任务七分析螺纹连接及螺旋传动

1、机械设计基础 2022-5-8 机电学院机电学院 周建波周建波 机机 械械 设设 计计 基基 础础 2022-5-81（一）教学要求1、熟悉螺纹的类型、主要参数、特点及应用2、掌握螺纹联接的主要类型及应用场合3、熟悉螺栓联接的预紧和防松4、掌握单个螺栓连接的强度计算5、掌握螺栓组结构设计方法，了解提高螺纹联接强度的常用措施和螺旋传动的设计任务七任务七 分析螺纹联接及螺旋传动分析螺纹联接及螺旋传动 2022-5-82（二）教学的重点与难点1、螺纹联接的类型、特点及应用2、紧螺栓联接的强度计算3、螺栓组的结构设计任务七任务七 分析螺纹联接及螺旋传动分析螺纹联接及螺旋传动 2022-5-83第一节第

2、一节 螺纹介绍螺纹介绍第三节第三节 螺旋传动螺旋传动 第二节第二节 螺纹联接螺纹联接 任务七任务七 分析螺纹联接及螺旋传动分析螺纹联接及螺旋传动 2022-5-84第一节第一节 螺螺 纹纹 介介 绍绍一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数 二、螺纹的分类二、螺纹的分类 2022-5-85 联接：联接是将两个或两个以上的零部件组 合起来的方法。分类（按拆卸性质）： 可拆联接 不可拆联接不损坏联接中的任一零件便可拆不损坏联接中的任一零件便可拆卸的联接，如螺纹联接、键联接、卸的联接，如螺纹联接、键联接、销联接等。销联接等。至少必须损坏联接中的一个至少必须损坏联接中的一个零件才能拆开的零件，如铆零件

3、才能拆开的零件，如铆接、焊接、粘接等。接、焊接、粘接等。一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数 2022-5-86 螺纹联接螺纹联接:利用螺纹零件构成的可拆联接。 特点特点：结构简单、装拆方便、成本低廉。 具体特点如下： (1)螺纹拧紧时能产生很大的轴向力；(2)它能方便地实现自锁；(3)外形尺寸小；(4)制造简单，能保持较高的精度。 应用应用：用于各类机械设备中。 一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数 2022-5-87 螺纹联接：是利用螺纹零件构成的一种可拆联接。 2022-5-88 螺纹的形成螺纹的形成A AA A1导程导程螺旋线螺旋线一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数 d2

4、 螺旋线螺旋线一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速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。旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。 2022-5-89一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数 螺纹螺纹一个与轴线共面的平面图形（三角形、梯形一个与轴线共面的平面图形（三角形、梯形等），绕圆柱面作螺旋运动，则得到一圆柱螺旋体等），绕圆柱面作螺旋运动，则得到一圆柱螺旋体 螺纹螺纹 2022-5-810d2 螺旋线螺旋线一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速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。旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。 螺纹

5、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1.1.螺纹的形成螺纹的形成一、螺纹及其主要参数一、螺纹及其主要参数 2022-5-811在零件外表面上的螺纹叫外螺纹在零件外表面上的螺纹叫外螺纹。在零件孔腔内表面上的螺纹叫内螺纹在零件孔腔内表面上的螺纹叫内螺纹。 2022-5-812车外螺纹车外螺纹工件工件卡盘卡盘外螺纹的加工方法：外螺纹的加工方法：车刀车刀在零件外表面上的螺纹叫外螺纹在零件外表面上的螺纹叫外螺纹。人工加工外螺纹人工加工外螺纹 2022-5-813车内螺纹车内螺纹工件工件卡盘

6、卡盘内螺纹的加工方法：内螺纹的加工方法：车刀车刀在零件孔腔内表面上的螺纹叫内螺纹在零件孔腔内表面上的螺纹叫内螺纹。人工加工内螺纹人工加工内螺纹 2022-5-814二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数大径d小径d1中经d2螺距P导程S升角l牙型角a、牙型斜角b 2022-5-815螺纹的主要参数 2022-5-816 大径：大径： 螺纹的最大直径，又称公称直径，即与外螺螺纹的最大直径，又称公称直径，即与外螺纹的牙顶或内螺纹的牙底相重合的假想圆柱面的直径。纹的牙顶或内螺纹的牙底相重合的假想圆柱面的直径。外螺纹的大径用外螺纹的大径用“d”表示，内螺纹的大径用表示，内螺纹的大径用“D”表示。表示。

7、2022-5-817(3)(3)中径中径d d2 2 d1d2d(1)(1)大径大径d d (2) (2) 小径小径 d d1 1 。(4) (4) 螺距螺距P P(5) (5) 导程导程S S(6) (6) 螺纹升角螺纹升角 (7)(7)牙型角牙型角 牙侧角牙侧角 S = nP SPP/2P/2 (8)(8)接触高度接触高度 h h 2.2.螺纹的主要几何参数螺纹的主要几何参数 2022-5-818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

