螺纹联接 §1 螺纹 §2 螺纹联接的类型及标准联接件 §3 螺纹联接的预紧 §4 螺纹联接的防松 §5 螺纹联接的强度计算

Presentation on theme: "螺纹联接 §1 螺纹 §2 螺纹联接的类型及标准联接件 §3 螺纹联接的预紧 §4 螺纹联接的防松 §5 螺纹联接的强度计算"— Presentation transcript:

1 螺纹联接 §1 螺纹 §2 螺纹联接的类型及标准联接件 §3 螺纹联接的预紧 §4 螺纹联接的防松 §5 螺纹联接的强度计算
§1 螺纹 §2 螺纹联接的类型及标准联接件 §3 螺纹联接的预紧 §4 螺纹联接的防松 §5 螺纹联接的强度计算 §6 螺栓组联接的设计 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

2 §1 螺 纹 一、螺纹的形成 螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。
§1 螺 纹 一、螺纹的形成 螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。 螺纹----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。 d2 螺纹 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

3 螺纹的牙型 30º 30º 3º 15º 矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

4 矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 按螺纹的牙型分 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 螺纹的分类 左旋螺纹 n线螺纹: S = n P
单线螺纹 多线螺纹 n线螺纹: S = n P 按螺旋线的根数分 一般: n ≤ 4 按回转体的内外表面分 P S P S 按螺旋的作用分 S =P S = 2P 按母体形状分 单线螺纹 双线螺纹 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

5 内螺纹 外螺纹 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

6 联接螺纹 传动螺纹 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

7 圆锥螺纹 圆柱螺纹 管螺纹 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

8 同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
二、螺纹的主要几何参数 P/2 P S (1)大径d 与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。 h (2) 小径 d1 与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。 d d2 ψ d1 (3)中径d2 也是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。 (4) 螺距P 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 (5) 导程S S = nP 同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P β (6) 螺纹升角ψ 中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角 tgψ= πd2 nP α (7)牙型角 α 轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。 β S 牙侧角 β ψ (8)接触高度 h 内外螺纹旋合后，接触面的径向高度。 πd2 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

9 普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。
螺纹的精度等级: A级 公差小，精度最高，用于配合精确，防振动等场合； B级 受载较大且经常拆卸，调整或承受变载荷的联接； C级 用于一般联接，最常用。 普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。 粗牙螺纹应用最广 细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高 缺点：不耐磨易滑扣。 应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。 60˚ P d 粗牙 d P 细牙 d P 细牙 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

10 粗牙普通螺纹、细牙普通螺纹和梯形螺纹的基本尺寸见后续各表（或查阅相关机械设计手册）。
梯形螺纹： β= 15º 常用于传动。 锯齿形螺纹: β= 3º 为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角β比三角形螺纹的要小得多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。 30º 30º 梯 形 锯齿形 3º 螺纹的基本尺寸： 粗牙普通螺纹、细牙普通螺纹和梯形螺纹的基本尺寸见后续各表（或查阅相关机械设计手册）。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

11 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸 mm 标记示例： M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3)
P P/8 H/4 D d D2 d2 D1 d1 P/2 P/4 30˚ 60˚ 90˚ H=0.866P d2=d P d1=d P D1、d1----内、外螺纹小径 D2、d2----内、外螺纹中径 D、d ----内、外螺纹大径 P----螺距 标记示例： M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3) M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5) 公称直径（大径） 粗 牙 细 牙 D d 螺距P 中径 D2 d 小径 D2 d 螺距P 0.35 0.5 , , (14) 1.5, 1 (18) (20) (27) 2, 1.5, 1 注：括号内的公称直径为第二系列 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

12 细牙普通螺纹基本尺寸 mm 螺距P 中径D2、d2 小径D1、d1 0.35 d-1+0.773 d-1+0.621
青岛科技大学专用 潘存云教授研制

13 梯形螺纹基本尺寸 mm 内螺纹 外螺纹 d P D1 D4 H1 D2 d2 d3 H4 标记示例：Tr48X8 30˚ R1
ac 30˚ H4 标记示例：Tr48X8 (梯形螺纹，直径48，螺距8) P h3=H4 ac 第1系列 第2系列 D2 d D1 螺距 螺纹牙高 牙顶间隙 公称直径d 中 径 内螺纹小径 、 、 d d-12 、70、 、42、 d d-10 、 、 d d-8 、 d d-4 、 、 d d-5 、 、 d d-6 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

