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1、联接联接 螺纹螺纹螺纹螺纹螺纹联接的类型和标准联接件螺纹联接的类型和标准联接件螺纹联接的类型和标准联接件螺纹联接的类型和标准联接件 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松 螺纹联接的强度计算螺纹联接的强度计算螺纹联接的强度计算螺纹联接的强度计算螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施螺旋传动螺旋传动螺旋传动螺旋传动 键联接和花键联接键联接和花键联接键联接和花键联接键联接和花键联接 其它联接其它联接其它联接其它联接联接的目的联接的目的 便于机器
2、的制造、安装、运输、维修便于机器的制造、安装、运输、维修便于机器的制造、安装、运输、维修便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高劳动生产率。以及提高劳动生产率。以及提高劳动生产率。以及提高劳动生产率。学习目标学习目标 熟悉机器联接中常用的各种联接件的熟悉机器联接中常用的各种联接件的熟悉机器联接中常用的各种联接件的熟悉机器联接中常用的各种联接件的结构、类型、性能和应用场合，掌握设计结构、类型、性能和应用场合，掌握设计结构、类型、性能和应用场合，掌握设计结构、类型、性能和应用场合，掌握设计理论和选用方法。理论和选用方法。理论和选用方法。理论和选用方法。联接的分类联接的分类动联接动联接：静联接静联接
3、：机器工作时，零部件之间可以有相对机器工作时，零部件之间可以有相对运动。例如：机械原理中，各种运动运动。例如：机械原理中，各种运动副之间的联接。副之间的联接。在机器工作中，不允许零部件之间存在机器工作中，不允许零部件之间存在相对运动的联接。在相对运动的联接。静联接静联接可拆联接：可拆联接：不需毁坏联接中的任何一个零件就可拆不需毁坏联接中的任何一个零件就可拆 开的联接。例如：螺纹联接、键联接。开的联接。例如：螺纹联接、键联接。不可拆联接不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开至少毁坏联接中的一部分才能拆开 的联接。例如：铆接、焊接等。的联接。例如：铆接、焊接等。过盈联接过盈联接1 1 螺纹螺纹
4、 一、螺纹的类型和应用一、螺纹的类型和应用一、螺纹的类型和应用一、螺纹的类型和应用螺纹有外螺纹和内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。螺纹有外螺纹和内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。螺纹有外螺纹和内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。螺纹有外螺纹和内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。按其作用分为按其作用分为按其作用分为按其作用分为：联接螺纹：如普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹；联接螺纹：如普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹；联接螺纹：如普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹；联接螺纹：如普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹；传动螺纹：梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。传动螺纹：梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。传动螺纹：梯形螺纹、矩形螺纹、锯
5、齿形螺纹。传动螺纹：梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。按使用单位制分为按使用单位制分为按使用单位制分为按使用单位制分为：英制螺纹：如管螺纹（螺距以每英寸牙数表示）；英制螺纹：如管螺纹（螺距以每英寸牙数表示）；英制螺纹：如管螺纹（螺距以每英寸牙数表示）；英制螺纹：如管螺纹（螺距以每英寸牙数表示）；米制：其余均为米制。米制：其余均为米制。米制：其余均为米制。米制：其余均为米制。除矩形螺纹外，其余螺纹均已标准化。标准螺纹的基除矩形螺纹外，其余螺纹均已标准化。标准螺纹的基除矩形螺纹外，其余螺纹均已标准化。标准螺纹的基除矩形螺纹外，其余螺纹均已标准化。标准螺纹的基本尺寸，可查阅有关标准。本尺寸，可查阅有关
