机械设计第10章螺纹连接件设计课件.ppt

1、1 由于使用、结构、制造、装配、运输等方由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件需要彼此连接。面的原因，机器中很多零件需要彼此连接。一、连接的必要性一、连接的必要性2二、连接的主要类型二、连接的主要类型1. 按是否存在相对运动按是否存在相对运动 被连接件之间相被连接件之间相互完全固定。互完全固定。 被连接件之间能产被连接件之间能产生一定的相对运动生一定的相对运动静连接静连接动连接动连接32. 按是否可拆（按是否可拆（1）-定义定义 二、连接的主要类型二、连接的主要类型 可拆连接：可拆连接：不需要破坏连接中的任一个零不需要破坏连接中的任一个零件就可以拆开的连接。件就可以拆开的

2、连接。 不不可拆连接：可拆连接：至少要破坏连接中的某一个至少要破坏连接中的某一个零件才可以拆开的连接。零件才可以拆开的连接。42. 按是否可拆（按是否可拆（2）-可拆连接可拆连接 二、连接的主要类型二、连接的主要类型螺纹连接螺纹连接键连接键连接等等52. 按是否可拆（按是否可拆（3）-不可拆连接不可拆连接 二、连接的主要类型二、连接的主要类型焊接焊接粘接粘接铆接铆接62. 按是否可拆（按是否可拆（4）-过盈连接过盈连接 二、连接的主要类型二、连接的主要类型7三、螺纹的形成三、螺纹的形成 一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。图

3、形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。81.大径大径d 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 与外螺纹牙顶与外螺纹牙顶( (或内螺纹牙底或内螺纹牙底) )相重合的相重合的假想圆柱体的直径，是螺纹的公称直径。假想圆柱体的直径，是螺纹的公称直径。92.小径小径d1 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 与外螺纹牙底与外螺纹牙底( (或内螺纹牙顶或内螺纹牙顶) )相重合的相重合的假想圆柱体直径，常作强度计算的危险截面。假想圆柱体直径，常作强度计算的危险截面。103.中径中径d2 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 母线上牙型沟槽和凸起宽度相等的假想圆母线上牙型沟槽和凸起宽度相等的假想圆柱直径，确定螺纹几

4、何参数和配合性质的直径。柱直径，确定螺纹几何参数和配合性质的直径。114.螺距螺距P 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。125.线数线数n 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 螺旋线的数目。螺旋线的数目。136.导程导程S 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 同一条同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距，对应两点间的轴向距，S=nPS=nP。147.螺纹升角螺纹升角 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 中径中径d d2 2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于圆柱上，螺旋线

5、的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。螺纹轴线的平面的夹角。158.牙型角牙型角 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。169.牙侧角牙侧角 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。1710.接触高度接触高度h 四、螺纹的主要参数四、螺纹的主要参数 内外螺纹旋合后，接触面的径向高度。内外螺纹旋合后，接触面的径向高度。18五、螺纹的类型五、螺纹的类型1.按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分1/2 三角形三角形矩形矩形30 已经标准化，最已经标准化，最常用的连接螺纹常用的

6、连接螺纹 未标准化，牙根未标准化，牙根应力集中较严重应力集中较严重19五、螺纹的类型五、螺纹的类型1.按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分2/2 梯形梯形锯齿形锯齿形15303 已经标准化，最已经标准化，最常用的传动螺纹常用的传动螺纹 已经标准化，只已经标准化，只能单侧传动重能单侧传动重202.按旋向分（按旋向分（1）-种类种类 左旋左旋右旋右旋五、螺纹的类型五、螺纹的类型 不常用，需要在不常用，需要在螺纹标注标注旋向螺纹标注标注旋向 最常用，在螺纹标注中最常用，在螺纹标注中不标旋向的即为右旋不标旋向的即为右旋212.按旋向分（按旋向分（2）-旋向判断旋向判断 五、螺纹的类型五、螺纹的类型222.按旋

