第五章螺纹联接与螺旋传动

1、后续课程用到的几个基本概念：1.失效：由于设计时考虑不周、选材和热处理不合适，制造出现缺陷、使用和维护不当工作条件恶化等原因导致在设计寿命期内丧失规定的功能。断裂塑性变形过量的弹性变形表面失效破坏正常工作条件引起的失效2.强度：零件在载荷作用下抵抗断裂、塑性变形及表面失效的能力。3.刚度：零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。第五章第五章 螺纹连接与螺旋传动螺纹连接与螺旋传动可拆连接：键、花键、销、螺纹连接不可拆连接：铆接、焊接、粘接连接：连接件和被连接件的组合。动连接静连接螺纹连接是利用螺纹零件构成的连接。螺纹连接是利用螺纹零件构成的连接。特特 点：点：构造简单，拆装方便，工作可靠，构造简单，

2、拆装方便，工作可靠，标准件，应用广。标准件，应用广。一、一、 螺纹的主要参数螺纹的主要参数5.1 螺纹螺纹d-螺纹大径螺纹大径 公称直径公称直径旋向旋向 -牙侧角牙侧角 影响螺纹的效率影响螺纹的效率 和自锁和自锁 -牙型角牙型角 影响螺纹牙的强度影响螺纹牙的强度-螺纹升角螺纹升角S-导程导程n-线数线数p-螺距螺距d2-螺纹中径螺纹中径 螺纹几何螺纹几何关系及受力分析的基准关系及受力分析的基准d1-螺纹小径螺纹小径 危险截面危险截面 的计算直径的计算直径例： 是影响螺纹性能的主要参数，而螺纹中影响螺纹升角的参数有 、 、 。nP2d螺纹的线数和旋向螺纹的线数和旋向二、螺纹副的受力关系、效率和自

3、锁二、螺纹副的受力关系、效率和自锁 圆周力：拧紧时圆周力：拧紧时松开时松开时效率：拧紧时效率：拧紧时松开时松开时tan()tFF tan()tFFtantan()tan()tan自锁条件自锁条件式中式中: -当量摩擦角当量摩擦角 f arctan-当量摩擦系数当量摩擦系数f F-轴向力轴向力, Nf-摩擦系数摩擦系数cosff 例:若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的和牙型角螺纹升角三三 、常用螺纹的特点和应用常用螺纹的特点和应用对螺纹的要求：对螺纹的要求： 足够的强度和良好的工艺性足够的强度和良好的工艺性联接螺纹：联接螺纹：自锁自锁管管 螺螺 纹：纹：紧密性、气

4、密性紧密性、气密性传动螺纹：传动螺纹：效率高效率高调整螺纹：调整螺纹：精度高精度高起重螺纹：起重螺纹：效率高、自锁性好效率高、自锁性好螺纹的分类：螺纹的分类：按牙形：按牙形：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹螺纹、管螺纹按母体形状：按母体形状：圆柱螺纹、圆锥螺纹圆柱螺纹、圆锥螺纹1 、普通螺纹、普通螺纹自锁性能好-牙根强度高-传动效率低-大大且 小大且 小故用于连接细牙螺纹与粗细牙螺纹与粗 牙螺纹的比较牙螺纹的比较粗牙：粗牙：常用常用细牙的缺点：细牙的缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。细牙：细牙：自锁性能

5、更好。常用于承受冲击、振动及变自锁性能更好。常用于承受冲击、振动及变载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中。载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中。粗牙细牙细牙螺纹的自锁性能好？例：用于连接的螺纹牙型为三角形，主要是因为三角形螺纹 。A、传动效率高 B、防振性好C、牙根强度高，自锁性能好 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能A、好 B、差 C、相同AC2 、矩形螺纹矩形螺纹特点：特点：牙形为正方形，牙形为正方形， =0 ，所以效率高，用于传动，所以效率高，用于传动, ,牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替。牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替。3 、梯