14 公称直径----管子的公称通径。强调与普通螺纹不同
普通细牙螺纹 非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚） 管螺纹 用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α = 55˚） 60˚圆锥管螺纹 公称直径----管子的公称通径。强调与普通螺纹不同 55 ˚ 55 ˚ d d2 d1 P d d2 d1 P φ 2φ 非螺纹密封的管螺纹 用螺纹密封的管螺纹 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

15 §2 螺纹联接的类型及标准联接件 螺栓联接 基本类型 一、 螺纹联接的基本类型 e d 孔与螺杆之间留有间隙 l1 a 螺纹余留长度l1 d
§2 螺纹联接的类型及标准联接件 可承受横向载荷。 一、 螺纹联接的基本类型 e d d a 螺栓联接 基本类型 l1 用于经常拆装易磨损之处。 孔与螺杆之间留有间隙 螺纹余留长度l1 静载荷l1>=(0.3~0.5)d; 铰制孔螺栓 变载荷l1>=0.75d; 冲击载荷或弯曲载荷l1≥ d; 铰制孔用螺栓l1≈ 0; 螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d; 螺栓轴线到边缘的距离 e=d+(3~6) mm 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

16 §2 螺纹联接的类型及标准联接件 螺栓联接 基本类型 螺钉联接 双头螺柱联接 紧定螺钉联接 一、 螺纹联接的基本类型 紧定螺钉
§2 螺纹联接的类型及标准联接件 一、 螺纹联接的基本类型 螺栓联接 基本类型 螺钉联接 双头螺柱联接 紧定螺钉联接 紧定螺钉 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

17 二、螺纹紧固件 螺栓的结构形式 螺栓 螺纹紧固件 L L0 d 六角头 L d L0 小六角头 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

18 地脚螺栓 螺栓 螺纹紧固件 双头螺柱 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹联接 T 型螺栓 起吊螺钉
二、螺纹紧固件 地脚螺栓 螺栓 螺纹紧固件 双头螺柱 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹联接 T 型螺栓 起吊螺钉 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

19 螺栓 螺纹紧固件 双头螺柱 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹联接
二、螺纹紧固件 螺栓 螺纹紧固件 双头螺柱 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹联接 螺母 国标罗列有六十余种不同结构的螺母 用于经常拆装易磨损之处。 六角螺母 六角厚螺母 圆螺母 六角扁螺母 用于尺寸受限制之处。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

20 其它螺母： 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

21 螺栓 螺纹紧固件 双头螺柱 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹联接
二、螺纹紧固件 A型平垫圈 B型平垫圈 螺栓 螺纹紧固件 双头螺柱 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹联接 平垫圈 薄平垫圈 螺母 垫圈 作用：增加支撑面积以减小压强，避免拧紧螺母擦伤表面、防松。 弹簧垫圈 斜垫圈 圆螺母用止动垫圈 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

22 §3 螺纹联接的预紧 一般螺纹联接在装配时都必须拧紧，这时螺纹联接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹联接，应控制其预紧力，因为的大小对螺纹联接的可靠性，强度和密封均有很大影响。 一、概述 预紧力：大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。 预紧的目的：增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对移动。 预紧力的确定原则： 拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。 碳素钢螺栓： Qp≤(0.6~0.7) σs A1 合金钢螺栓： Qp ≤(0.5~0.6) σs A1 A1 ---危险截面积， A1 ≈πd21/4 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

23 注意：对于重要的联接，应尽可能采用>M12的螺栓。
二、 拧紧力矩 d 设轴向力为Fa 或预紧力（不受轴向载荷） 总力矩： T1—克服螺纹副相对转动的阻力矩； d0 Fa T2—克服螺母支撑面上的摩擦阻力矩； fc—摩擦系数。 无润滑时取： fc =0.15 T rf—支撑面摩擦半径。 rf =(dw+d0)/4 dw 简化公式： 适用于M10~M60的粗牙螺纹， f’=0.15, fc=0.15, T ≈ 0.2 Fa d Fa是由联接要求决定的，为了发挥螺栓的工作能力和保证预紧 可靠，应取： 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

24 预紧力控制方法: 1)凭手感经验； F 2)测力矩扳手； 3)定力矩扳手； 4)测定伸长量。 测力矩扳手 LM LS LS 定力矩扳手
通常螺纹联接拧紧是凭工人的经验来决定的，重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。 1)凭手感经验； 测力矩扳手 F 2)测力矩扳手； 3)定力矩扳手； 4)测定伸长量。 LM LS LS 定力矩扳手 联接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，联接仍有可能松动。高温下的螺栓联接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松。即防止相对转动。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

