哈工大第十章联接

1、第十章第十章 螺纹连接与螺旋传动螺纹连接与螺旋传动引言 由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件需要彼此联接。多零件需要彼此联接。 机械零件之间的联接分为：机械零件之间的联接分为：被联接件之间相互完全固定。被联接件之间相互完全固定。被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。静联接：静联接：动联接：动联接：本课程介绍的联接主要是静联接。本课程介绍的联接主要是静联接。联接的类型：联接的类型：螺纹联接螺纹联接键联接、花键联接、销联接键联接、花键联接、销联接弹性环联接等弹性环联

2、接等铆接铆接焊接焊接粘接粘接联接联接可拆联接可拆联接不可拆联接不可拆联接过盈联接过盈联接（介于两者之间）10.1 10.1 螺螺 纹纹 10.1.1 10.1.1 螺纹的分类螺纹的分类一、螺纹的形成、旋向及线数螺纹形成螺纹形成加工方法：车制内外螺纹；加工方法：车制内外螺纹；直径小用碾压法；内螺纹先用钻头钻出光孔，然后丝锥攻螺纹直径小用碾压法；内螺纹先用钻头钻出光孔，然后丝锥攻螺纹螺旋线螺旋线一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等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。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，运动时保持该图形通一平面图

3、形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。过圆柱体的轴线，就得到螺纹。螺纹螺纹d2螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。 按螺旋线的旋向按螺旋线的旋向：左旋螺纹, 右旋螺纹； 按螺旋线的数目按螺旋线的数目：单线螺纹、多线螺纹。 螺纹的旋向与线数螺纹的旋向与线数 二、二、 螺纹的分类螺纹的分类1 1、按螺纹的牙齿形状：、按螺纹的牙齿形状：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、 锯齿形螺纹和管螺纹。2 2、按用途分、按用途分连接螺纹 传动螺纹3 3、按母体形状分、按母体形状分圆柱螺纹 圆锥螺纹10.1.2螺纹的主要几何参数10.1

4、.2 螺纹的主要几何参数螺纹的主要几何参数一、螺纹的主要参数一、螺纹的主要参数大径大径d d 是螺纹的公称直径。是螺纹的公称直径。小径小径d d1 1常用于强度计算。常用于强度计算。中径中径d d2 2常用于几何计算。常用于几何计算。螺距螺距P P 相邻两螺纹牙上对应点相邻两螺纹牙上对应点 间的轴向距离。间的轴向距离。导程导程 S 沿螺纹上同一条螺旋线沿螺纹上同一条螺旋线 转一周所移动的轴向距离，转一周所移动的轴向距离，S = nP。线数线数 n 螺纹的螺旋线数目。螺纹的螺旋线数目。牙型角牙型角a a在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。牙型斜角牙型斜角在轴向

5、截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂在轴向截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂 线之间的夹角。线之间的夹角。22tanSnpdd螺纹升角螺纹升角 螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。22tandnPdS22tanSnpdd10.1.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁螺纹副的受力分析、效率和自锁拧紧螺母受力图拧紧螺母受力图松退螺母受力图松退螺母受力图10.1.3 10.1.3 螺纹副的受力分析、效率和自锁螺纹副的受力分析、效率和自锁 螺纹副的受力螺纹副的受力 拧紧时：tantvFF21tan2vdTF松脱时：tantvFF21tan2vdTFta

6、ntanv 螺纹副的效率螺纹副的效率 拧紧时：松脱时：tan()tanv自锁条件自锁条件：varctan(/cos)vf其中：其中：螺纹副效率与升角的关系螺纹副效率与升角的关系10.1.4 10.1.4 常用螺纹的特点和应用常用螺纹的特点和应用特点特点：螺纹的牙型角 a a=2=2 =60=60 , ,螺纹牙根部的强度较高，当量摩擦角 大，自锁性能好，用于联接用于联接。按螺距的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹。1 1、三角形螺纹、三角形螺纹( (代号：代号：M GB192-81)M GB192-81) 细牙螺纹与粗牙螺纹的比较细牙螺纹与粗牙螺纹的比较粗牙：粗牙：常用连接牙形。细牙细牙：用于薄壁零件的