6、形螺纹、梯形螺纹特点：特点： =2 =30 。比矩形螺纹效率略低。比矩形螺纹效率略低。 牙根强度高，易于对中，易于制造，剖分螺母可消除牙根强度高，易于对中，易于制造，剖分螺母可消除间隙，在螺旋传动中有广泛应用。间隙，在螺旋传动中有广泛应用。4、 锯齿形螺纹锯齿形螺纹特点：特点：工作边工作边 =3 ，非工作边，非工作边 =30 ，便于加工。，便于加工。它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点, ,能承受较大的载荷能承受较大的载荷, ,但只能用于单向传动。但只能用于单向传动。5 、圆柱管螺纹、圆柱管螺纹 特点：特点：用于管件连接的三角螺纹，用

7、于管件连接的三角螺纹， =55 螺纹面间没有间隙，密封性好，适用于压强在螺纹面间没有间隙，密封性好，适用于压强在1.61.6MPaMPa以下的连接。以下的连接。6、 圆锥管螺纹圆锥管螺纹特点：特点：螺纹均布在锥度为螺纹均布在锥度为1:16的管上的管上, =55 或或60 螺纹面间没有间隙，不用填料，靠牙变形，密封性好，适螺纹面间没有间隙，不用填料，靠牙变形，密封性好，适用于高温、高压的连接。用于高温、高压的连接。 普通螺栓连接普通螺栓连接 绞制孔螺栓连接绞制孔螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接 螺栓和孔壁有间隙孔螺栓和孔壁有间隙孔的加工精度低。的加工精度低。绞制孔螺栓连接绞制孔螺栓连接螺杆与孔用

8、过渡配合，螺杆与孔用过渡配合，承受轴向载荷孔需精承受轴向载荷孔需精制。制。可起定位作用。可起定位作用。5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件一一 、螺纹连接的基本类型、螺纹连接的基本类型1、 螺栓连接螺栓连接 特点：特点：被连接件不宜做成通孔。被连接件不宜做成通孔。不宜经常拆卸。不宜经常拆卸。拧入深度：拧入深度：钢或青铜：钢或青铜：H=d铸铸 铁：铁：H=1.251.5d铝铝 合合 金：金： H=1. 52.5d2、 螺钉连接螺钉连接特点：特点：被连接件不宜做被连接件不宜做成通孔又需要经常拆卸成通孔又需要经常拆卸或用螺钉无法安装。或用螺钉无法安装。拧入深度

9、：拧入深度：钢或青铜：钢或青铜：H=d铸铸 铁：铁：H=1.251.5d铝铝 合合 金：金： H=1. 52.5d3、双头螺柱连接、双头螺柱连接 4 、紧定螺钉连接、紧定螺钉连接旋入被连接件的螺纹旋入被连接件的螺纹孔中，顶住另一被连孔中，顶住另一被连接件的表面或凹坑。接件的表面或凹坑。固定两个零件或传递固定两个零件或传递不大的力矩。不大的力矩。5、其它特殊结构的螺纹连接地脚螺栓吊环螺钉T型槽螺栓例：当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔，且连接不需要经常拆卸时，往往采用A、螺栓连接 B、螺钉连接C、双头螺柱连接 D、紧定螺钉连接B二二 、标准螺纹连接件、标准螺纹连接件各种螺栓各种螺栓双头螺柱双头

10、螺柱各种螺钉各种螺钉各种螺钉各种螺钉紧定螺钉的头部紧定螺钉的头部和末端和末端各种螺母与垫片各种螺母与垫片三三 、螺纹连接零件常用材料和机械性能等级、螺纹连接零件常用材料和机械性能等级1、常用材料：、常用材料：普通连接：普通连接：低碳钢，中碳钢，如低碳钢，中碳钢，如:Q215、Q235和和10、15、35、45号钢。号钢。变载荷或有冲击、振动的重要连接：变载荷或有冲击、振动的重要连接：合金钢，如合金钢，如: 40 Cr、15MnVB、30CrMnSi。螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低2040HBS。2、螺栓、螺钉、螺柱、螺母性能等级、螺栓、螺钉、螺柱、螺母性能