6、标准。本尺寸，可查阅有关标准。本尺寸，可查阅有关标准。常用螺纹的类型、特点和应用常用螺纹的类型、特点和应用常用螺纹的类型、特点和应用常用螺纹的类型、特点和应用 二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数（1 1 1 1）大径）大径）大径）大径d d d d（公称直径公称直径公称直径公称直径）（2 2 2 2）小径）小径）小径）小径d d d d1 1 1 1（3 3 3 3）中径）中径）中径）中径d d d d2 2 2 2（4 4 4 4）线数）线数）线数）线数n n n n 单线单线单线单线螺纹螺纹螺纹螺纹 多线多线多线多线螺纹螺纹螺纹螺纹（5 5 5 5）牙型角）牙型角）牙型角）牙型角（6 6
7、 6 6）接触高度）接触高度）接触高度）接触高度h h h h 注注注注：常用的联接螺纹要求自锁性，故多采用单线螺纹；传动常用的联接螺纹要求自锁性，故多采用单线螺纹；传动常用的联接螺纹要求自锁性，故多采用单线螺纹；传动常用的联接螺纹要求自锁性，故多采用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故采用双线或三线螺纹。为了便于制螺纹要求传动效率高，故采用双线或三线螺纹。为了便于制螺纹要求传动效率高，故采用双线或三线螺纹。为了便于制螺纹要求传动效率高，故采用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般线数造，一般线数造，一般线数造，一般线数n4n4n4n4。（7 7 7 7）螺距）螺距）螺距）螺距P P P P（8
8、8 8 8）导程）导程）导程）导程S S S S 单线螺纹单线螺纹单线螺纹单线螺纹S=PS=PS=PS=P；多线螺纹；多线螺纹；多线螺纹；多线螺纹S=nPS=nPS=nPS=nP。（9 9 9 9）螺纹升角）螺纹升角）螺纹升角）螺纹升角（10101010）螺纹旋向）螺纹旋向）螺纹旋向）螺纹旋向 左旋螺纹，右旋螺纹（左旋螺纹，右旋螺纹（左旋螺纹，右旋螺纹（左旋螺纹，右旋螺纹（常用常用常用常用）旋向判定旋向判定旋向判定旋向判定：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，右边高则为右旋
9、。右边高则为右旋。右边高则为右旋。右边高则为右旋。2 2 螺纹联接的类型和标准联接件螺纹联接的类型和标准联接件 2.1 2.1 2.1 2.1 螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型 螺栓联接：普通螺栓联接螺栓联接：普通螺栓联接螺栓联接：普通螺栓联接螺栓联接：普通螺栓联接 铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接 双头螺栓联接双头螺栓联接双头螺栓联接双头螺栓联接 螺钉联接螺钉联接螺钉联接螺钉联接 紧定螺钉联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接 其它：地脚螺栓联接、吊环螺栓联接、其它：地脚螺栓联接、吊环螺栓联接、其它：地脚螺栓联接、吊环
10、螺栓联接、其它：地脚螺栓联接、吊环螺栓联接、T T T T型槽螺栓联接型槽螺栓联接型槽螺栓联接型槽螺栓联接螺纹紧固件大都为标准件，常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺纹紧固件大都为标准件，常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺纹紧固件大都为标准件，常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺纹紧固件大都为标准件，常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母和垫圈等。紧定螺钉、螺母和垫圈等。紧定螺钉、螺母和垫圈等。紧定螺钉、螺母和垫圈等。1.1.1.1.普通螺栓联接普通螺栓联接普通螺栓联接普通螺栓联接特点：工作时受拉，无需在被联件上加工螺纹孔，装拆方便，特点：工作时受拉，无需在被联件上加工螺纹孔，装拆方便，特点：工作
11、时受拉，无需在被联件上加工螺纹孔，装拆方便，特点：工作时受拉，无需在被联件上加工螺纹孔，装拆方便，用于两被联件均不太厚的场合。用于两被联件均不太厚的场合。用于两被联件均不太厚的场合。用于两被联件均不太厚的场合。2.2.2.2.铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接特点：工作时受剪，除起特点：工作时受剪，除起特点：工作时受剪，除起特点：工作时受剪，除起联接作用外，还起定位联接作用外，还起定位联接作用外，还起定位联接作用外，还起定位作用。作用。作用。作用。3.3.3.3.双头螺柱联接双头螺柱联接双头螺柱联接双头螺柱联接 特点：用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只