8、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二、螺纹的分类 2022-5-819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 15 30 3 30 2022-5-820联接：效率低、自锁性好。传动：效率高、自锁性差。螺纹牙形：三角形、矩形、梯形、锯齿形等3033060三角形梯形锯齿形矩形单线，用于联接双线或多线，常用于传动粗牙：一般情况下使用。细牙：d相同，p小， 小，牙浅，自锁性好，但不耐磨，易滑扣。 用于变载荷场合。 联接螺纹：一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。 2022-5-821按螺纹的牙型分

9、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 2022-5-822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

10、形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹多线螺纹多线螺纹一般一般: n 4双线螺纹双线螺纹单线螺纹单线螺纹PSS = 2P PSPS =P n线螺纹线螺纹: S = n P单线螺纹单线螺纹 2022-5-823 旋向：螺纹分左旋和右旋两种，顺时针旋转时旋入的螺纹，称为右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹，称为左旋螺纹。常用的螺纹为右旋螺纹。 右旋右旋 2022-5-824左旋左旋 旋向：螺纹分左旋和右旋两种，顺时针旋转时旋入的螺纹，称为右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹，称为左旋螺纹。常用的螺纹为右旋螺纹。 2022-5-825 线数：沿一条螺旋线形成的螺纹，称为单线螺纹；沿两条或两条以上，且在轴向等

11、距离分布的螺旋线所形成的螺纹，称为多线螺纹。 2022-5-826单线螺纹和多线螺纹单线螺纹和多线螺纹 2022-5-827螺螺纹纹的的分分类类 按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分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传动螺纹传动螺纹螺旋传动螺旋传动联接螺纹联接螺纹内螺纹内螺纹 2022-5-828外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹 2022

12、-5-829联接螺纹联接螺纹传动螺纹传动螺纹 2022-5-830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锥螺纹圆锥螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹 2022-5-831圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹管螺纹管螺纹 2022-5-832

13、第二节第二节 螺纹联接螺纹联接 一、螺纹连接的基本类型一、螺纹连接的基本类型二、螺纹联接标准件二、螺纹联接标准件三、螺纹联接的预紧与防松三、螺纹联接的预紧与防松 2022-5-833一、螺纹连接的基本类型一、螺纹连接的基本类型1.1.螺螺栓栓联联接接按主要联接件的结构特征，机器中的常见螺纹联接有四种： 2022-5-8341、螺栓联接受拉普通螺栓普通螺栓：无需在被联件上加工螺纹 孔，装拆方便，用于两被 联件均不太厚的场合。受剪铰制孔螺栓铰制孔螺栓：除起联接作用外， 还起定位作用。 2022-5-8352.2.双双头头螺螺柱柱联联接接 2022-5-8363. 3. 螺螺钉钉联联接接 2022-

14、5-8372、双头螺柱联接 用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只需拧下螺母即可。3、螺钉联接 用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。 2022-5-8384. 4. 紧紧定定螺螺钉钉联联接接 2022-5-839二、螺纹联接标准件二、螺纹联接标准件1.1.螺螺栓、栓、螺螺柱、柱、螺螺钉钉联联接接件件 2022-5-840标准螺纹联接件 2022-5-841双头螺柱 2022-5-842 2022-5-8432.2.紧紧定定螺螺钉、钉、螺螺母母 2022-5-844 2022-5-8453.3.垫垫圈圈 2022-5-846 2022-5-847三、螺纹联接的预紧和防松 （一）（一

15、） 螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧在实际使用中，绝大多数在实际使用中，绝大多数的螺纹联接都必须在装配的螺纹联接都必须在装配时将螺母拧紧，称为紧联时将螺母拧紧，称为紧联接。预紧可以使螺栓在承接。预紧可以使螺栓在承受工作载荷之前就受到预受工作载荷之前就受到预紧力的作用，以防止联接紧力的作用，以防止联接受载后被联接件之间出现受载后被联接件之间出现间隙或横向滑移，也可以间隙或横向滑移，也可以防松。所需预紧力的大小防松。所需预紧力的大小与工作载荷有关。与工作载荷有关。 2022-5-848、预紧力过大，会使整个联接的结构尺寸增大；也会使联接在装配时因过载而断裂。、预紧力不足，则又可能导致联接失效，重要的螺

16、栓联接应控制预紧力。预紧力的大小如何控制？ 2022-5-849拧紧力矩T螺母支承面间的摩擦阻力矩以螺母分析：T=T1+T2螺纹副间的摩擦力矩 2022-5-850dFdDdDdddTTTv32)tan(2120213031221dFktkt拧紧力矩系数，一般取kt=0.2 2022-5-851（二）、防松（二）、防松1、螺纹联接按自锁条件设计： 螺纹升角l 当量摩擦角v。 静载下不会自行松脱。2、松动原因冲击、振动、变载荷下温度变化较大时螺旋副摩擦力Ff减小或瞬时消失松动 2022-5-852下螺母上螺母螺栓对顶螺母3、防松方法防止螺旋副相对转动。按防松原理不同，分为三类：a ）摩擦防松自锁螺母 2022-5-853对顶