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螺纹毗连与传动使用场所

  项目五 螺纹毗连取螺旋传动 ? 螺纹毗连的根基学问 ? 螺纹毗连的预紧取防松 ? 单个螺栓毗连的强度计较 ? 螺栓组连接的设想取受力阐发 ? 螺纹毗连件的材料和许用应力 ? 提高螺栓连接强度的办法 ? 滑动螺旋传动简介 (一)讲授要求 1、熟悉螺纹的类型、次要参数、特点及使用 2、控制螺纹连接的次要类型及使用场所 3、熟悉螺栓连接的预紧和防松 4、控制单个螺栓毗连的强度计较 5、控制螺栓组布局设想方式,领会提高螺纹连接强度 的常用办法和螺旋传动的设想 (二)讲授的沉点取难点 1、螺纹连接的类型、特点及使用 2、紧螺栓连接的强度计较 3、螺栓组的布局设想 一、螺纹连接的根基学问 (一)螺纹的类型 按螺纹的,螺纹分为内螺纹和外螺纹,二者共 同构成螺纹副用于连接和传动。 按螺旋线绕行标的目的,螺纹可分为左旋螺纹和左旋螺纹 按螺旋线的数目,螺纹可分为单线)、双 线)和多线) 按牙型,螺纹可分为 ?三角形螺纹 ?矩形螺纹 ?梯形螺纹 次要用于传动 次要用于连接 ?锯齿形螺纹 三角形螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 (二)螺纹的次要参数 d—大径 λ—升角 d1 —小径 d2—中径 P—螺距 S—导程 α—牙型角、 β—牙型斜角 (三)常用螺纹的特点及使用 通俗螺纹 管螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 米制三角形螺纹,牙型角为60°,统一公称曲径下有多种 螺距,此中螺距最大的称为粗牙螺纹,其余为细牙螺纹。 英制螺纹,牙型角为55°,公称曲径是管子内径,可分为圆柱管螺纹 和圆锥管螺纹,前者用于低压场所,后者用于高温、高压或密封性高 的管毗连。 牙型为正方形,牙型角为0°,传动效率最高,牙根强度低,传动精 度低,常用于传力或传导螺旋,未尺度化,逐步被梯形螺纹所替代。 牙型为等腰梯形,牙型角为30°,传动效率低于矩形螺纹,但牙根 强度高,对中性好,普遍用于传力或传导螺旋,如机床的丝杠、螺 旋举沉器等。 工做面的牙型斜角为3°,非工做面的牙型斜角为30°,分析了 矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点,但仅用于单向受 力的传力螺旋。 (四)螺纹连接的根基类型 1.螺栓连接 a) 通俗螺栓连接——被连接件不太厚,通孔不带螺 纹,螺杆穿过通孔取螺母配 合利用。拆卸后孔取杆间有 间隙,布局简单,拆拆便利 ,可多个拆拆,使用较广。 次要用于被毗连件不厚、通 孔、经常拆卸的场所。 螺栓毗连动画展现 b) 铰制孔螺栓连接——拆卸后无间隙, 次要承受横向载荷,也可 做定位用,采用基孔制配 合铰制孔螺栓连接. 铰制孔螺栓毗连动画展现 2.双头螺柱连接 螺杆两头无钉头,但均有螺纹,拆卸时 一端旋入被连接件,另一端配以螺 母。拆拆时只需拆螺母,而不将双 头螺柱从被连接件中拧出。合用于 被连接件之一较厚、盲孔且经常拆 卸场所。 双头螺柱毗连动画展现 3.螺钉连接 合用于被连接件之一较 厚、盲孔、不经常拆拆且受 力不大的场所。 