机械设计基础-课件-ppt超级合集(720页) - 2

1、表表9-5 工作情况系数工作情况系数KA载荷变载荷变载荷变载荷变、缸以下内燃机缸以下内燃机压缩机、轻负荷输送机。压缩机、轻负荷输送机。泵和压缩机、发电机、泵和压缩机、发电机、旋转筛、木工机械。旋转筛、木工机械。往复式水泵和压缩机、往复式水泵和压缩机、机床、橡胶机械、振动机床、橡胶机械、振动式）、磨碎机（球磨式）、磨碎机（球磨、1.3原原 动动 机机载荷载荷性质性质工工 作作 机机电动机（交流启动、三电动机（交流启动、三 角启动、直流并励）、角启动、直流并励）、 四缸以上内燃机四缸以上内燃机电动机（联机交流启动电动机（联机交流启动 直流复励或串励）、四直流复励或串励）、四每天工作小时数每天工作小

2、时数 / h1616载荷变载荷变 液体搅拌机、通风机和液体搅拌机、通风机和动很小动很小 鼓风机、离心式水泵和鼓风机、离心式水泵和1.01.11.21.11.21.3带式输送机、旋转式水带式输送机、旋转式水动小动小金属切削机床、印刷机、金属切削机床、印刷机、1.11.21.31.21.31.4制砖机、斗式提升机、制砖机、斗式提升机、动较大动较大起重机、磨粉机、冲剪起重机、磨粉机、冲剪1.2筛、纺织机械等。筛、纺织机械等。1.31.41.41.51.6载荷变载荷变破碎机（旋转式、颚破碎机（旋转式、颚动很大动很大棒磨、管磨）。棒磨、管磨）。1.41.51.51.61.8-点击按钮5000200800

3、1005004003001000小带轮的转小带轮的转速速n1 ( r / min)4000300025002000160012500.8 1 1.2523.15 4 58 1016 2030 40 50 63 80 100200 250普通普通V带选型图带选型图ZABCDEd1=5071d1=80100d1=112140d1=125140d1=160200d1=200315d1=355400d1=450500d1=80100ddminmin四、主要参数的选择四、主要参数的选择 1.1.带轮直径与带速带轮直径与带速带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿

4、命降低。应型型号号YZABCDEdmin205075 125200315500表表9-2 带轮的最小直径带轮的最小直径dmin202022.422.42525282831.531.535.535.5 404045455050565663636767717175758080858590909595100100106106112112118118125125132132140140150150160160170170180180200200 212212224224 236236250250265265280280300300315315355355375375400400 42542547547

5、5 500500530530560560630630670670710710750750800800900900 1001000 0大带轮的直大带轮的直径径d d2 2：122d (1 )nn1dd d1 1 、d d2 2：必须符合带轮的必须符合带轮的基准直径系列：基准直径系列：m / s60 1000带速带速： v d 1 n 1一般应使一般应使v v在在525m/s的范围内。的范围内。2.2.中心距、带长和包角中心距、带长和包角 推荐范围：推荐范围：0.7(d0.7(d1 1+d+d2 2) ) a0 350 mm；9.3.4V带轮的结构带轮的结构带轮的结构带轮的结构带轮的材料：常用铸铁

6、，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。 实心式实心式-直径小；直径小；h2drdkdha1 L斜斜度度1：25ddaBh1h2 =0.8 h1a1 = 0.4 h1a2 = 0.8 a1f10.2 h1f2 0.2 h2nA13 Ph =290P功率功率 n 转 速转 速 A轮幅数轮幅数f1.61.66.3Heb0 bdBh1hada d5槽槽 型型YZABCbd5.38.5111419hamin1.62.02.753.54.8e80.3120.3150.3 190.425.50.famin67911.516hfmin4.77.08.710.814.3mi

7、n55.567.510( )3232对应的对应的d d 60-3434- 80 118 190 315363660-3838- 80 118 190 315表表9-8 普通普通V带轮的轮槽尺寸带轮的轮槽尺寸节园节园节线节线组成：组成：同步带（同步齿形带）是以同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。9.4同步带传动简介同步带传动简介结构特点结构特点：横截面为矩形，带面横截面为矩形，带面 具有等距横向齿的环形传动带，具有等距横向齿的环形传动带， 带轮轮面也制成相应的齿形。带轮轮面也制成相应的齿形。传动特点：传动特点：靠带齿与轮齿之间的啮合靠带齿与轮齿

8、之间的啮合 实现传动，两实现传动，两者无相对滑动，而使圆者无相对滑动，而使圆 周速度同步，故称为同步带周速度同步，故称为同步带传动。传动。P 重要参数b优点：优点：1.传动比恒定；传动比恒定；2.结构紧凑；结构紧凑；3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40 m/s，传动比可，传动比可达达10，传递功率可，传递功率可达达200 KW； 4.效率高，高达效率高，高达0.98。缺点：缺点：成本高；对制造和安装要求高。成本高；对制造和安装要求高。pb 节距节距9.5链传动的特点和应用链传动的特点和应用 组成：组成：链链轮、环形链条轮、环形链条 作用作用：链与链轮

