第五章螺纹联接1
- 格式:ppt
- 大小:1.05 MB
- 文档页数:27
第五章螺纹连接及螺旋传动基本要求:1) 掌握螺纹的基本知识——螺纹的基本参数、常用螺纹的种类、特性及其应用。
2) 掌握螺纹联接的基本知识——螺纹联接的基本类型、结构特点及其应用,螺纹联接标准件,螺纹联接的预紧与防松。
3) 掌握螺栓组联接设计的基本方法——螺栓组联接的结构设计,受力分析,单个螺栓联接的强度计算理论与方法。
4) 掌握提高螺纹联接强度的各种措施。
5) 掌握滑动螺旋传动的常用设计方法。
重点:1) 螺纹和螺纹联接的基本知识。
2) 螺栓组联接的受力分析,主要是复杂受力状态下的受力分析。
3) 单个螺栓联接的强度计算,主要是承受横向载荷和轴向拉伸载荷的紧螺栓联接的强度计算。
4) 螺栓组联接的综合计算,主要是三种情况:①校核螺栓组联接螺栓的强度;②设计螺栓组联接螺栓的直径尺寸;③确定螺栓组联接所能承受的最大载荷。
难点:1) 螺纹联接的结构设计。
2) 受倾覆力矩作用的螺栓组联接受力分析。
3) 复杂受力状态下的螺栓组联接受力分析。
4) 受预紧力和轴向工作载荷作用时,单个螺栓联接的螺栓总拉力的确定。
§5-1 螺纹螺纹连接是一种可拆连接,它是靠螺纹工作的。
其特点为:构造简单,拆装方便,工作可靠,各种螺纹连接件已标准化。
故应用广泛。
一、螺纹的类型及应用对螺纹的要求:5.按母体形状圆柱螺纹 圆锥螺纹旋向判定:顺着轴线方向看,可见侧左边高则为左旋,右边高则为右旋。
思考:螺纹是螺纹连接和螺旋传动的重要部分,要求有足够的强度(牙根和杆的断面)和良好的工艺性。
此外,连接螺纹必须自锁,管螺纹还要求有紧密性,传动螺纹要求高效率,调整螺纹和传递运动的螺纹则要求有足够的精度,起重螺纹既希望工作行程效率高,又要求自锁性能好。
二、螺纹的主要参数⑦接触高度:内、外螺纹旋合后的接触面的径向高度。
三、常用的螺纹的特点和应用范围1. 普通螺纹(三角形螺纹,代号:GB 192-1981)普通螺纹分粗牙和细牙,一般用粗牙。
牙形角α=2β=60°,因牙侧角β大,所以摩擦大,易自锁,主要用于连接。
第五章螺纹连接和螺旋传动作业一、选择题1、当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时,细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能A 。
A. 好B. 差C. 相同D. 不一定2、用于连接的螺纹牙型为三角形,这是因为三角形螺纹 A 。
A. 牙根强度高,自锁性能好B. 传动效率高C. 防振性能好D. 自锁性能差3、若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 B 。
A. 螺距和牙型角B. 升角和头数C. 导程和牙形斜角D. 螺距和升角4、对于连接用螺纹,主要要求连接可靠,自锁性能好,故常选用 A 。
A. 升角小,单线三角形螺纹B. 升角大,双线三角形螺纹C. 升角小,单线梯形螺纹D. 升角大,双线矩形螺纹5、用于薄壁零件连接的螺纹,应采用 A 。
A. 三角形细牙螺纹B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹D. 多线的三角形粗牙螺纹6、若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度,则可 B 。
A、在被连接件间加橡胶垫片B、增大螺栓长度C、采用精制螺栓D、加防松装置7、计算紧螺栓连接的拉伸强度时,考虑到拉伸与扭转的复合作用,应将拉伸载荷增加到原来的 B 倍。
A. 1.1B. 1.3C. 1.25D. 0.38、采用普通螺栓连接的凸缘联轴器,在传递转矩时, D 。
A. 螺栓的横截面受剪切B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压D. 螺栓受拉伸与扭转作用9、在下列四种具有相同公称直径和螺距,并采用相同配对材料的传动螺旋副中,传动效率最高的是C 。
A. 单线矩形螺旋副B. 单线梯形螺旋副C. 双线矩形螺旋副D. 双线梯形螺旋副10、在螺栓连接中,有时在一个螺栓上采用双螺母,其目的是 C 。
A. 提高强度B. 提高刚度C. 防松D. 减小每圈螺纹牙上的受力11、在同一螺栓组中,螺栓的材料、直径和长度均应相同,这是为了 B 。