7、连接、受动载荷零件的连接及微调装置的调节螺纹。优点：升角小，小径大，自锁性能更好，强度高。缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。细牙细牙细牙细牙粗牙粗牙 特点：特点： 牙形角=0，其传动效率高，多用于传动。但对中性差，牙根强度低，螺纹牙磨损后间隙难以补偿。使传动精度降低，故已被梯形螺纹所代替。 2 2、矩形螺纹、矩形螺纹3 3、 梯形螺纹梯形螺纹 (代号：代号：Tr GB192-81)特点： a=2=30。比矩形螺纹效率略低，但工艺性好牙根强度高、对中性好。在螺旋传动中有广泛应用。4 4 、锯齿形螺纹、锯齿形螺纹 (代号：代号：S JB 923-66)特点：特点：工作边牙侧角 = 3，非工作边

8、牙侧角 = 30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,但只能用于单向传动。(5) 圆柱管螺纹 特点：用于管件连接的，三角螺纹,a=55，拧紧后 无径向间隙，密封好（6）圆锥螺纹特点：三角螺纹,密封好，拧紧后无间隙，用于高温高压密封管路连接。 a=55，1：16锥管 普通螺栓连接普通螺栓连接 铰制孔螺栓连接铰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。铰制孔螺栓连接铰制孔螺栓连接螺杆与孔用过渡配合，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。1、 螺栓连接螺栓连

9、接 10.2 10.2 螺纹联接的基本类型和标准螺纹联接件螺纹联接的基本类型和标准螺纹联接件特点特点：被连接件不宜做被连接件不宜做成通孔。成通孔。不宜经常拆卸。不宜经常拆卸。拧入深度拧入深度：铜或青铜：铜或青铜：H=d铸铸 铁：铁：H=1.251.5d铝铝 合合 金：金： H=1. 52.5d2、 螺钉连接螺钉连接拧入深度拧入深度钻孔深度特点：特点：被连接件不宜被连接件不宜做成通孔又需要经常做成通孔又需要经常拆卸或用螺钉无法安拆卸或用螺钉无法安装。装。拧入深度：拧入深度：铜或青铜：铜或青铜：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

10、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旋入被连接件的螺纹孔中，顶住另一纹孔中，顶住另一被连接件的表面或被连接件的表面或凹坑。凹坑。固定两个零件或传固定两个零件或传递不大的力矩。递不大的力矩。5 5、其它特殊结构的螺纹连接、其它特殊结构的螺纹连接地脚螺栓地脚螺栓吊环螺钉吊环螺钉T T型槽螺栓型槽螺栓二二 、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螺柱各种螺钉各种螺钉各种螺钉各种螺钉紧定螺钉的紧定螺钉的头部和末端头部和末端各种螺母各种螺母与垫片与垫片10.3 10.3 螺纹连接的预紧和防松螺纹连接的预紧和防松10.3.1 10.3.1 螺纹连接的预紧螺纹连接的

11、预紧 预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧力预紧力FF的作用，以防止联接受载后被联接的作用，以防止联接受载后被联接件之间出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松。件之间出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松。预紧力过大预紧力过大会使整个联接的结构尺寸增会使整个联接的结构尺寸增 大；也会使联接螺栓在装配时因过载而断裂。大；也会使联接螺栓在装配时因过载而断裂。预紧力不足预紧力不足则又可能导致联接失效。则又可能导致联接失效。 重要的螺栓联接应控制预紧力重要的螺栓联接应控制预紧力 预紧的目的预紧的目的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

12、手定力矩扳手 拧紧螺母时的力矩和预紧力拧紧螺母时的力矩和预紧力拧紧螺母时，要克服螺纹副拧紧螺母时，要克服螺纹副的摩擦力矩的摩擦力矩T1T1和螺母与支持和螺母与支持面间的摩擦力矩面间的摩擦力矩T2T2，因此拧，因此拧紧力矩紧力矩 T=T1+T2T=T1+T2式中式中f f为螺母与被联接件支承为螺母与被联接件支承表面间的摩擦系数。表面间的摩擦系数。2)(21dtgFTv对于对于M10-M68M10-M68粗牙三角螺纹有：粗牙三角螺纹有：T0.2FdT0.2Fd20213031231dDdDFfTdFdDdDdftgddTv20213031232)(2120213031232)(21dDdDdftg

