【正文】 型 螺釘聯(lián)接 座端擰入深度 H，當(dāng)螺孔材料為： a e e 雙頭螺柱聯(lián)接 聯(lián)接件厚，允許拆裝。 鋼或青銅 H=d。 鑄鐵 H=(~)d 鋁合金 H=(~)d 螺紋孔深度 H1=H+(2~)P。 鉆孔深度 H2=H1+(~1)d。 參數(shù) l1 、 e、 a與螺栓相同 l 1 l 1 H H H 1 H 1 H 2 H 2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省了螺母，不宜經(jīng)常拆裝，以免損壞螺孔而修復(fù)困難。 d 2 螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件 潘存云教授研制 一、 螺紋聯(lián)接的基本類型 螺栓聯(lián)接 基本類型 螺釘聯(lián)接 雙頭螺柱聯(lián)接 緊定螺釘聯(lián)接 緊定螺釘 2 螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 二、 螺紋緊固件 螺栓 螺紋緊固件 螺栓的結(jié)構(gòu)形式 L L0 d 六角頭 L d L0 小六角頭 d L0 L1 L L1 座端長(zhǎng)度 L0 螺母端長(zhǎng)度 二、 螺紋緊固件 螺紋緊固件 雙頭螺柱 螺栓 二、 螺紋緊固件 螺紋緊固件 末端結(jié)構(gòu) 頭部結(jié)構(gòu) 螺釘、緊定螺釘 雙頭螺柱 螺栓 潘存云教授研制 二、 螺紋緊固件 螺紋緊固件 潘存云教授研制 地腳螺栓 潘存云教授研制 起吊螺釘 螺釘、緊定螺釘 雙頭螺柱 螺栓 專用螺紋聯(lián)接 T 型螺栓 六角螺母 六角扁螺母 六角厚螺母 圓螺母 二、 螺紋緊固件 螺紋緊固件 用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。 用于尺寸受限制之處。 國(guó)標(biāo)羅列有六十余種不同結(jié)構(gòu)的螺母 螺母 螺釘、緊定螺釘 雙頭螺柱 螺栓 專用螺紋聯(lián)接 潘存云教授研制 其它螺母： 潘存云教授研制 其它螺母： 墊圈 平墊圈 薄平墊圈 A型平墊圈 B型平墊圈 螺母 螺釘、緊定螺釘 雙頭螺柱 二、 螺紋緊固件 螺栓 螺紋緊固件 斜墊圈 彈簧墊圈 圓螺母用止動(dòng)墊圈 作用： 增加支撐面積以減小壓強(qiáng)，避免擰緊螺母擦傷表面、防松。 專用螺紋聯(lián)接 3 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊 預(yù)緊的目的 將螺紋聯(lián)接件擰緊到一定程度稱為預(yù)緊。預(yù)緊時(shí)被聯(lián)接零件接合面之間壓力增大，因此提高了聯(lián)接的緊密型和可靠性，并能承受一定橫向載荷，還能起到防松作用。 預(yù)緊力 預(yù)緊時(shí)螺栓所承受軸向拉力稱為預(yù)緊力，用 Fo表示。 預(yù)緊力的確定原則： 擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過(guò)其材料的屈服極限 σs的 80%。 一、概述 一般螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都必須擰緊，這時(shí)螺紋聯(lián)接受到預(yù)緊力的作用。對(duì)于重要的螺紋聯(lián)接，應(yīng)控制其預(yù)緊力，因?yàn)榈拇笮?duì)螺紋聯(lián)接的可靠性，強(qiáng)度和密封均有很大影響。 碳素鋼螺栓： F0≤ (~) σ s A1 合金鋼螺栓： F0 ≤ (~) σ s A1 A1 危險(xiǎn)截面積， A1 ≈ π d21/4 fc rFftgdFTTT039。2021 )(2 ????? ??)(239。2021 ?? ???? tgdFTTT二、 擰緊力矩 21 TTT ??T1— 克服螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩； T2— 克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩； 設(shè)預(yù)緊力為 F0 或預(yù)緊力（不受軸向載荷） fc— 摩擦系數(shù)。 無(wú)潤(rùn)滑時(shí)取： fc = rf— 支撐面摩擦半徑。 rf =(dw+d0)/4 簡(jiǎn)化公式： 適用于 M10~M60的粗牙螺紋， f’ =, fc=, T ≈ F 0 d Fa Fa是由聯(lián)接要求決定的，為了發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預(yù)緊 可靠，應(yīng)?。? 總力矩： 注意： 對(duì)于重要的聯(lián)接，應(yīng)盡可能采用 M12的螺栓。 T d0 d dw 潘存云教授研制 測(cè)力矩扳手 預(yù)緊力控制方法 : 聯(lián)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(shí)，不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)和變載條件下，預(yù)緊力可能在某一瞬時(shí)消失，聯(lián)接仍有可能松動(dòng)。高溫下的螺栓聯(lián)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(shè)計(jì)時(shí)必須考慮防松。即防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 F 定力矩扳手 通常螺紋聯(lián)接擰緊是憑工人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定的，重要螺栓則必須預(yù)緊力進(jìn)行精確控制。 LS 1)憑手感經(jīng)驗(yàn)； 2)測(cè)力矩扳手； 3)定力矩扳手； 4)測(cè)定伸長(zhǎng)量。 LM 潘存云教授研制 聯(lián)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(shí)，不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)和變載條件下，預(yù)緊力可能在某一瞬時(shí)消失，聯(lián)接仍有可能松動(dòng)而失效。