12、特点：用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只特点：用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只特点：用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只需拧下螺母即可。需拧下螺母即可。需拧下螺母即可。需拧下螺母即可。4.4.4.4.螺钉联接螺钉联接螺钉联接螺钉联接螺钉拧入深度螺钉拧入深度螺钉拧入深度螺钉拧入深度H H H H 钢或青铜钢或青铜钢或青铜钢或青铜 Hd Hd Hd Hd 铸铁铸铁铸铁铸铁H=(1.251.5)d H=(1.251.5)d H=(1.251.5)d H=(1.251.5)d 铝合金铝合金铝合金铝合金 H=(1.5 2.5)d H=(1.5 2.5)d H=(1.5
13、 2.5)d H=(1.5 2.5)d特点：用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。特点：用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。特点：用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。特点：用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。5.5.5.5.紧定螺钉联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接特点：螺钉末端顶住另特点：螺钉末端顶住另特点：螺钉末端顶住另特点：螺钉末端顶住另一零件的表面或相应一零件的表面或相应一零件的表面或相应一零件的表面或相应凹坑，以固定两个零凹坑，以固定两个零凹坑，以固定两个零凹坑，以固定两个零件的相互位置，并可件的相互位置，并可件的相互位置，并可件的相互位置，并可传递不大的
14、力或力矩传递不大的力或力矩传递不大的力或力矩传递不大的力或力矩。地脚螺栓联接地脚螺栓联接地脚螺栓联接地脚螺栓联接 吊环螺栓联接吊环螺栓联接吊环螺栓联接吊环螺栓联接 T T T T形槽螺栓联接形槽螺栓联接形槽螺栓联接形槽螺栓联接2.2 2.2 2.2 2.2 标准螺纹联接件标准螺纹联接件标准螺纹联接件标准螺纹联接件2.3 2.3 2.3 2.3 螺纹紧固件的性能等级和材料螺纹紧固件的性能等级和材料螺纹紧固件的性能等级和材料螺纹紧固件的性能等级和材料螺纹联接件的常用材料螺纹联接件的常用材料螺纹联接件的常用材料螺纹联接件的常用材料 低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢Q215Q215Q215Q215、10101
15、010号钢：号钢：号钢：号钢：一般联接一般联接一般联接一般联接 中碳钢中碳钢中碳钢中碳钢Q235Q235Q235Q235、35353535、45454545号钢：号钢：号钢：号钢：一般联接一般联接一般联接一般联接 低合金钢、合金钢如低合金钢、合金钢如低合金钢、合金钢如低合金钢、合金钢如15Cr15Cr15Cr15Cr、40Cr30CrMnSi40Cr30CrMnSi40Cr30CrMnSi40Cr30CrMnSi等：承受振等：承受振等：承受振等：承受振 动、冲击、变载的动、冲击、变载的动、冲击、变载的动、冲击、变载的重要联接重要联接重要联接重要联接垫片材料垫片材料垫片材料垫片材料 ：普通垫片：
16、普通垫片：普通垫片：普通垫片：Q215 Q215 Q215 Q215、15 15 15 15、35353535号钢；号钢；号钢；号钢；弹簧垫片：弹簧垫片：弹簧垫片：弹簧垫片：65Mn65Mn65Mn65Mn。（需热处理）（需热处理）（需热处理）（需热处理）螺栓的性能等级螺栓的性能等级螺栓的性能等级螺栓的性能等级螺母的性能等级螺母的性能等级螺母的性能等级螺母的性能等级注：注：注：注：先选用性能等级，再选用推荐材料，一般采用先选用性能等级，再选用推荐材料，一般采用先选用性能等级，再选用推荐材料，一般采用先选用性能等级，再选用推荐材料，一般采用4.64.64.64.6、4.84.84.84.8、5.
17、65.65.65.6、5.85.85.85.8等几个级别。等几个级别。等几个级别。等几个级别。3.1 3.1 螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧（一）（一）（一）（一）预紧的目的预紧的目的预紧的目的预紧的目的受载之前受载之前受载之前受载之前拧紧螺母拧紧螺母拧紧螺母拧紧螺母预紧力预紧力预紧力预紧力FFFF1.1.1.1.提高联接的紧密性提高联接的紧密性提高联接的紧密性提高联接的紧密性2.2.2.2.防止联接松动防止联接松动防止联接松动防止联接松动3.3.3.3.提高联接件强度提高联接件强度提高联接件强度提高联接件强度 3 3 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松 防止联接松动防止联接松动防止联接松
