第四章螺紋連接

第四章螺紋連接第一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五3）中徑d2——

在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱面的直徑，d2≈0.5(d+d1)。為確定螺紋幾何參數(shù)和配合性質(zhì)的直徑。1.3螺紋的主要參數(shù)1螺紋第二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4）螺距P——螺紋相鄰兩牙型上對應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。5）導(dǎo)程L——螺紋上任一點(diǎn)沿同一螺旋線旋轉(zhuǎn)一周移動(dòng)的軸向距離。6）線數(shù)n——螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n≤4。

L=nP。1螺紋第三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算針對不同零件的不同失效形式，分別擬定其設(shè)計(jì)計(jì)算方法，則失效形式是設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和出發(fā)點(diǎn)。1）失效形式：疲勞失效受拉螺栓——螺栓桿和螺紋可能發(fā)生塑性變形或斷裂。受剪螺栓——螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生壓潰或被剪斷。受拉螺栓：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保證螺栓的疲勞拉伸強(qiáng)度或靜強(qiáng)度。受剪螺栓：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保證螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。2）設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則與思路第四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4.1松螺栓連接——驗(yàn)算用

——設(shè)計(jì)用

d1——螺桿危險(xiǎn)截面直徑（mm）

[σ]——許用拉應(yīng)力N/mm2(Mpa)

如吊鉤螺栓，工作前不擰緊，無F0，只有工作載荷F起拉伸作用。強(qiáng)度條件：4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算第五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算工作前擰緊，在擰緊力矩T作用下，處于復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)：4.2緊螺栓連接——工作前有預(yù)緊力F0預(yù)緊力F0→產(chǎn)生拉伸應(yīng)力σ螺紋摩擦力矩T1→產(chǎn)生剪應(yīng)力τ

第六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算按第四強(qiáng)度理論：

F0——預(yù)緊力（N）

1.3——系數(shù)將外載荷提高30%，以考慮螺紋力矩對螺栓連接強(qiáng)度的影響，這樣把拉扭的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)簡化為純拉伸來處理，故又稱簡化計(jì)算法。

★★強(qiáng)度條件：第七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算4.2.1橫向載荷的緊螺栓連接計(jì)算——防止被連接件滑移

（1）普通螺栓連接★★靠擰緊的正壓力(F0)產(chǎn)生摩擦力來平衡外載荷。不產(chǎn)生相對滑移的條件為：F0F0第八頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算

f——接縫面間的摩擦系數(shù)，查表。

i——接縫界面數(shù)目。

KS——防滑系數(shù)（可靠性系數(shù)）

KS=1.1~1.3。分析：為了增加可靠性，減小直徑，簡化結(jié)構(gòu)，提高承載能力，可采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

強(qiáng)度條件：

設(shè)計(jì)公式：

第九頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算4.2.2軸向載荷緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算★★①工作特點(diǎn)：工作前擰緊，有F0；工作后加上工作載荷F；工作過程中載荷變化。②工作原理：靠螺桿抗拉強(qiáng)度平衡外載F③解決問題：

a)保證安全可靠的工作，F(xiàn)0=？

b)工作時(shí)螺栓總載荷，F(xiàn)2=？圖1螺母未擰緊④分析：

圖1，螺母未擰緊，螺栓螺母松馳狀態(tài)。

第十頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓：拉→λb→F0凸緣：壓→λm→F0擰緊→預(yù)緊狀態(tài)圖2螺母已擰緊凸緣F0F0F0F0圖1螺母未擰緊第十一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算加載F后↓工作狀態(tài)螺栓：繼續(xù)拉→凸緣：放松

→F1——?dú)堄囝A(yù)緊力

F2——總拉力變形協(xié)調(diào)條件：F0F0F0F0F1F1F1F1第十二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算⑤作圖——單個(gè)緊螺栓連接受力變形圖

設(shè)：材料變形在彈性極限內(nèi)，力與變形成正比。

從圖線可看出，螺栓受工作載荷F時(shí)，螺栓總載荷：

F0F0F0F2F1第十三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算∴由圖可知，螺栓剛度：

被連接件剛度：

——螺栓的相對剛度。

ΔF——部分工作載荷。

F0F2F1第十四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算對殘余預(yù)緊力的要求，為保證受載后接合面連接的緊密性應(yīng)使。F1的取法:F1

=（1.5~1.8）F——有密封要求。F1

=（0.2~0.6）F——一般連接，載荷穩(wěn)定。F1

=（0.6~1.0）F——一般連接，載荷不穩(wěn)定。F1

≥F——地腳螺栓連接。F0F2F1第十五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算討論：

１）最不利的情況：

２）最理想的情況：

３）不允許的情況——有縫隙存在：為連接緊密、不漏氣，要求：

第十六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五4單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算４）降低螺栓受力的措施：

a)必須采用剛度小的螺栓（空心、加長、細(xì)頸）。b)加硬墊片或直接擰在凸緣上均可提高螺栓強(qiáng)度。

5）計(jì)算時(shí)可根據(jù)已知條件選擇其一進(jìn)行計(jì)算：a）軸向靜載荷緊螺栓連接強(qiáng)度計(jì)算

強(qiáng)度條件：

——驗(yàn)算用——設(shè)計(jì)用第十七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期五知識回顧和問題知識回顧:1、單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算：失效形式、松螺栓連接；2、螺紋連接的預(yù)