某公司基本螺纹参数

1、第10章 联接基本内容：螺纹参数；螺纹副的受力分析、效率和自锁；机械制造常用螺纹；螺纹联接的基本类型和螺纹紧固件；螺纹联接的预紧和防松；螺栓联接的强度计算；螺栓的材料和许用应力；提高螺栓联接强度的措施；键联接和花键联接；销联接。基本要求：了解螺纹联接的类型和特点；掌握螺纹联接的受力分析和强度计算方法；掌握键联接接的类型型及选择择计算；了解花花键联接接、销联联接的特特点。重 点：螺螺纹联接接的受力力分析和和强度计计算学 时：课课堂讲授授：5学时。第一讲由于使用、结结构、制制造、装装配、运运输等原原因，机机器中有有许多零零件需要要按照一一定的要要求和方方式它们们联接起起来，而而构成一一个整体体。零

2、件的联接接方式有有多种，通通常所谓谓的联接接主要是是指静联联接。 螺纹纹联接 键联联接（平平键、花花键、楔楔键） 可拆的的联接 销联联接 弹性性环联接接 联联接 成形形联接 夹紧紧联接等等 焊接接 不可拆拆的联接接 铆接接 粘接接 过盈盈配合在这些联接接方式中中尤其是是以螺纹纹联接应应用最为为广泛，各各种类型型的机器器设备中中都有这这种联接接方式，如如：自行行车等。螺纹联接接的主要要特点：10-11 螺纹纹参数一、螺纹的的形成二、螺纹的的类型和和分类按照平面面图形的的形状：螺纹分分为三角角形螺纹纹、矩形形螺纹、梯梯形螺纹纹和锯齿齿形螺纹纹等。按照螺旋旋线的旋旋向：螺螺纹分为为左旋螺螺纹和右右旋

3、螺纹纹。机械械制造中中一般采采用右旋旋螺纹，有有特殊要要求时，才才采用左左旋螺纹纹。按照螺旋旋线的数数目：螺螺纹还分分为单线线螺纹和和多线螺螺纹，为为了制造造方便，螺螺纹的线线数一般般不超过过4。按功能：联接螺螺纹；传传动螺纹纹，调节节螺纹，阻阻塞螺纹纹等按标准：公制螺螺纹，英英制螺纹纹螺纹有内内螺纹和和外螺纹纹之分，两两者旋合合组成螺螺旋副或或称螺纹纹副。按照母体体形状，螺螺纹分为为圆柱螺螺纹和圆圆锥螺纹纹。三、螺纹的的基本参参数：以以圆柱螺螺纹为例例，大径dd、D 中径d22、D22小径dd1、DD1 线数n螺距PP 导程程S SnnP螺纹升角牙型角牙型斜角（牙牙侧角） 工作高高度H10-

4、22 螺旋旋副的受受力分析析、效率率和自锁锁一、矩形螺螺纹（0）将矩形螺纹纹沿中径径d2展展开可得得一斜面面，如图图所示。当滑块沿沿斜面等等速上升升时：作用在螺旋旋副上的的相应驱驱动力矩矩 当滑块块沿斜面面等速下下滑时：作用在螺旋旋副上的的相应力力矩当滑块沿沿斜面等等速下滑滑时求出出的 FF值可为为正，也也可为负负。二、非矩形形螺纹 （0）非矩形螺纹纹是指牙牙侧角0的的三角形形螺纹、梯梯形螺纹纹和锯齿齿形螺纹纹。略去螺纹升升角的影影响，在在轴向载载荷Faa作用下下，非矩形螺纹纹的法向向力比矩矩形螺纹纹的大。若把法向力力的增加加看作摩摩擦系数数的增加加，则非矩形螺螺纹的摩摩擦阻力力可写为为式中f

5、为当当量摩擦擦系数，即即 式中p为当当量摩擦擦角；为牙侧侧角。当滑块沿沿非矩形形螺纹等等速上升升时，可可得水平平椎力相应的驱动动力矩当滑块沿沿非矩形形螺纹等等速下滑滑时，可可得可得相应的的力矩为为与矩形螺纹纹分析相相同，若若螺纹升升角小于当当量摩擦擦角，则螺螺旋具有有自锁特特性，如如不施加加驱动力力矩，无无论轴向向驱动力力Fa多多大，都都不能使使螺旋副副相对运运动。考考虑到极极限情况况，非矩矩形螺纹纹的自锁锁条件可可表示为为为了防止螺螺母在轴轴向力作作用下自自动松开开，用于于联接的的紧固螺螺纹必须须满足自自锁条件件。 螺旋副的的效率：是有有效功与与输人功功之比。由于过大的的螺纹升升角制造造困难