9、轮齿之间的啮合实靠现链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同平行轴之间的同向传动。向传动。特点：特点：与带传动相比1. 链轮传动没有弹性滑动和打滑，链轮传动没有弹性滑动和打滑， 能保持准确的平均能保持准确的平均传动比；传动比；2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承 的摩擦损失的摩擦损失 ；3.结构紧凑；结构紧凑；4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作；能在高温，有油污等恶劣环境下工作；与传齿轮动相比5.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简 单；单；缺点：缺点： 瞬时转速和瞬时传动比不是

10、常数，传动的平稳性瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。较差，有一定的冲击和噪声。应用：应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机 床及摩托车中。床及摩托车中。工作范围：工作范围：传动比：传动比：中心距：中心距：传递功率：传递功率： P 100 100 圆周速度：圆周速度： v 1515i 8;8;a 556 6m;m;KW;KW;m/s;m/s;传动效率：传动效率： 0.950.950.980.98销轴与外链板铆牢，分别称为内外链节。 内外链节构成一个铰链。当链条啮入啮出 时，内外链节作相对转动。同时滚子沿链 轮

11、链齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均做成8字形，以减轻重量，并保 持各横截面的强度大致相等9.6滚子链和链轮滚子链和链轮一、一、 链条链条类型类型滚子链的组成：滚子链的组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。滚子链滚子链 齿形链齿形链套筒与销轴、滚子与套筒均为间隙配合外链板外链板销轴销轴 滚子滚子 套筒套筒 内链板内链板内链板紧压在套筒两端，称为内链节 。链条材料：链条材料： 碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强碳素钢或合金钢，经热处理，以提高强度和耐磨性。度和耐磨性。套筒滚子链的剖面结构：套筒滚子链的剖面结构：销轴销轴 套筒套筒 滚子滚子外链板外链板

12、内链板内链板链条的主要参数节距链条的主要参数节距p：节距节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。滚子链上相邻两滚子中心的距离。 p 越大，越大， 链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。链条各零件尺寸越大，所能传递的功率也越大。 结构结构类型：类型：单排链和多排链。单排链和多排链。 滚子链已标准化，分为滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是两个系列，常用的是A系列系列.pptp双排滚子链双排滚子链表表99 A系列滚子链的主要参数系列滚子链的主要参数链链 号号节距节距P mm排距排距ptmm滚子外径滚子外径d1mm极限载荷极限载荷Q(单排单排)N每米长质量每米长质量q(单单排排) kg/m

13、08A12.7014.387.95138000.6010A15.875 18.1110.16218001.0012A19.0522.7811.91311001.0016A25.4029.2915.88556002.6020A31.7535.7619.05867003.8024A38.1045.4422.231246005.6028A44.4548.8725.401690007.5032A50.8058.5528.5822240010.1040A63.5071.5539.6834700016.1048A76.2087.8347.6350040022.60链条长度以链节数表示。链节数最好链条长度以

14、链节数表示。链节数最好取取偶偶数数，以便链，以便链 条联成环形时正好是外链板与内链板相接。条联成环形时正好是外链板与内链板相接。若链节数为若链节数为奇数奇数时，则采用过渡链节，在链条受拉时，则采用过渡链节，在链条受拉 时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免时，过度链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免 采用。采用。过渡链节过渡链节齿形链板的两侧是直边，工作时链板的侧边与 链轮齿廓相啮合。链板的成形孔内装入棱柱， 两棱柱相互滚动，可减小摩擦和磨损。齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。 优点优点：与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承与滚子链相比，

15、齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高。受冲击载荷的能力高。缺点：缺点：结构复杂、价格较贵、比较重。结构复杂、价格较贵、比较重。 应用场合应用场合：多应用于高速（链速可达多应用于高速（链速可达40m/s）或运动）或运动精度要求较高的场合。精度要求较高的场合。p直边直边O60d psin 180 Z二二、链轮链轮滚子链链滚子链链 轮的参数轮的参数标准参数：标准参数： 齿齿面圆弧半径面圆弧半径：r re e齿沟圆弧半径：齿沟圆弧半径： r ri i齿沟角齿沟角：、maxmaxpd1dreri36360 0Z Zdf=d- -d1齿顶圆直径：齿顶圆直径：dadfd a p 0 .54 ctg

16、180 Z 齿根圆直径：齿根圆直径：各种链轮的实际断面齿形介于最大最小齿槽形状之间。这样 处理使链轮齿廓曲线设计具有很大的灵活性。但齿形应保证 链节能平稳自如地进入或推出啮合，并便于加工。国标规定最大值和最小值：国标规定最大值和最小值：minmin链轮的节距：链轮的节距：p p -弦长弦长链轮主要尺寸计算公式：链轮主要尺寸计算公式： 分度圆直径：分度圆直径：d滚子链链轮端面齿形滚子链链轮端面齿形端面齿形端面齿形 ：三圆弧一直线三圆弧一直线这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围，且具 有较好的啮合性能，并便于加工。r2dr3r1c baa18180 0 Z Zbg(h)r5gbB2B3r