13、ddTvT拧紧力矩系数拧紧力矩系数 10.3.2 10.3.2 螺纹联接的防松螺纹联接的防松1 1、摩擦防松、摩擦防松1) 双螺母防松2) 2) 弹簧垫圈防松弹簧垫圈防松 3) 3) 锁紧螺母防松锁紧螺母防松尼龙圈锁紧螺母尼龙圈锁紧螺母2 2、机械防松、机械防松 1) 1) 开口销与六角开槽螺母防松开口销与六角开槽螺母防松 2) 2) 止动垫圈防松止动垫圈防松圆螺母用带翅垫片圆螺母用带翅垫片3）圆螺母翅型垫片防松）圆螺母翅型垫片防松4) 4) 串联钢丝防松串联钢丝防松3 3、破坏螺纹副关系防松、破坏螺纹副关系防松10.4 10.4 螺栓连接的强度计算螺栓连接的强度计算普通螺栓设计准则：保证螺栓

14、的拉伸强度普通螺栓设计准则：保证螺栓的拉伸强度铰制孔螺栓设计准则：保证螺栓的拉伸强度、铰制孔螺栓设计准则：保证螺栓的拉伸强度、剪切强度和挤压强度剪切强度和挤压强度螺栓连接的强度计算，对于螺钉等其他螺纹螺栓连接的强度计算，对于螺钉等其他螺纹连接方式也同样适用连接方式也同样适用 螺栓一般成组使用，设计或者选择原则：螺栓一般成组使用，设计或者选择原则： 1、将螺栓组受力分配到单个螺栓上、将螺栓组受力分配到单个螺栓上 2、找出螺栓组中受力最大的螺栓、找出螺栓组中受力最大的螺栓 3、按照单个螺栓失效进行强度计算、按照单个螺栓失效进行强度计算 所以，先从单个螺栓强度计算开始所以，先从单个螺栓强度计算开始计

15、算内容 根据强度条件确定螺栓直径， 选取合理的参数失效形式： 受拉螺栓，螺杆的疲劳断裂、塑性变形，位置 受剪螺栓，螺杆被剪断，螺杆和孔壁的贴合面被压溃单个螺栓连接的强度计算65%20%15%10.4.1 10.4.1 普通螺栓连接的强度计算普通螺栓连接的强度计算 1 1 、松螺栓连接、松螺栓连接MPa 或mm 214dF Fd41式中式中： d1螺纹小径螺纹小径 mmmm F螺纹承受的轴向工作载荷螺纹承受的轴向工作载荷 N N 螺纹材料的许用应力螺纹材料的许用应力 MPaMPa松螺栓连接的设计计算松螺栓连接的设计计算2 2 、紧螺栓连接、紧螺栓连接 a. 普通螺栓联接1)1)只受预紧力只受预紧

16、力 作用的紧螺栓连接作用的紧螺栓连接FRKmFzfszfmRkFs/式中：式中： f f 接合面摩擦系数接合面摩擦系数 m m 接合面数接合面数 z z 螺栓数目螺栓数目 k ks s 可靠性系数可靠性系数靠摩擦力传递横向载荷的紧螺栓连接靠摩擦力传递横向载荷的紧螺栓连接00/22/zfDTkFTkDFzfss 靠摩擦力传递转矩的紧螺栓连接靠摩擦力传递转矩的紧螺栓连接 213 . 143 . 1dFe螺栓的危险截面处于拉伸和扭转的复合应力螺栓的危险截面处于拉伸和扭转的复合应力状态，而螺栓通常是塑性的，因此按第四强状态，而螺栓通常是塑性的，因此按第四强度理论，螺栓联接的强度条件为：度理论，螺栓联接