高溫下的螺栓聯(lián)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(shè)計(jì)時(shí)必須考慮防松，即防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 防松的方法： 1. 利用附加摩擦力防松 尼龍圈鎖緊螺母 彈簧墊圈 對(duì)頂螺母 4 螺紋聯(lián)接的防松 防松 防止螺旋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 潘存云教授研制 潘存云教授研制 開口銷與六 角開槽螺母 串聯(lián)鋼絲 2. 采用專門防松元件防松 圓螺母用止動(dòng)墊圈 潘存云教授研制 止動(dòng)墊圈 3. 其他方法防松 1~ 用沖頭沖 2~3點(diǎn) 沖點(diǎn)防松法 粘合法防松 涂粘合劑 5 單螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)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 斷裂 軸向變載荷 潘存云教授研制 螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強(qiáng)度原則及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的。采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，這些部分都不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。所以，螺栓聯(lián)接的計(jì)算主要是確定螺紋小徑 d1，然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋公稱直徑 d及螺距 P等。 一、松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 強(qiáng)度條件： ][4/21?? ?dF a式中 : d1螺紋小徑 mm ， [σ]— 許用應(yīng)力 二、緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 Fa Fa 力除以面積 設(shè)計(jì)公式： ][41 ??aFd ?裝配時(shí)須要擰緊，在工作狀態(tài)下可能還需要補(bǔ)充擰緊。 1. 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度 2. 承 受 預(yù)緊力和工作拉力 的緊螺栓聯(lián)接 裝配時(shí)不須要擰緊 ??螺栓受軸向拉力 F0和摩擦力矩 T1的雙重作用。 ][4/210 ?? ?dF拉應(yīng)力： 1. 僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 16/3111dTWTT ?? ?? 16/ 2)39。( 3120ddtgF??? ???4/)39。(221012dFtgdd??? ??對(duì)于 M10~M64的普通鋼制螺紋，可取： tgρ ’ ≈ f ’ =， d2 /d1=, tgρ ’ ≈ 得： τ ≈ σ 分母為抗剪截面系數(shù) 計(jì)算應(yīng)力： 22 3??? ??ca 22 )(3 ?? ??由此可見(jiàn)，對(duì)于 M10—M64普通螺紋的鋼制緊螺栓聯(lián)接，在擰緊時(shí)，雖然同時(shí)承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計(jì)算時(shí)，可以只考慮拉伸強(qiáng)度計(jì)算，并將預(yù)緊力增大 30%來(lái)考慮扭轉(zhuǎn)的影響。 ][4/210 ??? ?? dFca強(qiáng)度條件： 潘存云教授研制 潘存云教授研制 當(dāng)承受橫向工作載荷時(shí)， 預(yù)緊力 F0導(dǎo)致接合面所產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于橫向載荷 F。 C可靠性系數(shù)，常取 C=~ mfCFF ?0預(yù)緊力 F0 ： f摩擦系數(shù)，對(duì)鋼與鑄鐵，取 : f =~ m結(jié)合面數(shù) 上圖 m=1,下圖 m=2 若取 f =， C=, m=1, 則： F0 ≥ 8F →結(jié)構(gòu)尺寸大 F F F F/2 F/2 F0 F0 F0 F0 潘存云教授研制 潘存云教授研制 F F/2 F/2 2. 受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接 改進(jìn)措施： a. 采用鍵、套筒、銷承擔(dān)橫向工作載荷。 螺栓僅起連接作用 b. 采用無(wú)間隙的鉸制孔螺栓。 設(shè)流體壓強(qiáng)為 p，螺栓數(shù)目為 Z，則缸體周圍每個(gè)螺栓的平均載荷為： p πD2/4 F = Z p F F D 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 受載 變形 特別注意，軸向載荷： F2≠ F0+F 加預(yù)緊力后 →螺栓受拉伸長(zhǎng) λb →被聯(lián)接件受壓縮短 λm 加載 F 后 : 螺栓總伸長(zhǎng)量增加為 : 總拉力為： 被聯(lián)接件壓縮量減少為： 殘余預(yù)緊力減少后為 F1 很顯然 : F1F0 被聯(lián)接件放松了 ?λ+λb λm ?λ 潘存云教授研制 松弛 狀態(tài) 預(yù)緊 狀態(tài) λb F0 F0 λm F F F0 F0 F F2 F2 F2=F+F1 ?λ F1 F1 ?λ 潘存云教授研制 潘存云教授研制 λb ?λ 聯(lián)接件變形 力 螺栓變形 力 ?Fb ?Fm 螺栓變形 力 F2 F1 F F0 F0 λm F0 λb λm arctgCb arctgCm 潘存云教授研制 力 螺栓變形 arctgCb 相對(duì)剛度系數(shù) F= ?Fb +?Fm =(Cb +Cm ) ?λ Cb +Cm Cb F2 = F0 +F Cb +Cm Cb F1 = F0 –F 1 F1= F0 ? Fm = F0 Cm ?λ F2= F0 +? Fb = F0 +Cb ? λ Cb +Cm F ?λ= F F2 ?Fb F0 ?λ 代入得： 表 螺栓的相對(duì)剛度系數(shù) 墊片類型 金屬墊片或無(wú)墊片 皮革 銅皮石棉 橡膠 ~ Cb