25 §3 螺纹联接的防松 防松----防止螺旋副相对转动。 防松的方法： 1. 利用附加摩擦力防松 弹簧垫圈 对顶螺母 尼龙圈锁紧螺母
§3 螺纹联接的防松 防松----防止螺旋副相对转动。 联接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，联接仍有可能松动而失效。高温下的螺栓联接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松，即防止相对转动。 防松的方法： 1. 利用附加摩擦力防松 对顶螺母 弹簧垫圈 尼龙圈锁紧螺母 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

26 2. 采用专门防松元件防松 开口销与六 角开槽螺母 圆螺母用止动垫圈 止动垫圈 串联钢丝 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

27 涂粘合剂 用冲头冲2~3点 冲点防松法 粘合法防松 1~1.5P
3. 其他方法防松 涂粘合剂 用冲头冲2~3点 冲点防松法 粘合法防松 1~1.5P 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

28 §5 螺纹联接的强度计算 塑性变形 螺纹部分 受拉螺栓 疲劳断裂 --轴向变载荷 螺栓联接的主要失效形式： 剪断 受剪螺栓
§5 螺纹联接的强度计算 塑性变形 螺纹部分 受拉螺栓 疲劳断裂 --轴向变载荷 螺栓联接的主要失效形式： 剪断 受剪螺栓 压溃 螺杆和孔壁的贴合面 经常拆卸 滑扣 因经常拆装 断裂 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

29 式中: d1----螺纹小径 mm ， [σ]—许用应力
一、松螺栓联接强度计算 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。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。所以，螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹公称直径d及螺距P等。 装配时不须要拧紧 强度条件： 力除以面积 Fa 式中: d1----螺纹小径 mm ， [σ]—许用应力 设计公式： 二、紧螺栓联接强度计算 装配时须要拧紧，在工作状态下可能还需要补充拧紧。 1. 仅承受预紧力的紧螺栓强度 2.受轴向载荷的紧螺栓联接 3.承受工作剪力的紧螺栓联接 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

30 螺栓受轴向拉力F0和摩擦力矩T1的双重作用。
1. 仅承受预紧力的紧螺栓强度 螺栓受轴向拉力F0和摩擦力矩T1的双重作用。 拉应力： 扭转切应力： 分母为抗剪截面系数 对于M10~M64的普通钢制螺纹，可取： tgρ’ ≈ f ’ =0.17， d2 /d1= , tgρ’≈ 0.5 得： τ ≈ 0.5 σ 计算应力： 由此可见，对于M10—M64普通螺纹的钢制紧螺栓联接，在拧紧时，虽然同时承受拉伸和扭转的联合作用，但在计算时，可以只考虑拉伸强度计算，并将预紧力增大30%来考虑扭转的影响。 强度条件： 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

31 当承受横向工作载荷时， 预紧力F0导致接合面所产生的摩擦力应大于横向载荷F。
C---可靠性系数，常取 C=1.1~1.3 m---结合面数 上图m=1,下图m=2 F0 f---摩擦系数，对钢与铸铁，取: f =0.1~0.15 F F/2 若取 f =0.15， C=1.2, m=1, 则： F0 ≥ 8F →结构尺寸大 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

32 a. 采用键、套筒、销承担横向工作载荷。螺栓仅起连接作用
改进措施： a. 采用键、套筒、销承担横向工作载荷。螺栓仅起连接作用 b. 采用无间隙的铰制孔螺栓。 F F/2 F 2. 受轴向工作载荷的螺栓强度 D 设流体压强为p，螺栓数目为Z，则缸体周围每个螺栓的平均载荷为： p ·πD2/4 F = Z p 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

33 特别注意，轴向载荷： F2≠ F0+F 加预紧力后→螺栓受拉伸长λb0 →被联接件受压缩短λm0 加载 F 后: 螺栓总伸长量增加为: F0
松弛 状态 F2≠ F0+F 加预紧力后→螺栓受拉伸长λb0 λb0 →被联接件受压缩短λm0 λm0 F0 预紧 状态 ∆λ 加载 F 后: ∆λ 螺栓总伸长量增加为: F0 ∆λ+λb0 被联接件压缩量减少为： F F F1 λm0 - ∆λ 受载 变形 残余预紧力减少为： F1 F2 F2=F+F1 总拉力为： F 很显然: F1<F0 被联接件放松了 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