7、向分（按旋向分（3）-应用举例应用举例 五、螺纹的类型五、螺纹的类型233.按螺纹线的根数分按螺纹线的根数分 单线单线多线多线五、螺纹的类型五、螺纹的类型 传动效率高，传动效率高，多用于传动多用于传动 易于实现自锁，易于实现自锁，多用于连接紧固多用于连接紧固244.按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分 内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹五、螺纹的类型五、螺纹的类型一起构成螺旋副一起构成螺旋副255.按母体的形状分按母体的形状分 圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹五、螺纹的类型五、螺纹的类型管螺纹管螺纹265.按螺旋的作用分按螺旋的作用分 连接螺纹连接螺纹传动螺纹传动螺纹五、螺纹的类型五、螺纹的类型27

8、1.螺栓连接（螺栓连接（1）-普通螺栓连接普通螺栓连接1/3 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型 螺杆和孔螺杆和孔之间有间隙，之间有间隙，不能实现被连不能实现被连接件的准确定接件的准确定位位281.螺栓连接（螺栓连接（1）-普通螺栓连接普通螺栓连接2/3 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型 两个被连接件两个被连接件均适宜打通孔。均适宜打通孔。291.螺栓连接（螺栓连接（1）-普通螺栓连接普通螺栓连接3/3 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型变载变载:l:l1 10.75d0.75d静载静载:l:l1 1(0.3-0.5)d(0.3-0.5)d冲击载荷或弯曲载荷：冲

9、击载荷或弯曲载荷： l l1 1 d d通孔直径通孔直径d d0 01.1d1.1deded+ +（3-63-6）mmmmaa（0.2-0.30.2-0.3）d d301.螺栓连接（螺栓连接（2）-铰制孔螺栓连接铰制孔螺栓连接1/3 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型 螺杆和孔螺杆和孔是配合关系，是配合关系，可以实现被连可以实现被连接件的准确定接件的准确定位位311.螺栓连接（螺栓连接（2）-铰制孔螺栓连接铰制孔螺栓连接2/3 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型 两个被连接件两个被连接件均适宜打通孔，均适宜打通孔，要求两个被连接要求两个被连接件准确定位或横件准确定位或横向载

10、荷大时。向载荷大时。321.螺栓连接（螺栓连接（2）-铰制孔螺栓连接铰制孔螺栓连接3/3 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型eded+ +（3-63-6）mmmm铰制孔螺栓：铰制孔螺栓：l l1 1ddaa（0.2-0.30.2-0.3）d d332.螺钉连接（螺钉连接（1）-感性认识感性认识 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型外露比较光滑外露比较光滑34六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型 连接件太厚，连接件太厚，被连接件不适宜被连接件不适宜打通孔，且连接打通孔，且连接不经常不经常拆卸的场拆卸的场合。合。2.螺钉连接（螺钉连接（2）-使用场合使用场合 35六、螺纹

11、连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型2.螺钉连接（螺钉连接（3）-尺寸尺寸 钢或青铜：钢或青铜：H=dH=d铸铁：铸铁：H=(1.25-1.5)dH=(1.25-1.5)d钻孔深度：钻孔深度： H H2 2=H=H1 1+(0.5-1)d+(0.5-1)d铝合金：铝合金：H=(1.5-2.5)dH=(1.5-2.5)d螺纹孔深度：螺纹孔深度： H H1 1=H+(2-2.5)P=H+(2-2.5)P363.双头螺柱连接（双头螺柱连接（1）-感性认识感性认识 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型37六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型 连接件太厚，连接件太厚，被连接件不适宜被连接

12、件不适宜打通孔，且连接打通孔，且连接经常经常拆卸的场合。拆卸的场合。3.双头螺柱连接（双头螺柱连接（2）-使用场合使用场合 38六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型3.双头螺柱连接（双头螺柱连接（3）-尺寸尺寸 钢或青铜：钢或青铜：H=dH=d铸铁：铸铁：H=(1.25-1.5)dH=(1.25-1.5)d钻孔深度：钻孔深度： H H2 2=H=H1 1+(0.5-1)d+(0.5-1)d铝合金：铝合金：H=(1.5-2.5)dH=(1.5-2.5)d螺纹孔深度：螺纹孔深度： H H1 1=H+(2-2.5)P=H+(2-2.5)P394.紧定螺钉连接（紧定螺钉连接（1）-感性认识感性

