機械設(shè)計中的螺紋連接技術(shù)演講人：日期:目錄CATALOGUE02.螺紋連接類型分類04.失效模式與預(yù)防措施05.裝配工藝技術(shù)要求01.03.連接強度設(shè)計計算06.工程應(yīng)用案例分析螺紋連接基礎(chǔ)概述01螺紋連接基礎(chǔ)概述PART螺紋連接定義與功能01螺紋連接定義螺紋連接是利用螺紋零件之間旋合實現(xiàn)連接和緊固的一種機械連接方式。02螺紋連接功能螺紋連接具有連接、緊固、密封、調(diào)節(jié)和傳遞動力等多種功能。螺紋結(jié)構(gòu)參數(shù)組成螺紋的牙型決定了螺紋的緊密程度和承載能力，常用的牙型有三角形、梯形、矩形等。螺紋牙型螺紋直徑分為大徑、中徑和小徑，其中中徑是螺紋幾何參數(shù)中最重要的尺寸。螺紋的精度和公差決定了螺紋連接的配合緊密度和可靠性，通常包括螺距誤差、牙型半角誤差等。螺紋直徑螺距是相鄰螺紋牙之間的距離，導(dǎo)程是同一螺旋線上相鄰螺紋牙之間的距離，它們決定了螺紋的升角和螺旋線的長度。螺距與導(dǎo)程01020403螺紋精度與公差螺紋連接在機械設(shè)備中廣泛應(yīng)用，如螺栓連接、螺母連接等，起到連接和緊固的作用。機械設(shè)備連接在航空航天領(lǐng)域，螺紋連接要求更高的可靠性和精度，如飛機發(fā)動機、航天器結(jié)構(gòu)等，通常采用高強度、高精度的螺紋連接。航空航天領(lǐng)域螺紋連接在汽車制造中也是必不可少的，如發(fā)動機、變速器、懸掛系統(tǒng)等重要部件的連接都需要用到螺紋連接。汽車制造010302典型應(yīng)用場景分析在建筑工程中，螺紋連接常用于鋼結(jié)構(gòu)、橋梁、塔吊等大型構(gòu)件的連接，保證了工程的安全性和穩(wěn)定性。建筑工程0402螺紋連接類型分類PART緊固螺紋與傳動螺紋主要用于連接和緊固兩個或多個零件，承受拉伸和剪切力。緊固螺紋用于傳遞動力和運動，如螺桿和螺母配合使用，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。傳動螺紋密封螺紋特殊設(shè)計01管螺紋用于管道連接，具有密封性，能夠防止氣體和液體泄漏。02錐螺紋錐度設(shè)計使得螺紋在擰緊時能夠緊密貼合，增強密封效果。ISO標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的螺紋標(biāo)準(zhǔn)，包括ISO68-1和ISO68-2等。DIN標(biāo)準(zhǔn)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括DIN13、DIN25201等螺紋標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)體系對照03連接強度設(shè)計計算PART靜載荷強度校核方法強度校核公式采用拉伸強度、剪切強度等公式進(jìn)行校核。01安全系數(shù)選擇根據(jù)連接的重要性和載荷情況選擇合適的安全系數(shù)。02材料性能考慮考慮螺紋材料的屈服強度、抗拉強度等性能參數(shù)。03摩擦系數(shù)影響考慮螺紋表面的摩擦系數(shù)對連接強度的影響。04采用扭矩控制法、伸長量控制法等。預(yù)緊力計算方法考慮材料松弛、溫度變化等因素導(dǎo)致的預(yù)緊力損失。預(yù)緊力損失01020304預(yù)緊力可以防止連接在受載時發(fā)生滑動，保證連接的緊密性。預(yù)緊力的重要性適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力可以提高連接的疲勞壽命。預(yù)緊力與連接壽命關(guān)系預(yù)緊力控制與計算疲勞壽命估算模型連接在交變載荷作用下，發(fā)生破壞的循環(huán)次數(shù)。疲勞壽命定義采用應(yīng)力-壽命法、應(yīng)變-壽命法等。疲勞壽命估算方法載荷幅值、平均應(yīng)力、應(yīng)力集中、材料性能等。