螺纹连接和键连接复习.ppt
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1、螺纹连接和键连接复习螺纹连接和键连接复习一、重点内容分析一、重点内容分析1、螺纹的基本知识、螺纹的基本知识 主要是螺纹的基本参数,常用螺纹的牙型、特主要是螺纹的基本参数,常用螺纹的牙型、特性及其应用,螺纹副的受力分析,影响螺纹副效性及其应用,螺纹副的受力分析,影响螺纹副效率和自锁性的主要参数。率和自锁性的主要参数。2、螺纹连接的基本知识、螺纹连接的基本知识 主要是螺纹连接的类型、特点及其应用,防松主要是螺纹连接的类型、特点及其应用,防松的原理及防松装置。的原理及防松装置。4、单个螺栓连接的强度计算、单个螺栓连接的强度计算 松螺栓连接的强度计算:松螺栓连接的强度计算:3、螺栓组连接的受力分析、螺
2、栓组连接的受力分析 受横向载荷的螺栓组连接,受转矩的螺栓组连接,受横向载荷的螺栓组连接,受转矩的螺栓组连接,受轴向载荷的螺栓组连接,受倾覆力矩的螺栓组连受轴向载荷的螺栓组连接,受倾覆力矩的螺栓组连接。主要是复杂受力状态下的受力分析。接。主要是复杂受力状态下的受力分析。校核式校核式 设计式设计式 紧螺栓连接的强度计算:紧螺栓连接的强度计算:(1)仅承受预紧力的紧螺栓连接仅承受预紧力的紧螺栓连接校核式校核式 设计式设计式(2)承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接设计式设计式F2总拉力,总拉力,F工作拉力工作拉力校核式校核式称为相对刚度。称为相对刚度。Cb螺栓刚度螺栓刚度
3、Cm被连接件刚度被连接件刚度(3)承受工作剪力的紧螺栓连接承受工作剪力的紧螺栓连接螺栓杆与孔壁的挤压强度条件:螺栓杆与孔壁的挤压强度条件:螺栓杆的剪切强度条件:螺栓杆的剪切强度条件:5、螺栓组连接的综合计算、螺栓组连接的综合计算 主要有三种情况:主要有三种情况:校核螺栓组连接螺栓的强度;校核螺栓组连接螺栓的强度;设计螺栓组连接螺栓所需的直径尺寸;设计螺栓组连接螺栓所需的直径尺寸;确定螺确定螺栓组连接所能承受的最大载荷。栓组连接所能承受的最大载荷。6、滑动螺旋传动的设计计算及校核计算、滑动螺旋传动的设计计算及校核计算二、难点内容分析二、难点内容分析1、螺纹连接的结构设计与表达、螺纹连接的结构设计
4、与表达 这个问题作为难点,是为了引起同学们的重视,这个问题作为难点,是为了引起同学们的重视,学会正确选择连接类型,正确地绘制出连接结构图,学会正确选择连接类型,正确地绘制出连接结构图,或找出连接结构图中的错误。望多看实物,多看连或找出连接结构图中的错误。望多看实物,多看连接结构图,多练习绘图。接结构图,多练习绘图。2、复杂受力状态下的螺栓组连接受力分析、复杂受力状态下的螺栓组连接受力分析 由于复杂受力状态下的螺栓组连接,其螺栓受力由于复杂受力状态下的螺栓组连接,其螺栓受力既可能是预紧力或轴向工作载荷,也可能是预紧力既可能是预紧力或轴向工作载荷,也可能是预紧力和轴向工作载荷的复合载荷,还可能是横
5、向载荷。和轴向工作载荷的复合载荷,还可能是横向载荷。而这既与螺栓组连接的受力情况有关,又与螺栓连而这既与螺栓组连接的受力情况有关,又与螺栓连接的类型有关。接的类型有关。对于这类问题,首先要利用静力分析方法将复杂对于这类问题,首先要利用静力分析方法将复杂的受力状态简化成四种简单受力状态,即轴向载荷、的受力状态简化成四种简单受力状态,即轴向载荷、横向载荷、旋转力矩和倾覆力矩;然后根据螺栓组横向载荷、旋转力矩和倾覆力矩;然后根据螺栓组连接的受力情况和螺栓连接的类型,确定单个螺栓连接的受力情况和螺栓连接的类型,确定单个螺栓连接的受力。当螺栓组连接受横向载荷,或旋转力连接的受力。当螺栓组连接受横向载荷,