17、5轴面齿形轴面齿形 ：圆弧圆弧+ +直线直线便于进入或退出啮合单排链轮单排链轮 轴面齿形轴面齿形ptpt多排链轮多排链轮 轴面齿形轴面齿形零件工作图：零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。材料与热处理材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。 齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。直线指采用标准刀具加工r4链轮的结构链轮的结构实心实心式式-小直径小直径链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径孔板孔板式式-中等直径中等直径链轮的结构链轮的结构实心式实心式-小直径小直径孔板

18、式孔板式-中等直径中等直径组合式组合式-大直径，齿圈可更换。大直径，齿圈可更换。m / sz1609.7链传动的运动特性和受力分析链传动的运动特性和受力分析一、链传动的运动分析一、链传动的运动分析60 100060 1000z1 pn 1z 2 pn 2n 2z1链条的平均线速度：链条的平均线速度：v nz平均传动比为平均传动比为：i 122d1 11链条的瞬时线速度沿链条的瞬时线速度沿AB方向，方向，2 11d 分度圆瞬时线速度：分度圆瞬时线速度：vA1AB180z1180z1cos 2d 1 1角：角： 180 0 0180 0 z1z1min1800z1z1180 11 cos2d 当

19、时，链速最小，v2max d11当 0 时，链速最大， v链轮每转过一齿，链速时快时慢变化 一次。由此可知，当链轮等速回转 时，瞬时链速和顺时传动比都作周期 性变化。链条进入链轮后形成折线，因此链传动相 当于一对多边形轮之间的传动。为相位为相位变化范围d1其大小为：其大小为： v 链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：链条的瞬时线速度沿垂直方向的分量为：sind 1 12v 也作周期性变化，从 而使链条上下抖动。 由于链速是变化的，链传动在工作时，产生振动链传动在工作时，产生振动和动载荷！和动载荷！速度不均匀系数：速度不均匀系数：vm vmax vminZ19876543210510 15 20

20、 25 30 35 40 45141312 11(%)10链速链速不均不均匀系匀系 数变数变 化曲化曲 线线2d1 11AB180z1180z1d1二、链传动的受力分析二、链传动的受力分析 为了保证松边垂度不至于为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，过大，安装链传动时，应应: y紧边拉力为：紧边拉力为：F1 = F + Fc + FyN松边拉力为：松边拉力为：F2 = Fc + FyN圆周拉力圆周拉力:F = 1000P/ v离心拉力离心拉力: Fc= qv2N悬垂拉悬垂拉力力:Fy=KyqgaNKy= 1a-为中心距，为中心距， g- 为重力加速度，为重力加速度，Ky为下垂量为下垂量y=

21、0.02a时的垂度系数。时的垂度系数。其值与链轮中心线与水平夹角有关=90 =75Ky= 2.5Ky= 4=60=30=0Ky= 6Ky= 7适当张紧适当张紧作用在链作用在链 上的力有：上的力有：n1n2N-有效拉力有效拉力 q为米长质量为米长质量F1F1F2F2实际使用区域实际使用区域9.8滚子链传动的设计滚子链传动的设计5 5. .过载拉断。过载拉断。4321极限功率曲线极限功率曲线n1P对应每种失效形式，可得出一个极限功率9.8.2、滚子链传动的、滚子链传动的表 达功功式 。 常率率用 线曲曲图 表线线示 。曲线曲线1 1-正常润滑条件下，链条铰链磨损限定的极限功率；正常润滑条件下，链条

22、铰链磨损限定的极限功率；曲线曲线2 2-链板疲劳强度限定的极限功率；链板疲劳强度限定的极限功率；曲线曲线3 3-滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率；滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率； 曲曲线线4 4-铰链胶合限定的极限功率；铰链胶合限定的极限功率；其极限功率急剧下降；9.8.1、主要失效形式、主要失效形式1.1.链板疲劳破坏；链板疲劳破坏；2.2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏；滚子、套筒的冲击疲劳破坏；3.3.销轴与套筒铰链的胶合；销轴与套筒铰链的胶合；4.4.链条铰链磨损；链条铰链磨损； 密封润滑不良密封润滑不良其极限功率急剧下降；1015 20406080 100150 200400

23、600800100020001500400060001小链轮转速小链轮转速n (r/min)0.20.150.1421.510.80.60.420151086300200150100806040功率功率p0(kw)48A单排单排A系列系列 滚子滚子 链的链的 功率功率 曲线曲线40A32A28A24A20A16A12A10AA链号节距08A12.710A15.87512A19.0516A25.420A31.7524A38.128A44.4532A50.840A63.548A76.208上述功率曲线的特定条件上述功率曲线的特定条件:1.两轮共面两轮共面;2. 小链轮的齿数小链轮的齿数z1=19