影響疲勞壽命的因素降低載荷幅值、優(yōu)化結(jié)構(gòu)、選擇高性能材料等。提高疲勞壽命的措施04失效模式與預(yù)防措施PART松動失效機理分析螺紋松動原因由于振動、溫度變化、材料蠕變等因素導(dǎo)致螺紋連接預(yù)緊力降低，進(jìn)而引發(fā)松動。01松動對性能的影響螺紋松動會導(dǎo)致連接件間的間隙增大，降低連接剛度，甚至引發(fā)結(jié)構(gòu)解體。02預(yù)防松動措施采用預(yù)緊力矩控制、涂層防松、鎖緊墊圈等方法，以提高螺紋連接的穩(wěn)定性。03應(yīng)力集中優(yōu)化方案優(yōu)化方案采用圓角過渡、噴丸強化、表面淬火等工藝，改善螺紋結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布。03應(yīng)力集中會降低螺紋連接的疲勞強度和靜強度，加速失效。02應(yīng)力集中對強度的影響應(yīng)力集中原因螺紋結(jié)構(gòu)形狀突變、加工缺陷、材料不均勻等因素導(dǎo)致應(yīng)力集中。01鎖緊墊圈利用墊圈的彈性變形與螺紋面產(chǎn)生摩擦力，防止松動。涂層防松在螺紋表面涂覆特殊涂層，增加摩擦系數(shù)和粘附力，防止松動。預(yù)緊力矩控制通過控制預(yù)緊力矩的大小，使螺紋連接在承受外載荷時保持足夠的預(yù)緊力。鎖緊螺紋采用特殊結(jié)構(gòu)的螺紋，如自鎖螺紋、反向螺紋等，增加螺紋連接的防松性能。防松技術(shù)對比研究05裝配工藝技術(shù)要求PART扭矩控制實施標(biāo)準(zhǔn)扭矩施加方式采用扭矩扳手或扭矩扳手配合轉(zhuǎn)角扳手進(jìn)行施加。扭矩校準(zhǔn)在安裝前，對扭矩扳手進(jìn)行校準(zhǔn)，確保扭矩的準(zhǔn)確性。扭矩值選定根據(jù)螺栓的性能等級和連接件的材質(zhì)等因素，選定合適的扭矩值。扭矩施加順序按照一定順序施加扭矩，避免由于擰緊順序不當(dāng)導(dǎo)致螺栓受力不均。潤滑劑選用原則潤滑劑類型根據(jù)螺栓和螺母的材質(zhì)、工作環(huán)境和摩擦系數(shù)等因素，選擇合適的潤滑劑。01潤滑劑涂覆方式可采用涂刷、噴涂或浸涂等方式，確保螺栓和螺母表面均勻涂覆潤滑劑。02潤滑劑用量控制適量使用潤滑劑，避免過量使用導(dǎo)致螺栓松動或滲入連接件內(nèi)部影響性能。03質(zhì)量檢測關(guān)鍵指標(biāo)扭矩檢測摩擦系數(shù)檢測預(yù)緊力檢測振動測試使用扭矩扳手或扭矩測試儀對螺栓的扭矩進(jìn)行檢測，確保達(dá)到規(guī)定扭矩值。通過測量螺栓的預(yù)緊力來評估連接的緊固程度，確保連接安全可靠。測量螺栓和螺母之間的摩擦系數(shù)，以評估潤滑劑的潤滑效果和選用是否合理。對連接件進(jìn)行振動測試，檢查連接在動態(tài)環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。06工程應(yīng)用案例分析PART汽車底盤連接實例螺紋緊固件的選用汽車底盤連接中，常采用高強度的螺栓和螺母，以確保連接的可靠性和耐久性。防松措施輕量化設(shè)計由于汽車行駛過程中會產(chǎn)生振動和沖擊，因此需要采取防松措施，如鎖緊墊圈、涂膠等，避免螺紋連接松動。在滿足強度要求的前提下，汽車底盤連接還追求輕量化設(shè)計，以減小車身重量，提高燃油經(jīng)濟性。123航空航天器對螺紋連接的強度要求極高，需選用高強度材料和特殊螺紋設(shè)計，以確保連接的安全性和可靠性。航空航天特殊場景高強度要求航空航天器在極端環(huán)境下工作，螺紋連接需經(jīng)過嚴(yán)格的可靠性驗證，包括振動、沖擊、溫度變化等條件下的性能測試?？煽啃则炞C由于航空航天器的精密度要求極高，螺紋連接的制造和裝配也需達(dá)到極高的精度要求。精密制造大尺寸螺紋連接重型機械中常采用大尺寸的螺紋連接，以承受巨大的載荷和應(yīng)力。重型機械改造實踐