6、，且且效率增增高也不不显著，所所以一般般角不大大于255用于联接的的螺纹升升角，一一般都较较小。10-33 机械械制造常常用螺纹纹一、三角形形螺纹普通三角角形螺纹纹多用用于紧固固联接，60以大径d为公称直径。 粗牙与与细牙螺螺纹的比比较：粗牙螺距大大，牙的的强度高高，但有有效截面面直径小小 细牙螺螺距小，牙牙的强度度小，不不耐磨，容容易滑丝丝，自锁锁性能好好。管螺纹用于于紧密联联接。 二、其他螺螺纹一般用于传传动。第二讲10-44螺纹联联接的基基本类型型一、基本类类型1、螺栓联联接1）受拉螺螺栓联接接：制造造和装拆拆方便，应应用广泛泛2）铰制孔孔螺栓联联接：螺螺栓受剪剪，多用用于板状状件的联联

7、接，有时兼起定定位作用用。2、双头螺螺柱联接接用于被联接接件之一一较厚或或受结构构限制而而不能用用螺栓或或希望联联接结构构较紧凑凑的场合合。3、螺钉联联接与双头螺柱柱联接相相似，但但不宜用用于时常常装拆的的联接，以以免损坏坏被联接接件的螺螺纹孔。4、紧定螺螺钉联接接用以固定两两个零件件的相互互位置，并并可传递递不大的的力或转转矩。二、螺纹紧紧固件 标准准件螺纹紧固件件的品种种很多，大大都已标标准化，其其规格、型型号均已已系列化化。1螺栓 最常用用的有六六角头和和小六角角头两种种。2双头螺螺柱 旋入被被联接件件螺纹孔孔的一端端称为座座端，另另一端为为螺母端端，其公公称长度度为L。3螺钉、紧紧定螺

8、钉钉 头头部有内内六角头头、十字字槽头等等多种形形式。紧定螺钉末末端有平平端、锥锥端、圆圆尖端等等各种形形状。4螺母 形状状有六角角形、圆圆形等。5垫圈 作用用是增加加被联接接件的支支承面积积以减小小接触处处的压强强，避免免拧紧螺螺母时擦擦伤被联联接件表表面。普普通垫圈圈呈环状状，有防防松作用用的垫圈圈为弹性性垫圈。三、性能等等级国家标准规规定螺纹纹紧固件件按机械械性能分分级。螺栓、螺螺柱、螺螺钉的性性能等级级分为十十级10-55 螺栓栓联接的的拧紧和和防松一、螺栓联联接的拧拧紧对于大多数数螺纹联联接来说说，螺纹纹联接在在装配时时都必须须拧紧，将将螺母拧拧紧预紧Fo预预紧力预紧力的大大小的影影

9、响：增强联接的的刚性、紧紧密性和和防松能能力。提高螺栓的的疲劳强强度；有利于增大大联接中中的摩擦擦力。1、拧紧力力矩（扳扳手力矩矩）T拧紧螺母时时，需要要克服螺螺纹副的的螺纹力力矩T11和螺母母的承压压面力矩矩T2，因此此拧紧力力矩 T= T1 TT2即：对于 M110MM68的的粗牙螺螺纹，若若取 fftgg P 00.155，fcc015，则则上式可可简化为为式中：d为为螺纹公公称直径径，mmm；Foo为预紧紧力，NN2、拧紧力力矩的控控制由于摩擦系系数不稳稳定和加加在扳手手上的力力难于准准确控制制，有时时可能拧拧得过紧紧而使螺螺栓拧断断。对于要求求拧紧的的强度螺螺栓联接接应严格格控制其其

10、适度的的拧紧力力，并不不宜用小小于M112MM16的的螺栓。控制拧紧紧力矩方方法：通常螺螺纹联接接拧紧的的程度是是凭工人人经验来来决定的的。使用测测力矩扳扳手或定定力矩扳扳手装配时时测量螺螺栓的伸伸长，规规定开始始拧紧后后的扳动动角度或或圈数。对于大大型联接接，还可可利用液液力来拉拉伸螺栓栓，或加加热使螺螺栓伸长长到需要要的变形形量再把把螺母拧拧到与被被联接件件相贴合合。二、 螺纹纹联接的的防松在静载荷下下，螺纹纹联接具具有自锁锁条件，同同时螺母母、螺栓栓头部等等承压面面处的摩摩擦也有有防松作作用。但在冲击、振振动或变变载荷下下，或当当温度变变化大时时，联接接有可能能松动，甚甚至松开开，这就就

11、容易发发生事故故。所以以在设计计螺纹联联接时，必必须考虑虑防松问问题。防松的根根本问题题在于防防止螺纹纹副相对对转动。具体的防松松装置或或方法很很多，就就工作原原理来看看，可分分为利用摩摩擦直接锁锁住破坏螺螺纹副。举举例说明明见表66.2。第三讲10-66 螺栓栓联接的的受力分分析和强强度计算算失效形式静载荷作用用下螺栓的的损坏多多为螺纹纹部分的的塑性变变形和断断裂。变载荷作用用下螺栓的的损坏多多为栓杆杆部分的的疲劳断断裂。如果螺纹精精度低或或联接时时常装拆拆，很可可能发生生滑扣现现象。计算准则对于受拉螺螺栓对于受剪螺螺栓；PP对于受复合合应力作作用的螺螺栓ee一、松螺栓栓联接在螺栓强度度计算