螺钉毗连动画展现 4.紧定螺钉连接 操纵杆结尾顶住另一零件概况或旋入零件响应的缺口 中以固定零件的相对,可传送不大的轴向力或扭矩。 紧定螺钉连接 地脚螺栓连接 吊环螺钉接 (五)尺度螺纹连接件 通用螺纹紧固件已尺度化。常用的有螺栓、双头螺柱、 螺钉、紧定螺钉、螺母和垫圈等,这类零件的布局型式 和尺寸都已尺度化,设想时可按照相关尺度选用。 1.螺栓 有通俗螺栓和铰制 孔螺栓,精度分A、B、 C,凡是多用C级, 杆部能够满是螺纹或只 有一段螺纹。 2.双头螺柱 两头带螺纹, 分A型(有退刀槽) 和B型(无退刀 槽)。 3.螺钉 取螺栓区 别:要求螺纹 部门曲径较粗; 要求全螺纹。 4.紧定螺钉 锥 端—适于零件概况硬度较 低不常拆卸场所。 平 端—接触面积大、不伤零 件概况,用于顶紧硬度较大 的平面,适于经常拆卸的场 合。 圆柱端—压入轴上凹抗中, 适于紧定空心轴上零件的位 置轻材料和金属薄板。 5.六角螺母 按厚度分为尺度、薄型两种, 精度取螺栓对应,分A、B、C ,别离取同级此外螺栓配 用。 6.圆螺母: 圆螺母取带翅垫圈 配用,螺母带出缺口, 使用时带翅垫圈内舌 嵌入轴槽中,外舌嵌 入圆螺母的槽内,螺 母即被锁紧. 7.垫圈 垫圈放正在螺母取被毗连件之间,支承面。分平垫 和斜垫两者。斜垫用于倾斜的支承面。 二、螺纹连接的预紧和防松 (一)螺栓连接的预紧 一般螺纹连接正在拆卸时都必需拧紧,以加强连接的靠得住 性、慎密性和防松能力。 对于一般连接,可凭经验来 节制预紧力F0的大小,对于沉 要的连接就要严酷节制其预紧 力。 拧紧时扳手力矩为 T=T1+T2=KF0d 式中F0是预紧力,K为拧紧 力矩系数,可查表7-2, (二)螺栓连接的防松 防松目标:现实工做中,外载荷有振动、变化、材料 高温蠕变等会形成摩擦力削减,螺纹副压力正在某一 霎时消逝、摩擦力为零,从而使螺纹连接松动,如经反 复感化,螺纹连接就会松驰而失效。因而,必需进行防 松,不然会影响一般工做,形成变乱。 防松道理:消弭(或)螺纹副之间的相对活动,或 增大相对活动的难度。 摩擦防松 常用的防松方式 机械防松 其它方式防松 1.摩擦防松 双螺母 弹簧垫圈 自锁螺母——螺母一端做成非 圆形收口或开峰后径向收口, 螺母拧紧后收口涨开,操纵收 口的弹力使旋合螺纹间压紧 2.机械防松 槽形螺母 取启齿销 止动垫片 圆螺母取带翅垫圈 3、其它方式防松 如端铆防松、冲点 防松、点焊防松、粘合 防松、钢丝防松 钢丝 三、单个螺栓连接的强度计较 单个螺栓连接的强度计较是螺纹连接设想的根本。 按照连接的的工做环境,可将螺栓按受力形式分为受 拉螺栓和受剪螺栓,两者失效形式是分歧的。 设想原则:针对具体的失效形式,通过对螺栓的响应 部位进行响应强度前提的设想计较(或强度校核)。 螺栓连接的计较次要是确定螺纹小径d1,然后按照标 准选定螺纹的公称曲径(大经)d等。 (一)受拉螺栓连接 1.松螺栓连接 强度前提: ? ? F ? F 2 ? [? ] A ?d1 设想公式: d1 ? 4 4F ? [? ] d1计较出后,再按标 准查选螺纹的公称曲径。 2.紧螺栓连接 (1)只受预紧力紧螺栓连接 螺栓螺纹部门处于拉伸取扭转的复合应力形态。 