24、3. 链节数链节数 Lp=1004.载荷平稳载荷平稳; 5. 按推荐的润滑方式按推荐的润滑方式 6. 工作寿命为工作寿命为15000 h7. 链条因磨损而引起的相对伸长量链条因磨损而引起的相对伸长量3%当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将将P0值降低。值降低。链速链速 vm/s1.51.5 7vv7 而又润滑不当而又润滑不当P0降低降低50%25%传动不可靠！传动不可靠！推荐的润滑方式推荐的润滑方式0.20.30.40.60.812834561020链速链速v(m/s)12.715.87519.0525.4链链 节节 距距p(mm) 31.7538

25、.144.4550.8人工定期润滑人工定期润滑滴油润滑滴油润滑油浴或油浴或 飞溅润滑飞溅润滑压力喷压力喷油滑润油滑润9.8.3一、链轮的齿数一、链轮的齿数大链轮的齿数大链轮的齿数: z2 =i z1d+dP+p得：d psin180 z1链条铰链磨损后，节距将边长，链轮节圆将向齿顶移动。p一定一定时时:z d 滚子链传动的设计滚子链传动的设计因为多边形效应，为使链传动运动平稳，小链轮齿数不宜过少。 越容易发生跳齿和脱链现象。越容易发生跳齿和脱链现象。 一般取：一般取： z2 120一般一般链节数为偶数，链轮齿数最好取链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数奇数，以使以使磨损均匀。磨损均匀。表表 9-1

26、0 小链轮的齿数小链轮的齿数z1链速链速 vm/s0.63338 8齿数齿数z1 17 21 25由： dpsin 180 Zp与与d 之间的关系：之间的关系： d分度圆直径节距增长量 , 节圆外移量d180zp一般取：一般取： a=(3050)p链的节距越大，其承载能力越高。根据相对原理，当 链轮以运动时，链节以进入轮齿而产生冲击。二、中心距二、中心距a 过 小过 小a 过 大过 大 同时啮合的齿同时啮合的齿数数 链条容易抖动。链条容易抖动。amax= 80p链条节数：链条节数： 12 22 2 1a 2az zpz z pL 2p 12 12 8 21 224 222 z z z z Lz

27、 z Lp a pp中心距：中心距：计算结果应圆整，计算结果应圆整， 并取偶数！并取偶数！按带传动公式导出此式为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。若中心距不能调整，而又没有张紧装置时，应将计算中心距减小25mm,这样可使链条有小的初垂度，保持莲传动的张紧。三、链的节距三、链的节距节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。高速重载时，应选用节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。高速重载时，应选用 小节距多排链。小节距多排链。表表 9-12修正系修正系数数kz和和kL小链轮齿数系数小链轮齿数系数Kz位于功率曲线顶点左侧时位于功率曲线顶点左侧时

28、（链板疲劳）（链板疲劳）链长系数链长系数KL位位置置位于功率曲线顶点右侧时位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）（滚子套筒冲击疲劳）表表 9-13多排链系多排链系数数km排排数数123456Km1.01.72.53.34.04.6KmKLKz当实际工作条件与特定条件不同时，应对当实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正：值加以修正：许用功率：许用功率： P0 P019z11.0819z11.5100Lp0.26100Lp0.5KmKzKL链传动的设计准则：链传动的设计准则： Pc P0 P0 Kz KL Km计算功率：计算功率：Pc=KAP，KA为工作情况系数，为工作情况系数，P为

29、名义功率。为名义功率。0mPcKz KL K P或：表表 9-11工作情况系数工作情况系数KA载载 荷荷 种种 类类原原动动机机电动机或汽轮机电动机或汽轮机内内 燃燃 机机载载 荷荷 平平 稳稳1.01.2中中 等等冲冲 击击1.31.4较较 大大 冲冲 击击1.51.7当当v 0.6 m/s时，链条的主要失效形式是拉断，设计时时，链条的主要失效形式是拉断，设计时需验算静力强度安全系数：需验算静力强度安全系数：Q S K A F1Q极限载荷，极限载荷，F1是紧边拉力，是紧边拉力，S是安全系数：是安全系数：S=489.8.49.8.4链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置润滑方式润滑方式一、一、

30、链传动的润滑链传动的润滑1.1. 人工给油；人工给油；2.2. 油杯滴油；油杯滴油；3.3. 油浴润滑、飞溅给油；油浴润滑、飞溅给油；4.4. 用油泵强制润滑和冷却。用油泵强制润滑和冷却。 润滑油牌号：润滑油牌号：L-AN32、L-AN46、L-AN48环境温度高或载荷大取粘度高的，环境温度高或载荷大取粘度高的， 反之反之取低的。取低的。甩油环甩油环二、二、 链传动的布置链传动的布置 布置原则布置原则：链传动的两轴应平行，链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平两链轮应位于同一平 面内；一般宜水平或接近水平布面内；一般宜水平或接近水平布置，并使松边在下方。置，并使松边在下方。传动参数传动参数正确

