第5章螺纹联接

2 1

4
d12
3.14 (17.29 103 )2 160 106 F 19.26KN 4 1.3 1.5 4 1.3 1.5
d12 [ ]
解题要点： 1.单个螺栓的最大轴向工作载荷F：
2.螺栓所受总拉力F2：
3.被连接件残余预紧力F1：
4.校核螺栓疲劳强度 ：
d1 17.294mm
）。
⑴求螺栓预紧力 F0
fF0iz K s F
F0
Ks F 1.2 F 1.5F f i z 0.2 2 2
⑵螺栓承受的拉应力
综合以上两式得
[ ] 1.3F0

1.3F0

[ ]
4
d12


1.3 1.5F
4
d
F∑
F∑
F F z
螺栓数目
(5-8)
工作原理: 依靠螺栓杆受剪切和受挤压来抵抗横向载荷FΣ
1．受横向载荷的螺栓组连接
A 若采用铰制孔用螺栓连接 B 若采用普通螺栓连接
F0 F0
F∑
F0
F∑
F0
工作原理:
靠螺栓预紧后在接合面上产生摩擦力来抵抗外载荷FΣ
B 若采用普通螺栓连接
F0 F0
工作原理: 靠螺栓预紧后在接合 面上产生摩擦力来抵抗外载荷FΣ。
2 F2 a M F2 2.5F
很显然，1、3两个螺栓 所受力相等，均为最大 值，其最大值
FMAX F F2 2.522 F
2 1 2
对方案3
F1 F / 3
3 F2 a M F2 5 F 3
在图示螺栓联接中采用两个M20的普通螺栓,其许用拉应力 160MPa 联接件接合面间摩擦系数 f =0.2,防滑系数 K s 1.2

的标注，后者为外螺纹的标注。
3、梯形螺纹的标记方法：
Tr40x7-7e 7e---外螺纹精度等级
• 单线螺纹只标注螺距，多线螺纹标注螺距和导程。 • 右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹用LH表示。 • 旋合长度有长旋合长度L，中等旋合长度N两种，中等旋合长度
4.大径（公称直径）——D、d 外螺纹大径d——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径； 内螺纹大径D——与内螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径。
5.内径（小径）d1(D1) 外螺纹小径代号d1——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径； 内螺纹小径代号D1——与内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径。
6.中径d2(D2) 一个假想的中径圆柱的直径； 该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方 d2≈0.5(d+d1)
• 长旋合长度L • 中旋合长度N • 短旋合长度S
03 螺纹的类型
1.螺纹的牙型
三、螺纹的类型 1. 按牙型: 三角形螺纹、管螺纹 ——连接（用）螺纹
矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动（用）螺纹
普通螺纹
细牙螺纹
粗牙螺纹
牙型角为60°。自锁性能好，应力集中小，应用最广，一般连 接多用粗牙螺纹。细牙螺纹常用于薄壁、振动、 受冲击零件，如微调机构（螺旋测微仪、千分尺）
螺纹代号 大径 螺纹公差带代号（中径、顶径公差） 例如：M10 –5g6g (粗 牙)
M10x1- 7H (细 牙)
• 细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标 出螺距值，而粗牙普通螺纹不标螺距。
• 右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺旋则用LH表示 • 旋合长度有L,S,N三种，其中中等旋合长度N不标注。 • 公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶径公差
细牙螺纹——同样的公称直径下，螺距最小， 自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等】

5-9.受轴向载荷的紧螺栓联接，作业二被联接钢板间采用橡胶垫片。已 知螺栓预紧力F0=15000N，当受轴向工作载荷F=10000N时， 求螺栓所受的总拉力及被联接之间的残余预紧力。
解：
总拉力：F2

F0

cb
cb cm
F
15000

0.9 10000

24000N
残余预紧力： F1 F2 F 24000 10000 14000N
解：拉杆为松联接
d1
4F


456000 19.860mm 180.77
式中： S 235 180.77MPa
S 1.3
取M24 d1 20.752 19.860mm
作业二
5-8.两块金属板用两个M12的普作业二通螺栓联接。若结合面的摩擦系 数f=0.3，螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等 级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。
方案a）
5
FS

FR 6
10kN
FT max

Trmax ri2
15000 20kN 6 125
6
4
Φ250
3
螺栓3受力最大
Fmax FS FTmax 30kN
1
2
a)
方案b）
作业一
作业一
FS

FR 6
10kN
66
5
FT max

Trmax ri2
139.75
故方案a）螺栓受力最小，最合理。
作业一
2.计算螺栓直径
作业一
剪切强度

Fmax d 0 2

3 松弛检测
设计合适的松弛检测方法， 及时发现并处理螺纹联接 的松弛问题。
螺纹联接的松弛原因分析
1 材料特性
松弛可能与材料特性有关，例如弹性模量、热膨胀系数等。
2 外界环境
环境因素（如温度、湿度等）以及外部力的作用都可能导致螺纹联接的松弛。
3 设计不合理
不合理的设计、制造和安装等因素也可能引起螺纹联接的松弛。
机械设计基础第5章螺纹 联接的预紧和放松
螺纹联接是机械设计中常用的连接方式，本章将详细介绍螺纹联接的预紧和 放松设计要点，以及相关的实际应用案例。
螺纹联接的作用和重要性
螺纹联接是一种可靠的力学连接方式，广泛应用于机械设计中。它能够提供足够的连接强度，同时允许连接的 拆卸和调整。
螺纹联接的预紧设计要点
1 角度控制
正确控制螺纹联接元件的旋转角度，以实现预定的预紧力。
2 润滑剂选择
选择适合的润滑剂，以减小摩擦阻力，提高预紧效果。
3 刚度分析
分析联接部件的刚度和变形情况，确保预紧力的均匀分布。
螺纹联接的放松设Biblioteka 要点1 温度影响考虑螺纹联接工作时的温 度变化，避免因温度差异 引起的松弛。
2 松弛速度
分析联接松弛的速度，控 制松弛的频率和程度。
调整螺纹联接预紧力的方法
1 手动调整
使用扳手等工具进行手动调整，根据需求增加或减少预紧力。
2 自动调整
使用自动预紧装置，根据工作条件和要求自动调整预紧力。
3 定期维护
定期检查和维护螺纹联接，确保预紧力的有效性。
螺纹联接预紧力的控制策略
1
力矩控制
根据联接元件的力矩值，控制预紧力的
应变控制
2
大小。