常用装置的结构设计详解.pptVIP

油室 对于一些重型机器的轴承轴瓦，其上常开设油室。它既可以使 润滑空间增大，并有贮油和保证润滑油稳定性的作用， 16.5 螺栓组结构设计 16.5.1 连接结合面的形状 结合面的形状应为轴对称的简单几何形状以便于加工制造， 保证受力合理。 16.5.2 螺栓的空间布置 1．为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同一 圆周上的螺栓数目取成3、4、6、8等数； 在布置螺栓时，螺栓中心线与机体壁、螺栓之间的距离，要依据 扳手所需的活动空间大小和连接的密封性要求来决定。 2．螺栓之间的距离t一般按照经验公式选择： （用于密封性要求高及压力P ≈ （1.0～10） MPa 的场合。 （用于一般连接及压力P≤1.6MPa的压力容器） （用于无密封要求的场合） t = 3．螺栓布置应使各螺栓的受力合理。 对铰制孔螺栓不能在受力方向成排 布置8个以上螺栓，以免受力不均。 F F t d r2 (b) r1 (a) 螺栓连接承受弯、扭矩作用时，应使螺栓靠近结合面的边缘，以减小螺栓的受力。 T T F1 F2 扭矩T相同，结构（a） 比结构（b）螺栓受力小 因为： 所以： （a）方案比（b）方案合理 ★为简化设计、制造，对同一螺栓组内的螺栓应选择同样材料、 同样规格、同一标准的螺栓，以便于采购、管理和装配。 16.5. 3 基于受力合理性的螺栓结构设计 螺栓连接的强度主要取决于螺栓的强度 影响螺栓强度的因素 1. 危险截面的应力幅 2. 螺纹牙上的载荷不均 3. 螺栓上的应力集中 4. 螺栓上的附加应力 5. 螺栓的制造工艺 1．降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 在最小应力不变的情况下，应力幅值越小，螺栓越不容易发生 疲劳失效。 F F″ △F 前提： ▲ 预紧力 F′不变; ▲ 工作拉力F不变。 结果： 总拉力 F0 减小，残余预紧力F″减小, △F 减小。 降低螺栓刚度 应力幅减小 结论： ★降低螺栓的刚度 降低螺栓应力幅的措施 λ m λ b F′ F0 F △F′ F F′ F″ ★增加被连接件的刚度 △F 前提： ▲预紧力 F′不变，工作拉力 F 不变 增加被连接件刚度 应力幅减小 结 论 λ b λ m F0 F 结果： ▲总拉力 F0减小至 ，残余预紧力减小，△F 减小为 ★同时降低螺栓刚度、增加被连接件刚度 ▲前提：总拉力F0不变 ，工作拉力F、残余预紧力F″均不变 ▲结果：预紧力 F′ 增大，△F 减小 同时降低螺栓刚度、增加被连接件刚度 是最有效的降低应力幅的方法 结 论： F′ F″ △F λ b F F λ m ★降低应力幅的具体措施 ▲采用腰状螺栓与空心螺栓 ▲在螺母下采用弹性元件 ▲采用刚度较大的密封环 效果不好 效果好 刚度小 2. 改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 ★螺纹牙上载荷分布不均的原因 螺栓和螺母的刚度 及变形性质不同 1/3载荷 第八圈以上螺纹 几乎不受力 采用加高螺母不能 提高连接的强度 F0 ★改善螺纹牙上载荷分布不均的措施 ▲旋置螺母 ▲内斜螺母 ▲环槽螺母 ▲内斜、环槽结合新型螺母 F0 F0 内斜、环槽结合螺母 3.减小应力集中的影响 加大圆角 r 卸载槽 r r 0.5~1.0 卸载过渡结构 r2 支承面不平， 被连接件 变形太大 (a) 采用球面垫圈 (b) 采用斜面垫圈 e 避免采用勾头螺栓 （c）凸台 （d）沉头座 F0 M F0 F0 M F0 F0 (a) 采用球面垫圈 (b) 采用斜面垫圈 支承面不平， 被连接件 变形太大 M F0 e 避免采用勾头螺栓 F0 M F0 F0 （c）凸台 （d）沉头座 4. 避免附加应力 轴未受扭矩作用 轴受扭矩作用 F F 改进轴上零件的结构以减小轴的载荷 3．减小应力集中 采用内凹圆角―靠轴肩定位的零件的圆角半径很小时，可采用此方法 加装隔离环 在轮榖或轴上开卸载槽 当轴与轮毂为过盈配合时，配合边缘处会产生较大的应力集中，为减小应力集中，采用卸载槽结构 过盈配合时 的应力分布 轮毂采用卸载槽 后的应力分布 轴上开卸载槽 4．提高轴颈的表面品质 采用表面碾压、喷丸、高频表面淬火、渗碳及渗氮等表面强化 工艺都可以显著提高轴疲劳强度。 应考虑轴的结构工艺性 轴的结构工艺性是指轴的结构形状应便于加工和装配 原则：在满足使用的前提下，轴的结构越简单越好 为便于装配，常将轴做成阶梯形轴端应制出2×45°倒角。 ★ 需要磨削的轴段应留有砂轮越程槽 ★ 需要车制螺纹的轴段应留有退刀槽 ★ 为了减少装夹工件的时间，同一轴上不同轴段的键槽应 布置在轴的同一母线上 ★ 轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽宽度等应取相同尺寸 16.3 滚动轴承的