2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、第7章 螺紋連接,§7-1 螺紋連接的基本類型及標(biāo)準(zhǔn)件連接§7-2 螺紋連接的擰緊與防松§7-3 螺紋的強(qiáng)度計(jì)算§7-4 螺栓組的連接設(shè)計(jì)和受力分析,本章要求:1.了解螺紋連接的主要類型及螺紋連接件。2.掌握螺栓強(qiáng)度計(jì)算方法,會(huì)查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。3.理解螺栓的擰緊與防松的概念。,機(jī)電工程系 模具教研室,連接:將兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件連成一體的結(jié)構(gòu)。常見的機(jī)械連接有兩類:(1)機(jī)械動(dòng)連接

2、(動(dòng)連接):被連接的各零部件之間 可以有相對(duì)位置變化,如運(yùn)動(dòng)副;(2)機(jī)械靜連接(靜連接):被連接的各零部件間的 相對(duì)位置固定不變,不允許產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。,靜連接,不可拆連接,—裝拆方便,裝拆不損傷連接 中的任何零件。如螺紋連 接、鍵連接、銷連接,—在拆開連接時(shí)會(huì)損壞連接 中的零件或使用性能。如 焊接、鉚接、黏接,,可拆連接,(永久連接),§7

3、-1 螺紋連接的基本類型及標(biāo)準(zhǔn)件連接 螺紋連接是利用具有螺紋的零件構(gòu)成的一種可拆卸連接,基本要求是不斷(具有足夠的強(qiáng)度)、不松(連接可靠)。一、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,,(1)螺栓連接,栓連接,連,連,連,連,(2)雙頭螺柱連接,連,連,連,連,,(3)螺釘連接,連,連,,(4)緊定螺釘連接,吊環(huán)螺釘,地腳螺栓,1.螺栓、螺柱、螺釘連接件,二、標(biāo)準(zhǔn)螺

4、紋連接件,,2.緊定螺釘、螺母,,3.墊圈,機(jī)電工程系 模具教研室,§7-2 螺紋連接的擰緊與防松,一、螺紋連接的擰緊 絕大多數(shù)螺紋連接在裝配時(shí)需要擰緊,使連接在承受工作載荷之前,預(yù)先受到力的作用,這個(gè)預(yù)加的作用力稱為預(yù)緊力。 一般螺紋連接在裝配的時(shí)候都必須擰緊,以增強(qiáng)連接的可靠性、緊密性和防松能力。 對(duì)于一般連接,可憑經(jīng)驗(yàn)來控制預(yù)緊力的大小,但對(duì)于重要的連接就要嚴(yán)格控制其預(yù)緊力。,機(jī)電

5、工程系 模具教研室,連接中常用的單線普通螺紋和管螺紋在沖擊、振動(dòng)、變載荷下或溫度變化過大時(shí)容易產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。,螺紋連接防松的根本問題在于要防止螺旋副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。,常用的防松方法:,(1)摩擦防松,(2)機(jī)械防松:,(3)鉚沖防松:端鉚、沖頭,彈簧墊圈,對(duì)頂螺母,自鎖螺母,開口銷與槽形螺母,止動(dòng)墊片,二、螺紋連接的防松,串聯(lián)鋼絲,機(jī)電工程系 模具教研室,,§7-3 螺栓的強(qiáng)度計(jì)算,螺栓的強(qiáng)度是指連接螺栓中承受最大載荷的單個(gè)螺

6、栓的強(qiáng)度。1. 螺栓傳遞的載荷主要有兩類:(1)軸向載荷:外載荷沿螺栓軸線方向,即受拉螺栓。(2)橫向載荷:外載荷垂直于螺栓軸線方向。① 采用普通螺栓,靠預(yù)緊力使被連接件接合面間產(chǎn)生的摩擦力傳遞橫向載荷,此時(shí)螺栓所受的是預(yù)緊力,為軸向拉力。,,②絞制孔用螺栓,螺桿與絞制孔間是過渡配合,工作時(shí)靠螺桿受剪,桿壁與孔相互擠壓傳遞橫向載荷,此時(shí)桿件受剪切力作用,故稱受剪螺栓。2.螺紋連接的主要失效形式有三類:(1)拉斷; (

