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第7章 螺纹连接 §7-1 螺纹连接的基本类型及标准件连接 §7-2 螺纹连接的拧紧与防松 §7-3 螺纹的强度计算 §7-4 螺栓组的连接设计和受力分析 本章要求: 1.了解螺纹连接的主要类型及螺纹连接件。 2.掌握螺栓强度计算方法，会查阅国家标准。 3.理解螺栓的拧紧与防松的概念。 §7-1 螺纹连接的基本类型及标准件连接 螺纹连接是利用具有螺纹的零件构成的一 种可拆卸连接，基本要求是不断（具有足够 的强度）、不松（连接可靠）。 一、螺纹连接的基本类型 （1）螺栓连接 （2）双头螺柱连接 （3）螺钉连接 （4）紧定螺钉连接 §7-2 螺纹连接的拧紧与防松 一、螺纹连接的拧紧 绝大多数螺纹连接在装配时需要拧紧，使连接在 承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加的作 用力称为预紧力。 一般螺纹连接在装配的时候都必须拧紧，以增强连 接的可靠性、紧密性和防松能力。 对于一般连接，可凭经验来控制预紧力的大小，但 对于重要的连接就要严格控制其预紧力。 ②绞制孔用螺栓，螺杆与绞制孔间是过渡配合，工作时靠螺杆受剪，杆壁与孔相互挤压传递横向载荷，此时杆件受剪切力作用，故称受剪螺栓。 2.螺纹连接的主要失效形式有三类： （1）拉断； （ 2）剪断； （3）对于铰制孔连接出现孔或螺栓挤压变形。 一、普通螺栓的强度计算 （1）受拉螺栓常见的失效形式多为螺纹的塑性 变形和断裂。实践表明，螺栓断裂多发生 在开始传力的第一、第二圈旋合螺纹的牙 根处，因应力集中较大。 （2）一般选用标准螺纹零件，其主要尺寸已作 出规定，故螺栓的强度计算主要是求出或 校核螺纹危险剖面的尺寸，即螺纹小径d1。 2.紧螺栓连接的强度计算 （1）只受预紧力作用的螺栓。螺纹部分强度条件为 （2）受预紧力和轴向静工作拉力的螺栓连接。 螺栓相对刚度，其大小和连接的材料、结构形 式、尺寸大小及载荷作用方式等有关。一般设计时钢 制被连接件可取：金属垫（或无垫）0.2～0.3、皮革 垫0.7、铜皮石棉垫0.8、橡胶垫0.9；一般当工作拉 力F无变化时，螺栓受载变形后的剩余预紧力F”= （0.2 ～ 0.6）F，当F有变化时， F”=（0.6 ～1.0） F；对要求紧密性的螺栓连接，取F”=（1.5 ～1.8） F。 二、绞制孔用螺栓连接的强度计算 这种连接是将螺栓穿过被连接件上的绞制孔并与 之过渡配合。在被连接件的接合面处螺栓杆受剪切， 螺栓杆表面与孔壁之间受挤压。因此，应分别按挤压 强度和抗剪强度计算。 §7-4 螺栓组的连接设计和受力分析 （4）应保证螺栓与螺母的支承面平整，并与螺栓轴线垂直，以避免引起偏心载荷。一般可将被连接件的支承表面制成凸台或沉头座。 二、螺栓组的受力分析 受力分析的目的是找出受力最大的螺栓，求其所 受力的大小和方向，利用公式校核螺栓强度或求出 螺栓直径，确定螺栓尺寸。螺栓组的其余螺栓可按 受力最大螺栓的直径选取。分析时有4点假设: （1）被连接件不变形； （2）各螺栓材料、尺寸和拧紧力均相同； （3）受力后材料变形（应变）在弹性范围内； （4）接合面型心与螺栓组型心重合，受力后接合面 仍为平面。 1.受轴向载荷的螺栓组连接 特点：只能用普通螺栓，有间隙，螺栓杆受F拉伸作用 单个螺栓工作载荷R为 R=F/z F—轴向外载荷； Z—螺栓个数。 2.受横向载荷的螺栓组连接 特点：普通螺栓，绞制孔螺栓都可用。 （1）普通螺栓。螺栓受F’拉伸作用，载荷Q靠被连 接件接合面的摩擦力平衡。因此每个螺栓所需 的预紧力F’为 （2）绞制孔螺栓。受横向载荷剪切、挤压作用。 每个螺栓所承受的横向载荷R相等，则R=Q/Z Q —横向载荷； Z—螺栓数目 3.受横向扭矩的螺栓组连接 （1）普通螺栓连接。各个螺栓所需的预紧力F’为 （2）绞制孔螺栓连接组。各个螺栓的变形量和受力 大小与其中心到接合面型心的距离成正比。单 个螺栓最大工作剪力Rmax为 4.受倾覆（纵向）力矩螺栓组连接 特点：M在铅直平面内，绕O-O回转，只能用普通螺 栓。 受力最大单个螺栓的工作载荷Fmax （N） 连 接 （3）螺栓的布置应有合理的间距、边距和扳手空间。 Ks—可靠系数，取1.1～1.5； Q—横向载荷； f—接合面的摩擦系数，钢与铸铁f=0.10 ～0.15，接 合面沾有油质时，f=0.06 ～ 0.10，未加工的