31、布置正确布置不正确布置不正确布置说说明明i2a =(3050)p两轮轴在同一水两轮轴在同一水 平面，紧边在上平面，紧边在上 在下均能正常工在下均能正常工作。作。两轮轴不在同一水两轮轴不在同一水i2a 30p平面，松边应在下平面，松边应在下面。否则松边下垂面。否则松边下垂 量增大后链条与链量增大后链条与链轮容易卡死。轮容易卡死。表表9-14 链传动的布置链传动的布置i 、a 为任意值为任意值传动参数传动参数正确布置正确布置不正确布置不正确布置说说明明i 60p两轮轴在同一水平两轮轴在同一水平 面，松边应在下面。面，松边应在下面。 否则松边下垂量增否则松边下垂量增 大后松边与紧边相大后松边与紧边相

32、 碰，须经常调整中碰，须经常调整中 心距。心距。两轮轴在同一铅垂两轮轴在同一铅垂 面内，下垂量增大面内，下垂量增大 会减少下链轮的有会减少下链轮的有 效啮合齿数，降低效啮合齿数，降低 传动能力，为此应传动能力，为此应 采用：采用： 1)中心距可中心距可调；调；2)设张紧装置；设张紧装置；3)上下两轮错开。上下两轮错开。表表9-14 续续三、张紧装置三、张紧装置弹簧力弹簧力重力重力调整位置调整位置调整位置调整位置第第10章章联联 接接10.110.110.210.210.310.3螺纹联接及螺旋传动螺纹联接及螺旋传动 键联接和花键联接键联接和花键联接 其他联接其他联接本章概要：本章主要介绍螺纹联

33、接、键联接和花键联接本章概要：本章主要介绍螺纹联接、键联接和花键联接 的类型、特点及其强度计算。的类型、特点及其强度计算。10.110.1螺纹联接及螺旋传动螺纹联接及螺旋传动d2形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。螺纹螺纹10.1.1螺纹的类型与参数螺纹的类型与参数 一、螺纹的类型一、螺纹的类型螺旋线螺旋线-一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线 等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。螺纹螺纹-一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图按螺纹的牙型分按螺纹的牙型

34、分螺螺 纹纹 的的 分分 类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹 三角形螺纹三角形螺纹 梯形螺纹梯形螺纹 锯齿形螺纹锯齿形螺纹螺纹的牙型螺纹的牙型矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹1530330按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺 纹纹 的的 分分 类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹 三角形螺

35、纹三角形螺纹 梯形螺纹梯形螺纹 锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹 左旋螺纹左旋螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺 纹纹 的的 分分 类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹 三角形螺纹三角形螺纹 梯形螺纹梯形螺纹 锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹 左旋螺纹左旋螺纹 单线螺纹单线螺纹 多线螺纹多线螺纹双线螺纹双线螺纹单线螺纹单线螺纹PSS = 2PSP PS =Pn线螺纹线螺纹: S = n P一般一般: n 4按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺 纹纹 的的

36、 分分 类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹 三角形螺纹三角形螺纹 梯形螺纹梯形螺纹 锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹 左旋螺纹左旋螺纹 单线螺纹单线螺纹 多线螺纹多线螺纹外螺纹外螺纹 内螺纹内螺纹螺纹副螺纹副外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺 纹纹 的的 分分 类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹

37、三角形螺纹三角形螺纹 梯形螺纹梯形螺纹 锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹 左旋螺纹左旋螺纹 单线螺纹单线螺纹 多线螺纹多线螺纹外螺纹外螺纹 内螺纹内螺纹联接螺纹联接螺纹 传动螺纹传动螺纹螺旋传动螺旋传动联接螺纹联接螺纹传动螺纹传动螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺 纹纹 的的 分分 类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形状分按母体形状分矩形螺纹矩形螺纹 三角形螺纹三角形螺纹 梯形螺纹梯形螺纹 锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹 左旋螺纹左旋螺纹 单线螺纹单线螺纹 多线螺纹多线螺纹外螺纹

38、外螺纹 内螺纹内螺纹联接螺纹联接螺纹 传动螺纹传动螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹 圆锥螺纹圆锥螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹管螺纹管螺纹(3)中径中径d2也是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。d1d2d(1)大大径径d与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。(2) 小径小径 d1 与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。(4) 螺距螺距P相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。(5) 导程导程S中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴(6) 螺纹升角螺纹升角线的平面的夹角轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺tg= d2 nP(7)牙

39、型角牙型角 纹轴线的垂线间的夹角。牙侧角牙侧角 Sd2S = nP同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P二、螺纹的主要几何参数二、螺纹的主要几何参数SPP/2 P/2三、三、 机械制造常用螺纹机械制造常用螺纹三角形螺纹三角形螺纹普通螺纹普通螺纹 = 60管螺纹管螺纹 = 5560Pd粗牙粗牙d细牙细牙dPP细牙细牙普通螺纹以大径普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多为公称直径，同一公称直径可以有多 种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为 细牙螺纹。细牙螺纹。 粗牙螺纹应用最广粗牙螺纹应用最广 细牙螺纹的优点细牙