A. 受力均匀B. 便于装配.C. 外形美观D. 降低成本12、当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时,该螺栓组中的螺栓 D 。
第五章螺纹连接和螺旋传动受拉螺栓连接1、受轴向力FΣ每个螺栓所受轴向工作载荷:zFF/∑=z:螺栓数目;F:每个螺栓所受工作载荷2、受横向力FΣ每个螺栓预紧力:fizFKF s∑>f:接合面摩擦系数;i:接合面对数;sK:防滑系数;z:螺栓数目3、受旋转力矩T每个螺栓所受预紧力:∑=≥niisrfTKF10sK:防滑系数;f:摩擦系数;4、受翻转力矩M螺栓受最大工作载荷:≥zMLF maxmax5、受横向力FΣ每个螺栓所受工作剪力:F==ii1螺栓连接强度计算松螺栓连接:]σπσ≤=421d只受预紧力的紧螺栓连接:[]σπσ≤=43.121dF受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接:受轴向静载荷:[]σπσ≤=43.1212dF受轴向动载荷:[]pmbba dFCCCσπσ≤∙+=212受剪力的铰制孔用螺栓连接剪力:螺栓的剪切强度条件:[]σπτ≤=4/2dF螺栓与孔壁挤压强度:[]pp LdFσσ≤=min螺纹连接的许用应力许用拉应力:[]S Sσσ=许用切应力:[]τστSS=许用挤压应力: 钢:[]PS P S σσ=铸铁:[]PB P S σσ=S σ:螺纹连接件的屈服极限;B σ:螺纹连接件的强度极限;p S S S ⋅⋅τ:安全系数第六章 键、花键、无键连接和销连接普通平键强度条件:[]p p kldT σσ≤⨯=3102 导向平键连接和滑键连接的强度条件:p kldT p ≤⨯=3102T :传递的转矩,N.mkl :键的工作长度,d :轴的直径,mmMPa静连接强度条件:[]p mp zhld T σϕσ≤⨯=3102动连接强度条件:[]p zhld T p m≤⨯=ϕ3102ϕ:载荷分配不均系数,与齿数多少有关,一般取8.0~7.0=ϕ,齿数多时取偏小值z :花键齿数l :齿的工作长度,mm h :齿侧面工作高度,C dD h 22--=,C 倒角尺寸m d :花键的平均直径,矩形花键2dD d m +=,渐开线花键1d d m =,1d 为分度圆直径,mm[]pσ:花键许用挤压应力,MPa[]p :花键许用压力,MPa第八章 带传动1、带传动受力分析的基本公式2001F F F F -=-201eF F F +=1F :紧边接力,N ; N ; e F :有效拉力,N ; αf eec F :临界摩擦力,N ; αf F :临界有效拉力,N ; f :摩擦系数,N ; α:带在轮上的包角,rad 3、带的应力分析 紧边拉应力:A F 11=σ 松边拉应力:AF 22=σ 离心拉应力:Aqv A F e c 2==σ带绕过带轮产生的弯曲应力:db d hE=σA :带的横剖面面积,mm 2; q :带的单位长度质量,kg/m ;v :带速,m/s ; E :带的弹性模量,N/mm2; h :带的厚度,mm ; d d :带轮基准直径,mm带的最大应力发生在紧边绕入小带轮之处:b c σσσσ++=1max第十章 齿轮传动直齿轮 圆周力:1112d T F t = αcos 1t n F =向力:βtan t a F F = 法向力直齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式:[]F Sa Fa t F F bmY Y Y F K σσε≥=1设计计算公式[]32112F SaFa d F Y Y z Y T K m σφε∙≥ Fa Y :齿形系数;Sa Y 应力校正系数; F K 弯曲疲劳强度计算载荷系数,βF Fa v A F K K K K K =εY 弯曲疲劳计算的重合度系数直齿圆柱齿轮齿面疲劳接触强度计算[]H Z H d H H T Z Z uu d T K σφσε≤±∙=12311 设计计算公式321112⎪⎪⎭⎫⎝⎛∙±∙≥HE H d H Z Z Z u u T K d σφε斜齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式[]F n d Sa Fa F F Z m Y Y Y Y T K σφβσβε≤=21321cos 2设计计算公式[]32121cos 2F SaFa d F n Y