13、认识 六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型40六、螺纹连接的主要类型六、螺纹连接的主要类型 定位并定位并传递不大的传递不大的力或转矩的力或转矩的场合。场合。4. 紧定螺钉连接（紧定螺钉连接（2）-使用场合使用场合 41七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧 绝大多数螺纹连接在装配时需要拧紧，绝大多数螺纹连接在装配时需要拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加的作用力称为预紧力。作用，这个预加的作用力称为预紧力。1.预紧的定义预紧的定义 42七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧（1 1）适当的预紧力可以增大连接的紧密性）适当的预紧力可以增大连接的紧密

14、性和可靠性；和可靠性；2.预紧的必要性预紧的必要性 （2 2）还能提高螺栓的疲劳强度。）还能提高螺栓的疲劳强度。43七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧 拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料屈服极限其材料屈服极限s s的的80%80%；3.预紧力大小的确定（预紧力大小的确定（1）-原则原则 44七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧3.预紧力大小的确定（预紧力大小的确定（2）-具体范围具体范围 碳素钢螺栓：碳素钢螺栓：F F0 0(0.6-0.7)(0.6-0.7)s sA A1 1合金钢螺栓：合金钢螺栓：F F0 0(0.5-0.6)(0.5-0.6)s sA A1 1A

15、1 -危险截面积，危险截面积， A1 dd2 21 1/4/445七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧 具体数值应该根据载荷性质、连接刚度具体数值应该根据载荷性质、连接刚度等具体工作条件确定。等具体工作条件确定。3.预紧力大小的确定（预紧力大小的确定（3）-具体数值具体数值 46七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧4.预紧力大小的控制（预紧力大小的控制（1）-意义意义 （1 1）预紧力过大，会使整个连接的结构尺寸）预紧力过大，会使整个连接的结构尺寸增大；也会使连接在装配时因过载而断裂。增大；也会使连接在装配时因过载而断裂。（2 2）预紧力不足，则又可能导致连接失效，重）预紧力不足，则又可能导致连接失效，重要的

16、螺栓连接应控制预紧力。要的螺栓连接应控制预紧力。47七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧4.预紧力大小的控制（预紧力大小的控制（2）-扳手扳手 测力矩扳手或定力矩扳手，测力矩扳手或定力矩扳手，T0.2FT0.2F0 0d d48七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧4.预紧力大小的控制（预紧力大小的控制（3）-测量变形量测量变形量 L LM ML LS S49七、螺栓的预紧七、螺栓的预紧4.预紧力大小的控制（预紧力大小的控制（4）-凭经验凭经验 50八、螺纹连接的防松八、螺纹连接的防松1.防松的必要性防松的必要性 （2 2）高温下的螺栓连接（如高压锅），由）高温下的螺栓连接（如高压锅），由于温度变形差异等，也可

17、能发生松脱现象；于温度变形差异等，也可能发生松脱现象；（1 1）连接用三角形螺纹都具有自锁性，一般）连接用三角形螺纹都具有自锁性，一般不会自动松脱，不会自动松脱，但在冲击、振动和变载条件但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，连接仍有下，预紧力可能在某一瞬时消失，连接仍有可能松动而失效；可能松动而失效；51八、螺纹连接的防松八、螺纹连接的防松2.防松的本质防松的本质 防止螺旋副在受载时发生相对转动。防止螺旋副在受载时发生相对转动。52八、螺纹连接的防松八、螺纹连接的防松3.防松的方式（防松的方式（1）-利用摩擦利用摩擦 弹簧垫圈弹簧垫圈对顶螺母对顶螺母自锁螺母自锁螺母53八、螺纹

