螺紋緊固件聯接工程 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　本書概述瞭在螺紋聯接的設計和評估時應注意的基本原理及相關事項。內容包括螺紋聯接設計的基本過程、螺紋聯接的故障現象、螺紋聯接的原理、螺紋聯接設計中所涉及的知識、聯接設計可靠性測試過程中需要注意的事項、導緻螺紋聯接故障原因的關鍵點、螺紋聯接檢查方法以及常用的螺栓、螺母之外的其他緊固件的聯接方法；詳細介紹瞭螺紋聯接設計計算實例。為便於理解，本書盡可能避免瞭偏重於嚴密性的細緻描述以及特殊情況的記述，把理解螺紋聯接的通用基礎知識作為目標。
　　本書的內容是作者在豐田汽車公司長期工作所獲得的知識和經驗。

內頁插圖

目錄

序
譯者的話
前言
第1章螺紋聯接設計的基本
過程1
第2章螺紋聯接的故障現象3
2.1擰緊過程中的故障3
2.2擰緊過程後的故障4
2.3故障的特點和原因5
第3章螺紋緊固件的基本
原理7
3.1螺紋緊固件的力學原理7
3.1.1斜麵原理7
3.1.2緊固扭矩與螺栓軸嚮預緊力
之間的關係8
3.1.3螺栓軸嚮預緊力與螺栓、被
聯接件的彈性變形之間的
關係12
3.1.4外加載荷和施加在螺栓上的
載荷之間的關係14
3.1.5螺栓和被聯接件的彈簧
常數19
3.2螺紋緊固件的裝配24
3.2.1軸嚮預緊力作用下螺栓的
屈服24
3.2.2扭矩（緊固）法27
3.2.3塑性區緊固法29
3.2.4其他裝配方法31
3.3螺栓的靜態失效32
3.3.1螺栓的拉伸斷裂32
3.3.2螺栓的剪切斷裂32
3.4螺栓的疲勞斷裂33
3.4.1疲勞斷裂33
3.4.2螺紋的疲勞斷裂34
3.4.3偏心載荷作用下的係統
形變圖35
3.4.4螺紋的疲勞極限36
3.5螺紋失效38
3.6螺栓的延遲斷裂43
3.7被聯接件的分離45
3.8被聯接件的滑動46
3.9螺栓鬆動47
3.9.1鏇轉鬆動47
3.9.2非鏇轉鬆動57
3.9.3防鬆措施67
3.10螺紋規格72
3.10.1螺紋的基本形狀72
3.10.2螺紋牙底的形狀73
3.10.3外螺紋的應力麵積73
3.10.4支承麵麵積74
3.10.5螺栓和螺母的力學性能74
3.10.6螺栓頭下圓角半徑76
第4章螺紋聯接設計方法77
4.1確定作用在機器（係統或部件）
上的載荷78
4.2計算作用在螺紋聯接係統上的
載荷79
4.3將螺紋聯接係統上的載荷分解成
剪切載荷分量、拉伸載荷分量
和偏心量79
4.4防止各種問題發生的研究79
4.4.1與剪切載荷Ws有關的
研究79
4.4.2（純）拉伸載荷的研究83
4.4.3偏心拉伸載荷的研究85
4.5螺栓尺寸、螺栓強度和緊固扭矩
的確定86
4.6對過度擰緊和應力腐蝕開裂的
研究88
4.7使用樣件進行功能驗證試驗89
第5章螺紋聯接可靠性評價
方法90
5.1樣品的條件90
5.2試驗載荷91
5.2.1概述91
5.2.2最大保證載荷91
5.2.3防滑保證載荷91
5.2.4防鬆保證載荷91
5.2.5防分離保證載荷92
5.2.6防疲勞保證載荷92
5.2.7溫度92
5.3故障分析跡象92
5.3.1是否擰緊92
5.3.2螺栓失效原因93
5.3.3鬆動及其原因研究93