40、螺纹的优点：升角升角小、小径大、自锁性好、强度高，小、小径大、自锁性好、强度高， 缺点：缺点：不耐磨易滑扣。不耐磨易滑扣。 应用：应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。用螺纹密封的管螺纹用螺纹密封的管螺纹管螺纹管螺纹普通细牙螺纹普通细牙螺纹 非螺纹密封管螺纹非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁 = 55） 用螺纹密封管螺纹用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁 = 55）60圆锥管螺纹圆锥管螺纹公称直径公称直径-管子的公称通径。管子的公称通径。强调与普通螺纹不同55 55 非螺纹密封的管螺纹非螺纹密封的管螺纹d dd d2 2d d1 1P Pd dd d2 2 d d1 1

41、P P2梯梯 形形锯齿形锯齿形303常用于传动。常用于传动。为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角比三角形螺纹的要小得 多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。 锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。梯形螺纹：梯形螺纹： = 15锯齿形螺纹锯齿形螺纹: = 330后面有图螺纹的基本尺寸：螺纹的基本尺寸： 粗牙普通螺纹的基粗牙普通螺纹的基本尺寸本尺寸见见P135表表10-1细牙普通螺纹的基本尺寸见细牙普通螺纹的基本尺寸见P136表表10-2 梯形螺纹的基本尺寸见梯形螺纹的基本尺寸见P136表表10-3表表10-110-1直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺直径与螺

42、距、粗牙普通螺纹基本尺寸寸m mm m公称直径（大径公称直径（大径）粗粗牙牙细细牙牙D Dd d螺距螺距P P中径中径 D D2 2 d d2 2小径小径 D D2 2 d d2 2螺距螺距P P3 34 40.50.50.70.72.6752.6753.5453.5452.4592.4593.2423.2420.350.355 56 68 80.80.81 11.251.253.5453.5455.3505.3507.1887.1884.1344.1344.9184.9186.6476.6470.50.510101.51.59.0269.0268.3768.3761.25,1.25,1 10

43、.750.7512121.751.7510.86310.86310.10610.1061.5,1.5,1.251.250.50.5(14)(14)16162 22 212.70112.70114.70114.70111.83511.83513.83513.8351.5,1.5, 1 1(18)(18)2020(20)(20)2424(27)(27)30302.52.52.52.52.52.53 33 33.53.516.37616.37618.37618.37620.37620.37622.05222.05225.05225.05227.72727.72715.29415.29417.2941

44、7.29419.29419.29420.75220.75223.75223.75226.21126.2112, 1.5,2, 1.5, 1 1注：括号内的公称直径为第二系列注：括号内的公称直径为第二系列H=0.866PH=0.866Pd d2 2=d-0.6495P=d-0.6495Pd d1 1=d-1.0825P=d-1.0825PD D、d -d -内、外螺纹大径内、外螺纹大径 D D2 2、d d2 2-内、内、外螺纹中径外螺纹中径 D D1 1、d d1 1-内、外螺纹小径内、外螺纹小径P-P-螺距螺距标记示例：标记示例： M24( M24(粗牙普通螺纹、直径粗牙普通螺纹、直径242

45、4、螺距螺距3) M24X1.5(3) M24X1.5(细牙普通螺纹细牙普通螺纹, ,直径直径24,24,螺距螺距1.5)1.5)P/8P/8P/8P/8H/4H/4D D d dD D2 2 d d2 2D D1 1d d1 1P/2P/2P/4P/43030P PP/8P/860609090表表10-210-2细牙普通螺纹基本尺细牙普通螺纹基本尺寸寸m mm m螺距螺距P P中径中径D D2 2、d d2 2小径小径D D1 1、d d1 10.350.35d-1+0.773d-1+0.773d-1+0.621d-1+0.6210.50.5d-1+0.675d-1+0.675d-1+0.4

46、59d-1+0.4590.750.75d-1+0.513d-1+0.513d-1+0.188d-1+0.1881 1d-1+0.35d-1+0.35d-2+0.918d-2+0.9181.251.25d-1+0.188d-1+0.188d-2+0.647d-2+0.6471.51.5d-1+0.026d-1+0.026d-2+0.376d-2+0.3762 2d-2+0.701d-2+0.701d-3+0.835d-3+0.8353 3d-2+0.052d-2+0.052d-4+0.752d-4+0.752表表10-310-3梯形螺纹基本尺梯形螺纹基本尺寸寸m mm m标记示例：标记示例：Tr

47、48X8Tr48X8( (梯形螺纹，直径梯形螺纹，直径4848，螺距，螺距8)8)螺距螺距P P螺纹牙高螺纹牙高h h3 3=H=H4 4牙顶间隙牙顶间隙a ac c公称直径公称直径d d中中 径径D D2 2d d2 2内螺纹小径内螺纹小径D D1 1第第1 1系列系列第第2 2系列系列4 42.252.250.250.251616、20201818d-2d-2d-4d-45 52.752.750.250.252424、28282222、2626d-2.5d-2.5d-5d-56 62.252.250.50.53232、36363030、3434d-3d-3d-6d-68 86.56.50.