18、连接的防松八、螺纹连接的防松3.防松的方式（防松的方式（2）-机械防松机械防松1/3 开口销开口销54八、螺纹连接的防松八、螺纹连接的防松3.防松的方式（防松的方式（2）-机械防松机械防松2/3 止动垫片止动垫片55八、螺纹连接的防松八、螺纹连接的防松3.防松的方式（防松的方式（2）-机械防松机械防松3/3 串联钢丝串联钢丝56八、螺纹连接的防松八、螺纹连接的防松3.防松的方式（防松的方式（3）-永久防松永久防松1/3 冲点冲点57八、螺纹连接的防松八、螺纹连接的防松粘接粘接3.防松的方式（防松的方式（3）-永久防松永久防松2/3 58八、螺纹连接的防松八、螺纹连接的防松焊接焊接3.防松的方式

19、（防松的方式（3）-永久防松永久防松3/3 59九、螺栓的材料九、螺栓的材料（1 1）常用材料：）常用材料：Q215Q215、3535、4545等碳素钢；等碳素钢；（2 2）冲击振动场合用：）冲击振动场合用：40Cr40Cr、30CrMnSi30CrMnSi等合等合金钢；金钢；（5 5）特殊用途）特殊用途( (防磁、导电防磁、导电): ): 特殊钢、铜合特殊钢、铜合金、铝合金等。金、铝合金等。（3 3）普通垫圈：）普通垫圈：Q235Q235、1515、3535；（4 4）弹圈：）弹圈：65Mn65Mn；60九、螺纹连接件的许用应力九、螺纹连接件的许用应力1.性能等级（性能等级（1）-定义定义

20、（1 1）螺纹连接件是按其性能等级选用的，一）螺纹连接件是按其性能等级选用的，一定性能等级对应一定的强度极限；定性能等级对应一定的强度极限；（3 3）等级代号小数点前面数字）等级代号小数点前面数字= =材料抗拉强度材料抗拉强度的百分之一（的百分之一（B B/100/100）后面数字）后面数字=10X=10Xs s/B B。（2 2）性能等级分为）性能等级分为1010级；级；61九、螺纹连接件的许用应力九、螺纹连接件的许用应力1.性能等级（性能等级（2）-螺栓的等级螺栓的等级 62九、螺纹连接件的许用应力九、螺纹连接件的许用应力1.性能等级（性能等级（3）-螺母的等级螺母的等级 63九、螺纹连接

21、件的许用应力九、螺纹连接件的许用应力1.性能等级（性能等级（4）-选用选用 （1 1）一般用途通常选用）一般用途通常选用4.84.8级左右的螺栓；级左右的螺栓；（3 3）重要场合要选用高的性能等级（如在压力）重要场合要选用高的性能等级（如在压力容器中常采用容器中常采用8.88.8级的螺栓）。级的螺栓）。（2 2）在连接中，组成螺纹副的螺母的性能等级）在连接中，组成螺纹副的螺母的性能等级不能低于螺栓的性能等级；不能低于螺栓的性能等级；64九、螺纹连接件的许用应力九、螺纹连接件的许用应力2.许用应力（许用应力（1）-考虑的因素考虑的因素 螺纹连接件许用应力与载荷性质螺纹连接件许用应力与载荷性质(

22、(静、静、变载荷变载荷) )、装配情况、装配情况( (松、紧连接松、紧连接) )、材料、材料、结构尺寸有关。结构尺寸有关。65九、螺纹连接件的许用应力九、螺纹连接件的许用应力2.许用应力（许用应力（2）-公式公式 66九、螺纹连接件的许用应力九、螺纹连接件的许用应力2.许用应力（许用应力（3）-屈服极限屈服极限 67九、螺纹连接件的许用应力九、螺纹连接件的许用应力2.许用应力（许用应力（4）-安全系数安全系数 68十、螺纹连接的失效形式十、螺纹连接的失效形式1.受拉螺栓（受拉螺栓（1）-失效形式失效形式 15%15%20%20%65%65%螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂螺纹部分的塑性变形和