11、等级例：螺栓强度等级为6.8级，其数字6.8代表（ ）A、对螺栓材料的强度要求 B、对螺栓的制造精度要求C、对螺栓强度和制造精度的要求螺栓强度等级为6.8级，则该螺栓材料的最小屈服极限近似为（ ）A、480MPa B、6 MPa C、8 MPa D、0.8 MPaAA5.3 螺纹连接的预紧螺纹连接的预紧1、预紧的作用：、预紧的作用：预紧可使连接在承受工作载荷之前就受到预紧力预紧可使连接在承受工作载荷之前就受到预紧力F的的作用，以防止连接受载后被连接件之间出现间隙或横作用，以防止连接受载后被连接件之间出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松。向滑移。预紧也可以防松。2、控制预紧力的目的：、控制预紧力的

12、目的：预紧力过大，会使连接超载。预紧力过大，会使连接超载。预紧力不足，可能导致连接失效。预紧力不足，可能导致连接失效。重要的螺栓应控制预紧力。重要的螺栓应控制预紧力。拧紧螺母时的力矩和预紧力拧紧螺母时的力矩和预紧力3、拧紧力矩和预紧力的计算、拧紧力矩和预紧力的计算21TTT2)tan(21dFT20213031231dDdDFfTdFkdFdDdDdfddTt20213031232)tan(21克服螺纹副的摩擦力矩克服螺纹副的摩擦力矩螺母与支承面的摩擦力矩螺母与支承面的摩擦力矩拧紧力矩拧紧力矩20213031232)tan(21dDdDdfddktdFT2 . 0dTF2 . 0 当钢制螺纹当

13、钢制螺纹M10M68时，由螺纹几何关系和时，由螺纹几何关系和摩擦系数可得：摩擦系数可得：2 . 0tk故：故：拧紧力矩系数拧紧力矩系数4、装配时控制预紧力的方法、装配时控制预紧力的方法测力矩扳手测力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手5.4 螺纹连接的防松螺纹连接的防松一一 、摩擦防松、摩擦防松1 、双螺母、双螺母在螺母和螺栓之间形成内力，在螺母和螺栓之间形成内力，保证摩擦力。保证摩擦力。结构简单、使用方便。结构简单、使用方便。可靠性不高。可靠性不高。用于平稳、低速、重载。用于平稳、低速、重载。2 、弹簧垫圈、弹簧垫圈弹力保持一定压力弹力保持一定压力切口尖端逆向。切口尖端逆向。3 、锁紧螺母、锁紧螺母镶

14、嵌弹性环或尼龙圈镶嵌弹性环或尼龙圈挤入螺纹中椭圆口螺挤入螺纹中椭圆口螺母。母。二、二、 机械防松机械防松 1 、开口销与六角开槽螺母、开口销与六角开槽螺母2 、止动垫圈、止动垫圈止动垫圈止动垫圈3 、串联钢丝、串联钢丝三、三、 永久防松永久防松焊接焊接 冲点冲点 涂胶涂胶5.5 单个螺栓连接的强度计算单个螺栓连接的强度计算一一 、松螺栓连接松螺栓连接421dFMPa41Fd mm7 . 12 . 1s强度条件强度条件 或或许用应力许用应力MPa二二 、紧螺栓连接、紧螺栓连接1 、受横向载荷的紧螺栓连接受横向载荷的紧螺栓连接 （1） 普通螺栓连接普通螺栓连接靠接合面的摩擦力靠接合面的摩擦力传递外

15、力传递外力螺栓既受拉应力又螺栓既受拉应力又受扭剪应力受扭剪应力214dF12213122)tan(4162)tan(dddFddFWTt对于常用的对于常用的M10M68的普通螺栓的普通螺栓5 . 0拉应力拉应力剪应力剪应力螺栓的当量应力（第四强度理论）螺栓的当量应力（第四强度理论）3 . 1)5 . 0( 332222e螺栓的强度条件为：螺栓的强度条件为：3 . 1421dFeMPa3 . 141Fd校核公式：校核公式：设计公式：设计公式：说明：1.单线三角螺纹1.3，矩形螺纹1.2，梯形螺纹1.252、1.3（1.25、1.2）必须乘在拧紧时所产生的轴 向力上。3、 为减少螺栓上的载荷，可采