48、50.54848、52524646、5050d-4d-4d-8d-810105.55.50.50.54040、7070、80803838、4242、6565d-5d-5d-10d-1012126.56.50.50.59090、1001008585、9595d-6d-6d-12d-12内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹P PR R1 1R R2 2D D1 1D D4 4H H1 1d d D D2 2 d d2 2d d3 3a ac ca ac c3030H H4 4R R2 2v10.1.210.1.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁一、矩形螺纹一、矩形螺纹= 0展开中径展

49、开中径d2 圆柱面得一斜面圆柱面得一斜面.Fd2S螺旋副在轴向载荷Fa作用下相对运动，可看作在中 径的水平力F推动滑块(重 物)沿螺纹运动F -水平推力水平推力F=f Fn -摩擦力摩擦力Fa -轴向载荷轴向载荷Fn -法向反力法向反力f -摩擦系数摩擦系数 -摩擦角摩擦角d2FFaFFFnFa螺纹的拧松螺纹的拧松- 螺母在螺母在F和和Fa的联合作用下，顺的联合作用下，顺着着Fa等速等速向下运动。向下运动。螺纹的拧紧螺纹的拧紧-螺母在螺母在F和和Fa的联合作用下，逆着的联合作用下，逆着Fa等速等速向上运动。向上运动。RF -总反力总反力FRvFRvFd2S滑块在F、FR 、Fa三力作用 下处于

50、平衡状态d2FFaFFFnFaFFR+Faa22T F d2 d2 F tg( )FRFa = + +FR =(1 + + f ) Fn列出力平衡方程：列出力平衡方程：FR + Fa + +F =0作力多边形作力多边形得：得： F=Fatg(+ + )驱动力矩：驱动力矩：+ +Fa-为阻力，为阻力，F为驱动力，摩擦力为驱动力，摩擦力F沿斜面朝下。沿斜面朝下。当螺纹拧紧当螺纹拧紧(滑块上升滑块上升)时：时：RnF=F+ +F-FFaFRvFRFa当当螺纹拧松螺纹拧松(滑块下滑滑块下滑)时：时：Fa -为驱动力，为驱动力，F成为阻力，成为阻力， 摩擦力摩擦力F沿斜面朝上。沿斜面朝上。滑块在F、FR

51、 、Fa三力作 用下处于平衡状态T F d2 d2 F tg( ) 22a2FFadFF nF- -FRFa = - -列出力平衡方程：列出力平衡方程：FR +Fa + +F =0作力多边形可得：作力多边形可得：F=Fatg(- - )驱动力矩：驱动力矩：F2F tg ( )T d 2a若若 ，则则T T为正值，其方向与螺为正值，其方向与螺母运动方向相反，是阻力；母运动方向相反，是阻力；若若 ，则则T T为负值，方向相反，为负值，方向相反，其方向与预先假定的方向相反，而与螺其方向与预先假定的方向相反，而与螺母运动方向相同，成为放松螺母所需外母运动方向相同，成为放松螺母所需外加的驱动力矩。加的驱

52、动力矩。提问：当提问：当时，若没有力矩时，若没有力矩T T，螺母，螺母 在在F Fa a的作用下会运动吗？的作用下会运动吗？不会！不会！ -这种现象称为自锁。这种现象称为自锁。FFad2T TFd2FaFFT T螺母螺母轴轴 线线轴轴线线螺杆螺杆螺母螺母FnFa二、二、 非矩形螺纹非矩形螺纹 0矩形螺纹忽略升角的影响时有：矩形螺纹忽略升角的影响时有：Fn=Fa当当 0 时，摩擦力为：时，摩擦力为：f f tg cos 称称 为当量摩擦角为当量摩擦角aF螺杆螺杆 FnFaF f Fn fcos Fa f Fa摩擦系数为摩擦系数为f 的非矩形螺纹所产生的非矩形螺纹所产生 的摩擦力与摩擦系数为的摩擦

53、力与摩擦系数为f ，的矩，的矩形螺纹所产生的摩擦力相当。形螺纹所产生的摩擦力相当。 故称故称 f 为当量摩擦系数。为当量摩擦系数。引入参数引入参数f 和和 就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹 进行力的分析。进行力的分析。滑块上升：滑块上升：2T d2F tg ( )aF Fatg ( )驱动力矩 :水平推力 :2T d2F tg ( )aF Fatg ( )滑块下降：滑块下降：非矩形螺旋的自锁条件：非矩形螺旋的自锁条件： 对于联接螺纹必须满足自锁条件0 102030405040208060效率效率 100%Sa 2FaF tg( ) d Fa S2 T当一定时，效率只