23、螺杆的疲劳断裂69十、螺纹连接的失效形式十、螺纹连接的失效形式1.受拉螺栓（受拉螺栓（2）-设计准则设计准则 保证螺栓的疲劳拉伸强度和静强度保证螺栓的疲劳拉伸强度和静强度70十、螺纹连接的失效形式十、螺纹连接的失效形式2.受剪螺栓（受剪螺栓（1）-失效形式失效形式 螺栓杆和被连接件中弱者的结合面被螺栓杆和被连接件中弱者的结合面被压溃或螺栓杆被剪断压溃或螺栓杆被剪断71十、螺纹连接的失效形式十、螺纹连接的失效形式2.受剪螺栓（受剪螺栓（2）-设计准则设计准则 保证挤压强度和螺栓杆（或被连接件）保证挤压强度和螺栓杆（或被连接件）的剪切强度的剪切强度72十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计

24、算1.工作内容工作内容 （1 1）螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部尺）螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。算。 （2 2）螺栓连接的计算主要是确定螺纹小）螺栓连接的计算主要是确定螺纹小径径d d1 1，然后按照标准选定螺纹公称直径，然后按照标准选定螺纹公称直径d d及螺及螺距距P P等。等。 73十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算2.受拉松螺栓（受拉松螺栓（1）-模型模型 74十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算2.受拉松螺

25、栓（受拉松螺栓（2）-公式公式 4/21dFa41aFd式中式中: d1-螺纹小径螺纹小径 mm ； Fa-轴向载荷轴向载荷 N； -许用应力许用应力 MPa；校核校核公式公式设计设计公式公式75十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算3.只受预紧力的紧螺栓（只受预紧力的紧螺栓（1）-模型模型 76十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算3.只受预紧力的紧螺栓（只受预紧力的紧螺栓（2）-公式公式 式中式中: F0-预紧力预紧力 N；校核校核公式公式设计设计公式公式4/3 . 121dFo3.141oFXd 考虑摩擦力矩考虑摩擦力矩T T1 1产生的剪切应产生的剪切应力，按第四强

26、度理论将应力合成力，按第四强度理论将应力合成77十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算（1）当承受横向工作载荷）当承受横向工作载荷时，时， 预紧力预紧力F0导致接合面导致接合面所产生的摩擦力应大于横所产生的摩擦力应大于横向载荷向载荷F；（2）由于摩擦系数）由于摩擦系数f的关系，预紧力的关系，预紧力F0很大。很大。FFF0F03.只受预紧力的紧螺栓（只受预紧力的紧螺栓（3）-不足不足 78十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算3.只受预紧力的紧螺栓（只受预紧力的紧螺栓（4）-改进改进1 采用键、套筒、销承担横向工作载荷。采用键、套筒、销承担横向工作载荷。79十一、螺纹连接的强

27、度计算十一、螺纹连接的强度计算3.只受预紧力的紧螺栓（只受预紧力的紧螺栓（4）-改进改进2 采用铰制孔螺栓。采用铰制孔螺栓。80十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算4.受预紧力和工作拉力的螺栓（受预紧力和工作拉力的螺栓（1）-模型模型 81十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算4.受预紧力和工作拉力的螺栓（受预紧力和工作拉力的螺栓（2）-受力分析受力分析 82十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算4.受预紧力和工作拉力的螺栓（受预紧力和工作拉力的螺栓（3）-计算公式计算公式 4/3 . 1212dF3.1421FXd校核校核公式公式设计设计公式公式83十一、螺纹

28、连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算4.受预紧力和工作拉力的螺栓（受预紧力和工作拉力的螺栓（4）-总拉力公式总拉力公式1 螺栓总拉力螺栓总拉力F2：为残余预紧力为残余预紧力FFF121F84十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算4.受预紧力和工作拉力的螺栓（受预紧力和工作拉力的螺栓（5）-残余预紧力的确定残余预紧力的确定 工况工况F1=有密封要求有密封要求（1.5-1.81.5-1.8）F F稳定载荷稳定载荷（0.2-0.60.2-0.6）F F不稳定载荷不稳定载荷（0.6-1.00.6-1.0）F F地脚螺栓地脚螺栓F F85十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算4.受