Y z Y T K m σφββ⋅≥锥齿轮轮齿受力分析 圆周力112m t d T F =径向力211cos tan a t r F F F ==δα 轴向力211cos tan r t a F F F ==δα 法向载荷αcos tn F F =齿根弯曲疲劳强度校核计算公式()[]F R R SaFa F F u zm Y Y T K σφφσ≤+-=15.01221321设计计算公式()[]32212115.01F SaFa R R F Y Y u zT K m σφφ∙+-≥齿面接触疲劳强度校核计算公式()[]H R R H EH H ud T K Z Z σφφσ≤-=31215.014 设计计算公式[]()321215.014u T K Z Z d RR H HEH φφσ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥ 第十一章 蜗杆传动 蜗杆圆周力11212d T F F a t ==]H K :载荷系数,v A K K K K β=,A K 使用系数,βK 齿向载荷分布系数,v K 动载系数[]H H σσ/:分别为蜗轮齿面的接触应力和许用接触应力,MPa蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核公式[]F Fa F Y Y md d KT σσβ≤=221253.1 设计公式[]βσY Y z KT d m Fa F 221253.1≥F σ:蜗轮齿根弯曲应力,MPa2Fa Y :蜗轮齿形系数[]F σ:蜗轮的许用弯曲应力,MPa第十二章滑动轴承一、不完全液体润滑径向滑动轴承计算在设计时,通常已知轴承所受的径向载荷F<N>,轴颈转速n<r/min>,轴颈直径d<mm>,进行以下验算: 1、验算轴承平均压力p<MPa>MPa pv 许用值MPa.m/s[]v :许用滑动速度,m/s二、不完全液体润滑止推滑动轴承的计算在设计止推轴承时,通常已知轴承所受轴向载荷Fa ,轴颈转速n ,轴颈直径2d 和轴承孔直径1d 以及轴环数目z ,处于混合润滑状态下的止推轴承需校核p 和pv 。
机械设计作业集(答案)第五章螺纹一、简答题1.相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别?答普通三角螺纹的牙型角为60 º,又分为粗牙螺纹和细牙螺纹,粗牙螺纹用于—般连接,细牙螺纹在相同公称直径时,螺距小、螺纹深度浅、导程和升角也小,自锁性能好,适合用于薄壁零件和微调装置。
细牙螺纹的自锁性能好,抗振动防松的能力强,但由于螺纹牙深度浅,承受较大拉力的能力比粗牙螺纹差。
2.螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同?答(1)普通螺栓连接:被连接件不太厚,螺杆带钉头,通孔不带螺纹,螺杆穿过通孔与螺母配合使用。
装配后孔与杆间有间隙,并在工作中不许消失,结构简单,装拆方便,可多个装拆,应用较广。
(2)精密螺栓(铰制孔螺栓)连接:装配间无间隙,主要承受横向载荷,也可作定位用,采用基孔制配合铰制扎螺栓连接。
(3)双头螺柱连接:螺杆两端无钉头,但均有螺纹,装配时一端旋入被连接件,另一端配以螺母,适于常拆卸而被连接件之一较厚时。
装拆时只需拆螺母,而不将双头螺栓从被连接件中拧出。
(4)螺钉连接:适于被连接件之一较厚(上带螺纹孔)、不需经常装拆、受载较小的情况。
一端有螺钉头、不需螺母。
(5)紧定螺钉连接:拧入后,利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。
可传递不大的轴向力或扭矩。
3.为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么?答绝大多数螺纹连接在装配前都必须拧紧,使连接在承受工作载荷之前,预先受到力的作用。
这个预先加的作蝴用力称为顶紧JJ力。
预紧的目的在于增强连接的紧密性和可靠性,以防止被连接件在受力后出现松动、缝隙或发生滑移。
4.连接用螺纹已经满足自锁条件,为什么在很多连接中还要采取防松措施?答; 对于一般单线螺纹,螺旋升角小于螺旋副的当量摩擦角,本身能满足自锁条件,但是在冲击、振动或变载荷作用下,螺旋副摩擦力可能减小或瞬时消失,多次反复作用后,就可能松脱。
另外,在温度大幅度变化的情况下,反复的热胀冷缩,也会造成松脱。