《chap联接》PPT课件.ppt
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1、主要内容主要内容第第10 10章章 联联 接接螺纹副的受力分析螺纹副的受力分析螺栓的强度计算螺栓的强度计算螺纹联接的预紧和防松、提高强度措施螺纹联接的预紧和防松、提高强度措施螺旋传动螺旋传动键和销联接键和销联接本章重点本章重点螺纹副的受力分析与螺栓的强度计算螺纹副的受力分析与螺栓的强度计算螺纹联接的预紧和防松、提高强度措施螺纹联接的预紧和防松、提高强度措施键联接的类型键联接的类型概述概述1联接的定义联接的定义联接件与被联接件的组合。联接件与被联接件的组合。2联接分类联接分类可拆联接可拆联接:拆装中无须破坏或损坏联接中任何零件:拆装中无须破坏或损坏联接中任何零件的联接:如键联接、销联接、螺纹联接
2、等。的联接:如键联接、销联接、螺纹联接等。不可拆联接不可拆联接:拆装时至少破坏或损坏联接中一个零件的:拆装时至少破坏或损坏联接中一个零件的联接如:焊接、铆接和过盈配合联接等。联接如:焊接、铆接和过盈配合联接等。w本章只讨论本章只讨论可拆联接可拆联接。联联接接件件被被联联接接件件螺螺栓栓、螺螺柱柱、螺螺钉钉、螺螺母母、销、键销、键轴轴、齿齿轮轮、飞飞轮轮、箱箱体体与与箱箱盖盖、钢钢板与型钢板与型钢10-1螺纹联接的基本知识螺纹联接的基本知识1螺纹的形成螺纹的形成螺旋线:螺旋线:一个倾斜角为一个倾斜角为的直线绕在圆柱的直线绕在圆柱体上。体上。螺纹:螺纹:用一个平面图形(三角形、矩形、梯形等)沿用一
3、个平面图形(三角形、矩形、梯形等)沿螺旋线运动并使平面始终通过圆柱体轴线螺旋线运动并使平面始终通过圆柱体轴线YY,构成了螺纹。构成了螺纹。一、螺纹的形成与类型一、螺纹的形成与类型2螺纹的类型螺纹的类型(1)按按牙型牙型分:分:三角形螺纹三角形螺纹 管螺纹管螺纹矩形、梯形、锯齿形矩形、梯形、锯齿形 螺纹螺纹(2)按按位置位置分:分:内螺纹内螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹外螺纹外螺纹在圆柱孔的外表面形成的螺纹在圆柱孔的外表面形成的螺纹(4)(4)按按螺旋线头数螺旋线头数分分:单头螺纹(单头螺纹(n=1n=1)用于联接用于联接 双头螺纹(双头螺纹(n=2n=2)如图如图 多
4、线螺纹(多线螺纹(n2n2)用于传动用于传动二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数1)外径外径(大径大径)d(D)2)内径内径(小径小径)d1(D1)3)中径中径d2(D2)4)螺螺距距P5)导程导程(S)6)线线数数n(以圆柱外螺纹为例)7)螺旋升角螺旋升角8)牙型角牙型角9)牙侧角牙侧角10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁一、矩形螺纹一、矩形螺纹(=0)螺母的受力:螺母的受力:轴向力轴向力Fa水平推力水平推力F滑块沿斜面上升。滑块沿斜面上升。2滑块受力滑块受力:将矩形螺纹沿中径展开:将矩形螺纹沿中径展开1(1)滑块沿斜面上升时:滑块沿斜面上升时:(2)由力的由力的
5、平衡条件:平衡条件:F=Fatg(+)驱动力矩:驱动力矩:T=Fd2/2=Fad2/2tg(+)(2)滑块沿斜面下滑时:滑块沿斜面下滑时:由力的由力的平衡条件:平衡条件:F=Fatg(-)驱动力矩:驱动力矩:T=Fd2/2=Fad2/2tg(-)时,时,F0,重力使滑块加速,重力使滑块加速,F为阻力为阻力等速等速 时,时,F0当工作载荷当工作载荷F没有变化时,可取没有变化时,可取FR=(0.20.6)FE;当当F有变化时,有变化时,FR(0.61.0)FE;对于有紧密性要求的连接(如压力容器的螺栓连接):对于有紧密性要求的连接(如压力容器的螺栓连接):FR(1.51.8)FE。(6)FR要求要
6、求10-7螺栓材料与许用应力计算螺栓材料与许用应力计算1 1、材料、材料螺母、螺栓强度级别:螺母、螺栓强度级别:1 1)根据机械性能,把栓母分级并以数字表示,即强度级别)根据机械性能,把栓母分级并以数字表示,即强度级别2 2)所依据机械性能为抗拉强度极限)所依据机械性能为抗拉强度极限Bmin和屈服极限和屈服极限Smin选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的强度级别,选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的强度级别,螺母的硬度稍低于螺栓的硬度(均低于螺母的硬度稍低于螺栓的硬度(均低于2040HB)螺栓的常用材料:螺栓的常用材料:Q215,Q235,10,35,45钢钢重要特殊用途的可用合金钢:重要特殊
7、用途的可用合金钢:15Cr、40Cr、30CrMnSi2 2、许用应力、许用应力许用拉应力:许用拉应力:表表10-6、10-710-8提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施一、降低一、降低Fa的的变化范围变化范围(1)kb:减小光杆部分直径或采用空心螺杆,增加长度减小光杆部分直径或采用空心螺杆,增加长度(2)kc:采用金属薄垫片,采用金属薄垫片,O型密封圈型密封圈方法:方法:kb或或kc二、改善螺纹牙间载荷分布二、改善螺纹牙间载荷分布第一圈最大,以后各圈逐渐减小,第一圈最大,以后各圈逐渐减小,8-10圈后基本不受载荷圈后基本不受载荷办法:采用悬置螺母环槽螺母办法:采用悬置螺母环槽螺母 三
8、、减小应力集中的影响三、减小应力集中的影响(1 1)加大过渡处圆角加大过渡处圆角(图图1)1)(2 2)改用退刀槽改用退刀槽(3 3)卸载槽,)卸载槽,(图图2)2)(4 4)卸载过渡结构。(图)卸载过渡结构。(图3 3)四、采用合理的制造工艺四、采用合理的制造工艺 1)用挤压法(滚压法)制造螺栓,疲劳强度提高)用挤压法(滚压法)制造螺栓,疲劳强度提高3040%2)冷作硬化,表层有残余应力(压)、氰化、氮化、喷丸)冷作硬化,表层有残余应力(压)、氰化、氮化、喷丸等可提高疲劳强度等可提高疲劳强度10-9螺旋传动螺旋传动传递动力传递动力调整零件间相对位置调整零件间相对位置实现实现将回转运动将回转运
9、动直线运动直线运动传导传导传力传力调整调整一、螺旋传动的类型、特点与应用一、螺旋传动的类型、特点与应用 2 按摩擦副的性质分按摩擦副的性质分(1)滑动滑动螺旋螺旋=0.30.4,简单,精度低简单,精度低 传动比大,承载能力高,加工方便、传动平稳、易于自锁传动比大,承载能力高,加工方便、传动平稳、易于自锁(2)滚动滚动螺旋螺旋具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续 装填若干滚动体(多用钢球),当传动工作时,滚动体装填若干滚动体(多用钢球),当传动工作时,滚动体 沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有:内、外循环。沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有:内、外循环
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