6、或旋转力矩,或横向载荷与旋转力矩联合作用时,对于普通矩,或横向载荷与旋转力矩联合作用时,对于普通螺栓连接,则需要确定的是螺栓所受的预紧力;而螺栓连接,则需要确定的是螺栓所受的预紧力;而对于铰制孔用螺栓连接,则需要确定的是螺栓所受对于铰制孔用螺栓连接,则需要确定的是螺栓所受的横向载荷。当螺栓组连接受轴向载荷,或倾覆力的横向载荷。当螺栓组连接受轴向载荷,或倾覆力矩,或轴向载荷与倾覆力矩联合作用时(这时只能矩,或轴向载荷与倾覆力矩联合作用时(这时只能采用普通螺栓连接),则需要确定的是螺栓所受的采用普通螺栓连接),则需要确定的是螺栓所受的轴向工作载荷。轴向工作载荷。应当注意,当螺栓组连接既受横向载荷,
7、或旋转应当注意,当螺栓组连接既受横向载荷,或旋转力矩,或横向载荷与旋转力矩联合作用,又受轴向力矩,或横向载荷与旋转力矩联合作用,又受轴向载荷作用时,在确定螺栓所受的预紧力时,一定要载荷作用时,在确定螺栓所受的预紧力时,一定要考虑轴向载荷的影响,因为此时接合面间的压紧力考虑轴向载荷的影响,因为此时接合面间的压紧力不再是预紧力,而是残余预紧力(也称剩余预紧力)不再是预紧力,而是残余预紧力(也称剩余预紧力)。只要分别计算出螺栓组连接在这些简单受力状态。只要分别计算出螺栓组连接在这些简单受力状态下每个螺栓的工作载荷,然后将同类工作载荷矢量下每个螺栓的工作载荷,然后将同类工作载荷矢量叠加,便可得到每个螺
8、栓的总的工作载荷叠加,便可得到每个螺栓的总的工作载荷预紧预紧力或轴向工作载荷。若螺栓组连接中各个螺栓既受力或轴向工作载荷。若螺栓组连接中各个螺栓既受预紧力作用又受轴向工作载荷作用,则最后要求出预紧力作用又受轴向工作载荷作用,则最后要求出受力最大螺栓所受的总拉力。受力最大螺栓所受的总拉力。3、受倾覆力矩作用的螺栓组连接受力分析、受倾覆力矩作用的螺栓组连接受力分析 对这种受力状态进行受力分析对这种受力状态进行受力分析时,首先要了解假设条件。认为时,首先要了解假设条件。认为机座底板是刚体,而地基与螺栓机座底板是刚体,而地基与螺栓是弹性体,受倾覆力矩是弹性体,受倾覆力矩MM作用机作用机座欲倾覆时,底板
9、不变形,接合座欲倾覆时,底板不变形,接合面仍然为一平面,底板有绕对称面仍然为一平面,底板有绕对称轴轴O-OO-O倾覆的趋势,使对称轴一倾覆的趋势,使对称轴一侧的螺栓被拉紧,而对称轴另一侧的螺栓被拉紧,而对称轴另一侧的螺栓被放松,但其接合面间侧的螺栓被放松,但其接合面间压力则增加。压力则增加。OOxxOM 注意,对于受倾覆力矩作用的螺栓组连接进行注意,对于受倾覆力矩作用的螺栓组连接进行受力分析和强度计算时,一定要考虑受压最大处受力分析和强度计算时,一定要考虑受压最大处不被压溃,而受压最小处不出现缝隙或保持某个不被压溃,而受压最小处不出现缝隙或保持某个压力的要求。压力的要求。根据受力矩根据受力矩M
10、M作用后对称轴线两侧接合面间变作用后对称轴线两侧接合面间变形对称的条件,以底板为分离体,可以判定对称形对称的条件,以底板为分离体,可以判定对称轴一侧被拉紧的螺栓对底板的作用和对称轴另一轴一侧被拉紧的螺栓对底板的作用和对称轴另一侧地基对底板的支反力作用是相等的。侧地基对底板的支反力作用是相等的。因此,可因此,可以把地基对底板的支反力(分布载荷)简化为数以把地基对底板的支反力(分布载荷)简化为数个集中力作用于螺栓所在位置,然后根据静力平个集中力作用于螺栓所在位置,然后根据静力平衡条件和螺栓变形协调条件,求出受力最大螺栓衡条件和螺栓变形协调条件,求出受力最大螺栓所受的轴向工作载荷。所受的轴向工作载荷
