1、電渣焊,第十章 聯(lián)接設(shè)計(jì),一、聯(lián)接的類型,鉚釘 被聯(lián)接件,(1) 熔焊,1.鉚接,電焊條與被焊接件形成電路,2.焊接,電焊機(jī)低壓電流熔融金屬填充接縫,電弧熔,激光焊接,聯(lián)接,不可拆聯(lián)接 ( 鉚接、焊接),可拆聯(lián)接 ( 銷聯(lián)接、鍵聯(lián)接、螺紋聯(lián)接),大厚度的焊件,薄板焊接,(2) 釬焊,釬料熔化填充到被聯(lián)接件的間隙內(nèi),焊接加熱溫度低、對(duì)被聯(lián)接件影響小,3.膠接,膠粘劑,4.過(guò)盈配合聯(lián)接,壓入法：,包容件：,過(guò)盈量或尺寸較小,加溫包容件或冷卻被包容件,液壓拆卸 高壓油漲大包容件內(nèi)徑,5.銷聯(lián)接,用于,定位,聯(lián)接,圓柱銷,圓錐銷,6.鍵聯(lián)接,(1) 平鍵,靜聯(lián)接 側(cè)面壓潰,擠壓應(yīng)力,動(dòng)聯(lián)接 工作面磨損

2、,比壓,(2) 花鍵,主要失效與平鍵相同,鍵的剖面尺寸b、h 按軸直徑 d 從標(biāo)準(zhǔn)中選取,鍵的長(zhǎng)度 l 根據(jù)輪轂寬度確定,7.螺紋聯(lián)接,(1) 螺栓聯(lián)接,(2) 雙頭螺栓聯(lián)接,(3) 螺釘聯(lián)接,(4) 緊定螺釘聯(lián)接,被聯(lián)接件上 無(wú)需切制螺紋 裝拆方便,被聯(lián)接件之一 較厚 且經(jīng)常裝拆,被聯(lián)接件之一 較厚 且不常裝拆,用于固定兩零 件相對(duì)位置 傳遞不大轉(zhuǎn)矩,二、螺紋副的受力分析,1.螺紋副的受力,擰緊螺母,螺栓上產(chǎn)生軸向力,螺紋副,力學(xué)模型,施加,小塊A受力：,軸向力,可得,旋緊,圓周力,摩擦力,正壓力,反作用力,2.螺紋副的效率,螺母轉(zhuǎn)一圈所做總功,有用功 ( 無(wú)摩擦?xí)r的功 ),效率,討論：,矩

3、形螺紋,其他牙形,將楔形面上的摩擦狀況 轉(zhuǎn)為平面上的摩擦狀況,(1),矩形螺紋,鋸齒形螺紋,梯形螺紋,三角形螺紋,三角形螺紋效率低、用于聯(lián)接 其余三種用于傳動(dòng),(2),加工困難,多頭螺紋用于傳動(dòng),3.螺紋的自鎖條件,力學(xué)模型：螺母等速下降,小塊 A 受力,松開,為驅(qū)動(dòng)力,為阻力,否則螺母會(huì)在斜面任意位置停下,自鎖條件,常用,討論：,用于聯(lián)接,自鎖性較粗牙好,三、單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算,受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接,受軸向載荷的普通螺栓聯(lián)接,受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接,失效形式,拉斷,剪切,螺栓受載情況,擠壓,1.受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接,(1) 螺栓的當(dāng)量拉力,螺栓受力,擰緊力矩,螺栓預(yù)緊力,當(dāng)量

4、拉力,聯(lián)接面間摩擦力,(2) 保證聯(lián)接面不滑移的螺栓預(yù)緊力,擰緊力矩,預(yù)緊力,平衡橫向力,(3) 強(qiáng)度條件,摩擦系數(shù),螺栓數(shù),接合面數(shù),可靠性系數(shù),單個(gè)螺栓的預(yù)緊力,2.受軸向載荷的普通螺栓聯(lián)接,擰緊,工作時(shí),(1) 螺栓和被聯(lián)接件的受力與變形,未擰緊,螺栓：,被聯(lián)件：,未受力、無(wú)變形,未受力、無(wú)變形,擰緊后 工作前,螺栓：,被聯(lián)件：,工作時(shí),螺栓：,被聯(lián)件：,再加,總伸長(zhǎng),聯(lián)接面間受壓,總壓縮量,對(duì)應(yīng)拉力,螺栓所受總拉力F0 = 工作拉力F + 剩余預(yù)緊力F”,(2) 各力的關(guān)系式,螺栓剛度,被聯(lián)件剛度,總拉力,剩余預(yù)緊力,螺栓相對(duì)剛度,被聯(lián)件相對(duì)剛度,若工作拉力變化：,則總拉力：,總拉力變

5、化幅度減小,減少,增大,采用空心螺栓 或加長(zhǎng)螺栓,采用薄金屬墊片、O形密封圈 避免用軟墊片,總拉力,(3) 強(qiáng)度條件,考慮在工作載荷下擰緊螺母,故,強(qiáng)度條件同受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接,(4) 保證聯(lián)接的緊密性,剩余預(yù)緊力,單個(gè)螺栓所受總載荷,聯(lián)接是否出現(xiàn)間隙 ？,在滿足強(qiáng)度條件時(shí)，最大工作載荷是多少？,總拉力：,強(qiáng)度條件計(jì)算：,聯(lián)接緊密,剩余預(yù)緊力：,分析,總拉力,剩余預(yù)緊力,總拉力,3.受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接,螺桿承受剪力,螺栓數(shù),強(qiáng)度條件,桿受剪：,受剪面數(shù),螺桿直徑,桿與壁受擠壓：,桿與壁材料較差者,受擠壓的最小軸向長(zhǎng)度,單個(gè)螺桿所受剪力,1.螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),(1) 結(jié)合面力求

