高職《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課件.ppt

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1、第6章螺紋連接與螺旋傳動6.1運動副的摩擦6.2螺紋連接的基本知識6.3螺紋連接的預(yù)緊與防松6.4單個螺栓連接的強度計算6.1運動副的摩擦6.1.1移動副中的摩擦力1、驅(qū)動功(輸入功)：作用在機械上的驅(qū)動力所作的功為驅(qū)動功(即輸入功)Wd；2、有效功(輸出功）：克服生產(chǎn)阻力所作的功為有效功(輸出功)Wr；3、損耗功：克服有害阻力所作的功為損耗功Wf。它們之間的關(guān)系為Wd＝Wr＋Wf6.1.2機械效率及自鎖一、機械功1、機械效率：輸出功和輸入功的比值，反映了輸入功在機械中有效利用的程度，稱為機械效率,通常用η表示。2、效率以功的形式表達：

2、3、效率以功率形式表達將各功除以時間t則得Nd＝Nr＋Nf或其中Nd、Nr、Nf分別為輸入功率、輸出功率與損耗功率。二、機械效率4、效率以力或力矩的形式表達設(shè)P為驅(qū)動力，Q為生產(chǎn)阻力，vP和vQ分別為P和Q的作用點沿該力作用線方向的速度，于是可得理想機械：指沒有摩擦的機械。理想驅(qū)動力：指理想機械中為了克服同樣的生產(chǎn)阻力Q，所需的驅(qū)動力P0。理想機械的效率η0：即于是得機械效率的力表達式：同理推得效率得力矩表達式為：統(tǒng)一形式：三、機械的自鎖由于機械中總存在著損失功，所以機械效率η＜1。若機械的輸入功全部消耗于摩擦，結(jié)果就沒有有用功輸出，則

3、η=0。若機械的輸入工不足以克服摩擦阻力消耗的工，則η＜0。在這種情況下不管驅(qū)動力多大都不能使機械運動，機械發(fā)生自鎖。因此機械自鎖的條件是η≤0，其中η=0為臨界自鎖狀態(tài)，并不可靠。6.1.3螺旋機構(gòu)的效率當(dāng)以力矩M擰緊螺母是，相當(dāng)與滑塊在驅(qū)動力P作用下克服阻力Q沿斜面等速上升。當(dāng)擰松螺母時，相當(dāng)與滑塊在力P’作用下下滑。6.2螺紋連接的基本知識6.2.1常用螺紋的類型常用螺紋的類型主要有普通螺紋、管螺紋、圓錐螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋等,前三種主要用于連接,后三種主要用于傳動。起連接作用的螺紋稱為連接螺紋,起傳動作用的螺紋稱

4、為傳動螺紋。標(biāo)準(zhǔn)螺紋的基本尺寸可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。6.2.2螺紋的主要參數(shù)以圖6-1所示圓柱普通螺紋為例圖6-16.2.3螺紋連接的分類及應(yīng)用如圖6-2所示，螺紋按其牙型角可分為三角螺紋，梯形螺紋和鋸齒形螺紋。三角螺紋主要用于聯(lián)接；矩形、梯形和鋸齒形螺紋主要用于傳動。用于聯(lián)接的三角螺紋又有普通螺紋，英制螺紋以及用于管路系統(tǒng)聯(lián)接的圓柱螺紋，即管螺紋。在上述各種螺紋中，除矩形螺紋外，均已標(biāo)準(zhǔn)化。普通螺紋的螺距和基本尺寸見表（略）。普遍螺紋即米制三角形螺紋，其牙型角為60度，同一公稱直徑下有多種螺距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余為細牙螺紋。如

5、圖6-3所示圖6-36.2.4螺紋連接的基本類型1、螺栓連接2、雙頭螺柱連接3、螺釘連接4、緊定螺釘連接詳細內(nèi)容見表6-1螺栓連接雙頭螺柱連接螺釘連接圖6-46.2.4螺紋連接的基本類型表6-16.2.4螺紋連接的基本類型表6-1螺紋連接件實物6.3螺紋連接的預(yù)緊與放松6.3.1螺紋連接的預(yù)緊一般螺紋連接在裝配時都必須擰緊,使連接件在承受工作載荷之前預(yù)先受到力的作用,這個預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。預(yù)緊的目的是增大連接的緊密性、可靠性和防松能力。擰緊時,用扳手施加擰緊力矩M,以克服螺紋副中的阻力矩M1和螺母支承面上的摩擦阻力矩M2,故擰緊力矩

6、M=M1+M2(12-1)螺紋副間的摩擦力矩為式中,F′為預(yù)緊力,單位為N；d2為螺紋中徑,單位為mm；d為螺紋公稱直徑,單位為mm；λ為螺紋升角；φυ當(dāng)量摩擦角。對于M10~M68的粗牙普通螺紋,無潤滑時取M≈0.2F′d(12-3)(12-2)圖6-5測力矩扳手圖6-6定力矩扳手6.3.2螺紋連接的防松在靜載荷作用下,連接螺紋升角較小,能滿足自鎖條件。但在受沖擊、振動或變載荷以及溫度變化大時,連接有可能自動松脫,容易發(fā)生事故。因此,在設(shè)計螺紋連接時,必須考慮防松問題。防松的根本問題在于防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。按工作原理分有三種防松方式

7、:利用摩擦力防松；利用機械元件直接鎖住防松；破壞螺紋副的運動關(guān)系防松。常用防松方法如圖6-7，6-8，6-9所示。1、摩擦防松對頂螺母彈簧墊圈自鎖螺母圖6-72、機械防松開口銷與槽形螺母止動墊圈圖6-82、機械防松串聯(lián)鋼絲止動墊圈圖6-96.4單個螺栓連接的強度計算螺栓連接的受載形式很多,但對單個螺栓(包括雙頭螺柱和螺釘)來說主要有兩類:一為外載荷沿螺栓軸線方向,稱為軸向載荷；二為外載荷垂直于螺栓軸線方向,稱為橫向載荷。當(dāng)傳遞軸向載荷時,螺栓受軸向拉力,稱為受拉螺栓。螺栓連接可分為不預(yù)緊的松連接和有預(yù)緊的緊連接。當(dāng)傳遞橫向載荷時,一種是

8、普通螺栓連接,靠預(yù)緊力在被連接件間產(chǎn)生的摩擦力傳遞橫向載荷,螺栓仍受軸向拉力；另一種是鉸制孔螺栓連接,工作時螺桿受剪,桿壁和孔壁互相擠壓來傳遞載荷,稱為受剪螺栓。大多數(shù)情況下,螺栓連接都是成組使用的,在進行