34 联接件变形 力 螺栓变形 力 λb0 F0 F0 λm0 arctgCb arctgCm 螺栓变形 力 ∆Fb F ∆λ F2 F0 ∆Fm
青岛科技大学专用 潘存云教授研制

35 F2= F0 +∆ Fb = F0 +Cb ∆ δ F1= F0- ∆ F = F0 - Cm ∆δ F= ∆Fb +∆Fm
力 螺栓变形 arctgCb ∆Fb F0 F2 ∆λ F F1= F0- ∆ F = F0 - Cm ∆δ ∆Fm F1 F= ∆Fb +∆Fm =(Cb +Cm ) ∆δ Cb +Cm F ∆λ= Cb +Cm Cb F2 = F0 +F ----相对刚度系数 代入得： Cb +Cm Cb F1 = F0 –F 表5-4 螺栓的相对刚度系数 垫片类型 金属垫片或无垫片 皮革 铜皮石棉 橡胶 0.2~ Cb +Cm Cb 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

36 3．承受工作剪力的紧螺栓联接 F－螺栓所受的工作剪力，单位为N； d0－螺栓剪切面的直径（可取螺栓 F 孔直径），单位为mm；
这种联接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压。在联接结合面处，螺栓杆则受剪切。 3．承受工作剪力的紧螺栓联接 F－螺栓所受的工作剪力，单位为N； d0－螺栓剪切面的直径（可取螺栓 孔直径），单位为mm； F Lmin d0 Lmin－螺栓杆与孔壁挤压面的最小 高度， 单位为mm； 铰制孔螺栓 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为： 螺栓杆的剪切强度条件为： 设计时应使: Lmin≥1.25d0 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

37 §6 螺栓组联接的设计 一、螺栓组联接的结构设计 大多数机械中螺栓都是成组使用的。 基本原则：
§6 螺栓组联接的设计 在设计螺栓组联接时，关键是联接的结构设计。它是根据被联接件的结构和联接的用途，确定螺栓数目和分布形式。 一、螺栓组联接的结构设计 大多数机械中螺栓都是成组使用的。 基本原则： ▲为了便于加工制造和对称布置螺栓，保证联接结合面受力均匀，通常联接结合面的几何形状都设计成: 轴对称的简单几何形状。 三角形 圆形 圆环形 矩形框 矩形 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

38 ▲螺栓布置应使各螺栓的受力合理 F 不合理! 合理
a) 对于铰制孔用螺栓联接，不要在平衡于工作载荷的方向上成排地布置８个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均； F b) 当螺栓联接弯距或转距时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减少螺栓的受力。 不合理! 合理 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

39 c) 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。
▲螺栓的排列应有合理的间距、边距，以保证扳手空间 扳手空间的尺寸见有关标准。 E d 60˚ h D C 60˚ A B 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

40 对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接。螺栓的间距不大于下表所推荐的取值。
螺栓间距t0 工作压力 (MPa) 7d d d d t0 (mm) ≤ ~4 4~10 10~16 16~20 20~30 d t0 ▲为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同一圆周上的螺栓数目取成: 4、6、8等偶数。 同一螺栓组中的螺栓的材料、直径、长度应相同。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

41 ▲避免螺栓承受附加的弯曲载荷。 切削加工支承面 采用凸台或沉孔结构 支承面不平 支承面倾斜 采用斜垫圈
保证被联接件，螺母和螺栓头支承面平整，并与螺栓轴线相互垂直。对于在铸、锻件等的粗糙表面上安装螺栓时，应制成凸台或沉头座。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈等。 支承面不平 切削加工支承面 采用凸台或沉孔结构 支承面倾斜 采用斜垫圈 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

42 根据联接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓 及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。
二、螺栓组联接的受力分析 ▲受力分析的目的： 根据联接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓 及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度计算。 ▲ 受力分析时所作假设： a)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； b)螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重合； c)受载后联接接合面仍保持为平面。 ▲受力分析的类型： 受轴向载荷 受倾覆力矩 M 受转矩 受横向载荷 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