5.4故障特徵99
5.4.1剪切載荷作用下的鏇轉
鬆動99
5.4.2拉伸載荷作用下的螺栓
疲勞斷裂100
5.4.3蠕變（應力鬆弛）引起的
鬆動100
5.5鬆動的測量方法101
5.5.1殘餘扭矩的測量方法101
5.5.2螺栓和螺母的鬆動角度測量
方法102
5.5.3彈簧墊圈上升量測量
方法103
5.5.4檢查鏇轉和滑動存在的
方法103
5.5.5殘餘軸嚮預緊力的測量
方法104
5.6軸嚮預緊力的測量方法104
5.6.1使用超聲軸嚮預緊力測
量儀的方法104
5.6.2使用螺栓貼應變片的測量
方法106
5.6.3使用壓力傳感器的方法108
5.7螺紋緊固件摩擦係數的測量
方法109
5.7.1樣品109
5.7.2測量裝置109
5.7.3擰緊速度110
5.7.4螺紋摩擦係數、支承麵摩擦
係數和總摩擦係數的
計算110
螺紋緊固件聯接工程目錄第6章螺紋聯接的檢查方法113
6.1緊固扭矩和檢查扭矩之間的
關係113
6.2緊固扭矩的檢查114
6.3緊固扭矩的監測和記錄114
6.4根據軸嚮預緊力進行的檢查114
第7章各類螺紋緊固件的
使用116
7.1墊片116
7.1.1墊片的承載錶麵功能117
7.1.2墊片的隔離功能117
7.1.3彈簧墊圈的彈簧功能118
7.1.4墊片的必要性120
7.2雙頭螺柱120
7.3自攻螺釘121
7.4止動部件122
7.4.1螺紋阻力型止動123
7.4.2機械式止動124
7.4.3支承麵阻力型止動125
7.4.4膠粘劑125
7.4.5如何評價止動部件的
性能125
7.5雙螺母128
7.6粗牙螺紋和細牙螺紋128
7.7支承麵角度129
第8章螺紋設計計算實例131
8.1承受剪切載荷的聯接係統：麯軸
和飛輪之間的聯接131
8.2承受扭轉載荷的聯接係統：麯軸
和帶輪之間的聯接137
8.3承受偏心拉伸載荷的聯接係統：
連杆和連杆蓋之間的聯接145
8.4承受慣性力的聯接係統：安裝
計算機152
8.5承受一次性大衝擊載荷的聯接
係統：安全帶肩帶固定器的
安裝156
8.6電氣功能件的聯接係統：車窗
玻璃電動升降器的安裝162
8.7暴露於高溫下的聯接係統：
排氣歧管和排氣管之間的
聯接166
第9章為進一步理解螺紋緊固件
進行的計算練習171
附錄185
附錄A附圖185
附圖1~6六角頭螺栓（粗牙）
的T-F-μ-σy
圖185~188
附圖7~12六角法蘭麵螺栓（細
牙）的T-F-μ-σy
圖188~191
附圖13~18小六角頭螺栓（細牙）的T-F-μ-σy
圖191~194
附錄B附錶194
附錶1螺紋中徑、底徑、應力麵積
（As）和牙底橫截麵積（A3）
一覽錶194
附錶2外螺紋零件（粗牙和細牙
螺紋）軸嚮拉伸試驗中最
小屈服載荷196~197
附錶3材料的臨界麵壓198
附錶4支承麵積Aw（最小值）和
應力麵積As比值錶199
附錶5支承麵等效摩擦直徑
dw200
附錶6接觸麵的摩擦係數201
附錶7不同材料的熱膨脹係數α、
彈性模量E和剪切
模量G201
附錶8推薦的螺紋臨界嚙閤
長度值203
附錶9從維氏硬度值獲得的鋼鐵
材料（光滑試樣）強度值
的估算203
附錄C符號列錶204
參考文獻207