18、动防止联接松动 提高联接的紧密性提高联接的紧密性提高联接的紧密性提高联接的紧密性 （二）控制预紧力的方法（二）控制预紧力的方法（二）控制预紧力的方法（二）控制预紧力的方法原因：原因：原因：原因：T F T F T F T F 拉断、滑扣拉断、滑扣拉断、滑扣拉断、滑扣 T T T T不能满足工作要求不能满足工作要求不能满足工作要求不能满足工作要求方法：方法：方法：方法：1.1.1.1.控制应力或应变控制应力或应变控制应力或应变控制应力或应变2.2.2.2.控制拧紧力矩控制拧紧力矩控制拧紧力矩控制拧紧力矩3.3.3.3.控制拧紧力臂控制拧紧力臂控制拧紧力臂控制拧紧力臂4.4.4.4.测量螺栓伸长量
19、测量螺栓伸长量测量螺栓伸长量测量螺栓伸长量控制应力或应变控制应力或应变控制应力或应变控制应力或应变控制拧紧力矩控制拧紧力矩控制拧紧力矩控制拧紧力矩控制拧紧力臂控制拧紧力臂控制拧紧力臂控制拧紧力臂 采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也不适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测量螺栓伸长量不适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测量螺栓伸长量不适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测量螺栓伸长量不适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测
20、量螺栓伸长量的方法来控制预紧力。的方法来控制预紧力。的方法来控制预紧力。的方法来控制预紧力。（三）拧紧力矩与预紧力的关系（三）拧紧力矩与预紧力的关系（三）拧紧力矩与预紧力的关系（三）拧紧力矩与预紧力的关系以螺母分析：以螺母分析：以螺母分析：以螺母分析：T=TT=TT=TT=T1 1 1 1+T+T+T+T2 2 2 2 T T T T1 1 1 1螺母支承面间的摩擦阻力矩螺母支承面间的摩擦阻力矩螺母支承面间的摩擦阻力矩螺母支承面间的摩擦阻力矩 T T T T2 2 2 2螺纹副间的摩擦力矩螺纹副间的摩擦力矩螺纹副间的摩擦力矩螺纹副间的摩擦力矩 FFFF预紧力；预紧力；预紧力；预紧力；d d d
21、 d2 2 2 2螺纹中径；螺纹中径；螺纹中径；螺纹中径；螺纹升角；螺纹升角；螺纹升角；螺纹升角；v v v v当量摩擦角；当量摩擦角；当量摩擦角；当量摩擦角；c c c c螺母与被联接件承压面间的摩擦系数；螺母与被联接件承压面间的摩擦系数；螺母与被联接件承压面间的摩擦系数；螺母与被联接件承压面间的摩擦系数；D D D D1 1 1 1，d d d d0 0 0 0分别为承压面的外径和内径。分别为承压面的外径和内径。分别为承压面的外径和内径。分别为承压面的外径和内径。拧紧力矩与预紧力的关系拧紧力矩与预紧力的关系拧紧力矩与预紧力的关系拧紧力矩与预紧力的关系d d d d2 2 2 2 0.9d;
22、y=142=320.9d;y=142=320.9d;y=142=320.9d;y=142=32v v v vc c c c0.15;D0.15;D0.15;D0.15;D1 1 1 1 1.5d;d1.5d;d1.5d;d1.5d;d0 0 0 0 1.1d1.1d1.1d1.1d代入整理：代入整理：代入整理：代入整理：注注注注：不控制预紧力时，不宜采取：不控制预紧力时，不宜采取：不控制预紧力时，不宜采取：不控制预紧力时，不宜采取M12M12M12M12以下的螺栓。以下的螺栓。以下的螺栓。以下的螺栓。3.2 3.2 3.2 3.2 螺纹联接的防松螺纹联接的防松螺纹联接的防松螺纹联接的防松1 1
23、 1 1、螺纹联接按自锁条件设计、螺纹联接按自锁条件设计、螺纹联接按自锁条件设计、螺纹联接按自锁条件设计 v v v v。静载静载静载静载下不会自行松脱。下不会自行松脱。下不会自行松脱。下不会自行松脱。2 2 2 2、松动原因、松动原因、松动原因、松动原因 冲击、振动、变载荷下；温度变化较大时冲击、振动、变载荷下；温度变化较大时冲击、振动、变载荷下；温度变化较大时冲击、振动、变载荷下；温度变化较大时螺旋副摩擦螺旋副摩擦螺旋副摩擦螺旋副摩擦 力力力力F F F Ff f f f减小或瞬时消失减小或瞬时消失减小或瞬时消失减小或瞬时消失 松动松动松动松动 3 3 3 3、螺纹联接防松的实质：、螺纹联
24、接防松的实质：、螺纹联接防松的实质：、螺纹联接防松的实质：在于限制螺旋副的相对转动。在于限制螺旋副的相对转动。在于限制螺旋副的相对转动。在于限制螺旋副的相对转动。4 4 4 4、螺纹联接防松的方法按工作原理可分为、螺纹联接防松的方法按工作原理可分为、螺纹联接防松的方法按工作原理可分为、螺纹联接防松的方法按工作原理可分为 摩擦防松摩擦防松摩擦防松摩擦防松 机械防松机械防松机械防松机械防松 其它：破坏螺纹副关系（焊接、铆冲、粘接）其它：破坏螺纹副关系（焊接、铆冲、粘接）其它：破坏螺纹副关系（焊接、铆冲、粘接）其它：破坏螺纹副关系（焊接、铆冲、粘接）摩擦防松摩擦防松摩擦防松摩擦防松：弹簧垫圈防松：弹