11、。4、受预紧力和轴向工作载荷作用时,单个紧螺栓、受预紧力和轴向工作载荷作用时,单个紧螺栓连接的螺栓总拉力的确定连接的螺栓总拉力的确定 这个问题的关键是解题的思维方式要转变,要由这个问题的关键是解题的思维方式要转变,要由解静定问题转到解静不定问题上来。要从分析螺栓解静定问题转到解静不定问题上来。要从分析螺栓及被连接件的受力及被连接件的受力变形入手,充分理解变形协调变形入手,充分理解变形协调条件,深入掌握螺栓与被连接件的受力条件,深入掌握螺栓与被连接件的受力变形关系变形关系图,从而得出以下几个重要结论。图,从而得出以下几个重要结论。(1)螺栓所受的总拉力螺栓所受的总拉力F2不等于螺栓的预紧力不等于
12、螺栓的预紧力F0和轴和轴向工作载荷向工作载荷F之和,即:之和,即:F2F0+F。(a)螺栓所受的总拉力螺栓所受的总拉力F2等于螺栓的预紧力等于螺栓的预紧力F0和轴向工作载荷的和轴向工作载荷的一部分一部分F之和,之和,即:即:F2=F0+F(b)螺栓所受的总拉力螺栓所受的总拉力F2等于残余预紧力等于残余预紧力F1和螺栓和螺栓的轴向工作载荷的轴向工作载荷F之和,之和,即:即:F2=F1+F(2)轴向工作载荷轴向工作载荷F的的一部分一部分F用于使螺栓用于使螺栓进一步伸长,而另一进一步伸长,而另一部分部分(F-F)则用于恢则用于恢复被连接件的部分压复被连接件的部分压缩变形。缩变形。(3)使螺栓进一步伸
13、长的使螺栓进一步伸长的F F,其大小与螺栓刚度,其大小与螺栓刚度C Cb b及被连接件刚度及被连接件刚度C Cmm有关。有关。显然显然C Cb b愈小,愈小,C Cmm愈大,则愈大,则F F 愈小;反之亦然。愈小;反之亦然。在螺栓组连接设计中采用细长螺栓就是为了减小在螺栓组连接设计中采用细长螺栓就是为了减小C Cb b,在接合面间不加垫片或不采用刚性大的垫片就是,在接合面间不加垫片或不采用刚性大的垫片就是为了增大为了增大C Cmm,从而减小,从而减小F F。螺栓的相对刚度螺栓的相对刚度三、螺纹设计时应注意的事项三、螺纹设计时应注意的事项1、标准螺纹紧固件的选用方法、标准螺纹紧固件的选用方法1)
14、要优先选用国家标准规定的螺纹紧固件类型及其要优先选用国家标准规定的螺纹紧固件类型及其附件,合理选择螺纹连接的类型,是保证螺栓正常附件,合理选择螺纹连接的类型,是保证螺栓正常工作条件的前提。例如被连接件之一太厚且要经常工作条件的前提。例如被连接件之一太厚且要经常装拆时宜选用双头螺柱连接。在选用的螺纹连接件装拆时宜选用双头螺柱连接。在选用的螺纹连接件类型确定后,还要重视规格的选取。对外螺纹件既类型确定后,还要重视规格的选取。对外螺纹件既要正确选取螺纹直径规格又应正确选取其长度规格。要正确选取螺纹直径规格又应正确选取其长度规格。要尽量避免采用国家标准中带括号的直径与长度规要尽量避免采用国家标准中带括
15、号的直径与长度规格,尽量减少每一个产品采用的标准紧固件种类与格,尽量减少每一个产品采用的标准紧固件种类与规格,以扩大需用批量,方便生产管理。规格,以扩大需用批量,方便生产管理。2)粗牙螺纹较耐用,易装配,不易损伤,故可经粗牙螺纹较耐用,易装配,不易损伤,故可经常装拆。钢制外螺纹标准件与被连接件是铸铁、常装拆。钢制外螺纹标准件与被连接件是铸铁、电木、轻合金、塑料等内螺纹连接时和在有污垢电木、轻合金、塑料等内螺纹连接时和在有污垢甚至是砂料等异物及有腐蚀性的环境地方,都以甚至是砂料等异物及有腐蚀性的环境地方,都以使用粗牙螺纹为宜;细牙螺纹经常装拆时易磨损使用粗牙螺纹为宜;细牙螺纹经常装拆时易磨损而滑
16、扣,但同样外径的细牙螺纹抗拉与抗剪强度而滑扣,但同样外径的细牙螺纹抗拉与抗剪强度大于粗牙螺纹,且其螺距小,自锁性好,所以在大于粗牙螺纹,且其螺距小,自锁性好,所以在薄壁零件或螺纹旋合长度较短的场合,细牙螺纹薄壁零件或螺纹旋合长度较短的场合,细牙螺纹有其明显的优越性。有其明显的优越性。2、要正确进行螺栓连接的设计计算、要正确进行螺栓连接的设计计算 单个螺栓连接的强度计算是螺栓组连接设计计算单个螺栓连接的强度计算是螺栓组连接设计计算的基础。计算的关键在于对载荷准确判断,对仅受的基础。计算的关键在于对载荷准确判断,对仅受预紧力或同时受预紧力与工作拉力的场合,要用预紧力或同时受预紧力与工作拉力的场合,
