机械设计基础第二章联结.pptVIP

三、减小横向载荷 受横向载荷的普遍螺栓联接，被联结件间要获得足够大的摩擦力。当外加横向载荷较大时，螺栓就要承受较大的预紧力，这样所需螺栓直径很大。为了避免这个缺点，可在被联接件之间加上套、键、销或制作止口等减载装置，从而大大减小螺纹联接所承受的横向载荷。 第五节 螺纹联接的强度计算 螺栓联接的强度计算主要与联接的装配 情况（预紧或不预紧）、外载荷的性质和材料性能等有关。 螺栓联接强度计算的目的是根据强度条件确定螺栓直径，而螺栓和螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸均按标准选定。 一、松螺栓联接强度计算 二、紧螺栓联接强度计算 1．仅受预紧力的紧螺栓联接 2．受轴向载荷的紧螺栓联接 3．承受工作剪力的紧螺栓联接 联接的失效形式：主要是指螺纹联接件的失效。对于受拉螺栓，其失效形式主要是螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂。对于受剪螺栓，其失效形式可能是螺栓杆被剪断或螺栓杆和孔壁的贴合面被压溃。 详细推导 一、受拉螺栓联接的强度计算 1.只受工作载荷的螺栓强度计算 式中：F——轴向工作载荷（N） d1——螺纹小径（mm） σ ——螺栓的工作拉应力（Mpa） [σ]——螺栓的许用工作拉应力（Mpa） 2. 只受预紧力的螺栓强度计算 受拉的紧螺栓联接在装配时必须预紧。 预紧力引起的拉应力： 螺牙间的摩擦力矩引 起的扭转剪应力： 强度条件： 　　当联接承受较大的横向载荷F时，由于要求F ’ ≥F／μ（ μ =0.2），即 F ’ ≥5F ，因而需要大幅度地增加螺栓直径。为减小螺栓直径的增加， 可采用减载措施。 说明 根据第四强度理论， 螺栓在预紧状态下的 计算应力: 2．受轴向载荷的紧螺栓联接 螺栓预紧力F ’后，在工作拉力F 的作 用下，螺栓的总拉力F2 = ? 这时螺栓的总拉力为： 为使工作载荷作用后，联接结合面间有残余预紧力F1存在，要求螺栓 联接的预紧力F ’为： 静强度条件： 式中F1为残余预紧力，为保证联接的紧密 性，应使 F1 ＞0，一般根据联接的性质确定F1的大小。 式中： 为螺栓的相对刚度，其取值范围为 0~1。 详细分析 疲劳强度校核 二．承受工作剪力的紧螺栓联接强度计算 这种联接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压。在联接结合面处，螺栓杆则受剪切。 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为： 螺栓杆的剪切强度条件为： 式中：Fs－螺栓所受的工作剪力，单位为N；　　　ds－螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径），单位为mm；　　　h－螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，单位为mm；设计时　　　　　　应使h≥1.25ds m—螺杆受剪切面的数目 　　国家标准规定了螺纹联接件的性能等级。螺栓、螺柱、螺钉的性能等级 分为10级，螺母的性能等级分为 7级。在一般用途的设计中，通常选用4.8级 左右的螺栓，在重要的或有特殊要求设计中的螺纹联接件，要选用高的性能 等级，如在压力容器中常采用8.8级的螺栓。 三、螺纹联接件材料，螺栓的材料和许用应力 　　常用的螺纹联接件材料为Q215、Q235、35、45等碳素钢。当强度要求高 时，还可采用合金钢，如15Cr、40Cr等。 性能等级 二、螺纹联接件的许用应力 1．螺纹联接件的许用拉应力 2．螺纹联接件的许用剪应力和许用挤压应力 3．螺纹联接件的安全系数 说明 （被联接件为钢） （被联接件为铸铁） 四、螺栓组联接的强度计算 第六节 螺纹联接的结构设计 一、避免或减小附加载荷 若被联接件与螺母或螺栓头部接触的 表面不平或倾斜，螺栓就会受到附加力，致使联接的承载能力降低。 二、防止松脱 联接用螺纹标准件都能满足自锁条件。联接拧紧后，螺母或螺栓与被联接件支承面间的摩擦力也有助于防止联接松脱。因此，在常温下受静载荷作用时，螺纹连接一般不会发生松动。 若温度变化较大或联接受到冲击、振动以及不稳定载荷的作用，摩擦力就会减小，甚至消失，致使联接逐渐松脱。防松就是防止螺旋副产生相对运动。防松的办法很多，表2-8所列为常用的防松方法及特点。 第二章 联 接 机械设计基础 * 重点学习内容 螺纹联接的类型、结构特点和应用 螺旋副的受力、效率和自锁 螺纹联接的强度计算 第一节 概 述 联接是将两个或两个以上的零件联成一体的结构。 联接 不可拆联接 可拆联接 螺纹联接 键联接 花键联接 过盈联接 销联接 焊 接 粘 接 铆 接 第二节 螺纹参数 一、螺纹的形成与分类 形成原理如图2-1所示 螺纹按轴平面内牙形的不同分类 按螺旋线旋绕方向的不同分类 此外，还有