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: sBmin=100×点前数字 ssmin=10×(点前数字×点后数字) 例:3.6级螺栓: sBmin=100×点前数字=100×3=300(Mpa) ssmin=10×(点前数字×点后数字)=10×(3×6)=180(Mpa) 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≤m<0.8D 04、05 4. 机械强度与性能等级关系: F F sBmin=100×级别 例:级别为6的螺母: sBmin=100×级别=100×6=600(Mpa) 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 s=F/A=4F/pd12≤[s] 校核式 d1=(4F/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,L=15d,设拧紧时扳手力为F=200N. 则:F =T/0.2d=200´15d/0.2d=15000N 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 y=1042 ~302 0 2. 对密封有要求F =(1.5~1.8)F 3. 一般联接、载荷平稳F =(0.2~0.6)F F d1 d2 变形 F F Dd1=Dd2 4. 载荷不平稳F =(0.6~1.0)F F0=F+F Dd1=Dd2®(F0-F )/c1=(F -F )/c2 解得: F =F -(c2/(c1+c2))F 已知F 、F求F F =F +(c2/(c1+c2))F 已知F 、F求F F0=F +(c1/(c1+c2))F 已知F 、F求F0 F =F0-(c1/(c1+c2))F 已知F0、F求F c1/(c1+c2)称为螺栓相对刚度 ¨ 强度计算 ² 静强度计算 拉应力:s0=4F0/pd12 剪应力:t=0.5s0 等效应力:sca=4×1.3F0/pd12≤[s] 校核式 d1≥(4×1.3F0/p[s])1/2 设计式 F2 变形 力 F F1 F1 F02 F01 F2 ² 疲惫强度计算 工作载荷:F=F1~F2 力幅:Fa=(F02-F01)/2 =(c1/(c1+c2))(F2-F1)/2