16、用套、键、销等 各种抗剪件来承受横向载荷。当所需预紧力很大时，为了减小螺栓尺寸，采用套当所需预紧力很大时，为了减小螺栓尺寸，采用套筒、键、销来承受横向载荷。筒、键、销来承受横向载荷。2 、受轴向工作载荷的紧螺栓连接受轴向工作载荷的紧螺栓连接汽缸盖的连接汽缸盖的连接（1 1） 受力分析受力分析( (见动画见动画) )螺栓受力螺栓受力被连接件受力被连接件受力FCCCFFmBB0FCCCFFmBm 螺栓的相对刚度螺栓的相对刚度剩余预紧力剩余预紧力0 F（2）静强度计算）静强度计算3 . 14210dF3 . 1401FdMPamm式中式中 紧螺栓连接的许用拉应力紧螺栓连接的许用拉应力校核公式：校核公

17、式：设计公式：设计公式：（3）疲劳强度计算）疲劳强度计算 对于受变载荷的对于受变载荷的螺栓连接，按静螺栓连接，按静强度设计尺寸后，强度设计尺寸后，还需进行疲劳强还需进行疲劳强度校核。度校核。疲劳强度条件为疲劳强度条件为amBBadFCCC221amaSKk1式中式中K有效应力集中系数有效应力集中系数mk螺纹制造工艺系数螺纹制造工艺系数 尺寸系数尺寸系数aS安全系数安全系数1螺栓材料的对称拉压疲劳极限螺栓材料的对称拉压疲劳极限210max4dF21min4dF受剪螺栓连接受剪螺栓连接-铰制孔螺栓连铰制孔螺栓连接接 螺栓杆的剪切强度条件为螺栓杆的剪切强度条件为:420mdFs螺栓与孔壁的挤压强度条

18、件为：螺栓与孔壁的挤压强度条件为：psphdFmin0MPaMPa0d螺栓抗剪面直径，螺栓抗剪面直径，mm式中式中m 螺栓抗剪面数目螺栓抗剪面数目minh螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度 mm，设计时应使设计时应使0min25. 1dh螺栓的许用剪切应力，螺栓的许用剪切应力，MPap 螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，MPa三、三、 螺栓连接的许用应力螺栓连接的许用应力螺栓许用剪应力及许用挤压应力螺栓许用剪应力及许用挤压应力5.6 螺栓组连接设计螺栓组连接设计一、螺栓组连接的结构设计一、螺栓组连接的结构设计1 、连接结合面的几何形状常设计成轴对

19、称的简单、连接结合面的几何形状常设计成轴对称的简单几何形状几何形状2、 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理螺栓的布置应使各螺栓的受力合理螺栓连接承受弯矩或扭矩时，应使螺栓的位置靠近接合面的边缘3 、螺栓的排列应有合理的间距、边距、螺栓的排列应有合理的间距、边距扳手空间扳手空间4、分布在同一圆周上的螺栓数目，应、分布在同一圆周上的螺栓数目，应 取取4, 6, 8等等偶数，以便钻孔时在圆周上分度和画线偶数，以便钻孔时在圆周上分度和画线5 、避免螺栓承受偏心载荷避免螺栓承受偏心载荷产生偏心载荷的原因产生偏心载荷的原因斜垫圈的应用斜垫圈的应用凸面和沉头座的应用凸面和沉头座的应用避免偏载的结构避免偏载的结构

20、二、二、 螺栓组连接的受力分析螺栓组连接的受力分析 1 、受轴向载荷、受轴向载荷Q的螺栓组连接的螺栓组连接zQF 设定有设定有z个螺栓个螺栓则：单个螺栓受外力则：单个螺栓受外力Q2 、受横向载荷、受横向载荷R的螺栓组连接、的螺栓组连接、（1） 普通螺栓连接普通螺栓连接RKmzFfffmzRKFf式中：式中： f 接合面间摩擦系数接合面间摩擦系数 m 接合面数接合面数 Kf 考虑摩擦系数不稳定及靠摩擦传力有时不考虑摩擦系数不稳定及靠摩擦传力有时不可靠而引入的可靠性系数可靠而引入的可靠性系数 一般一般Kf =1.11.3(2) 用绞制孔螺栓连接用绞制孔螺栓连接zRFRzFss螺栓受力：螺栓受力：剪