17、要用1.3系数来考虑因预紧过程而产生的转矩的影响;对受系数来考虑因预紧过程而产生的转矩的影响;对受剪力或挤压力的场合,则应以剪力或挤压力为依据剪力或挤压力的场合,则应以剪力或挤压力为依据进行强度计算。进行强度计算。螺栓组连接的强度计算,其核心是受力分析。首螺栓组连接的强度计算,其核心是受力分析。首先判断其受力的状况:是受轴向载荷、横向载荷、先判断其受力的状况:是受轴向载荷、横向载荷、扭转力矩、翻转力矩还是同时受若干力的组合。其扭转力矩、翻转力矩还是同时受若干力的组合。其次找出受力最大的螺栓,并求出其受力的大小。然次找出受力最大的螺栓,并求出其受力的大小。然后按单个螺栓连接强度计算的方法进行强度
18、计算。后按单个螺栓连接强度计算的方法进行强度计算。3、正确进行螺栓连接的结构设计是螺栓连接可靠、正确进行螺栓连接的结构设计是螺栓连接可靠工作的保证工作的保证1)应避免螺杆受附加弯曲应力,使其强度受到削)应避免螺杆受附加弯曲应力,使其强度受到削弱。例如设计凸台或沉头座来减小和避免弯曲应弱。例如设计凸台或沉头座来减小和避免弯曲应力的影响。力的影响。2)螺栓连接防松方法要正确可靠。例如串连钢丝)螺栓连接防松方法要正确可靠。例如串连钢丝防松要注意钢丝的穿入方向;采用止动垫圈时,防松要注意钢丝的穿入方向;采用止动垫圈时,若垫圈的止动凸缘没有插入螺钉的竖槽里,则不若垫圈的止动凸缘没有插入螺钉的竖槽里,则不
19、能止动防松。能止动防松。3)要保证螺栓安装与拆卸的扳手空间,使螺栓能)要保证螺栓安装与拆卸的扳手空间,使螺栓能顺利地装入取出。顺利地装入取出。四、单项选择题四、单项选择题1、当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时,、当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时,细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能 。A、好、好 B、差、差C、相同、相同 D、不一定、不一定A2、用于薄壁零件连接的螺纹,应采用、用于薄壁零件连接的螺纹,应采用 。A、三角形细牙螺纹、三角形细牙螺纹 B、梯形螺纹、梯形螺纹C、锯齿形螺纹、锯齿形螺纹D、多线的三角形粗牙螺纹、多线的三角形粗牙螺纹A3、
20、用于连接的螺纹牙型为三角形,这是因为三角、用于连接的螺纹牙型为三角形,这是因为三角形螺纹形螺纹 。A、牙根强度高,自锁性能好、牙根强度高,自锁性能好 B、传动效率高、传动效率高C、防振性能好、防振性能好 D、自锁性能差、自锁性能差A4、若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定,则拧、若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的紧螺母时的效率取决于螺纹的 。A、螺距和牙型角、螺距和牙型角 B、升角和头数、升角和头数C、导程和牙形斜角、导程和牙形斜角 D、螺距和升角、螺距和升角B5、对于连接用螺纹,主要要求连接可靠,自锁性、对于连接用螺纹,主要要求连接可靠,自锁性能好,故常选用能好