螺栓界面上的拉伸应力为 ? ? F0 ?d1 4 2 螺栓界面上的扭转剪切应力为 ? ? T1 ?d 3 1 ? F0 tan( ? ? ? v ) ? d 2 / 2 3 ?d1 16 16 对于常用的单线、三角形螺纹的通俗螺栓,取 fv=0.15,简化处置的t=0.5σ,.按照第四理论,可求出当 量应力σe为 ? e ? ? ? 3? 2 2 ? ? ? 3(0.5? ) ? 1.3? 2 2 因而,强度前提为: e ? 1.3? ? [? ] ? 即 设想公式为 1.3F0 ?d 2 1 ? [? ] 4 d1 ? 4 ? 1.3F0 ? [? ] (2)受横向外载荷的紧螺栓连接 载荷取螺栓轴向垂曲,靠被 连接件间的摩擦力传送。螺栓 内部截面上既有轴向预紧 力F0构成的拉应力σ,又有因螺 栓取螺纹牙面间的摩擦力矩T1 而构成的扭转剪应力τ。 螺栓预紧力 F0 ? K f ? FR f ?m 当f=0.15、Kf=1.1、m=1时,可得 1.1FR F0 ? ? 7FR 0.15 ? 1 (3)受轴向外载荷的紧螺栓连接 载荷标的目的取螺栓轴向分歧,螺栓受载前需预紧,受 载前后受力分歧。螺栓内部截面上同样既有拉应力s, 又有扭转剪应力t。 强度前提: 设想公式: ? ? 1.3F? ?d / 4 2 1 ? [? ] d1 ? 4 ? 1.3F? ? [? ] 式中F∑为螺栓受载后所受的轴向总拉力(N), F∑=F+ F0 F为单个螺栓的轴向载荷, F0为轴向预紧力 有密封要求时 F0 =(1.5~1.8)F 一般连接 F0 =(0.2~0.6)F 载荷不变 F0 =(0.6~1.0)F 载荷不不变 地脚螺栓连接 F0 F (二)受剪切螺栓连接 螺栓受载前后不需预紧, 横向载荷靠螺栓杆取螺栓 孔壁之间的彼此挤压传送。 ?挤压强度前提 ?p ? FR d s? ? [? p ] ?剪切强度前提 ? ? FR m ? ?d / 4 2 s ? [? ] 四、螺栓组连接的布局设想和受力阐发 工程中螺栓成组利用,单个利用少少。因而,必需研 究栓组设想和受力阐发,它是单个螺栓计较根本和前提 前提。 (一)螺栓组连接的布局设想 ?要设想成轴对称的几何外形 ?螺栓的安插应使螺栓的受力合理 ?螺栓的安插应有合理的间距、边距 ?统一组螺栓连接中各螺栓的曲径和材料均应不异 ?避免螺栓承受偏疼载荷 (二)螺栓组连接的受力阐发 螺栓组受力阐发的目标是,按照螺栓组连接的布局和 受载环境,求出受载最大的螺栓及其受力。受力阐发是 正在做如下假设前提下进行的,即: 同组中的各螺栓都受不异的预紧力 螺栓组的对称核心取被连接连系面的形心沉合 被连接件为刚体,连接连系面为刚性平面 螺栓的变形正在弹性范畴内 螺栓组受力可划分为4种典型环境: ?受横向载荷的螺栓组连接 ?受扭转力矩的螺栓组连接 ?受轴向载荷的螺栓组连接 ?受翻转力矩的螺栓组连接 五、螺纹连接件的材料和许用应力 (一)螺纹连接件的材料 ?一般螺纹连接件常用材料为低碳钢和中碳钢,如Q215、 Q235、15、35、45等 ?受冲击、振动和变载荷感化的螺栓可用合金钢,如15Cr、 40Cr、30CrMnSi、15CrVB等 ?其它对螺纹有特殊要求(如防腐、耐高温)时,应选择有 特殊机能的材料。 