17、的强度条件为：322e 对于对于M10M10M68M68的普通螺纹钢制螺栓，可取的普通螺纹钢制螺栓，可取5 . 0/3 . 141Fd或或式中：式中： 预紧力 N d1 螺纹小径 mm 螺纹材料的许用应力 MPa F上式说明紧螺栓连接可按纯拉伸强度计算，但需上式说明紧螺栓连接可按纯拉伸强度计算，但需将拉伸应力增大将拉伸应力增大30%30%，以考虑扭剪应力的影响。，以考虑扭剪应力的影响。2 2 ）受预紧力）受预紧力 及受轴向工作及受轴向工作设设: :缸内总压力为缸内总压力为Q Q，螺栓数为螺栓数为z z，则每个，则每个螺栓所受的工作载荷螺栓所受的工作载荷为：为：zQF F载荷载荷F F 作用的紧

18、螺栓联接作用的紧螺栓联接在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受的总拉伸载荷的总拉伸载荷FFF0图图a a）联接还没有拧紧）联接还没有拧紧时的情况时的情况图图b) b) 联接拧紧后螺栓联接拧紧后螺栓受到预紧力受到预紧力 而伸长而伸长了了 ，被联接件受到，被联接件受到预紧力预紧力 而缩短了而缩短了图图c) c) 在联接承受轴向在联接承受轴向载荷载荷F F时，螺栓的伸长时，螺栓的伸长量增了量增了 被连接件的被连接件的变形量减少了变形量减少了FbFmbbm m根据变形协调条件：根据变形协调条件：bFFFFFF 00设：螺栓的刚度为设：螺栓的刚度为C Cb

19、b, ,被被联接件的刚度为联接件的刚度为C Cm m。因为。因为所以所以FFFCFCFmbmmbb /()bbbmFF CCC0 /()bbmFFF CCC 式中式中 称为相对刚度系数，它与称为相对刚度系数，它与螺栓和被联接件的材料、结构、尺寸以及工螺栓和被联接件的材料、结构、尺寸以及工作载荷作用位置、垫片等因素有关。作载荷作用位置、垫片等因素有关。)/(mbbCCC 相对刚度系数查表得到。相对刚度系数查表得到。为保证被联接件的接合面不出现缝隙，为保证被联接件的接合面不出现缝隙， 的值查的值查p181p181。0F F螺栓的相对刚度螺栓的相对刚度剩余预紧力剩余预紧力FF2 . 0 强度条件式：

20、强度条件式： 或或：/3 . 14210dFe/3 . 1401Fd 式中：式中：F F0 0螺栓的总拉力螺栓的总拉力 N N d d1 1螺栓的小径螺栓的小径 mmmm 螺栓材料的许用应力螺栓材料的许用应力 MPaMPa10.4.2 10.4.2 铰制孔螺栓联接的强度计算铰制孔螺栓联接的强度计算强度条件：强度条件：/4min2psspsshdFdF式中：式中： F Fs s单个螺栓所受的横向载荷单个螺栓所受的横向载荷 N N d ds s螺栓剪切面直径螺栓剪切面直径 mmmm h hminmin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 mmmm 螺栓材料的许用剪切应力螺栓材料

21、的许用剪切应力 MPaMPa p p 螺栓和孔壁材料中弱者的许用挤压应力螺栓和孔壁材料中弱者的许用挤压应力 MPaMPa10.4.3 10.4.3 螺栓连接件的材料和许用应力螺栓连接件的材料和许用应力 1 1、螺纹连接件的材料、螺纹连接件的材料 常用材料：常用材料： 低碳钢，中碳钢，如：低碳钢，中碳钢，如：Q215Q215、Q235Q235、1010、3535和和4545号钢号钢 重要和特殊用途的螺纹联接件可采用合金钢，如重要和特殊用途的螺纹联接件可采用合金钢，如15Cr15Cr、 40Cr40Cr、30CrMnSi30CrMnSi。 2 2、 螺纹连接件的许用应力可由螺纹连接件的许用应力可由

22、p182p182表中查得表中查得。一、一、 改善螺纹牙间的载荷分布改善螺纹牙间的载荷分布10.4.4 10.4.4 提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施 均载螺母实例均载螺母实例二、降低螺栓所受的总拉力二、降低螺栓所受的总拉力F F0 0 当和一定时，越小，则螺栓所受到当和一定时，越小，则螺栓所受到的总拉力就越小。的总拉力就越小。FF/()bbmCCC0F减小螺栓刚度的结构减小螺栓刚度的结构 用用O O形密封圈密封形密封圈密封降低螺栓刚度有利于减少螺栓所受的总拉力降低螺栓刚度有利于减少螺栓所受的总拉力三、避免或减小附加应力三、避免或减小附加应力 四、四、 减少应力集中减少应力集中10.