12、中中，螺栓栓螺纹部部分危险险截面的的面积要要用计算算直径ddc计算算，此直直径可根根据螺栓栓拉断截截面状况况归纳出出的经验验公式确确定：dcd11H/6 式中dl一一螺纹小小径H螺纹纹牙形的的三角形形高度作近似计算算时 dldc这种联接只只能受静静载荷。如如图示，螺螺栓在工工作时只只受拉力力Fa，其螺纹部分分的强度度条件为为： 4FFa/（d12） 式中一松松联接螺螺栓的许许用拉应应力。二、紧螺栓栓联接1、受横向向工作载载荷的螺螺栓联接接采用普通通螺栓联联接靠接合合面间的的摩擦力力传力由F作用用产生的的拉应力力： = 44F/（dc2）由螺纹力矩矩T1作作用产生生的剪应应力：= T11/Wnn

13、 Wn=（d13）/116； 螺栓材料是是塑性的的，可根根据第四四强度理理论计算算螺纹部部分强度度。 取M100M668三角角形螺纹纹的d22、d11和的平均均值，并并取tgg f 00.155，代人人上式，得得： 0.5得螺栓螺纹纹部分的的强度条条件为： F=Foo 预紧力F的计算算根据板的平平衡条件件得: f F0 m ZZC FR 或或 FF0C FR /ffmz式中f接合面面摩擦系系数，对于钢铁零零件，当当接合面面干燥时时，f=0100115；当接合面沾沾有油时时，f000600100；m接合合面数；z螺栓栓数目；C考虑虑摩擦传传力的可可靠系数数，C1ll13采用铰制制孔螺栓栓联接：靠

14、螺螺栓受剪剪和螺栓栓与被联联接件相相互挤压压时的变变形来传传递载荷荷。假设各螺栓栓所受的的工作载载荷均为为FS，则根根据板的的静力平平衡条件件得： zzFS=FR 或或 FFS=FR /zz第四讲2、受轴向向工作载载荷的紧紧螺栓联联接如图所示，这这种联接接拧紧后后螺栓受受预紧力力F， 工工作时还还受到轴轴向工作作载荷FF的作用用。 螺栓和被联联接件都都是弹性性体。 A）、由由图b拧紧紧后，根根据静力力平衡条条件，螺螺栓所受受拉力应应与被联联接件所所受压力力大小相相等，均均为F。以CC1和CC2分别别表示螺螺栓和被被联接件件的刚度度，则螺栓伸长长量：11= FF/ CC1 被联接件缩缩短量：2=

15、 F/ CC2 B）由图cc螺栓栓受工作作载荷时时的情况况。螺栓总拉力力为F00，拉力力增量为为F0一F，螺栓栓的伸长长增量为为1；被联接接件随之之放松，其其压力减减小为剩剩余预紧紧力F”，压力力减量为为F一F”，被联联接件的的缩短减减量为2。根据螺栓的的静力平平衡条件件得 F0=FF”既螺栓栓总拉力力为工作作载荷与与被联接接件给它它的剩余余预紧力力之和。根据螺栓与与被联接接件变形形与协调调条件有有：1=2 螺栓总总拉力为为预紧力力加上部部分工作作载荷之之和。式中：C11/（CC1+CC2）相对刚刚度系数数 金金属：00.20.33；皮革革：0.7；铜铜皮石棉棉：0.8；橡橡胶：00.9。C）

16、由图dd当载载荷F过过大时，联联接出现现缝隙，这这是不允允许的。显显然，FF”应大于于零。以以保证联联接的刚刚性或紧紧密性。F无变变化时：F”（002066）F；F有无无变化时时：F”（006100）F；压力容容器的紧紧密联接接： FF”（115188）F；且应保保证密封封面的剩剩预紧压压力大于于压力容容器的工工作压力力同理，根据据第四强强度理论论，螺纹纹部分的的强度条条件为： 441.33F0 /（dc2） 校核式式 10-77 螺栓栓的材料料和许用用应力第五讲10-88 提高高螺栓联联接强度度的措施施一、影响螺螺栓联接接强度的的因素影响螺栓强强度的因因素很多多，有材材料、结结构、尺尺寸参数数、制造造和装配配工艺等等。就其其影响而而言，涉涉及到螺螺纹牙受受力分配配、附加加应力、应应力集中中、应力力幅、材材料、机机械性能能、制造造工艺等等方面。二、提高螺螺栓联接接强度的的措施降低螺栓总总拉伸载载荷的变变化范围围减小螺螺栓刚度度或增大大被联接接件的刚刚度：使使螺栓拉拉力变化化幅减小小改善螺纹牙牙的受力力分配各圈螺纹牙牙的受力力也不是是均匀的的。措施：为为了使螺螺纹牙受受力比较较均匀，改进螺螺母结构构：l）悬置螺螺