54、是螺纹升角的函 数，由此可以绘出 效率曲线.当当一定时，在一定时，在=45=45- -/2/2 处效率曲线有极大值。处效率曲线有极大值。对于传动螺旋，一般取：对于传动螺旋，一般取：升角过大, 制造困难，且效率增高也不明显。对于联接螺纹，必须取：对于联接螺纹，必须取：= = 5.75.7 =(0.30.5)d; 变载荷变载荷l1=0.75d; 冲击载荷或弯冲击载荷或弯曲载荷曲载荷l1 d; 铰制孔用螺铰制孔用螺栓栓l1 0;螺纹伸出长度螺纹伸出长度a=(0.20.3)d; 螺栓轴线到边缘的距离螺栓轴线到边缘的距离 e=d+(36) mm螺栓联接螺栓联接用于经常拆装易磨损之处。d可承受横向载荷。d

55、一、一、 螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型螺栓联接螺栓联接基基 本本 类类 型型螺钉联接螺钉联接ae ee e双头螺柱联接双头螺柱联接 联接件厚，允许拆装。10.1.410.1.4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件参数参数l1 、e、a与螺栓相同与螺栓相同 座端拧入深度座端拧入深度H，当螺孔，当螺孔钢或青铜钢或青铜 H=d;铸铁铸铁 H=(1.251.5)d铝合金铝合金 H=(1.52.5)d 螺螺纹孔深度纹孔深度 H1=H+(22.5) 钻孔深度钻孔深度 H2=H1+(0.51)d;l1 1H H2 2 H H1 1 H H材料为：材料为：1 1lP;2 2 1

56、 1H HH HH H结构简单，省了螺母，不宜经常拆 装，以免损坏螺孔而修复困难。d一、一、 螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型基基 本本 类类 型型螺栓联接螺栓联接 螺钉联接螺钉联接 双双头螺柱联接头螺柱联接紧定螺钉联接紧定螺钉联接10.1.410.1.4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件紧定螺钉紧定螺钉二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺 纹纹 紧紧 固固 件件LL0d六角头六角头LdL0小六角头小六角头螺栓的结构形式螺栓的结构形式dL0L1LL1 -座端长度座端长度L0 -螺母端长度螺母端长度二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓 双头螺柱双头螺柱螺螺 纹纹

57、 紧紧 固固 件件双头螺柱双头螺柱 螺螺钉、紧定螺钉钉、紧定螺钉二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺 纹纹 紧紧 固固 件件末端末端 结构结构头部头部 结构结构螺母螺母六角螺母六角螺母六角厚螺母六角厚螺母圆螺母圆螺母双头螺柱双头螺柱 螺螺钉、紧定螺钉钉、紧定螺钉二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺 纹纹 紧紧 固固 件件用于经常拆装 易磨损之处。六角扁螺母六角扁螺母用于尺寸受限制之处。国标罗列有六十余种不同结构的螺母其它螺母：其它螺母：其它螺母：其它螺母：平垫圈平垫圈薄平垫圈薄平垫圈A型平垫圈型平垫圈B型平垫圈型平垫圈双头螺柱双头螺柱 螺螺钉、紧定螺钉钉、紧定螺钉 螺母螺母垫圈垫圈二、

58、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺 纹纹 紧紧 固固 件件斜垫圈斜垫圈弹簧垫圈弹簧垫圈圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈作用：增加支撑面积以减作用：增加支撑面积以减 小压强，避免拧紧螺母擦小压强，避免拧紧螺母擦 伤表面、防松。伤表面、防松。ca fT T T Fad2 tg( )1222tg( ) f F rT T1 T2Fad2T T1 1克服螺纹副相对转动的阻力克服螺纹副相对转动的阻力2 2T T矩矩；克服螺母支撑面上的摩擦阻力克服螺母支撑面上的摩擦阻力一、一、 拧紧力矩拧紧力矩 设轴向力为设轴向力为F Fa a或预紧力（不受轴向载荷）f矩矩；摩擦系数。摩擦系数。 无润滑时取：无润滑时取：

59、 fc c=0.15=0.15 c crf f支撑面摩擦半径。支撑面摩擦半径。 rf=(=(dw w+ +d0 0)/4)/4dd0dwTc适用于M10M60的粗牙螺纹， f=0.15, f =0.15,简化公式：简化公式：T 0.2 F0.2 Fa a d10.1.510.1.5螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松一般螺纹联接在装配时都必须拧紧，这时螺纹联接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹联 接，应控制其预紧力，因为的大小对螺纹联接的可靠性，强度和密封均有很大影响。F Fa aFa是由联接要求决定的，为了发挥螺栓的工作能力和保证预紧 可靠，应取：预紧应力：预紧应力： =(0.5=(0.5

60、0.7) s s通常螺纹联接拧紧是凭工人的经验来决定的，重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。总力矩：总力矩：T T1 T2 工程上常采用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力工程上常采用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力 的大小。的大小。联接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时， 不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬 时消失，联接仍有可能松动。高温下的螺栓联接，由于温度变形差异 等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松。 即防止相对转动。测力矩扳手测力矩扳手二、二、 螺纹联接的防松螺纹联接的防松 防松的方法防松的方法1. 利用附加摩擦力防松