29、预紧力和工作拉力的螺栓（受预紧力和工作拉力的螺栓（6）-总拉力公式总拉力公式2 螺栓总拉力螺栓总拉力F2：相对刚度系数相对刚度系数mbbCCCFFF02mbbCCC86十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算4.受预紧力和工作拉力的螺栓（受预紧力和工作拉力的螺栓（7）-相对刚度系数相对刚度系数 相对刚度系数：相对刚度系数：mbbCCC垫片类型垫片类型金属垫片或无垫片金属垫片或无垫片皮革皮革铜皮石棉铜皮石棉 橡胶橡胶相对刚度系数相对刚度系数0.2-0.30.2-0.30.70.70.80.80.987十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算5.受工作剪力的螺栓（受工作剪力的螺栓（

30、1）-模型模型 88十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算5.受工作剪力的螺栓（受工作剪力的螺栓（2）-计算公式计算公式 挤压强度挤压强度校核公式校核公式剪切强度剪切强度校核公式校核公式min0LdF420dF89十一、螺纹连接的强度计算十一、螺纹连接的强度计算5.受工作剪力的螺栓（受工作剪力的螺栓（3）-参数参数 FF螺栓所受的工作剪力；螺栓所受的工作剪力；d0螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径）螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径）；LminLmin螺杆与孔壁挤压面最小高度；螺杆与孔壁挤压面最小高度；螺栓许用剪切应力；螺栓许用剪切应力；pp螺栓或被连接件许用挤压应力；螺栓或被连接件许用

31、挤压应力；min0LdF420dF90十二、螺栓组连接的设计内容十二、螺栓组连接的设计内容（2 2）确定螺栓数目（强度计算）。）确定螺栓数目（强度计算）。（1 1）设计螺栓组中螺栓的分布形式；）设计螺栓组中螺栓的分布形式；91十二、螺栓组连接的结构设计十二、螺栓组连接的结构设计1. 简单对称简单对称 为了好加工制造和连接结合面受力均匀；为了好加工制造和连接结合面受力均匀；通常连接结合面的几何形状都设计成轴对称通常连接结合面的几何形状都设计成轴对称的简单几何形状。的简单几何形状。922.受力合理受力合理1/2 铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地

32、布置个以上的螺栓，载荷的方向上成排地布置个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。以免载荷分布过于不均。FF十二、螺栓组连接的结构设计十二、螺栓组连接的结构设计933. 受力合理受力合理2/2 当连接弯距或转距时，应使螺栓位置适当连接弯距或转距时，应使螺栓位置适当靠近接合面的边缘，以减少螺栓的受力。当靠近接合面的边缘，以减少螺栓的受力。十二、螺栓组连接的结构设计十二、螺栓组连接的结构设计943. 辅助抗剪辅助抗剪 当同时承受轴向载荷和较大的横向载荷当同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，采用抗剪零件来承受横向载荷。时，采用抗剪零件来承受横向载荷。十二、螺栓组连接的结构设计十二、螺栓组连接的结构设计95

33、4. 保证扳手空间保证扳手空间 螺栓的排列应有合理的间距、边距，具螺栓的排列应有合理的间距、边距，具体数值可以查阅相关设计手册。体数值可以查阅相关设计手册。EEdhDCC60AB十二、螺栓组连接的结构设计十二、螺栓组连接的结构设计965. 偶数偶数 便于在圆周上钻孔时的分度和画线，同一便于在圆周上钻孔时的分度和画线，同一圆周上的螺栓数目取成圆周上的螺栓数目取成: 4: 4、6 6等偶数；同一螺等偶数；同一螺栓组中的螺栓的材料、直径、长度应相同。栓组中的螺栓的材料、直径、长度应相同。 十二、螺栓组连接的结构设计十二、螺栓组连接的结构设计976. 避免附加应力避免附加应力 当连接弯距或转距时，应使