25、簧垫圈防松：弹簧垫圈防松：弹簧垫圈防松 开口方向：斜向右下方开口方向：斜向右下方开口方向：斜向右下方开口方向：斜向右下方 弹性增压弹性增压弹性增压弹性增压 尖端抵住尖端抵住尖端抵住尖端抵住摩擦防松摩擦防松摩擦防松摩擦防松：自锁螺母防松：自锁螺母防松：自锁螺母防松：自锁螺母防松摩擦防松摩擦防松摩擦防松摩擦防松：对顶螺母防松：对顶螺母防松：对顶螺母防松：对顶螺母防松机械防松机械防松机械防松机械防松开口销开口销开口销开口销开槽螺母防松开槽螺母防松开槽螺母防松开槽螺母防松 开口销与槽形螺母机械防松机械防松机械防松机械防松：止动垫片防松：止动垫片防松：止动垫片防松：止动垫片防松机械防松机械防松机械防松机
26、械防松：止动垫片防松：止动垫片防松：止动垫片防松：止动垫片防松机械防松机械防松机械防松机械防松：串联钢丝防松：串联钢丝防松：串联钢丝防松：串联钢丝防松其它其它其它其它：破坏螺纹副关系防松：破坏螺纹副关系防松：破坏螺纹副关系防松：破坏螺纹副关系防松4 4 螺纹联接的强度计算螺纹联接的强度计算实质：实质：实质：实质：根据联接的类型、联接的配合情况、载荷状根据联接的类型、联接的配合情况、载荷状根据联接的类型、联接的配合情况、载荷状根据联接的类型、联接的配合情况、载荷状况进行受力分析，找出螺栓组内受力最大的螺栓况进行受力分析，找出螺栓组内受力最大的螺栓况进行受力分析，找出螺栓组内受力最大的螺栓况进行受
27、力分析，找出螺栓组内受力最大的螺栓及其所受的力，然后按单个螺栓，按相应条件进及其所受的力，然后按单个螺栓，按相应条件进及其所受的力，然后按单个螺栓，按相应条件进及其所受的力，然后按单个螺栓，按相应条件进行强度计算。行强度计算。行强度计算。行强度计算。方法：方法：方法：方法：受力分析受力分析受力分析受力分析确定失效形式确定失效形式确定失效形式确定失效形式建立计算准则建立计算准则建立计算准则建立计算准则建立强度计算公式。建立强度计算公式。建立强度计算公式。建立强度计算公式。4.1 4.1 受拉螺栓联接受拉螺栓联接受力情况：受力情况：受力情况：受力情况：轴向拉力轴向拉力轴向拉力轴向拉力失效形式：失效
28、形式：失效形式：失效形式：断裂断裂断裂断裂 静力断裂：静载荷，且严重过载。静力断裂：静载荷，且严重过载。静力断裂：静载荷，且严重过载。静力断裂：静载荷，且严重过载。疲劳断裂：变载荷，多数属此，且疲劳断裂常发生在螺纹疲劳断裂：变载荷，多数属此，且疲劳断裂常发生在螺纹疲劳断裂：变载荷，多数属此，且疲劳断裂常发生在螺纹疲劳断裂：变载荷，多数属此，且疲劳断裂常发生在螺纹根部，即截面面积较小，并有缺口应力集中的部位，有时也根部，即截面面积较小，并有缺口应力集中的部位，有时也根部，即截面面积较小，并有缺口应力集中的部位，有时也根部，即截面面积较小，并有缺口应力集中的部位，有时也发生在螺栓头与光杆的交接处。
29、发生在螺栓头与光杆的交接处。发生在螺栓头与光杆的交接处。发生在螺栓头与光杆的交接处。计算准则：计算准则：计算准则：计算准则：抗拉强度准则，即抗拉强度准则，即抗拉强度准则，即抗拉强度准则，即 。（1 1 1 1）受拉松螺栓联接）受拉松螺栓联接）受拉松螺栓联接）受拉松螺栓联接 松联接：松联接：松联接：松联接：联接在装配时不拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺联接在装配时不拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺联接在装配时不拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺联接在装配时不拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺栓不受力。（比较少见，拉杆、起重吊钩等的螺纹联接属此栓不受力。（比较少见，拉杆、起重吊钩等的螺纹联接属此栓不受
30、力。（比较少见，拉杆、起重吊钩等的螺纹联接属此栓不受力。（比较少见，拉杆、起重吊钩等的螺纹联接属此类。）类。）类。）类。）校核公式校核公式校核公式校核公式设计公式设计公式设计公式设计公式（2 2 2 2）受拉紧螺栓联接）受拉紧螺栓联接）受拉紧螺栓联接）受拉紧螺栓联接紧联接：紧联接：紧联接：紧联接：联接在装配时拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺栓联接在装配时拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺栓联接在装配时拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺栓联接在装配时拧紧螺母，在承受工作载荷之前，螺栓有预紧力有预紧力有预紧力有预紧力FFFF的作用。的作用。的作用。的作用。1 1 1 1仅受预紧力仅受预紧力仅受预紧力仅