6、簡(jiǎn)單、對(duì)稱,四、螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì),圓形、環(huán)形、矩形、框形、三角形,(2) 螺栓布置使各螺栓受力合理,(3) 分部在同一圓周上的螺栓數(shù)目成偶數(shù),便于鉆孔時(shí)分度或畫線,減少螺栓預(yù)緊力,支承面應(yīng)平整且與螺栓軸線垂直,(5) 避免螺栓承受附加的彎曲載荷,(4) 螺栓排列的間距、邊距合理,留有板手空間,2.螺紋聯(lián)接的防松裝置,(1) 摩擦防松,(2) 機(jī)械防松,對(duì)頂螺母,彈簧墊圈,金屬鎖緊螺母,尼龍圈鎖緊螺母,開口銷,止動(dòng)墊片,金屬絲串,沖點(diǎn)法防松,焊住防松,(3) 破壞螺紋副關(guān)系防松,3.螺栓組聯(lián)接的受力分析,(1) 受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接,普通螺栓,鉸制孔用螺栓,單個(gè)螺栓所受的工作載荷,求預(yù)緊力,強(qiáng)

7、度校核,(2) 受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接, 采用普通螺栓時(shí),每個(gè)螺栓的預(yù)緊力相同，均為,求預(yù)緊力,螺栓軸線到螺栓組對(duì)稱中心的距離,強(qiáng)度校核, 采用鉸制孔用螺栓時(shí),求工作剪力,強(qiáng)度校核,(3) 受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接,求每個(gè)螺栓的工作載荷,求單個(gè)螺栓所受總載荷,強(qiáng)度校核,(4) 受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接, 求最大工作拉力,螺栓變形協(xié)調(diào)條件：拉伸變形量與距離L成正比, 求結(jié)合面應(yīng)力,預(yù)緊力F 產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力,翻轉(zhuǎn)彎矩M 產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力, 保證結(jié)合面不壓潰, 保證結(jié)合面不出現(xiàn)間隙, 螺栓的強(qiáng)度校核,單個(gè)螺栓的總載荷,預(yù)緊力,壓應(yīng)力,拉力,拉應(yīng)力,彎曲應(yīng)力,彎矩,預(yù)緊力,分析普通螺栓聯(lián)接兩個(gè)方案， 哪個(gè)合理？

8、,(1) 將 P 向中心簡(jiǎn)化,(2) 單個(gè)螺栓的受載,由P產(chǎn)生的橫向載荷,由T產(chǎn)生的橫向載荷,方案一,方案二,(3) 方案比較,力的合成,方案一中，螺栓1的合力R1 最大,方案二中，螺栓1的合力R2 最大,方案一較合理,分析托架上的普通螺栓聯(lián)接,(1) 將 P 向中心簡(jiǎn)化,(2) 螺栓組受載,橫向載荷 R,軸向載荷 Q,傾覆力矩 M,(3) 可能的失效,在 R 作用下，托架移動(dòng),在 Q 和 M 作用下，結(jié)合面上部分離,在 Q 和 M 作用下，結(jié)合面下部壓潰,受力最大的螺栓拉斷或塑變,(4) 確定受力最大螺栓的軸向工作載荷 F,在 Q 作用下，每個(gè)螺栓的軸向拉力,在 M 作用下，受力最大螺栓的軸

9、向拉力,受力最大螺栓的軸向工作載荷,(5) 確定螺栓的預(yù)緊力 F,滿足托架不下滑條件,滿足結(jié)合面上部不分離條件,求出,滿足結(jié)合面下部不壓潰條件,求出,(6) 受力最大螺栓的強(qiáng)度計(jì)算,螺栓總拉力,五、螺旋傳動(dòng),1.螺旋傳動(dòng)的類型和特點(diǎn),(1) 類型,傳力螺旋,傳導(dǎo)螺旋,調(diào)整螺旋,千斤頂,刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu),差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu),微調(diào)鏜刀桿,(2) 特點(diǎn),螺桿轉(zhuǎn),螺桿右移,螺母相對(duì)機(jī)架右移,若螺桿兩段螺紋旋向相反,快速移動(dòng),單杠鋼索調(diào)整裝置,若,則,采用多線螺旋,采用滾動(dòng)螺旋,傳動(dòng)效率高,制造工藝復(fù)雜,剛度較滑動(dòng)螺旋差,2.螺旋傳動(dòng)的計(jì)算,主要失效 螺紋的磨損,耐磨性計(jì)算確定,螺桿直徑 d2,螺母高度 H,傳力較大時(shí),螺桿強(qiáng)度校核,要求自鎖時(shí),螺紋牙強(qiáng)度校核,校核自鎖條件,受壓細(xì)長(zhǎng)螺桿,校核穩(wěn)定性,螺紋