34、螺栓位置适当连接弯距或转距时，应使螺栓位置适当靠近接合面的边缘，以减少螺栓的受力。当靠近接合面的边缘，以减少螺栓的受力。十二、螺栓组连接的结构设计十二、螺栓组连接的结构设计987. 防松防松 为了提高连接的可靠性和紧密度，要采为了提高连接的可靠性和紧密度，要采用必要的防松措施。用必要的防松措施。十二、螺栓组连接的结构设计十二、螺栓组连接的结构设计99十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算1.普通螺栓受横向载荷（普通螺栓受横向载荷（1）-模型模型 靠正压力产生的靠正压力产生的摩擦力承受摩擦力承受100十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算1.普通螺栓受横向载荷（普通螺栓受横向载荷（2

35、）-计算公式计算公式 fziFKFS0101十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算1.普通螺栓受横向载荷（普通螺栓受横向载荷（3）-参数参数 fziFKFS0式中：式中：f-f-接合面摩擦系数；接合面摩擦系数； i - i - 接合面数；接合面数； z -z -螺栓数目；螺栓数目； ksks 防滑系数，一般取防滑系数，一般取1.1-1.31.1-1.3； FF横向载荷。横向载荷。102十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算1.普通螺栓受横向载荷（普通螺栓受横向载荷（4）-参数参数 103十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算2.铰制孔螺栓受横向载荷（铰制孔螺栓受横向载荷（1）

36、-模型模型 采用铰制孔用螺采用铰制孔用螺栓，是靠螺栓的剪栓，是靠螺栓的剪切和螺栓与孔壁的切和螺栓与孔壁的挤压作用来承受外挤压作用来承受外载荷。载荷。104十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算2.铰制孔螺栓受横向载荷（铰制孔螺栓受横向载荷（2）-计算公式计算公式 假设螺栓平分外载荷假设螺栓平分外载荷zFF105十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算3.普通螺栓受轴向载荷（普通螺栓受轴向载荷（1）-模型模型 106十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算3.普通螺栓受轴向载荷（普通螺栓受轴向载荷（2）-公式公式 zFF不是总拉力不是总拉力107十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连

37、接的计算3.普通螺栓受轴向载荷（普通螺栓受轴向载荷（3）-补充补充 当外载荷通过螺栓组形心时，各螺栓当外载荷通过螺栓组形心时，各螺栓所受的工作载荷相等；所受的工作载荷相等； 当外载荷不通过螺栓组的形心，应向当外载荷不通过螺栓组的形心，应向形心平移后再计算。形心平移后再计算。108十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算4.普通螺栓受转矩（普通螺栓受转矩（1）-模型模型 采用普通螺栓，采用普通螺栓，是靠连接预紧后是靠连接预紧后在接合面间产生在接合面间产生的摩擦力矩来抵的摩擦力矩来抵抗转矩抗转矩T。109十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算4.普通螺栓受转矩（普通螺栓受转矩（2）-假设

38、假设 （1 1）正压力产生的摩擦力集中作用在螺栓中心处；）正压力产生的摩擦力集中作用在螺栓中心处；（2 2）正压力产生的摩擦力方向垂直于螺栓中心和螺）正压力产生的摩擦力方向垂直于螺栓中心和螺栓组对称中心的连线。栓组对称中心的连线。110十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算4.普通螺栓受转矩（普通螺栓受转矩（3）-计算公式计算公式 ziirfTKF1S0TKfrFfrFfrFsz02010 111十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算5.铰制孔螺栓受转矩（铰制孔螺栓受转矩（1）-模型模型 采用铰制孔用螺采用铰制孔用螺栓，是靠螺栓的剪栓，是靠螺栓的剪切和螺栓与孔壁的切和螺栓与孔壁的挤

39、压作用来抵抗转挤压作用来抵抗转矩矩T。112十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算5.铰制孔螺栓受转矩（铰制孔螺栓受转矩（2）-假设假设 （1 1）螺栓受力大小与其中心到螺栓组对称中心的距）螺栓受力大小与其中心到螺栓组对称中心的距离成正比；离成正比；（2 2）螺栓受力方向垂直于螺栓中心和螺栓组对称中）螺栓受力方向垂直于螺栓中心和螺栓组对称中心的连线。心的连线。iirFrFmaxmax113十三、螺栓组连接的计算十三、螺栓组连接的计算5.铰制孔螺栓受转矩（铰制孔螺栓受转矩（3）-计算公式计算公式 TrFziii1iirFrFmaxmaxZiirTrF12maxmax114十四、提高螺栓连接