31、受预紧力FFFF作用的紧联接作用的紧联接作用的紧联接作用的紧联接螺栓受力：拉力和扭转（由螺纹摩擦力矩螺栓受力：拉力和扭转（由螺纹摩擦力矩螺栓受力：拉力和扭转（由螺纹摩擦力矩螺栓受力：拉力和扭转（由螺纹摩擦力矩T T1 1引起）。引起）。引起）。引起）。螺栓危险截面的拉伸应力：螺栓危险截面的拉伸应力：螺栓危险截面的拉伸应力：螺栓危险截面的拉伸应力：螺栓危险截面的扭转切应力：螺栓危险截面的扭转切应力：螺栓危险截面的扭转切应力：螺栓危险截面的扭转切应力：对于对于对于对于M10-68M10-68M10-68M10-68普通螺纹的钢制螺栓，一般可取普通螺纹的钢制螺栓，一般可取普通螺纹的钢制螺栓，一般可取
32、普通螺纹的钢制螺栓，一般可取 T T0.50.5。由于螺栓材料是塑性的，根据第四强度理论，螺栓预紧状态下由于螺栓材料是塑性的，根据第四强度理论，螺栓预紧状态下由于螺栓材料是塑性的，根据第四强度理论，螺栓预紧状态下由于螺栓材料是塑性的，根据第四强度理论，螺栓预紧状态下的计算应力的计算应力的计算应力的计算应力 校核公式校核公式校核公式校核公式 设计公式设计公式设计公式设计公式 说明说明说明说明（1 1 1 1）受）受）受）受FFFF作用的紧联接，按拉伸强度进行计算，但是应把作用的紧联接，按拉伸强度进行计算，但是应把作用的紧联接，按拉伸强度进行计算，但是应把作用的紧联接，按拉伸强度进行计算，但是应把
33、FFFF 加大加大加大加大30%30%30%30%，来考虑螺纹摩擦力矩（扭转）的影响。，来考虑螺纹摩擦力矩（扭转）的影响。，来考虑螺纹摩擦力矩（扭转）的影响。，来考虑螺纹摩擦力矩（扭转）的影响。（2 2 2 2）靠摩擦力抵抗工作载荷的紧联接，其螺栓仅承受）靠摩擦力抵抗工作载荷的紧联接，其螺栓仅承受）靠摩擦力抵抗工作载荷的紧联接，其螺栓仅承受）靠摩擦力抵抗工作载荷的紧联接，其螺栓仅承受FFFF作作作作 用，且用，且用，且用，且FFFF不受工作载荷的影响，由于摩擦力变化较大，不受工作载荷的影响，由于摩擦力变化较大，不受工作载荷的影响，由于摩擦力变化较大，不受工作载荷的影响，由于摩擦力变化较大，此联
34、接不宜用于载荷突然变化的场合（振动、冲击或变此联接不宜用于载荷突然变化的场合（振动、冲击或变此联接不宜用于载荷突然变化的场合（振动、冲击或变此联接不宜用于载荷突然变化的场合（振动、冲击或变 载荷）。载荷）。载荷）。载荷）。（3 3 3 3）靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓联接，螺栓直径较大。）靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓联接，螺栓直径较大。）靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓联接，螺栓直径较大。）靠摩擦力抵抗工作载荷的紧螺栓联接，螺栓直径较大。因为因为因为因为FFFFFFFFR R R R/S S S S，若，若，若，若S S S S=0.2=0.2=0.2=0.2时，则时，则时，则时，则F5FF5FF
35、5FF5FR R R R，结果必然使螺栓的，结果必然使螺栓的，结果必然使螺栓的，结果必然使螺栓的结构尺寸增加。结构尺寸增加。结构尺寸增加。结构尺寸增加。通常采用减载零件的紧螺栓联接，其强度按减载零件的剪切、通常采用减载零件的紧螺栓联接，其强度按减载零件的剪切、通常采用减载零件的紧螺栓联接，其强度按减载零件的剪切、通常采用减载零件的紧螺栓联接，其强度按减载零件的剪切、挤压强度条件计算，而螺纹联接只是保证联接，不再承受工挤压强度条件计算，而螺纹联接只是保证联接，不再承受工挤压强度条件计算，而螺纹联接只是保证联接，不再承受工挤压强度条件计算，而螺纹联接只是保证联接，不再承受工作载荷，因此预紧力不必很
36、大，但这种联接增加了结构和工作载荷，因此预紧力不必很大，但这种联接增加了结构和工作载荷，因此预紧力不必很大，但这种联接增加了结构和工作载荷，因此预紧力不必很大，但这种联接增加了结构和工艺上的复杂性。艺上的复杂性。艺上的复杂性。艺上的复杂性。（a a）减载销）减载销 （b b）减载套筒）减载套筒 （c c）减载键）减载键（2 2 2 2）受拉紧螺栓联接）受拉紧螺栓联接）受拉紧螺栓联接）受拉紧螺栓联接2 2 2 2受受受受FFFF及轴向工作拉力及轴向工作拉力及轴向工作拉力及轴向工作拉力F F F F作用的紧联接作用的紧联接作用的紧联接作用的紧联接（1 1 1 1）工作要求：工作要求：工作要求：工作