23、5 10.5 螺栓组连接的结构设计螺栓组连接的结构设计10.5.1 10.5.1 连接接合面的设计连接接合面的设计 1 1、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 （1 1）对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心）对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和连接接合面的形心重合。和连接接合面的形心重合。 （2 2）对于铰制孔螺栓连接的受剪螺栓，在）对于铰制孔螺栓连接的受剪螺栓，在平行于工作载荷方向上成排布置的螺栓数平行于工作载荷方向上成排布置的螺栓数目不应超过目不应超过 8 8 个，以免载荷分布不均。个，以免载荷分布不均。 10.5.2 10.5.2 螺栓的数目及布置螺栓的数目及布置（

24、3 3）对于受弯矩或转矩的螺栓连接，应使螺）对于受弯矩或转矩的螺栓连接，应使螺栓尽量布置在靠近连接接合面的边缘上，以减栓尽量布置在靠近连接接合面的边缘上，以减少螺栓的受力少螺栓的受力。2 2、螺栓的布置应有合理的间距和边距，以保、螺栓的布置应有合理的间距和边距，以保证连接的紧密性和装配时扳手所需活动空间。证连接的紧密性和装配时扳手所需活动空间。3 3 、螺栓的数目及布置应便于螺栓孔的加工、螺栓的数目及布置应便于螺栓孔的加工 分布在同一圆周上的螺栓数目，应取分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成成4,6,84,6,8等偶数，以便于在圆周上钻孔时等偶数，以便于在圆周上钻孔时的分度和划线。的分度和划线。

25、10.5.3 10.5.3 采用减载装置，减少螺栓的受力采用减载装置，减少螺栓的受力10.6 螺 旋 传 动 10.6.1 10.6.1 概概 述述 螺旋传动的特点：螺旋传动的特点： 螺旋传动主要是变回转运动为直线运动螺旋传动主要是变回转运动为直线运动。分分 类类按其用途可分为三类按其用途可分为三类 (1)(1)传力螺旋：传力螺旋： 以传递动力以传递动力为主。如千斤为主。如千斤顶、起重器、顶、起重器、压力机等。压力机等。 螺旋千斤顶 以传递运以传递运动为主，要动为主，要求有较高的求有较高的运动精度运动精度。(2) 、传导螺旋(3) (3) 调整螺旋调整螺旋用于调整固用于调整固定零件间的定零件间

26、的相对位置。相对位置。这种螺旋不这种螺旋不经常转动，经常转动，一般在空载一般在空载下调整。下调整。按螺纹副中摩擦性质的不同分类按螺纹副中摩擦性质的不同分类特点：特点： 摩擦阻力大、传动摩擦阻力大、传动效率低、磨损快、运效率低、磨损快、运动精度低。但结构简动精度低。但结构简单、制造方便、易于单、制造方便、易于自锁，应用广。自锁，应用广。（1）滑动螺旋（2 2）滚动螺旋）滚动螺旋 特点：特点： 摩擦阻力小、传动摩擦阻力小、传动效率高、传动平稳、效率高、传动平稳、运动精度高，使用寿运动精度高，使用寿命长，但结构复杂、命长，但结构复杂、制造困难、成本较高制造困难、成本较高。滚珠螺旋传动滚珠螺旋传动 特

