第6章螺紋聯(lián)接§6.1螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度§6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算§6.5提高螺栓聯(lián)接強度的措施§6.4螺栓組聯(lián)接的受力分析1主要類型（表6.1p100）螺栓聯(lián)接主要類型螺紋余留長度

l1靜載荷

l1>=(0.3~0.5)d;變載荷l1>=0.75d;沖擊載荷或彎曲載荷

l1≥d;鉸制孔用螺栓

l1≈d;螺紋伸出長度

a=(0.2~0.3)d;螺栓軸線到被連接件邊緣的距離

e=d+(3~6)mm用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。孔與螺桿之間留有間隙可承受橫向載荷。a受剪螺栓聯(lián)接d潘存云教授研制l1§6.1螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度ael1d受拉螺栓聯(lián)接§6.1螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度螺栓聯(lián)接主要類型螺釘聯(lián)接座端擰入深度H，當螺孔材料為：雙頭螺柱聯(lián)接

連接件厚，允許拆裝。鋼或青銅

H=d;鑄鐵

H=(1.25~1.5)d鋁合金

H=(1.5~2.5)d螺紋孔深度

H1=H+(2~2.5)p;鉆孔深度

H2=H1+(0.5~1)d;參數(shù)l1、e、a

與螺栓相同

結(jié)構(gòu)簡單，省了螺母，不宜經(jīng)常拆裝，以免損壞螺孔而修復困難。eHH1H2l1ael1HH1H2d§6.1螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度2螺紋緊固件的性能等級和材料螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃?0級：

3.64.65.65.86.88.89.810.912.9

螺栓、螺柱、螺釘?shù)牟牧希?/p>

3.6－低談鋼

4.6～6.8－低碳鋼或中碳鋼

8.89.8－中碳鋼或低碳合金鋼

10.9－中碳鋼、低碳鋼或中碳合金鋼

12.9－合金鋼螺母的性能等級：

m≥0.8D4568910120.5D≤m<0.8D0405螺母的材料：中碳鋼§6.1螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度3螺紋公差和精度螺紋公差

內(nèi)螺紋的公差帶為G和H兩種，外螺紋的公差帶為e,f,g,h四種。精度

標準規(guī)定了三種不同的精度：精密、中等、粗糙?！?.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松擰緊：大多數(shù)螺紋連接在裝配時都需要擰緊，使之在承受工作載荷之前，預先受到力的作用，這個預加作用力稱為預緊力。擰緊的目的：增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。預緊力的確定原則：擰緊后螺紋連接件的預緊應力不得超過其材料的屈服極限ss的80%。一般螺紋連接在裝配時都必須擰緊，這時螺紋連接受到預緊力的作用。對于重要的螺紋連接，應控制其預緊力，因為預緊力的大小對螺紋連接的可靠性，強度和密封均有很大影響。碳素鋼螺栓：F0≤(0.6~0.7)σsA1合金鋼螺栓：F0≤(0.5~0.6)σsA1A1——危險截面積，

A1≈πd21/41螺紋聯(lián)接的擰緊§6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松測力矩扳手預緊力控制方法:連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預緊力可能在某一瞬時消失，連接仍有可能松動。高溫下的螺栓連接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設計時必須考慮防松。即防止相對轉(zhuǎn)動。F定力矩扳手通常螺紋連接擰緊是憑工人的經(jīng)驗來決定的，重要螺栓則必須預緊力進行精確控制。(1)憑手感經(jīng)驗(2)測力矩扳手(3)定力矩扳手(4)測定伸長量LSLMLS§6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松尼龍圈鎖緊螺母連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時，不會自動松脫。但在沖擊、振動和變載條件下，預緊力可能在某一瞬時消失，連接仍有可能松動而失效。高溫下的螺栓連接，由于溫度變形差異可能發(fā)生松脫現(xiàn)象（如高壓鍋），因此設計時必須考慮防松，即防止相對轉(zhuǎn)動。防松的方法

利用摩擦防松彈簧墊圈對頂螺母2防松－防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。

§6.2螺紋聯(lián)接的擰緊與防松開口銷與六角開槽螺母串聯(lián)鋼絲

直接鎖住圓螺母用止動墊圈潘存云教授研制止動墊圈潘存云教授研制潘存云教授研制§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算螺栓聯(lián)接的主要失效形式滑扣

因經(jīng)常拆裝受拉螺栓塑性變形螺紋部分疲勞斷裂受剪螺栓剪斷壓潰

螺桿和孔壁的貼合面經(jīng)常拆卸－軸向變載荷斷裂受剪螺栓

經(jīng)常拆卸

§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算潘存云教授研制強度條件式中dc=d1－H/6mm，[σ]-許用應力受拉緊螺栓聯(lián)接FF力除以面積裝配時需要擰緊，在工作狀態(tài)下可能還需要補充擰緊。1.只受預緊力的緊螺栓聯(lián)接2.受預緊力和工作載荷的緊螺栓聯(lián)接螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強度原則及使用經(jīng)驗規(guī)定的。采用標準件時，這些部分都不需要進行強度計算。所以，螺栓連接的計算主要是確定螺紋小徑d1，然后按照標準選定螺紋公稱直徑d及螺距P等。1受拉螺栓聯(lián)接裝配時不須要擰緊