43 （1）对于铰制孔用螺栓联接，每个螺栓所受工作剪力为：
1．受横向载荷的螺栓组联接 图示为由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组联接。 （1）对于铰制孔用螺栓联接，每个螺栓所受工作剪力为： 铰制孔螺栓 F∑ 普通螺栓 式中：z为螺栓数目。 （2）对于普通螺栓联接 ，按预紧后接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷的要求，有： 或 Ks为防滑系数，设计中可取Ks =1.1~1.3。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

44 采用普通螺栓，是靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T。
采用普通螺栓和铰制孔用螺栓组成的螺栓组受转矩时的受力情况是不同的。 2．受转矩的螺栓组联接 采用普通螺栓，是靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T。 O T r1 f F0 f F0 r2 ri Fi T O rmax Fmax 采用铰制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓与孔壁的挤压作用来抵抗转矩T。 假设底板受载仍为平面，则螺栓的剪切变形量与距离成正比，F=Kri 剪切力与距离r的比值为常数 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

45 若作用在螺栓组上轴向总载荷FΣ作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心，则各个螺栓受载相同，每个螺栓所受轴向工作载荷为：
3．受轴向载荷的螺栓组联接 若作用在螺栓组上轴向总载荷FΣ作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心，则各个螺栓受载相同，每个螺栓所受轴向工作载荷为： F∑ F D 通常，各个螺栓还承受预紧力F0的作用，当联接要有保证的残余预紧力为F1时，每个螺栓所承受的总载荷F2为。 p F2 = F1 + F 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

46 4．受倾覆力矩的螺栓组联接 螺栓承受的载荷与距离成正比： 单个螺栓拉力产生的力矩为： Mi=Fi Li F0 M σp ( F 0引起) O
假设底板受载仍为平面，则螺栓受力与螺栓中心到螺栓组排列中心的距离成正比。 4．受倾覆力矩的螺栓组联接 螺栓承受的载荷与距离成正比： F0 O x M 单个螺栓拉力产生的力矩为： σp ( F 0引起) Mi=Fi Li F1 倾覆力矩 M 作用在联接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓已被拧紧并承受预紧力F0且被拉伸，地基有均匀的压缩。在作用M后，接触面绕o-o线转动一个角度，左边的地基被放松，而螺栓被进一步拉伸；右边的螺栓被放松，而地基被进一步压缩。 M F2m σp1( F1引起) σp2( F1m引起) Li Lmax 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

47 作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡，即：
单个螺栓的受力分析： F1m 强调是基座上的压力 Om 力 变形 Ob C2 未加倾覆力矩时，工作点在A。∑Mi=0 B1 Fm F2 F2m F2 F A F0 施加倾覆力矩M时: B2 左边的螺栓，工作点移至： B1 和C1 F2m C1 F1 右边的螺栓，工作点移至： B2 和C2 左边螺栓总拉力增加， 右边螺栓总拉力减小。 作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡，即： 求得最大工作载荷 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

48 为防止结合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙，要求：
表8-5 联接接合面材料的许用挤压应力 材料 钢 铸铁 混凝土 砖(水泥浆缝) 木材 [σ]p(Mpa) σs (0.4~0.5)σB ~ ~ ~4.0 直接引用前面的结论 螺栓的总拉力： 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

49 悬置螺母 环槽螺母 均载 元件 内斜螺母 悬置螺母 环槽螺母 内斜螺母 内斜与环槽螺母
都是改变螺母旋合部分的变形性质，使之和螺栓变形性质相同，均为拉伸变形，从而使螺纹牙上载荷分布趋于均匀； 悬置螺母 均载原理相同螺母也受拉 环槽螺母 均载 元件 内斜螺母因力的作用点外移可使载荷较大的头几圈螺纹牙容易变形，使载荷上移而改善载荷分布不均。 内斜螺母 内斜螺与环槽螺母 加工复杂，仅限于用在重要场合或大型联接。 钢丝螺套 悬置螺母 环槽螺母 内斜螺母 10~15˚ 内斜与环槽螺母 10~15˚ 青岛科技大学专用 潘存云教授研制

50 应用实例：飞机机翼和起落架的控制、水闸的升降、 数控机床、机器人。
优点：1)摩擦损失小、效率在90%以上； 2)磨损很小，传动精度高； 3)不自锁，可实现直线 旋转运动转换； 缺点：1)结构复杂、制造困难； 2)有些机构为防止逆转需要另加自锁机构。 应用实例：飞机机翼和起落架的控制、水闸的升降、 数控机床、机器人。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制