7、2)剪斷;(3)對(duì)于鉸制孔連接出現(xiàn)孔或螺栓擠壓變形。,一、普通螺栓的強(qiáng)度計(jì)算(1)受拉螺栓常見的失效形式多為螺紋的塑性 變形和斷裂。實(shí)踐表明,螺栓斷裂多發(fā)生 在開始傳力的第一、第二圈旋合螺紋的牙 根處,因應(yīng)力集中較大。(2)一般選用標(biāo)準(zhǔn)螺紋零件,其主要尺寸已作 出規(guī)定,故螺栓的強(qiáng)度計(jì)算主要是求出或 校核螺紋危險(xiǎn)剖面的尺寸,即螺紋小徑d

8、1。,機(jī)電工程系 模具教研室,1.松螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算,工作時(shí)不需要將螺母擰緊。如吊鉤螺栓。,螺栓所受拉力=,工作載荷,d1—螺紋小徑(mm);F—螺栓承受的軸向工作載荷(N)。,松螺栓連接的拉應(yīng)力:,—松螺栓連接的拉應(yīng)力(N/mm2),機(jī)電工程系 模具教研室,機(jī)電工程系 模具教研室,機(jī)電工程系 模具教研室,2.緊螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算(1)只受預(yù)緊力作用的螺栓。螺紋部分強(qiáng)度條件為,F’—螺栓承受的預(yù)緊力(N);d1—螺紋小徑

9、(mm);,—緊螺栓連接的拉應(yīng)力(N/mm2),機(jī)電工程系 模具教研室,(2)受預(yù)緊力和軸向靜工作拉力的螺栓連接。,,F0—總拉力;F’—預(yù)緊力; F—工作拉力;F”—螺栓受載變形后的剩余預(yù)緊力,大于零;,——螺栓的相對(duì)剛度。,螺栓相對(duì)剛度,其大小和連接的材料、結(jié)構(gòu)形式、尺寸大小及載荷作用方式等有關(guān)。一般設(shè)計(jì)時(shí)鋼制被連接件可?。航饘賶|(或無墊)0.2~0.3、皮革墊0.7、銅皮石棉墊0.8、橡膠墊0.9;一般當(dāng)工作拉力F無

10、變化時(shí),螺栓受載變形后的剩余預(yù)緊力F”=(0.2 ~ 0.6)F,當(dāng)F有變化時(shí), F”=(0.6 ~1.0)F;對(duì)要求緊密性的螺栓連接,取F”=(1.5 ~1.8)F。,機(jī)電工程系 模具教研室,若螺栓工作時(shí)被補(bǔ)充擰緊,在螺紋部分產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力,將總拉力F0增大30%作為計(jì)算載荷,則受拉螺栓螺紋部分的強(qiáng)度條件為,或,,F0—總拉力; d1—螺紋小徑(mm),機(jī)電工程系 模具教研室,二、絞制孔用螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算

11、 這種連接是將螺栓穿過被連接件上的絞制孔并與之過渡配合。在被連接件的接合面處螺栓桿受剪切,螺栓桿表面與孔壁之間受擠壓。因此,應(yīng)分別按擠壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度計(jì)算。,(1)螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度 條件為,機(jī)電工程系 模具教研室,(2)螺栓桿的抗剪強(qiáng)度條件為,Fs—單個(gè)螺栓所受的橫向工作載荷(N);Lmin—螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度(mm);d0—螺栓剪切面的直徑(mm); m—螺栓受剪面數(shù);,:螺栓

