ ｐ ｃｉ ａ ｘ ｍｐｅ ｆ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｘ ｌｎ ｔ ｒ ｉｅ ｏ ｉ ｉ ｇ ｔ ｒ ｔ ｌ ａ ｌ ． ｏ ｈ ａ ｃ ｅ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｂ ｌ；ｓｒ ｉ ｓｒ ｎ ｔ ；ｍｅ ｓ ｒ ｙ ｒ ｓ ｏ ｔ ｔａｎ； ｔ ｇｈ ｅ ａｕｅ
０ 引言
螺栓联接因其结构简单 、 成本低廉 、 制造拆装 方便 ， 具有 多次重 复使 用的特点 ， 各种机械设 在 备 中使用得十分普遍 ， 但随着生产工作 时间的延
长 ． 螺 栓联 接 失效 而导 致 的产 品故 障 也 更 加 频 因
螺纹部分的塑性变形、 断裂及疲劳断裂Ⅲ 。
２ 提 高螺栓连接强度 的措施
Ｐ ｕＹｉ，Ｗ ａ ｇＪｎ ｈ ｈ ｎＦ ｉ ｎ ｉｚ ｕ，Ｃ ｅ ｅ
（． ａｃ ｅｇＴ ｘｉ ｏ ａｏ ａ ａ ｄＴ ｃ ｎ ａ Ｃ ｌｇ ， ａｅ ｅｇ２ ４ ０ ，Ｃ ｉ ； １ Ｙ ｎ ｈｎ ｅｔｅＶ ｃ ｔｎ ｌ ｅｈ ｉ ｌ ｏｌ ｅ Ｙ ｎｈ ｎ ２ ０ ５ ｈｎ ｌ ｉ ｎ ｃ ｅ ａ ２ Ｄ ｎｆｎ ｕ ｄ ｉ ｔｒ Ｃ ｒｏａｉ ，Ｙ ｎ ｈｎ ２ ０ ７ Ｃ ｉａ ． ｏ ｇ ｇＹ ｅ ａ ａＭｏ ｓ ｏ ｒｔ ｎ ａ ｃｅ ｇ２４ ０ ， ｈｎ ） ｅ Ｋ ｏ ｐ ｏ
机械设计基础复习总结
自由度计算小结自由度计算公式:F ＝3n －2Pl －Ph机构自由度＝3×活动构件数－(2×低副数+1×高副数)计算步骤:（1）确定活动构件数目（2）确定运动副种类和数目（3）确定特殊结构: 局部自由度、虚约束、复合铰链（4）计算、验证自由度例 计算图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。
键联接和花键联接● 键联接的主要类型有：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等。
1、平键联接键工作原理:两侧面是工作面，靠两侧面挤压传递转矩。
成对使用:承载能力不够时采用, 按 180°布置两个键。
一对平键按1.5 个键计算。
2、半圆键联接工作原理: 两侧面是工作面，侧面挤压传递转矩。
3、楔键联接工作原理: 上下表面为工作面，靠摩擦力传递转矩。
4、切向键联接工作原理:键的窄面是工作面，靠工作面上的挤压力和轴与轮毂间的摩擦力来传递转矩。
一个切向键只能传递单向力矩，双向力矩时，需要采用两个切向键，两键的夹角为︒︒130~120。
● 花键联接是有外花键和内花键组成。
花键联接可用于静联接或动联接。
按齿形不同可以分为矩形花键和渐开线花键两类，两种花键均已标准化。
矩形花键定心方式为小径定心，特点是定心精度高，定心稳定性好。
渐开线花键定心方式为齿形定心，具有自动定心作用，有利于各齿间的均匀承载。
螺纹联接1、螺栓联接按其受力状况不同，分为普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接。
2、普通螺栓，其主要失效形式为螺栓杆和螺纹部分发生断裂（受拉）；铰制孔用螺栓联接，其主要失效形式为螺栓杆和孔壁见压溃或螺栓杆被剪断（受剪）。
3、防松的根本问题是防止螺旋副的相对转动。
（1）摩擦防松 对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母（2）机械防松 槽型螺母和开口销、圆螺母和带翘垫圈、止动垫圈、串联钢丝4、螺纹联接的预紧目的：在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。
机械设计基础知识点总结
机械设计基础知识点1、循环应力下，零件的主要失效形式是疲劳断裂。
疲劳断裂过程：裂纹萌生、裂纹扩展、断裂2、疲劳断裂的特点：▲σmax ≤σB 甚至σ max ≤σS▲疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果▲断口通常没有显著的塑性变形。
不论是脆性材料，还是塑性材料，均表现为脆性断裂。
更具突然性，更危险。
▲断裂面累积损伤处表面光滑，而折断区表面粗糙。
3、应力集中产生的主要原因：零件截面形状发生的突然变化。