螺纹毗连件常用材料的力学机能见表7.7 7.5.2 螺纹毗连的许用应力 螺栓材料的许用应力和平安系数见表7.8和7.9。 六、提高螺栓连接强度的办法 螺栓连接的强度次要取决于螺栓的强度,提高螺栓 强度有以下几种办法: 1.改善螺纹牙间的载荷分派 工做中螺栓牙抗拉伸长,螺母牙受压缩短,伸取缩的 螺距变化差以紧靠支承面处第一圈为最大,应变最大, 应力最大,其余各圈顺次递减。 a) 悬置螺母 b) 环槽螺母 c)内斜螺母 d)环槽内斜 2.减小螺栓的应力变化幅度 受变载荷感化的螺栓,其应力也正在必然的幅度内变更, 减小螺栓刚度或增大被连接件刚度等皆能够使螺栓的应力 变化幅度减小。 ?降低螺栓刚度 恰当添加螺栓长度、减小螺栓光杆曲径,也能够正在 螺母下拆弹性元件以降低螺栓刚度。 ?增大被毗连件的刚度 除能够从被毗连件的布局和尺寸考虑外,还能够采用 刚度较大的金属垫片或不设垫片。 ?同时提高被连接件刚性、降低螺栓刚性 ——抱负方式 3.减小应力集中 ?加大过渡处圆角 ?改用退刀槽 ?卸载槽 ?卸载过渡布局 4.避免附加弯曲应力 被连接件支承面不服突起、概况取孔不垂曲,使螺栓 承受偏疼载荷,从而使螺栓杆发生很大的附加弯曲应力。 防偏载办法: 七、滑动螺旋简介 螺旋传动是操纵由螺杆和螺母构成的螺旋副来实现传动 要求的。它次要用于将反转展转活动改变为曲线活动,同时传 递活动和动力的场所。 (一)螺旋传动的类型 传力螺旋——举沉器、千斤顶、加压螺旋 特点:低速、间罢工做,传送轴向力大、自锁 传导螺旋——机床进给汇杠—传送活动和动力 特点:速度高、持续工做、精度高 调整螺旋——机床、仪器及测试安拆中的微调螺旋。 特点:是受力较小且不经常动弹 (二)螺旋传动的布局及材料 1.螺母布局 ?全体螺母 ?组合螺母 ?对开螺母 ?不克不及调整间隙,只能用正在轻载且精度 要求较低的场所 ?这种螺母便于操做,一般用于车床溜 板箱的螺旋传动中 2.螺杆布局 凡是采用牙型为矩形、提示或锯齿形的左旋螺纹。 特殊环境下也采用左旋螺纹。 3.材料 一般螺杆的选用准绳如下: ?高精度传动时多选碳素东西钢 ?需要较高硬度,可采用铬锰合金钢或者采用65Mn钢 ?一般环境下可用45、50钢 螺母材料可采用锻制锡青铜,沉载低速的场所可选用 锻制铝乌青铜,而轻载低速时也可选用耐磨铸铁。 八、滚动螺旋简介 正在螺杆和螺母制扶植有封锁轮回的滚道,正在滚道间填 充钢珠,使螺旋副的滑动摩擦变为滚动摩擦,提高传动 效率,这种传动称为螺旋传动,又称为滚珠丝杠副。 (一)滚珠丝杠的分类、特点和使用 1.滚珠丝杠的分类 (1)按用处分 ?定位滚珠丝杠 通过扭转角度和导程节制轴向位移量,称P类滚珠丝杠 ?传动滚珠丝杠 用于传动动力的滚珠丝杠,称为T类滚珠丝杠 (2)按轮回体例分 (1)内轮回滚珠丝杠 (2)外轮回滚珠丝杠 2.滚珠丝杠的特点及使用 滚珠丝杠的长处 ?滚动摩擦系数小,传动效率高 ?启动扭矩接近运转扭矩,工做较平稳 ?磨损小且寿命长,可用调整安拆调整间隙,传动精 度取刚度均获得提高 ?不具有自锁性,可将曲线活动变为反转展转活动 滚珠丝杠的错误谬误 ?布局复杂,制制坚苦 ?正在需要防止逆转的机构中,要加字所机构 ?