37、要求：螺栓强度，联接紧密性；螺栓强度，联接紧密性；螺栓强度，联接紧密性；螺栓强度，联接紧密性；（2 2 2 2）受力和变形分析：受力和变形分析：受力和变形分析：受力和变形分析：F F0 0 =F+F=F+F（a a）开始拧紧（）开始拧紧（b b）拧紧后（）拧紧后（c c）受工作载荷时（）受工作载荷时（d d）工作载荷过大时）工作载荷过大时螺栓和被联接件的受力与变形图螺栓和被联接件的受力与变形图 （a a）拧紧时）拧紧时 （b b）两图合并）两图合并 （c c）受工作载荷时）受工作载荷时螺栓和被联接件的受力变形线图螺栓和被联接件的受力变形线图 工作情况工作情况工作情况工作情况螺栓螺栓螺栓螺栓被联
38、接件被联接件被联接件被联接件受力受力受力受力变形变形变形变形受力受力受力受力变形变形变形变形未拧紧未拧紧未拧紧未拧紧无无无无无无无无无无无无无无无无拧紧螺母拧紧螺母拧紧螺母拧紧螺母FFFF（拉）（拉）（拉）（拉）1 1 1 1（伸长）（伸长）（伸长）（伸长）FFFF（压）（压）（压）（压）2 2 2 2（压缩）（压缩）（压缩）（压缩）工作拉力工作拉力工作拉力工作拉力F F F F作作作作用用用用FFFFFFFF0 0 0 01 1 1 11 1 1 1+1 1 1 1FFFF2 2 2 2-1 1 1 1螺栓的总拉力螺栓的总拉力螺栓的总拉力螺栓的总拉力F F F F0 0 0 0=F+F=F+
39、F=F+F=F+F为保证联接的紧密性，应使残余预紧力为保证联接的紧密性，应使残余预紧力为保证联接的紧密性，应使残余预紧力为保证联接的紧密性，应使残余预紧力F0F0F0F0。对于有紧密性要求的联接：对于有紧密性要求的联接：对于有紧密性要求的联接：对于有紧密性要求的联接：F=(1.5F=(1.5F=(1.5F=(1.51.8)F1.8)F1.8)F1.8)F；一般联接，若无载荷变化，一般联接，若无载荷变化，一般联接，若无载荷变化，一般联接，若无载荷变化，F=(0.2 F=(0.2 F=(0.2 F=(0.20.6)F 0.6)F 0.6)F 0.6)F，工作载荷不稳，工作载荷不稳，工作载荷不稳，工
40、作载荷不稳定，定，定，定，F=(0.6 F=(0.6 F=(0.6 F=(0.61.0)F 1.0)F 1.0)F 1.0)F；对于地脚螺栓对于地脚螺栓对于地脚螺栓对于地脚螺栓FF FF FF FF。根据变形协调条件有根据变形协调条件有根据变形协调条件有根据变形协调条件有 （3 3 3 3）强度计算）强度计算）强度计算）强度计算 1 1 1 1）静强度：静强度：静强度：静强度：或或或或 2 2 2 2）疲劳强度：疲劳强度：疲劳强度：疲劳强度：对于受轴向变载荷的重要联接，除作静强度计对于受轴向变载荷的重要联接，除作静强度计对于受轴向变载荷的重要联接，除作静强度计对于受轴向变载荷的重要联接，除作静
41、强度计算外，还应作疲劳强度校核。算外，还应作疲劳强度校核。算外，还应作疲劳强度校核。算外，还应作疲劳强度校核。工作拉力：工作拉力：工作拉力：工作拉力：0 0 0 0F F F F（变载荷），螺栓受力：（变载荷），螺栓受力：（变载荷），螺栓受力：（变载荷），螺栓受力：FFFFF F F F0 0 0 0方法方法方法方法设计时，一般可先按静载荷强度计算，初定螺栓直径，然后再设计时，一般可先按静载荷强度计算，初定螺栓直径，然后再设计时，一般可先按静载荷强度计算，初定螺栓直径，然后再设计时，一般可先按静载荷强度计算，初定螺栓直径，然后再校核其疲劳强度。校核其疲劳强度。校核其疲劳强度。校核其疲劳强度。由
42、于影响变载荷零件疲劳强度的主要因素是应力幅，故这里的由于影响变载荷零件疲劳强度的主要因素是应力幅，故这里的由于影响变载荷零件疲劳强度的主要因素是应力幅，故这里的由于影响变载荷零件疲劳强度的主要因素是应力幅，故这里的螺栓疲劳强度的校核公式为螺栓疲劳强度的校核公式为螺栓疲劳强度的校核公式为螺栓疲劳强度的校核公式为式中式中式中式中a a a a螺栓的许用应力幅，螺栓的许用应力幅，螺栓的许用应力幅，螺栓的许用应力幅，MPaMPaMPaMPa。4.2 4.2 受剪螺栓联接受剪螺栓联接铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接受力情况：受力情况：受力情况：受力情况：横向力横向力横向力横向力失
43、效形式：失效形式：失效形式：失效形式：螺栓杆被剪断，螺栓杆与孔壁的贴合面压溃。螺栓杆被剪断，螺栓杆与孔壁的贴合面压溃。螺栓杆被剪断，螺栓杆与孔壁的贴合面压溃。螺栓杆被剪断，螺栓杆与孔壁的贴合面压溃。计算准则：计算准则：计算准则：计算准则：保证联接的挤压强度准则，即保证联接的挤压强度准则，即保证联接的挤压强度准则，即保证联接的挤压强度准则，即 螺栓的剪切强度准则，即螺栓的剪切强度准则，即螺栓的剪切强度准则，即螺栓的剪切强度准则，即 强度计算强度计算强度计算强度计算 挤压强度准则挤压强度准则挤压强度准则挤压强度准则 剪切强度准则剪切强度准则剪切强度准则剪切强度准则式中式中式中式中 h h h h为
