同济大学机械设计教案第二篇联接概述

同济高校机械设计 其次篇联接 一． 联接的作用 构件机构须要联接---运动副 零件构件须要联接 二． 分类 1. 动联接两构件之间的联接，构成运动副。 2. 静联接同一构件上零件之间的联接。 可拆联接 例螺纹、键、花键、销等 静联接 不行拆联接 例铆接、焊接、胶接 过盈协作联接 3.联接类型的选用 第五章 螺纹联接 第0节 概述 y 一． 螺纹的形成 d d2 d1 a t 二． 螺纹的基本参数 1. 大径d----例公称直径M16 2. 小径d1 3. 中径d2 4. 螺距t 5. 升角y 四． 螺纹类型 37 JXSJ 1.按旋向分左旋和右旋。见形成 2.按配对分内螺纹和外螺纹。 3.按轴剖面形态分 1 三角螺纹 a. 粗牙螺纹 b. 细牙螺纹 2 管螺纹 a.圆柱管螺纹 b.圆锥管螺纹 3矩形螺纹 4梯形螺纹 5锯齿形螺纹 第1节 螺纹联接的主要类型、材料 一． 螺纹联接的基本类型 1.螺栓联接 1受拉（一般）螺栓联接. 2受剪（铰制孔）螺栓联接 2.双头螺柱联接 3.螺钉联接 4.紧定螺钉联接 二． 螺纹紧固件的性能等级和材料 国标规定螺纹紧固件机械性能分级 1. 螺栓、螺柱、螺钉的性能分为十级 精度等级 3.6 4.6、4.8、5.6、 5.8、6.8 8.8、9.8 10.9 12.9 常用材料 低碳钢 低碳钢或 中碳钢 中碳钢或低碳合金钢 中碳钢或低碳合金钢 合金钢 2. 机械强度与性能等级关系 sBmin100点前数字 ssmin10点前数字点后数字 例3.6级螺栓 sBmin100点前数字1003300Mpa ssmin10点前数字点后数字1036180Mpa 3. 螺母性能等级 依据螺母高度m不同，分为两类 螺母高 性能等级 m≥0.8D 4、5、6、8、9、10、12 0.5D≤m0.8D 04、05 4. 机械强度与性能等级关系 F F sBmin100级别 例级别为6的螺母 sBmin100级别1006600Mpa 三． 许用应力与平安系数 第2节 单个螺栓联接的受力分析和强度计算 螺纹联接的强度计算 一． 受拉螺栓联接 1.失效形式主要为螺栓断裂 2.设计准则保证螺栓静强度和疲惫强度。 3.受力分析与强度计算 1 受拉松螺栓联接力分析与强度计算 a受力分析 螺栓中受力F b强度计算 sF/A4F/pd12≤[s] 校核式 d14F/p[s]1/2 设计式 一． 螺栓联接的拧紧 1. 拧紧的目的 1 增加联接的牢靠性和紧密性。例汽缸缸盖的拧紧 2 提高疲惫强度 2. 拧紧力和预紧力矩的关系 3. 拧紧力矩的限制 1 目的 防止F过大拧断螺栓 d L F 例对于标准扳手，L15d，设拧紧时扳手力为F200N. 则FT/0.2d20015d/0.2d15000N 假如螺栓小于M12可能被拧断。 2 方法 a测力矩扳手、b定力矩扳手、c测量螺栓伸长量 螺纹联接的防松 1. 防松的目的 y1042～302rv,自锁，但在振动、冲击、变载荷作用下摩擦力会减小或消逝，引起联接松脱，所以，必需防松。 2. 防松的根本问题 防止螺旋副的相对转动 防松方法 摩擦防松（对顶螺母、弹簧垫圈）。 特点易装拆 机械防松（开口销、止动垫片、串联钢丝）特点牢靠 破坏螺旋副（焊、胶接、冲） 特点牢靠、不便装拆 3. 防松的方法 1 摩擦防松 b. 对顶螺母防松 c. 弹性垫片防松 d. 金属锁紧螺母防松 e. 尼龙圈锁紧螺母防松 2 机械防松 f. 开口销与槽形螺母防松 g. 止动垫片防松 h. 串联钢丝绳防松 3 破坏螺旋副 i. 点焊防松 j. 冲点防松 k. 胶接防松 FR/2 FR/2 FR F 2受拉紧螺栓联接 a. 仅受预紧力的紧螺栓联接 受力分析 拉力F 拧紧力和预紧力矩的关系 F d0 T1 T T2 F/2 F/2 F/2 F/2 D0 TT1T2 式中 T1Ftgyrud2/2 T2FmD13-d03/3D12-d02 代入得 T[tgyrud2/2d2mD13-d03/3dD12-d02]Fd] 对于M10～M68的螺栓，将尺寸代入， 并取m0.15 则T≈0.2Fd 强度计算 拉应力s4F/pd12 扭转剪应力tT1/pd13/16 对于M10～M68的钢制螺栓，tgrv≈0.17，l≈2.80， d2/d11.04～1.08 代入t得t≈0.5s 等效应力scas23t21/2≈1.3s≤[s] 校核式 F F d1 d2 变形 即41.3F/pd12≤[s] d1≥41.3F/[s]p1/2 设计式 结论 仅受预紧力的螺栓联接可以按拉伸计算， 但须将拉应力放大30. F d1 d2 变形 b. 受预紧力和工作载荷的螺栓联接 受力分析 探讨剩余预紧力的确定 1. F0 2. 对密封有要求F1.5～1.8F 3. 一般联接、载荷平稳F0.2～0.6F F d1 d2 变形 F F Dd1Dd2 4. 载荷不平稳F0.6～1.0F F0FF Dd1Dd2F0-F/c1F-F/c2 解得 FF-c2/c1c2F 已知F、F求F FFc2/c1c2F 已知F、F求F F0Fc1/c1c2F 已知F、F求F0 FF0-c1/c1c2F 已知F0、F求F c1/c1c2称为螺栓相对刚度 强度计算 静强度计算 拉应力s04F0/pd12 剪应力t0.5s0 等效应力sca41.3F0/pd12≤[s] 校核式 d1≥41.3F0/p[s]1/2 设计式 F2 变形 力 F F1 F1 F02 F01 F2 疲惫强度计算 工作载荷FF1～F2 力幅FaF02-F01/2 c1/c1c2F2-F1/2