27、点：特点： 传动效率最高、工作平稳、使用寿命长，但传动效率最高、工作平稳、使用寿命长，但结构复杂，制造精度要求高，需附加一套供油系结构复杂，制造精度要求高，需附加一套供油系统。用于高精度、高效率的重要传动统。用于高精度、高效率的重要传动。（3）静压螺旋 滑动螺旋传动的结构和材料滑动螺旋传动的结构和材料1 1 、滑动螺旋传动的结构、滑动螺旋传动的结构 螺杆螺杆： 当螺杆短而粗且垂直分当螺杆短而粗且垂直分布时（如：起重的传力螺布时（如：起重的传力螺旋），可以利用螺母本身旋），可以利用螺母本身作为支撑。而当螺杆细而作为支撑。而当螺杆细而长且水平布置时（如：机长且水平布置时（如：机床的丝杠），应在螺杆

28、的床的丝杠），应在螺杆的两端或中间附加支撑。两端或中间附加支撑。 螺母螺母（整体式、剖分式、组合式）（整体式、剖分式、组合式） 剖分式螺母剖分式螺母组合式螺母组合式螺母n 滑动螺旋传动多采用梯形或锯齿形螺滑动螺旋传动多采用梯形或锯齿形螺 纹，且常用右旋螺纹。纹，且常用右旋螺纹。n 传力和调整螺纹要求自锁时，应采用传力和调整螺纹要求自锁时，应采用 单线螺纹。单线螺纹。n 传导螺旋可采用多线螺纹传导螺旋可采用多线螺纹。 螺纹牙形与线数的选择n 螺杆和螺母的材料除要求有足够的强度、耐磨性，螺杆和螺母的材料除要求有足够的强度、耐磨性， 还要求两者配合时摩擦系数小还要求两者配合时摩擦系数小。n 1 1、

29、一般螺杆可选用、一般螺杆可选用Q275Q275、4545、5050号钢号钢; ; ( (需经热处理以达到高硬度的重要螺杆，则常用合金钢，如需经热处理以达到高硬度的重要螺杆，则常用合金钢，如 T12T12、40Cr40Cr、65Mn65Mn钢等钢等) )n 2 2、常用螺母材料有铸造锡青铜、常用螺母材料有铸造锡青铜ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1和和 ZCuSn5Pb5Zn5ZCuSn5Pb5Zn5 ( (重载低速时可选用铸造铝青铜重载低速时可选用铸造铝青铜ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1和和ZCuSn5Pb5Zn5)ZCuSn5Pb5Zn5)n 低速轻载，特别是不经常运转时，可

30、选用耐磨铸铁低速轻载，特别是不经常运转时，可选用耐磨铸铁. .2 2、螺杆和螺母的材料、螺杆和螺母的材料螺旋传动的主要失效形式：螺旋传动的主要失效形式：螺纹牙磨损、螺纹牙塑性变形和断裂、螺杆的塑性变形和断裂、螺杆失稳等。主要设计主要设计：螺杆的直径和螺母的高度10.6.3 10.6.3 滑动螺旋传动的设计计算滑动螺旋传动的设计计算螺旋传动的设计准则螺旋传动的设计准则 1 1、先根据耐磨性条件确定螺杆的直径和螺、先根据耐磨性条件确定螺杆的直径和螺母的高度，再校核其它条件；母的高度，再校核其它条件； 2 2 、对传力较大的传力螺旋，应按螺杆和、对传力较大的传力螺旋，应按螺杆和螺纹牙的强度设计，按耐

31、磨性校核螺母的螺纹牙的强度设计，按耐磨性校核螺母的高度；高度； 3 3、对有自锁要求的，应校核其自锁条件；、对有自锁要求的，应校核其自锁条件； 4 4、对长径比比较大的受压螺杆，校核其稳、对长径比比较大的受压螺杆，校核其稳定性。定性。ssphHdQphzdQp22n 耐磨性计算主要是限制螺耐磨性计算主要是限制螺 纹接触处的压强纹接触处的压强p ps sn 设轴向载荷设轴向载荷Q Q均匀分布在均匀分布在螺母的螺母的z z圈螺纹上，则耐磨圈螺纹上，则耐磨条件式：条件式：一、一、 耐磨性计算耐磨性计算2dH对于梯形螺纹，对于梯形螺纹，h h=0.5=0.5p p , ,则则：对于锯齿形螺纹，对于锯齿