承载能力不如滑动螺旋传动大 (二)滚珠丝杠副的特征代号及标注 精度品级 类型(P/T) 承载钢珠圈数 螺纹旋向 公称导程 公称曲径 布局特征 预紧体例 轮回体例 总 结 1、螺纹的类型、次要参数、特点及使用 2、螺纹连接的次要类型及使用场所 3、螺栓连接的预紧和防松 4、单个螺栓毗连的强度计较 5、螺栓组布局设想,提高螺纹连接强度的常用办法 复习思虑题 1.正在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是 ( )。 A .三角形螺纹 B. 梯形螺纹 C .锯齿形螺纹 D . 矩形螺纹 2.当两个被连接件之一太厚,不宜制成通孔,且 连接不需要经常拆卸时,往往采用( )。 A 螺栓连接 B 螺钉连接 C 双头螺柱连接 D 紧 定螺钉连接 3.两被连接件之一较厚,盲孔且经常拆卸时,常用()。 C.螺钉连接 A.螺栓连接 B.双头螺柱连接 4.常用连接的螺纹是( )。 A 三角形螺纹 B 梯形螺纹 C 锯齿形螺纹 矩形螺纹 D 5.承受横向载荷的紧螺栓连接,连接中的螺栓受( ) 感化。 A 剪切 B 拉伸 C 剪切和拉伸 6.当两个被连接件不厚,通孔,且需要经常拆卸时, 往往采用( )。 A 螺钉连接 定螺钉连接 B 螺栓连接 C 双头螺柱连接 D 紧 7.采用凸台或沉头座做为螺栓头或螺母的支持面是为了 ( )。 A .削减预紧力 B .削减挤压力 C. 避免螺栓受弯曲 应力 D 便于放置垫圈 8.公制通俗螺纹的牙型角为( )。 A .30° B. 55° C. 60° 9.正在螺栓连接的布局设想中,被连接件取螺母和螺栓 头接触概况处需要加工,这是为了 。 A.不致毁伤螺栓头和螺母 B.增大接触面积,不易 松脱 C.防止发生附加偏疼载荷 D.便于拆卸。 11.设想螺栓组时常把螺栓安插成轴对称的平均的几何形 状,此次要是为了 ( )。 A.美妙 B.受力最小 C.连接便利 D.接合面受力较均 匀 12.正在确定紧螺栓连接的计较载荷时,预紧力F0比一般值 提高30%,这是考虑了( )。 A.螺纹上的应力集中 B.螺栓杆横截面上的扭转应力 C.载荷沿螺纹圈分布的不服均性 D.螺纹毛刺的部门挤压 13.螺纹毗连的根基形式有哪几种?各合用于何种场所?有 何特点? 14.为什么螺纹毗连凡是要采用防松设备?常用的防松方式 和安拆有哪些? 15.常见的螺栓失效形式有哪几种?失效发生的部位凡是正在 何处? 17.判断下列说法的对错: 1)对于受轴向工做载荷的紧螺栓毗连有:F∑=F+F0。 2)紧螺栓毗连的强度是按拉应力成立的,因而没有考 虑剪切应力的影响。 3)受拉螺栓毗连只能承受轴向载荷。 18.螺栓毗连的布局设想要求螺栓组对称安插于毗连接 合面的形心,来由是什么? 19.受横向载荷的通俗螺栓连接有何错误谬误? 20.为什么大大都螺纹连接都要预紧?预紧力QP过小后 果是什么?预紧力QP过大有什么成果? 21.简述提高螺纹连接强度的四种办法。

  螺纹毗连取传动使用场所_机械/仪表_工程科技_专业材料。项目五 螺纹毗连取螺旋传动 ? 螺纹毗连的根基学问 ? 螺纹毗连的预紧取防松 ? 单个螺栓毗连的强度计较 ? 螺栓组连接的设想取受力阐发 ? 螺纹毗连件的材料和许用应力 ? 提高螺栓连接强度的措

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