機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第七章螺紋連接

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第七章螺紋連接匯報(bào)人：AA2024-01-12CONTENTS螺紋連接基本概念與分類(lèi)螺紋連接緊固件螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺紋連接力學(xué)性能分析螺紋連接工藝與裝配工程實(shí)例與案例分析螺紋連接基本概念與分類(lèi)01利用螺紋零件工作的連接方式稱(chēng)為螺紋連接。螺紋連接定義主要作用是實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件間的可拆卸連接，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。螺紋連接作用螺紋連接定義及作用由螺栓、螺母和墊圈組成，適用于被連接件不太厚和經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。適用于被連接件較厚且需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合，裝拆方便。適用于被連接件之一較厚且不需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。適用于固定兩個(gè)零件的相對(duì)位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。螺栓連接雙頭螺柱連接螺釘連接緊定螺釘連接螺紋連接類(lèi)型與特點(diǎn)螺紋連接件已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用。螺栓、螺母、墊圈、螺柱、螺釘?shù)染鶠闃?biāo)準(zhǔn)件，其規(guī)格尺寸可查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化與常用標(biāo)準(zhǔn)件常用標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)化螺紋連接緊固件02020401螺栓是一種帶有外螺紋的緊固件，通常需要與螺母配合使用。根據(jù)頭部形狀不同，螺栓可分為六角頭螺栓、圓頭螺栓、方頭螺栓等。螺栓廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，用于連接和固定兩個(gè)或多個(gè)零件。03螺栓的材質(zhì)通常為碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。定義材質(zhì)應(yīng)用分類(lèi)螺栓螺母是一種帶有內(nèi)螺紋的緊固件，通常與螺栓配合使用。根據(jù)形狀不同，螺母可分為六角螺母、圓螺母、方螺母等。螺母的材質(zhì)與螺栓相同，通常為碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。螺母主要用于與螺栓配合，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)零件的緊固連接。定義分類(lèi)材質(zhì)應(yīng)用螺母墊圈是一種扁平的環(huán)形零件，通常置于螺栓或螺釘頭與被連接件之間，以增加接觸面積、減小壓強(qiáng)、防止松動(dòng)等。定義根據(jù)材質(zhì)不同，墊圈可分為金屬墊圈和非金屬墊圈；根據(jù)形狀不同，可分為平墊圈、斜墊圈、彈簧墊圈等。分類(lèi)墊圈的材質(zhì)通常為金屬（如鋼、銅、鋁等）或非金屬（如橡膠、塑料等）。材質(zhì)墊圈廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，用于增加連接緊密度、防止松動(dòng)等。應(yīng)用墊圈定義螺柱是一種帶有外螺紋的長(zhǎng)條形零件，通常用于連接被連接件之一較厚或不便使用螺栓連接的場(chǎng)合。螺釘則是一種帶有外螺紋的圓柱形零件，通常直接旋入被連接件的螺紋孔中。材質(zhì)螺柱和螺釘?shù)牟馁|(zhì)與螺栓相同，通常為碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。應(yīng)用螺柱和螺釘廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)零件的緊固連接。分類(lèi)根據(jù)頭部形狀不同，螺柱和螺釘可分為多種類(lèi)型，如六角頭螺柱、沉頭螺釘、自攻螺釘?shù)?。螺柱和螺釘螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)03確保連接強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，同時(shí)考慮加工、裝配和維修的方便性。設(shè)計(jì)原則根據(jù)連接要求和工作環(huán)境，選擇合適的螺紋類(lèi)型、規(guī)格和精度等級(jí)，并進(jìn)行強(qiáng)度校核。設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與方法適用于被連接件之一較厚且需經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合，具有較好的防松性能。01020304適用于承受拉力和剪力作用的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，但防松性能較差。適用于連接件之一較薄或不宜制通孔的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)緊湊，但裝拆較困難。適用于固定兩個(gè)零件的相對(duì)位置，可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。