受拉松螺栓聯(lián)接§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算螺栓受軸向拉力F’和摩擦力矩T1的雙重作用。拉應力－只受預緊力的緊螺栓聯(lián)接扭轉(zhuǎn)切應力對于M10~M64的普通鋼制螺紋，可?。?/p>

tanρv≈fv=0.17，d2/d1=1.04~1.08,tanρv≈0.5

得：

τ≈0.5σ合成應力由此可見，對于M10~M64普通螺紋的鋼制緊螺栓連接，在擰緊時，雖然同時承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計算時，可以只考慮拉伸強度計算，并將預緊力增大30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。強度條件§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算δ

1螺栓變形力F’arctanc1連接件變形力F’arctanc2δ

2?δ?F1?F2螺栓變形力F0F”FF’δ1δ2§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算F=?F1+?F2=(c1+c2

)?δ－相對剛度系數(shù)c1+c2c1F0=F’+FF”=F’–Fc1+c2c2F”=F’-?F2=F”–

c2

?δF0=F’

+?F1=

F’

+c1

?δc1+c2F?δ

=代入得：螺栓的相對剛度系數(shù)墊片類型金屬墊片或無墊片皮革銅皮石棉橡膠

0.2~0.30.70.80.9c1+c2c1F’=F”+Fc1+c2c2力螺栓變形arctanc1FF0?F1F’?δ?F2F”靜強度條件重要場合的螺栓連接，還應進行疲勞強度校核。設計公式當工作拉力在F1~F2之間變化時，螺栓所受總拉力在F01

~F02之間變化。螺栓的拉力變幅：強度條件：F02

F01

θ2

θ1F2

F1

§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算FRFR/2FR/2F’F’§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算

當承受橫向工作載荷時，預緊力F’導致接合面所產(chǎn)生的摩擦力應等于橫向載荷FR。kf

－可靠性系數(shù)，常取

kf

=1.1~1.3預緊力

F’

μs

－摩擦系數(shù)，對鋼與鑄鐵，取

μs

=0.1~0.15m－結(jié)合面數(shù)

上圖m=1,下圖m=2若取

μs

=0.15，kf

=1.2,m=1,

則F’

≥8FR→結(jié)構(gòu)尺寸大kfFRF’μsm≥Ff/2Ff/2FfFRFRF’F’F’F’接合面壓力F’接合面摩擦力FfFf=

μs

F’§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算改進措施：(1)采用鍵、套筒、銷承擔橫向工作載荷。螺栓僅起連接作用(2)采用無間隙的鉸制孔用螺栓。潘存云教授研制FRFR/2FR/2潘存云教授研制3許用應力（表6.3）螺紋連接件的許用應力與載荷性質(zhì)(靜、變載荷)、裝配情況(松、緊連接)、材料、結(jié)構(gòu)尺寸有關。許用拉應力許用切應力和擠壓應力被連接件為鋼被連接件為鑄鐵§6.3單個螺栓聯(lián)接的受力分析和強度計算S[]SSss=[][][][][]SSSτSp

－安全系數(shù)，其取值詳見表6.3

。[][]§6.4螺栓組聯(lián)接的受力分析

2受橫向力FR的螺栓組聯(lián)接對于普通螺栓連接，按預緊后接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要求，有圖示為由四個螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組連接。鉸制孔螺栓FRFRFRFR普通螺栓對于鉸制孔用螺栓連接，每個螺栓所受工作剪力，有式中z為螺栓數(shù)目。

采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩T?！?.4螺栓組聯(lián)接的受力分析3受旋轉(zhuǎn)力矩T的螺栓組聯(lián)接

采用普通螺栓，是靠連接預緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩T。OTr1μsF‘μsF‘r2受拉螺栓聯(lián)接TOrmaxFsmaxriFsi受剪螺栓聯(lián)接§6.4螺栓組聯(lián)接的受力分析受剪螺栓橫向力FR旋轉(zhuǎn)力矩T

防止接合面受壓最小處出現(xiàn)間隙：防止接合面受壓最大處被壓潰：§6.5提高螺栓聯(lián)接強度的措施1均勻螺紋牙受力分配螺母體螺栓桿螺母母體螺栓桿FF5/2F4/2F3/2F2/2F1/2F5/2F4/2F3/2F2/2F1/2F=F1+F2+F3+F4+F5F1>F2>F3>F4>F5懸掛螺母環(huán)槽螺母普通螺母加厚螺母10~15?內(nèi)斜螺母§6.5提高螺栓聯(lián)接強度的措施2減小附加應力要從結(jié)構(gòu)、制造與裝配精度采取措施。采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)切削加工支承面支承面不平潘存云教授研制支承面傾斜§6.5提高螺栓聯(lián)接強度的措施采用球面墊圈和腰環(huán)螺栓可以保證螺栓的裝配精度。腰環(huán)螺栓球面墊圈3減小應力集中1.增大過渡圓角2.切制卸載槽潘存云教授研制3.卸載過渡結(jié)構(gòu)r潘存云教授研制4降低應力幅§6.5提高螺栓聯(lián)接強度的措施減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件的剛度都能達到減