21、切力剪切力Fs3、受旋转力矩、受旋转力矩 T 的螺栓组连接的螺栓组连接(1) 采用普通螺栓连接时，靠预紧后在接合面上各采用普通螺栓连接时，靠预紧后在接合面上各螺栓处摩擦力对形心的力矩之和平衡外加力矩螺栓处摩擦力对形心的力矩之和平衡外加力矩T。式中式中: r1 、r2、. rz 各螺栓中心至螺栓各螺栓中心至螺栓 组形组形 心心O的距离的距离 Kf 可靠性系数可靠性系数 f 接合面间摩擦系数接合面间摩擦系数ziifzffzrfTKrrrfTKFTKrFfrFfrFf1)2121.(.（2）采用绞制孔用螺栓连接时，忽略接合面上的摩）采用绞制孔用螺栓连接时，忽略接合面上的摩擦力，外加力矩擦力，外加力矩

22、T靠螺栓所受剪力对底板旋转中心靠螺栓所受剪力对底板旋转中心的力矩之和来平衡。的力矩之和来平衡。ziizssssszszszsszszssrTrrrrTrFFFFFTrrrrFrFrFrFTrFrFrF12max2222118541max222211122112211.).(.4、 受倾覆力矩受倾覆力矩M的螺栓组连接的螺栓组连接ziizzzzzLMLFLLLMLFFLFLFLFMLFLFLF12maxmax22221110122112211. 受倾覆力矩的螺栓组连接除要求螺栓强度足够受倾覆力矩的螺栓组连接除要求螺栓强度足够外，还应保证接合面既不出缝隙也不被压馈。外，还应保证接合面既不出缝隙也不被

23、压馈。接合面右端应满足：接合面右端应满足：ppppppWMAFzmaxmaxmaxMPaMPa （5-39）左端应满足：左端应满足：00minmaxminWMAFzppppMPaMPa （5-41）由式由式5-39，5-41求得预紧力求得预紧力F，并取两者较大值并取两者较大值,和和工作拉力工作拉力Fmax求得作用在螺栓上的总拉力求得作用在螺栓上的总拉力F0后，再后，再求出所需螺栓直径。求出所需螺栓直径。200O200Q2001234例1ONQ20000FF6 . 0 F吊环受拉力尺寸如图。设剩余预紧力为螺栓所受的轴向工作载荷。0F MPa180求螺栓所受的总拉力并计算确定螺栓直径(螺栓材料的许

24、用拉伸应力)；mmd376. 8115. 0f2 . 1sKMPas360 3SmaxR一牵曳钩用2个M10()的普通螺栓固定于机体上，可靠性系数，螺栓材料强度级别为6.6级，屈服极限，许用安全系数试计算螺栓组连接允许的最大牵引力例2如图所示。已知结合面间摩擦系数牵引力RNR5000NQ1600025. 0mbbCCC15. 0f2 . 1sKMPas640min 2S1d一支架与机座用4个普通螺栓连接，所受外载荷分别为横向载荷，轴向载荷，已知螺栓的相对刚度结合面间摩擦系数，可靠性系数，最小屈服极限，许用安全系数试计算该螺栓小径的计算值。例3，螺栓材料强度级别为8.8级RRNQF4000416

25、0004计算螺栓的轴向工作载荷解：F FRKfFS 4（2)计算螺栓的预紧力由于有轴向载荷的作用，接合面间的压紧力为剩余预紧力，故有FCCCFFmbb1 联立解上述两式，则得NFCCCfRKFmbb 0115. 0450002 . 1141dMPas640min 2S MPaSs3202640min140001000130000FCCCFFmbb mmFd510. 8320140003 . 143 . 14012.计算螺栓的小径计算螺栓的小径螺栓材料的机械性能级别为8.8级，其最小屈服极限安全系数故其许用拉伸应力而 所以 mmD400mmD500012. 0f2 .