螺栓連接螺釘連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接典型結(jié)構(gòu)分析與比較通過(guò)改進(jìn)螺紋牙型、增大螺紋直徑或減小螺距等方式提高連接的承載能力。提高連接的強(qiáng)度和剛度提高防松性能優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式考慮環(huán)境適應(yīng)性采用鎖緊墊圈、自鎖螺母或涂膠等防松措施，提高連接的可靠性。根據(jù)具體需求，采用新型結(jié)構(gòu)形式如內(nèi)六角螺釘、自攻螺釘?shù)龋岣哌B接的效率和便捷性。針對(duì)不同工作環(huán)境和使用要求，選擇耐腐蝕、耐高溫或耐低溫等特殊材料，提高連接的適應(yīng)性。結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改進(jìn)方向螺紋連接力學(xué)性能分析04受力特點(diǎn)及影響因素螺紋連接在拉伸載荷作用下，主要承受拉應(yīng)力，可能導(dǎo)致螺紋牙型變形或斷裂。剪切載荷使螺紋連接承受剪應(yīng)力，可能導(dǎo)致螺紋牙型剪切破壞。彎曲載荷使螺紋連接承受彎曲應(yīng)力，可能導(dǎo)致連接松動(dòng)或斷裂。包括螺紋牙型、螺距、螺紋升角、摩擦系數(shù)、擰緊力矩等。拉伸載荷剪切載荷彎曲載荷影響因素根據(jù)材料的許用應(yīng)力和螺紋連接的應(yīng)力集中系數(shù)，進(jìn)行強(qiáng)度校核?？紤]動(dòng)載荷、沖擊載荷等因素，引入安全系數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定螺紋連接的強(qiáng)度和疲勞壽命，進(jìn)行強(qiáng)度校核。許用應(yīng)力法安全系數(shù)法試驗(yàn)法強(qiáng)度校核方法合理控制擰緊力矩，避免過(guò)緊或過(guò)松導(dǎo)致的連接失效。對(duì)螺紋表面進(jìn)行鍍層、噴涂等處理，提高耐腐蝕性和摩擦性能。采用高強(qiáng)度螺紋牙型，如梯形、鋸齒形等，提高連接強(qiáng)度。如鎖緊墊圈、鎖緊螺母等，防止連接松動(dòng)。優(yōu)化螺紋牙型控制擰緊力矩表面處理采用鎖緊裝置提高力學(xué)性能措施螺紋連接工藝與裝配05利用車(chē)床、銑床或螺紋加工機(jī)床進(jìn)行螺紋的切削加工，包括車(chē)削、銑削和磨削等方法。通過(guò)滾壓輪對(duì)工件表面施加壓力，使金屬產(chǎn)生塑性變形而形成螺紋。滾壓加工效率高，適用于大批量生產(chǎn)。利用搓絲板對(duì)工件進(jìn)行冷擠壓，使金屬產(chǎn)生塑性變形而形成螺紋。搓絲加工適用于中小批量生產(chǎn)。切削加工滾壓加工搓絲加工加工工藝簡(jiǎn)介裝配方法包括手動(dòng)裝配、機(jī)動(dòng)裝配和氣壓或液壓裝配等方法。根據(jù)螺紋連接的類(lèi)型和規(guī)格選擇合適的裝配工具。注意事項(xiàng)在裝配過(guò)程中，應(yīng)注意保持螺紋和連接件的清潔，避免雜質(zhì)和油污影響連接質(zhì)量。同時(shí)，要控制擰緊力矩，避免過(guò)緊或過(guò)松導(dǎo)致連接失效。裝配方法及注意事項(xiàng)

常見(jiàn)故障分析與排除方法螺紋損壞由于擰緊力矩過(guò)大或裝配不當(dāng)?shù)仍颍瑢?dǎo)致螺紋損壞。解決方法包括更換損壞的螺紋件、修復(fù)損壞的螺紋或重新加工螺紋。連接松動(dòng)由于振動(dòng)、溫度變化或擰緊力矩不足等原因，導(dǎo)致螺紋連接松動(dòng)。解決方法包括重新擰緊連接、增加防松措施或更換合適的緊固件。密封失效由于密封件老化、損壞或裝配不當(dāng)?shù)仍?，?dǎo)致螺紋連接處泄漏。解決方法包括更換密封件、修復(fù)損壞的密封面或重新裝配密封件。工程實(shí)例與案例分析06設(shè)計(jì)要求選擇合適的螺栓材料和強(qiáng)度等級(jí)，確定螺栓的預(yù)緊力和擰緊力矩，保證連接的密封性和耐久性。設(shè)計(jì)背景汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，需要承受高溫、高壓和振動(dòng)等復(fù)雜工況。因此，缸蓋與缸體之間的連接必須牢固可靠。設(shè)計(jì)步驟首先根據(jù)工況條件選擇合適的螺栓材料和強(qiáng)度等級(jí)；然后計(jì)算所需的預(yù)緊力和擰緊力矩；最后通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可靠性。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋螺栓連接設(shè)計(jì)案例高壓開(kāi)關(guān)柜是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，母線排是其關(guān)鍵部件之一。傳統(tǒng)的母線排固定方式存在松動(dòng)、接觸不良等問(wèn)題，影響設(shè)備的運(yùn)行安全。改進(jìn)背景提高母線排固定的穩(wěn)定性和可靠性，減少設(shè)備故障率。改進(jìn)目標(biāo)采用高強(qiáng)度、耐腐蝕的螺紋連接件替換傳統(tǒng)連接件；優(yōu)化連接結(jié)構(gòu)，增加防松措施；加強(qiáng)安裝過(guò)程中的質(zhì)量控制和檢測(cè)。改進(jìn)方案高壓開(kāi)關(guān)柜母線排固定方式改進(jìn)案例優(yōu)化背景01橋梁支座是橋梁結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其調(diào)整裝置用于保證橋梁在溫度變化、荷載變化等條件下的穩(wěn)定性和安全性。傳統(tǒng)的調(diào)整裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)