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第五章 螺纹连接和螺旋传动
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5-1螺纹的基本知识
d2
螺纹----一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形始终在通过圆柱轴线的平面内 ，就得到螺纹。
1、螺纹的形成、被连接件上无需切制螺纹、装拆方便
适用场合：被连接件之一较厚，且不常装拆的场合
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适用场合：
多用于轴上零件的固定，传递较小的力
锥端螺钉连接
平端螺钉连接
圆柱端螺钉连接
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地脚螺栓连接、吊环螺栓连接、 T形槽螺栓连接
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螺栓
普通螺栓
铰制孔螺栓
双头螺栓
螺钉
连接螺钉
紧定螺钉、自攻螺钉
螺母：六角螺母、圆螺母
垫圈：平垫圈、斜垫圈
二、 标准螺纹连接件
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三、 螺纹连接的预紧和防松
目的：防止松动→提高可靠性、强度、紧密性
拧紧阻力矩 T 的大小：
螺旋副间的摩擦力矩 T1 ：
螺母与支承面间摩擦力矩 T2 ：
一、螺纹的预紧力和预紧力矩
施加在扳手上的力FT
T
F0
F0
T1
T2
受载之前
拧紧螺母
预紧力F0
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控制拧紧力矩的方法
冲击扳手
T↑ F ↑ 拉断、滑扣
T↓
不能满足工作要求
控制T的大小
一般情况凭经验，拧紧即可。
方法：
定力矩扳手
测力矩扳手
测量螺栓伸长量：（大型螺栓连接）
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静载荷：< (自锁) + 预紧后摩擦力→防止松动
螺纹连接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动
螺纹连接防松的方法按工作原理可分为:
1 摩擦防松
2 机械防松
3 其它：破坏螺纹副关系（铆冲、粘接、焊接）
冲击、振动、变载荷下
温度变化较大时
螺旋副摩擦力Ff减小或瞬时消失
松动
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1 摩擦防松
使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩
弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母(双螺母)防松
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对顶螺母防松
使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副转动的摩擦阻力矩
对顶螺母防松
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2 机械防松
用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性
开口销、止动垫圈、串联钢丝防松
螺栓
开槽螺母
开口销
装配图
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止动垫圈防松
用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性
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串联钢丝防松
用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对转动的可能性
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3 其它：破坏螺纹副关系
焊接
铆冲
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一、松螺栓连接
受载荷形式——轴向拉伸(工作拉力F)
失效形式——螺栓拉断 (静、疲劳)
设计准则——保证螺栓拉伸强度
强度条件： s≤[s]
设计计算方法：
校核式 :
设计式:
F
Fa
Fa
5-3螺栓连接的强度计算
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二、紧螺栓连接
(1) 仅受预紧力的紧螺栓连接
受载荷形式—拧紧后:轴向拉伸(工作拉力F0)
拧紧过程中:轴向拉伸F0 、扭力T
失效形式—螺栓拉断 (拉、扭综合作用)
设计准则—保证螺栓拉伸强度
拉应力：

扭转切应力：
T
F0
F0
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校核式 :
拧紧力矩T→剪应力τ
预紧拉力F’→拉应力σ
设计式:
设计计算方法：
计算应力：
强度条件：
第四强度理论
对于M10~M64的普通钢制螺纹，可取：
tgρ’ ≈ f ’ =， d2 /d1=-, tgρ’≈
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(2) 受横向载荷的紧螺栓连接
受载荷形式—工作载荷作用之前，螺栓已受预紧力 F’作用 拧紧后: 预紧力 F0 外载荷 FR ）
剪切强度计算：
挤压强度：
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（3）受横向载荷的普通螺栓连接
受载荷形式—拧紧过程中:轴向拉伸F ‘ 、扭力T
失效形式—螺栓拉断 (拉、扭综合作用)
设计准则—保证螺栓拉伸强度
强度条件： sca≤[s]
设计计算方法：
问题