44、计算对象的受压为计算对象的受压为计算对象的受压为计算对象的受压高度。高度。高度。高度。4.3 4.3 许用应力许用应力 =S S S S/S/S/S/S，=S S S S/S/S/S/S对于钢对于钢对于钢对于钢 对于铸铁对于铸铁对于铸铁对于铸铁式中式中式中式中 S S S S、B B B B为螺栓材料的屈服极限和强度极限，常用铸铁联为螺栓材料的屈服极限和强度极限，常用铸铁联为螺栓材料的屈服极限和强度极限，常用铸铁联为螺栓材料的屈服极限和强度极限，常用铸铁联接件的接件的接件的接件的B B B B ：200200200200250MPa250MPa250MPa250MPa。说明说明说明说明对于对于
45、对于对于d d d d1 1 1 1的试算（因为的试算（因为的试算（因为的试算（因为d d d d1 1 1 1确定后，才能查表确定后，才能查表确定后，才能查表确定后，才能查表13.713.713.713.7确定确定确定确定S S S S）初估初估初估初估dddd查表查表查表查表13.713.713.713.7确定确定确定确定SSSS=S S S S/Sd/Sd/Sd/Sd1 1 1 1查标准确定查标准确定查标准确定查标准确定d d d d（d d d d应与初估应与初估应与初估应与初估d d d d相符）。（但通常只要最后确定的相符）。（但通常只要最后确定的相符）。（但通常只要最后确定的相符
46、）。（但通常只要最后确定的d d d d在初估在初估在初估在初估d d d d的同的同的同的同一范围内就行，如一范围内就行，如一范围内就行，如一范围内就行，如M6M6M6M6M16M16M16M16或或或或M16M16M16M16M30M30M30M30等）等）等）等）5 5 螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计设计内容及方法设计内容及方法1 1 1 1螺栓组联接的结构设计螺栓组联接的结构设计螺栓组联接的结构设计螺栓组联接的结构设计 确定结合面的几何形状及螺栓的布置方式和个数；确定结合面的几何形状及螺栓的布置方式和个数；确定结合面的几何形状及螺栓的布置方式和个数；确定结合面的几何形状及螺栓的布置方
47、式和个数；2 2 2 2根据联接受载情况，进行受力分析；根据联接受载情况，进行受力分析；根据联接受载情况，进行受力分析；根据联接受载情况，进行受力分析；3 3 3 3根据螺栓受力进行螺栓强度计算。根据螺栓受力进行螺栓强度计算。根据螺栓受力进行螺栓强度计算。根据螺栓受力进行螺栓强度计算。5.1 5.1 螺栓组联接的结构设计螺栓组联接的结构设计1 1 1 1目的：合理解决联接结合面的几何形状，确定螺栓布置方目的：合理解决联接结合面的几何形状，确定螺栓布置方目的：合理解决联接结合面的几何形状，确定螺栓布置方目的：合理解决联接结合面的几何形状，确定螺栓布置方式及个数；式及个数；式及个数；式及个数；2
48、2 2 2螺栓组联接的结构设计应考虑的问题螺栓组联接的结构设计应考虑的问题螺栓组联接的结构设计应考虑的问题螺栓组联接的结构设计应考虑的问题 被联接件形状应简单对称；被联接件形状应简单对称；被联接件形状应简单对称；被联接件形状应简单对称；根据载荷的类型合理布置螺栓位置；根据载荷的类型合理布置螺栓位置；根据载荷的类型合理布置螺栓位置；根据载荷的类型合理布置螺栓位置；铰制孔用螺栓受力方向不超过铰制孔用螺栓受力方向不超过铰制孔用螺栓受力方向不超过铰制孔用螺栓受力方向不超过8 8 8 8个；个；个；个；受弯矩或扭矩时应适当离开对称轴。受弯矩或扭矩时应适当离开对称轴。受弯矩或扭矩时应适当离开对称轴。受弯矩
49、或扭矩时应适当离开对称轴。布置螺栓应留有合理的间距；布置螺栓应留有合理的间距；布置螺栓应留有合理的间距；布置螺栓应留有合理的间距；扳手空间尺寸扳手空间尺寸扳手空间尺寸扳手空间尺寸 压力容器的螺栓间距压力容器的螺栓间距压力容器的螺栓间距压力容器的螺栓间距同一圆周上的螺栓数量应为偶数，同组螺栓的直径、同一圆周上的螺栓数量应为偶数，同组螺栓的直径、同一圆周上的螺栓数量应为偶数，同组螺栓的直径、同一圆周上的螺栓数量应为偶数，同组螺栓的直径、长度、材料应相同；长度、材料应相同；长度、材料应相同；长度、材料应相同；避免螺栓偏心承载。避免螺栓偏心承载。避免螺栓偏心承载。避免螺栓偏心承载。结构上：凸台、沉头座
50、、斜面垫圈、球面垫圈结构上：凸台、沉头座、斜面垫圈、球面垫圈结构上：凸台、沉头座、斜面垫圈、球面垫圈结构上：凸台、沉头座、斜面垫圈、球面垫圈5.2 5.2 螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析1 1 1 1目的目的目的目的：找出受力最大的螺栓及力为强度计算提供依据；：找出受力最大的螺栓及力为强度计算提供依据；：找出受力最大的螺栓及力为强度计算提供依据；：找出受力最大的螺栓及力为强度计算提供依据；2 2 2 2假设假设假设假设：被联接件为刚体，不会在载荷作用下变形，结合面保持为被联接件为刚体，不会在载荷作用下变形，结合面保持为被联接件为刚体，不会在载荷作用下变形，结合面保持为被联接件为刚体，