12、或孔壁材料中較弱者的許用擠壓應(yīng)力(N/mm2),:螺栓材料的許用切應(yīng)力(N/mm2),機(jī)電工程系 模具教研室,§7-4 螺栓組的連接設(shè)計(jì)和受力分析,一、螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),(1)接合面設(shè)計(jì)成軸 對(duì)稱的幾何形 狀,使接合面受 力均勻。(2)螺栓均勻布置, 遠(yuǎn)離螺栓組的幾何中 心。圓周上的螺栓數(shù) 宜采用3、4、6、 8、12等,便于加工

13、 時(shí)分度、畫線。,機(jī)電工程系 模具教研室,連,接,機(jī)電工程系 模具教研室,(3)螺栓的布置應(yīng)有合理的間距、邊距和扳手空間。,機(jī)電工程系 模具教研室,(4)應(yīng)保證螺栓與螺母的支承面平整,并與螺栓軸線垂直,以避免引起偏心載荷。一般可將被連接件的支承表面制成凸臺(tái)或沉頭座。,機(jī)電工程系 模具教研室,二、螺栓組的受力分析 受力分析的目的是找出受力最大的螺栓,求其所受力的大小和方向,利用公式校核螺栓強(qiáng)度或求出螺栓直徑,確定螺栓

14、尺寸。螺栓組的其余螺栓可按受力最大螺栓的直徑選取。分析時(shí)有4點(diǎn)假設(shè):(1)被連接件不變形;(2)各螺栓材料、尺寸和擰緊力均相同;(3)受力后材料變形(應(yīng)變)在彈性范圍內(nèi);(4)接合面型心與螺栓組型心重合,受力后接合面 仍為平面。,機(jī)電工程系 模具教研室,1.受軸向載荷的螺栓組連接特點(diǎn):只能用普通螺栓,有間隙,螺栓桿受F拉伸作用單個(gè)螺栓工作載荷R為 R=F/zF—軸向外載荷

15、;Z—螺栓個(gè)數(shù)。,2.受橫向載荷的螺栓組連接特點(diǎn):普通螺栓,絞制孔螺栓都可用。,(1)普通螺栓。螺栓受F’拉伸作用,載荷Q靠被連 接件接合面的摩擦力平衡。因此每個(gè)螺栓所需 的預(yù)緊力F’為,Ks—可靠系數(shù),取1.1~1.5; Q—橫向載荷; f—接合面的摩擦系數(shù),鋼與鑄鐵f=0.10 ~0.15,接 合面沾有油質(zhì)時(shí),f=0.06 ~ 0.10,未加工的鋼構(gòu) 件表面f=

16、0.3;Z—螺栓數(shù)目;i—接合面對(duì)數(shù)。,機(jī)電工程系 模具教研室,(2)絞制孔螺栓。受橫向載荷剪切、擠壓作用。 每個(gè)螺栓所承受的橫向載荷R相等,則R=Q/Z Q —橫向載荷; Z—螺栓數(shù)目3.受橫向扭矩的螺栓組連接,(1)普通螺栓連接。各個(gè)螺栓所需的預(yù)緊力F’為,f—接合面間摩擦系數(shù);ri—第i個(gè)螺栓軸線至螺栓組中心的距離;Z—螺栓個(gè)數(shù);T—扭矩(N.mm);Ks—防滑系數(shù)(可靠性系數(shù)),Ks=

17、1.1~1.3。,(2)絞制孔螺栓連接組。各個(gè)螺栓的變形量和受力 大小與其中心到接合面型心的距離成正比。單 個(gè)螺栓最大工作剪力Rmax為,,圓形接合面,單個(gè)螺栓所受的橫向載荷R=T/ZrT—扭矩(N.mm),r—分布圓半徑。,機(jī)電工程系 模具教研室,4.受傾覆(縱向)力矩螺栓組連接特點(diǎn):M在鉛直平面內(nèi),繞O-O回轉(zhuǎn),只能用普通螺 栓。 受力最大單個(gè)螺栓的工作載荷

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