有效应力集中系数总比理论应力集中系数小4、影响疲劳强度的主要因素一.应力集中的影响1.应力集中产生的主要原因：零件截面形状发生的突然变化2.名义应力σ和实际最大应力σmax3.理论应力集中系数与有效应力集中系数二.尺寸效应1.零件尺寸越大，疲劳强度越低2.尺寸及截面形状系数εα、ετ三.表面状态的影响1.零件的表面粗糙度的影响2.表面质量系数β四.表面处理的影响1.零件表面施行不同的强化处理的影响2.表面质量系数βq五.弯曲疲劳极限综合影响系数5、可能发生的应力变化规律应力比为常数r=C 绝大多数转轴的应力状态平均应力为常数σm=C 振动着的受载弹簧最小应力为常数σmin=C 紧螺栓连接受轴向载荷 6、6、不稳定变应力规律性按疲劳损伤累积假说进行疲劳强度计算非规律性用统计方法进行疲劳强度计算7、提高机械零件疲劳强度的措施▲尽可能降低零件上应力集中的影响▲在不可避免地要产生较大应力集中的结构处，可采用减载槽来降低应力集中的作用▲综合考虑零件的性能要求和经济性，采用具有高疲劳强度的材料及适当的热处理和各种表面强化处理▲适当提高零件的表面质量，特别是提高有应力集中部位的表面加工质量，必要时表面作适当的防护处理▲尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用（探伤检验）8、在工程实际中，往往会发生工作应力小于许用应力时所发生的突然断裂，这种现象称为低应力脆断。
机械设计基础2011专升本考点
《机械设计基础》——2011专升本详细考纲《绪论》机器的特征：（1）都是一种人为的实物组合；（2）各部分形式运动单元，各单元之间具有确定的相对运动；（3）能实现能量转换或完成有用的机械功。
仅具备前两个特征的称为机构。
机构是多个实物的组合，能实现预期的机械运动。
机器是由机构组成的，工程上统称为“机械”。
组成机械的各个相对运动的实物称为构件，机械中不可拆的制造单元体称为零件，构件可以是单一零件，构件是机械中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。
零件分类：（一）通用零件，如螺栓、螺母；（二）专用零件，如活塞、曲轴。
更广泛意义上的机器定义：一种用来转换或传递能量、物料和信息的，能执行机械运动的装置。
第1章《机械设计概述》零件工作可靠并且成本低廉是设计零件应满足的基本要求。
机械设计的基本要求：1、实现预定功能2、满足可靠性要求3、满足经济性要求4、操作方便、工作安全5、造型美观、减少污染运动副：使两个构件直接接触并能产生一定的相对运动的连接。
运动副元素：构件上参与接触的点、线、面。
自由度：构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目。
运动链：两个以上的构件以运动副连接而构成的系统。
未构成首末相连的封闭环的运动链称为开链，否则称为闭链。
运动副分类：1、转动副引入了2个约束，保留了1个自由度。
（面接触，低副）2、移动副引入了2个约束，保留了1个自由度。
（面接触，低副）3、平面高副引入1个约束，保留2个自由度。
（点或线接触，高副）平面机构的运动简图机构运动简图：不需要了解机构的真实外形和具体结构，只需简明地表达机构的传动原理，用规定的线条和符号表示构件和运动副，绘出能够表达各构件间相对运动关系的简图。
（按比例），不按比例称为机构示意图。
简图中一般应包括下列内容：（1）构件数目；（2）运动副的数目和类型；（3）构件之间的连接关系；（4）与运动变换相关的构件尺寸参数；（5）主动件及运动特性。
构件、转动副、移动副、平面高副等具体画法间课本28页。
考试点2014考研西安交通大学《802机械设计基础》强化精讲 (13)
Fi Fmax Li Lmax
Fmax Fi Li Lmax
力矩平衡：M F1L1 F2 L2 Fz Lz
M Lmax M Lmax 受力最大螺栓的工作拉 力： Fmax 2 z 2 2 L1 L2 Lz L2 i i 1 C1 受力最大螺栓的总拉力：F0 F ' Fmax C1 C2 26
i 1
在实际工作中，螺栓组联接所受的工作载荷常常是若干 种简单受力状态的不同组合。在螺栓组联接中不论受力状态
如何复杂，都可以简化成几种简单受力状态，再按理的叠加
原理求出螺栓的受力。
24
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： 失效分析：
2
拧紧力矩和预紧力 拧紧力矩T
螺纹间摩擦力矩 T1 F T2 = fc F/ rf
d2 tg ( ) 2
支承面处与螺母间摩擦力矩
T T1 T2 0.2 F d
F/—预紧力;d2—螺纹中径; /—当量摩擦角 ; fc—螺母与被联接件支承面间摩擦系数,无润滑时 取fc＝0.15；
[σ]——许用拉应力 N/mm2 (MPa)
[ ] S / n
σs——材料屈服极限Mpa n ——安全系数
9
2.紧螺栓联接 螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转的复合应力状态。
F' 螺栓危险界面上的拉伸应力为 d12 4 螺栓危险界面上的扭转剪切应力为 F ' tan( v ) d 2 / 2 T1 3 d1 d13
2）设计准则：
对受剪螺栓：保证螺栓的挤压强度和螺栓的 剪切强度。 对受拉螺栓：保证螺栓的静力或疲劳强度。
提高螺栓抗拉疲劳性能的措施
详情可参阅日本人丸山一郎的论文塑性域缔结机械研究对重要预紧应力抗疲劳联接应作不同预紧应力的疲劳寿命试验才能确定正确而可用的预应结束语文中通过试验数措施有些已在实际应用中验证了其有效性有些经验数据和结论仍有待于得到理论上的进一步探讨和支持