32、形螺纹，h=0.75p, 则：则：设：设： 代入上式得：代入上式得：sphQpd2spQd8 . 02spQd65. 02值由值由p185p185查表获得。查表获得。按按d d2 2和和 查国标，选取相应的查国标，选取相应的d d和和p p。210dp二、二、 螺杆的强度较核螺杆的强度较核 螺杆受轴向力螺杆受轴向力Q Q和摩擦和摩擦 力矩力矩T T1 1的联合作用，在危的联合作用，在危险截面，按第四强度理论险截面，按第四强度理论得强度条件为：得强度条件为： 22221231134316eTQdd三、螺纹牙强度的校核三、螺纹牙强度的校核防止沿螺母螺纹牙防止沿螺母螺纹牙根部剪断和弯断的根部剪断和弯

33、断的校核式为：校核式为： 2/6bdzQlbzdQb 四、自锁条件校核arctancosfff 螺杆的临界压力螺杆的临界压力Q Qc c的值与螺杆的柔度有关的值与螺杆的柔度有关il五、螺杆的稳定性校核五、螺杆的稳定性校核 式中：式中：Q 螺杆受到的最大轴向力； Qc 螺杆的临界压力。稳定性条件：稳定性条件：/2.5 4cQQ -螺杆长度系数螺杆长度系数 , ,与螺杆端部结构有关与螺杆端部结构有关一端固定、一端自由一端固定、一端自由( (如起重器如起重器) )，取，取=2 =2 一端固定、一端铰支一端固定、一端铰支( (如压力机如压力机) )，取，取=0=0. .7 7 两端铰支两端铰支( (如

34、传导如传导螺杆螺杆), ), 取取=1 =1 i-i-螺杆危险截面的惯性半径，若螺杆危险截面的惯性半径，若 则：则： 221,4mmdAmmdAIi,41(1)当 100 时：式中式中: : E E-螺杆材料的弹性模量；螺杆材料的弹性模量； I I-螺杆危险截面的轴惯性矩螺杆危险截面的轴惯性矩： -螺杆的最大工作长度螺杆的最大工作长度, mm, mm22)/( lEIQc441,64mmdIl( (2)2)、当、当100 100 时：时： 对于对于B B380MPa380MPa的碳素钢取：的碳素钢取： 对于对于B B480MPa480MPa的优质碳素钢的优质碳素钢( (如如3535，4040钢

35、钢) )取：取：(3)(3)、对于、对于 4040的螺杆，不用稳定性校核。的螺杆，不用稳定性校核。412. 130421dQc457. 246121dQc习题1利用普通螺栓连接方式将钢板利用普通螺栓连接方式将钢板1和钢板和钢板2连接起来，并注连接起来，并注意防松。意防松。12122 2 有一普通螺纹联接有一普通螺纹联接,需控制预紧力需控制预紧力,每个螺栓每个螺栓所受轴向工作载荷为所受轴向工作载荷为3.8KN,螺栓材料为螺栓材料为45钢钢,其许用应力为其许用应力为,采用采用M16的螺栓的螺栓,螺栓小径螺栓小径d d1 1=13.835mm=13.835mm,F=1.6F,试校核此螺栓连接的试校核

36、此螺栓连接的强度强度2 2 有一普通螺纹联接有一普通螺纹联接,需控制预紧力需控制预紧力,每个螺栓所受轴向工作每个螺栓所受轴向工作载荷为载荷为3.8KN,螺栓材料为螺栓材料为45钢钢,其许用应力为其许用应力为,采用采用M16的的螺栓螺栓,螺栓小径螺栓小径d d1 1=13.835mm=13.835mm,F=1.6F,试校核此螺栓连接的试校核此螺栓连接的强度强度解：螺栓所受的总拉力解：螺栓所受的总拉力NFFFFFF988038006 . 26 . 26 . 10 MpaMPadFe12044.853 . 142103 3 用用M12的螺栓连接两块钢板，其厚度的螺栓连接两块钢板，其厚度分别为分别为20mm和和60mm，在厚度为，在厚度为20mm的板上钻的孔，试设计