21、,故常选用 。A、升角小,单线三角形螺纹、升角小,单线三角形螺纹 B、升角大,双线三角形螺纹、升角大,双线三角形螺纹C、升角小,单线梯形螺纹、升角小,单线梯形螺纹 D、升角大,双线矩形螺纹、升角大,双线矩形螺纹A6、当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力、当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时,该螺栓组中的螺栓矩时,该螺栓组中的螺栓 。A、必受剪切力作用、必受剪切力作用 B、必受拉力作用、必受拉力作用C、同时受到剪切与拉伸、同时受到剪切与拉伸D、即可能受剪切,也可能受挤压作用、即可能受剪切,也可能受挤压作用D7、计算紧螺栓连接的拉伸强度时,考虑到拉伸与、计算紧螺栓连接的拉伸强度时,考虑
22、到拉伸与扭转的复合作用,应将拉伸载荷增加到原来的扭转的复合作用,应将拉伸载荷增加到原来的 倍。倍。A、1.1 B、1.3C、1.25 D、0.3 B8、在螺栓连接中,有时在一个螺栓上采用双螺母,、在螺栓连接中,有时在一个螺栓上采用双螺母,其目的是其目的是 。A、提高强度、提高强度B、提高刚度、提高刚度C、防松、防松D、减小每圈螺纹牙上的受力、减小每圈螺纹牙上的受力C9、在同一螺栓组中,螺栓的材料、直径和长度均、在同一螺栓组中,螺栓的材料、直径和长度均应相同,这是为了应相同,这是为了 。A、受力均匀、受力均匀 B、便于装配、便于装配C、外形美观、外形美观 D、降低成本、降低成本B10、螺栓的材料
23、性能等级标成、螺栓的材料性能等级标成6.8级,其数字级,其数字6.8代代表表 。A、对螺栓材料的强度要求、对螺栓材料的强度要求B、对螺栓的制造精度要求、对螺栓的制造精度要求C、对螺栓材料的刚度要求、对螺栓材料的刚度要求D、对螺栓材料的耐腐蚀性要求、对螺栓材料的耐腐蚀性要求A6表示材料的抗拉强度极限表示材料的抗拉强度极限B的的1/1008表示屈服极限表示屈服极限s与与B比值的比值的10倍倍11、紧螺栓连接在按拉伸强度计算时,应将拉伸载、紧螺栓连接在按拉伸强度计算时,应将拉伸载荷增加到原来的荷增加到原来的1.3倍,这是考虑倍,这是考虑 的影响。的影响。A、螺纹的应力集中、螺纹的应力集中 B、扭转切
24、应力作用、扭转切应力作用C、安全因素、安全因素D、载荷变化与冲击、载荷变化与冲击 B12、预紧力为、预紧力为F0的单个螺栓连接,受到轴向工作载的单个螺栓连接,受到轴向工作载荷荷F作用后,螺栓受到的总拉力作用后,螺栓受到的总拉力F2 F0+F。A、大于、大于B、等于、等于C、小于、小于D、大于或等于、大于或等于CF2=F+F1F2F0+F F1F0 F1为残余预紧力为残余预紧力13、在受轴向载荷作用的紧螺栓连接中,为提高、在受轴向载荷作用的紧螺栓连接中,为提高螺栓的疲劳强度,可采取的措施是螺栓的疲劳强度,可采取的措施是 。A、增大螺栓刚度、增大螺栓刚度Cb,减小被连接件刚度,减小被连接件刚度Cm
25、 B、减小、减小Cb,增大,增大CmC、增大、增大Cb和和CmD、减小、减小Cb和和Cm B14、在螺栓连接设计中,若被连接件为铸件,则有时、在螺栓连接设计中,若被连接件为铸件,则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台,其目的是在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台,其目的是 。A、避免螺栓受附加弯曲应力作用、避免螺栓受附加弯曲应力作用B、便于安装、便于安装C、为安置防松装置、为安置防松装置D、为避免螺栓受拉力过大、为避免螺栓受拉力过大ACb+CmCbF2=F0+F15、平键连接的工作面是键的、平键连接的工作面是键的 。A、两个侧面、两个侧面 B、上下两面、上下两面C、两个端面、两个端面 D、侧面和上下面、侧
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- 螺纹 连接 复习
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