26、1sKNQ50000 MPa100 起重卷筒与大齿轮用8个普通螺栓连接在一起，已知卷筒直径，螺栓分布圆直径，接合面间摩擦系数，可靠性系数，起重钢索拉力螺栓材料的许用拉伸应力试设计该螺栓组的螺栓直径例40D0DQTmmNDQT71024005000021.计算旋转力矩FTKDzfFS2002zfDTKFS2.计算螺栓所需要的预紧力由 得mmNF50005002 . 08102 . 127 13 . 14Fd mmFd768.2810050003 . 143 . 1413.确定螺栓直径例5210500100100210210280OOKNP618030420 MPaP60 3Sf2 . 1fK2

27、. 0mbbcccKNP6有一轴承托架用4个普通螺栓固联于钢立柱上，托架材料，螺栓材料强度级别为6.6级，结合面间摩擦系数=0.15，螺栓相对刚度，载荷设计此螺栓组连接。为HT150，许用挤压应力许用安全系数可靠性系数PPxPyNPPy519630cos600030cosNPPx300030sin600030sinmmNPPMyx610722. 2420519618030004201801.螺栓组受力分析载荷P可分解为：横向载荷：(铅垂向下)(水平向右)轴向载荷：倾覆力矩：确定受力最大螺栓的横向工作载荷。首先确定在轴向载荷作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷NPFxP750430004MNLML

28、FiLM3240210421010722. 226412maxNFFFMP39903240750然后确定在倾覆力矩的作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷为显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为(2)确定螺栓的预紧力F预紧力的大小应能保证接合面在横向载荷的作用下不产生相对滑动预紧力使接合面产生正压力，而轴向载荷使正压力减小托架不下滑的条件式为：ysPKfF 4PmbbmFCCCFFFF)1 ( ySPmbbPKFCCCFf 14PmbbySFCCCfPKF14而 所以 NF109927502 . 0115. 0451962 . 1F011minWMCCCAPCCCAzFmbbxmbbp 由接合面

29、不分离条件计算预紧力 NF7 .40866160010618. 910722. 230002 . 014166 pmbbxmbbpWMCCCAPCCCAzF11max 由托架下部不被压溃条件计算预紧力(钢立柱抗挤压强度高于铸铁托架)由 AWMPCCCAzFxmbbp11 p pNF3 .9211136160010618. 910722. 230002 . 01616006066式中 托架材料的许用挤压应力，=60MPa。综合以上三方面计算，取NF11000 0FNFCCCFFmbb1179839902 . 01100002.计算螺栓的总拉力3.确定螺栓直径 013 . 14Fdmmd757.1

30、2120117983 . 141查GB1961981，取M16（mmmmd757.12835.131）强度级别为6.6级，得 3360SMPaS，所以 MPaSS1203360知识点1.对普通螺栓连接可按轴向或（和）倾覆力矩确定螺栓的工作拉力； 按横向载荷或(和）转矩确定连接所需的预紧力，然后求出螺栓 的总拉力。还需校核接合面的挤压应力。2.对铰制孔用螺栓则按横向载荷或（和）转矩计算螺栓的工作剪力 求得受力最大的螺栓及其所受的剪力后，再进行单个螺栓连接的 强度计算。3.对有紧密性要求的螺栓组连接，其预紧力可能有保证紧密性 的条件确定。5.7 提高螺栓连接强度的措施提高螺栓连接强度的措施一一 、

31、改善螺纹牙上载荷的分配、改善螺纹牙上载荷的分配均载螺母均载螺母1设计时尽可能使螺母也受拉，以便使螺母和螺杆的变形相一致。均载螺母均载螺母2钢丝螺套钢丝螺套二、提高疲劳强度二、提高疲劳强度1 减小应力幅减小应力幅减小螺栓刚度减小螺栓刚度螺母下加弹性元件、中空螺杆、减小螺杆直径螺母下加弹性元件、中空螺杆、减小螺杆直径增大被连接件刚度增大被连接件刚度去掉弹性密封垫、加密封环去掉弹性密封垫、加密封环2 减小应力集中减小应力集中5.8 螺旋传动螺旋传动一一 、螺旋传动的类型和应用、螺旋传动的类型和应用螺旋传动按其类型可分为：螺旋传动按其类型可分为： 调整螺旋：调整螺旋：如机床进给的微调螺旋如机床进给的微