40、强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施 1.降低螺栓的应力幅（降低螺栓的应力幅（1）-分析分析 （1 1）对于受轴向载荷的紧螺栓来讲，其同时）对于受轴向载荷的紧螺栓来讲，其同时承受预紧力和轴向载荷；承受预紧力和轴向载荷；（2 2）轴向总拉力的变化范围为：）轴向总拉力的变化范围为：F F2 2-F-F0 0 ；mbbCCCFmbbCCCFFF02115 1.降低螺栓的应力幅（降低螺栓的应力幅（2）-结论结论 减小连接螺栓的刚度减小连接螺栓的刚度C Cb b或增加连接件的刚度或增加连接件的刚度C Cm m ，可以降低应力幅，可以降低应力幅十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施mb

41、bCCCFmbbCCCFFF02116 1.降低螺栓的应力幅（降低螺栓的应力幅（3）-措施措施1/2 （1 1）增加连接件的刚度）增加连接件的刚度C Cm m 金属垫片金属垫片O O型密封圈型密封圈十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施117 1.降低螺栓的应力幅（降低螺栓的应力幅（3）-措施措施2/2 （2 2）减小连接螺栓的刚度）减小连接螺栓的刚度C Cb b 弹性元件弹性元件柔性螺栓柔性螺栓十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施118 2.改善螺纹牙上载荷分布不均的现象（改善螺纹牙上载荷分布不均的现象（1）-分析分析 试验证明：约试验证明：约有有1/3

42、1/3的载荷集中在的载荷集中在第第1 1圈上，以后各圈圈上，以后各圈递减，第递减，第8 8圈外基本圈外基本不承受载荷。不承受载荷。十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施119 2.改善螺纹牙上载荷分布不均的现象（改善螺纹牙上载荷分布不均的现象（2）-结论结论 （1 1）加厚螺母不能改善载荷在螺纹牙）加厚螺母不能改善载荷在螺纹牙上分布不均的现象。上分布不均的现象。 （2 2）采用均载螺母。）采用均载螺母。十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施120悬置螺母悬置螺母 2.改善螺纹牙上载荷分布不均的现象（改善螺纹牙上载荷分布不均的现象（3）-措施措施 环槽螺母环槽

43、螺母内斜螺母内斜螺母 内斜与环内斜与环槽螺母槽螺母十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施121 3.减小应力集中（减小应力集中（1）-分析分析 螺栓上的螺纹（特别是螺纹收尾处）、螺栓上的螺纹（特别是螺纹收尾处）、螺栓上截面突变部位，都产生应力集中。螺栓上截面突变部位，都产生应力集中。十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施122 3.减小应力集中（减小应力集中（2）-措施措施 过渡圆角过渡圆角卸载槽卸载槽十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施123 4.减小附加应力的影响（减小附加应力的影响（1）-分析分析 （2 2）可以从结构、制造与装配精

44、度采）可以从结构、制造与装配精度采取措施，减小附加应力。取措施，减小附加应力。 （1 1）附加应力主要是由于支承面不平、）附加应力主要是由于支承面不平、被连接件变形太大和螺栓装配精度低引起的；被连接件变形太大和螺栓装配精度低引起的；十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施124 4.采用合适的工艺采用合适的工艺 （1 1）冷镦头部、辗压螺）冷镦头部、辗压螺纹，比车削螺纹的疲劳纹，比车削螺纹的疲劳强度提高强度提高30%30%；（2 2）表面处理（氰化、）表面处理（氰化、氮化、喷丸等）也能提高氮化、喷丸等）也能提高螺纹的疲劳强度。螺纹的疲劳强度。十四、提高螺栓连接强度的措施十四、提高螺栓连接强度的措施125结束结束