前言/序言

　　幾乎所有裝置都會使用螺紋緊固件，所以螺紋緊固件聯接技術是確保機械係統可靠性的最重要技術之一。
　　因為頻繁使用，螺紋緊固件已成為最標準化的部件之一，也就是說，可以根據螺栓的尺寸（名義直徑、長度、頭部形狀等）及其強度等級創建零件目錄錶，需要時，隻要從目錄錶中選擇適閤的螺栓即可。因此，即使螺栓本身的具體形狀和強度還未按其功能和強度要求來確定，那也可以通過“選擇”就“設計”齣來，所以說螺栓是非常方便設計的零部件。
　　如果選擇是在完整的設計計算之後進行，並且注意到瞭細節，那是沒有問題的。但實際上很多情況下隻是進行瞭簡單的選擇。例如，在很多情況下，選擇往往隻是基於直覺或者感覺、與類似産品或成功機型相比較以及模仿知名的和/或深受歡迎的産品。如果選擇瞭過高性能的螺栓，不會齣現什麼問題；但如果選擇瞭可能會導緻鬆動、損壞或泄漏的螺栓，則可能會導緻設備在使用期間齣現故障，有時會齣現更加嚴重的後果。
　　此外，也許因為螺紋緊固件是太常見的零部件，工程師們往往不會特彆關注螺紋緊固件，尤其是當他們設計或擰緊螺紋緊固件時。
　　即使要可靠地進行螺紋緊固件聯接的設計，工程師們還不完全瞭解應當研究哪些方麵的問題和如何去研究。因此，掌握螺紋緊固件聯接的技術和知識往往是很睏難的。
　　由於上述原因，仍然有許多與螺紋聯接有關的技術問題還沒有得到解決，其中有一些是反復齣現的問題。
　　基於上述背景，為瞭提高螺紋聯接的可靠性，本書概述瞭在螺紋聯接的設計和評估時應注意的基本原理及其他相關事項。
　　在本書中，第１章首先介紹瞭螺紋聯接設計的基本過程，這樣能對螺紋聯接設計的整個過程有所瞭解。第2章列舉瞭“螺紋聯接的故障現象”，明確瞭螺紋聯接係統設計時必須研究的項目。通過在開端部分就清楚地羅列齣螺紋聯接的所有故障現象，讓讀者知道在螺紋聯接係統的設計和測試時要做的事情。第3章介紹瞭螺紋聯接的原理，以及簡明地敘述瞭螺紋聯接設計中所涉及的知識。第4章使用瞭第3章給齣的基本結論，對在一個具體的螺紋聯接設計過程中如何避免第2章描述的所有螺紋聯接故障現象進行瞭詳細說明。第5章介紹瞭聯接設計可靠性測試過程中需要注意的事項，分析瞭導緻螺紋聯接故障原因的關鍵點。第6章簡要說明瞭螺紋聯接檢查方法；第7章簡要介紹瞭常用的螺栓、螺母之外的其他緊固件的聯接方法；最後，第8章和第9章詳細介紹瞭螺紋聯接設計計算實例。
　　為便於理解，盡可能避免瞭偏重於嚴密性的細緻描述以及例外事項的記述，把理解螺紋聯接的通用基礎知識作為第一目標。要瞭解更多細節和螺紋聯接的基本知識，請參閱參考文獻。
　　螺紋緊固件聯接工程前言第3章“螺紋緊固件的基本原理”涉及許多在以往齣版的其他文獻中介紹過的內容。其他章節所介紹的重要的知識，是作者在豐田公司長期工作經驗的積纍，而這些章節的內容沒有被其他以往發錶的文獻係統地描述過。如上麵所提到的，根據個人的知識和經驗確定第1章和第2章的內容和安排，以後章節的順序是先理解基本過程，然後瞭解有關螺紋聯接的所有故障和主要問題的解決。希望讀者在讀瞭這本書後，能夠加深對螺紋聯接本質的理解，提高設計和評價的質量，解決許多故障的根源，進而提高螺紋聯接的可靠性。
　　在寫本書過程中，作者參考瞭由Yamamoto編寫的《螺紋聯接的理論與計算》《螺紋聯接的原理與設計》，由Yamamoto主編的《螺紋聯接設計要點》，以及VDI 2230第一部分的部分內容，在這裏對他們錶達我衷心的感謝和敬意。
　　本書的內容是我在豐田汽車公司長期工作所獲得的知識和經驗，這裏要感謝豐田汽車公司允許這本書的齣版。此外，在此我還要感謝豐田汽車公司的總經理酒井敏光先生，感謝他對本書的推薦齣版和一直以來的大力支持。
　　本書獻給我早逝於第二次世界大戰的父親、悉心指導我成長的母親和一直堅定不移支持我的賢淑妻子。
　　作者




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