32、调螺旋 传力螺旋：传力螺旋：如千斤顶如千斤顶 传动螺旋：传动螺旋：如机床丝杠如机床丝杠螺旋传动按其螺纹间摩擦性质的不同螺旋传动按其螺纹间摩擦性质的不同,可分为可分为: 滑动螺旋：滑动螺旋：滑动摩擦，结构简单，加工方便，滑动摩擦，结构简单，加工方便，应用最广。应用最广。 滚动螺旋：滚动螺旋：滚动摩擦滚动摩擦 静压螺旋：静压螺旋：液体摩擦液体摩擦滑动螺旋牙形：滑动螺旋牙形：多用梯形螺纹多用梯形螺纹,重载起重螺旋也有用锯齿形螺纹重载起重螺旋也有用锯齿形螺纹, 对对效率要求高时可用矩形螺纹。效率要求高时可用矩形螺纹。滚珠丝杠滚珠丝杠螺旋传动的应用螺旋传动的应用螺旋千斤顶螺旋千斤顶螺旋传动的应用螺旋传动

33、的应用螺旋受力：螺旋受力：滑动螺旋工作时，螺杆承受轴向载荷和转矩；螺滑动螺旋工作时，螺杆承受轴向载荷和转矩；螺杆和螺母的螺纹牙承受挤压、弯曲和剪切。杆和螺母的螺纹牙承受挤压、弯曲和剪切。滑动螺旋的失效形式有：滑动螺旋的失效形式有：螺纹磨损，螺纹磨损，螺杆断裂，螺杆断裂，螺纹牙根剪断和弯断，螺纹牙根剪断和弯断，受压螺杆很长时还可能失稳。受压螺杆很长时还可能失稳。二二 、滑动螺旋的失效形式和材料、滑动螺旋的失效形式和材料螺杆的材料：螺杆的材料：要求有足够的强度，常用要求有足够的强度，常用35、45号钢号钢;需经热处理以达需经热处理以达到高硬度的重要螺杆，则常用合金钢，如到高硬度的重要螺杆，则常用合

34、金钢，如65Mn、40Cr、T12、20CrMnTi等。等。螺母材料：螺母材料：除要有足够的强度外，还要求在与螺杆配合时摩擦系除要有足够的强度外，还要求在与螺杆配合时摩擦系数小和耐磨。数小和耐磨。常用材料有铸造青铜，如常用材料有铸造青铜，如ZCuSn10Pb1, ZCuSn5Pb5Zn5螺母材料选用：螺母材料选用：重载低速使用强度较高的铸造青铜重载低速使用强度较高的铸造青铜ZCuAl10Fe3或铸造黄或铸造黄铜铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3 。低速不重要的螺旋传动也可用耐磨铸铁或灰铸铁。低速不重要的螺旋传动也可用耐磨铸铁或灰铸铁。三、滑动螺旋的设计计算三、滑动螺旋的设计计算1 、耐磨性计算

35、、耐磨性计算 耐磨性计算主要是限制螺耐磨性计算主要是限制螺纹工作表面的压强，以防止纹工作表面的压强，以防止过度磨损。过度磨损。假想螺纹牙可以展成一长条，设螺旋的轴向载荷为假想螺纹牙可以展成一长条，设螺旋的轴向载荷为F，螺母旋合高度为螺母旋合高度为H、螺距为螺距为p，螺纹旋合圈数为螺纹旋合圈数为Z=H/p、螺纹工作高度为螺纹工作高度为h、承压面积为承压面积为A，螺纹工作面上的压螺纹工作面上的压强为强为 ps。则螺纹的耐磨性条件为：则螺纹的耐磨性条件为：22phHdFphZdFAFpsMPa若按耐磨性条件设计螺纹中若按耐磨性条件设计螺纹中径径d2时，可引用系数时，可引用系数2dH以消去以消去H2phFpdmm对于矩形和梯形螺纹，对于矩形和梯形螺纹，h=0.5p, 则则8 . 02pFd对于锯齿形螺纹，对于锯齿形螺纹，h=0.75p, 则则65. 02pFd系数系数 的值：的值：可根据螺母结构选定，可根据螺母结构选定，整体式螺母，磨损后间隙不能调整，取整体式螺母，磨损