理 论 课 教 案doc机械设计第三章Word文档下载推荐.docx
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了解螺纹的类型和主要参数以及螺纹联接的基本
类型。
(2)
了解螺栓联接的预紧,防松。
(3)
掌握各种联接方式的工作原理和强度计算方法,
3—1常用螺纹的主要参数、类型、特点和应用
一、螺纹的形成
螺旋线:
一动点在一圆柱体的表面上,一边绕轴线等速旋转,
同时沿轴向作等速移动的轨迹。
螺纹:
一平面图形沿螺旋线运动,就得到螺纹。
螺纹的主要参数:
螺纹的大径d(D)
螺纹小径;
d1(D1)
螺纹中径;
d2(D2)
螺距;
p
螺纹线数;
n
导程L
螺旋升角
教学内容
牙型角α
牙型斜角β
二螺纹的类型.特点和应用
1、按螺纹的牙型分:
矩形螺纹,三角螺纹,梯形螺纹,锯齿型螺纹
2、按螺纹的旋向分:
左旋螺纹,右旋螺纹
3、按螺旋线的根数分:
单线螺纹,多线螺纹
4、按回转体的内外表面分:
内螺纹,外螺纹
5、按螺旋的作用分:
联接螺纹,传动螺纹
6、按母体形状分:
圆柱螺纹,圆锥螺纹
其特点和应用见表3-1所示
3—2螺纹联接的类型和螺纹紧固件
一螺纹联接的主要类型:
螺栓联接,双头螺栓联接,
螺钉联接,紧钉螺钉联接
其基本类型,特点和应用见表3-2所示
二螺纹紧固件
六角头螺栓,双头螺栓,螺钉,紧钉螺钉,
自攻螺钉,六角螺母,园螺母,垫圈
其基本类型,特点和应用见表3-3所示
三螺纹紧固件的材料及等级
1.产品等级:
产品等级表示产品的加工精度等级,螺纹紧固件
分为A.B.C三个等级
2.机械性能等级和材料:
螺纹联接件的性能等级表示连接件的机械强度
螺栓的性能等级见表3-4
螺母的性能等级见表3-5
垫圈的性能等级直接维氏硬度表示
3—3螺纹联接的预紧和放松
一预紧
一般螺纹联接在装配时都必须拧紧,使之在承受工作载荷
之前螺纹就受到预紧力的作用。
1、预紧的目的
(1)、争强连接的可靠性,以防止受载后被连接件出现缝隙或
发生相对滑动。
(2)、对于受拉螺栓可以提高螺栓的疲劳强度。
2、控制预紧力
一般规定,拧紧后螺纹联接件的预紧力不得超过其材料
屈服极限的80%。
工程上常采用测力矩扳手或定力矩
扳手来控制预紧力的大小。
如图3-6所示
二、防松
防松的方法
1.利用附加摩擦力防松
2.采用专门防松元件防松
3.其他方法防松
其内容见表3-6所示
3—4螺栓的强度计算
一普通螺栓联接的强度计算
1松螺栓联接
式中:
d1:
螺纹小径,mm;
[σ]:
许用应力,Pa
Fa----螺栓受轴向拉力,N
一般机械用螺栓联接在静载荷下的许用应力与安全系数
见表3-7所示
2紧螺栓联接:
有预紧力,按
(1).受横向工作载荷的螺栓强度
螺栓与孔之间有间隙,工作时预紧力Fa导致接合面所产生的摩擦力应大于横向载荷F。
预紧力Fa
C---可靠性系数,常取C=1.1~1.3m---结合面数
f---摩擦系数,对钢与铸铁,取:
f=0.1~0.16
改进措施:
1.采用键、套筒、销承担横向工作载荷。
螺栓仅起连接作用
(2).受轴向工作载荷的螺栓强度
设流体压强为p,螺栓数目为Z,则缸体周围每个螺栓的
平均载荷为:
3—5螺栓联接的结构设计
一、螺栓组的布置
螺栓组的布置应考虑如下几个问题。
(1)、联接接合面形状应和机器的结构形状相适应
通常将接合面设计成对称的简单几何形状(见图3-12),
便于加工被联接件和对称布置螺栓
(2)、螺栓的布置应使螺栓受力合理。
①、当螺栓组承受转矩T时,应使螺栓组的对称中心和
接合面的形心重合[见图3-13(a)];
②、当螺栓组承受弯矩M时,应使螺栓组的对称轴与接合面
中性轴重合[见图3-13(b)],
③、如果联接在受到轴向载荷的同时,还受到较大的横向载荷,
则可采用套、销、键等零件来分担横向载荷以减小螺栓的
预紧力和结构尺寸。
(见图3-14),
图3-14减载装置
图3-15扳手空间
二、提高螺栓强度的措施
承受轴向变载荷时,螺栓的损坏形式:
疲劳断裂。
容易断裂部位:
1、减小应力居中的影响
图3-16减小应力集中的方法
2、减低载荷变化量
图3-17减低载荷变化量的方法
3、避免附加弯曲应力
图3-18螺栓的附加应力
本章小结:
略
布置作业:
50页思考题3.4.9.10
习题3-13-2
图3-19减小或避免弯曲应力的措施
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