螺纹连接和螺纹传动

第第页螺纹连接和螺纹传动螺纹连接学习要求：1.对于螺纹连接基本知识，应了解螺纹及螺纹连接件的类型、

特性、标准、结构、应用场合及有关的防松方法等，以使在设计时能够正确地选用它们；2.对于螺栓连接设计及强度计算部分，应掌控其结构设计原那么及强度计算的理论与方法，能够较为合理地设计出牢靠的螺栓组连接；3、了解螺旋传动的设计过程。

10-4-1螺一、螺纹的主要参数大径d--是螺纹的公称直径。小径d1--常用于强度计算。

纹5-1螺纹

中径d2--常用于几何计算。线数n--螺纹的螺旋线数目。

螺距P--相邻两螺纹牙上对应点间的轴向距离。导程S--沿螺纹上同一条螺旋线

转一周所移动的轴向距离，S=nP。牙型角a--在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。牙侧角--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。

螺纹的类型

螺tanySπd2nPπd2

纹

螺纹升角y--螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。

二、螺纹的类型螺纹分为

外螺纹内螺纹

圆柱螺纹圆锥螺纹矩形螺纹梯形螺纹

左旋右旋

常用右旋

一般螺纹：效率低，易自锁，多用于连接。按牙型的不同分为(详见表10-3)此外，还有效率较高，主要用于螺旋传动具体介绍

锯齿形螺纹管螺纹：

主要用于管路的连接。

5-2螺纹连接

10-4--2螺纹连接

一、螺纹连接的基本类型

1、螺栓连接(1)一般螺栓连接特点：杆与通孔有间隙

运用不受被连接件材料限制受力：杆受拉应力和扭转切应力F力传递：fF外加

时，

被连接件不发生相对错动优点：通孔精度低，结构简约，

装拆方便缺点：不能精确定位

螺纹连接(2)铰制孔用螺栓连接特点：杆与通孔无间隙，采纳基孔制过渡协作受力：杆受剪切力和挤压力H7H7,m6n6

优点：可精确定位缺点：通孔加工精度要求高螺栓连接应用场合：被连接件不太厚，有通孔，且能从连接的两边进行装配

螺纹连接2、双头螺柱连接双头螺栓连接座端被旋入并拧紧在被连接件之一的螺纹孔中

特点及应用场合：用于结构上不能采纳螺栓连接的场合且需要常常拆装的场合。。

螺纹连接3、螺钉连接特点与应用：螺钉连接不用螺母，结构简约紧凑，而且能有光整的外露表面；

应用与双头螺柱连接相像，但不宜用于常常拆卸的连接，以免损坏被连接件的螺纹孔。双头螺柱连接和螺钉连接的主要尺寸关系：拧入深度H,当带螺纹孔材料为：钢或青铜Hd;铸铁H1.25~1.5)d;(铝合金H1.5~2.5)d;(

螺纹连接4、紧定螺钉连接

特

点：利用拧入的螺钉末端顶住另一个零件的表面或顶入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置，并可同时传递不大的力或扭矩。

螺纹连接5、非常结构的连接(1)地脚螺栓连接(2)吊环螺钉连接(3)T形槽螺栓连接

二、标准螺纹连接件

螺纹连接

二、标准螺纹连接件标准螺纹连接件精度

螺纹连接

A级：公差小，精度最高，用于精确定位、装配要求高的场合B级：精度居中，用于受载较大，且需要调整、装拆的零件

C级：精度较低，用于一般场合的标准螺纹连接件留意：(1)标准螺纹连接件的结构形式、尺寸、画法等均已标准化，设

计时可查手册。(2)自学表10-4,总结各标准连接件特点和应用

螺纹连接的拧紧

螺纹连接

三、螺纹连接的拧紧

大多数螺纹连接在装配时就已经拧紧，称之为预紧。预紧使连接中的零件所受的力称为预紧力，用F0表示。预紧的目的：增大连接的刚性；提高紧密性；防松。分类紧螺栓连接：工作前安装时就拧紧，各零件已受力松螺栓连接：工作前安装时不拧紧，各零件不受力

预紧力的掌握：规定，拧紧后螺纹连接件在预紧力F作用下产生的预紧应0力不得超过其材料屈服极限的80%s

推举：

碳素钢螺栓F(0.6~0.7)A0s1合金钢螺栓F0(0.5~0.6)sA1

螺纹连接掌握预紧力的方法：通常，通过掌握拧紧力矩M来掌握预紧力。可采纳测力矩扳手或定力矩扳手掌握拧紧力矩。对于重要的螺栓连接，也可以通过掌握螺栓的伸长量来掌握预紧力。预紧力和预紧力矩之间的关系：0.2FdT0其中：d——螺栓公称直径T——扳手的拧紧力矩标准扳手长度L15d,假设拧紧力F,TFLF075F

留意：对于重要的连接，尽可能不采纳直径过小(M12)的螺栓。

螺纹连接纹连接的防松四、螺纹连接的防松螺纹连接一般都能满意自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下，或在温度改变较大的状况下，螺纹连接可能会产生松脱现象。

防松的本质在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同，防松方法分三类：(详见表10-5)

摩擦防松机械防松具体说明

破坏螺旋副关系放松(永久防松)

单个螺栓连接的强度计算以螺栓连接为代表，争论强度计算问题，其方法和结论也适用于其他形式的螺纹连接。5-3单个螺栓连接的强度

螺栓连接强度计算的目的是：确定防止失效所需的螺栓直径。

连接的强度计算内容，依据其可能的失效形式而定。螺纹连接的受载形式基本分为：轴向载荷(沿轴线方向):采纳受拉螺栓横向载荷(⊥轴线方向):可用受剪螺栓，也

可用受拉螺栓。下面按螺栓类型和受载形式的不同，分别争论其强度计算方法。一、受剪螺栓连接的强度计算其主要失效形式为：

螺栓被剪断——剪切强度孔壁被压溃——挤压强度

受剪螺栓的强度

单个螺栓连接的强度计算F

1)螺栓杆的剪切强度条件为：42

d0iLminF

式中：F-螺栓所受的工作剪力(N);d0-螺栓剪切面的直径(mm);i-螺栓受剪面数；-螺栓材料的许用切应力。2)螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为：Fd0Lmin

d0

F

P

P

式中：Lmin-螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度(mm),设计时；-螺栓或孔壁材料的许用挤压应力(Mpa)。[p]

Lmin1.25d0

受拉螺栓的强度

单个螺栓连接的强度计算静载：塑性变形或拉断。变载：疲惫断裂。(90%)

二、受拉螺栓连接的强度计算

受拉螺栓的失效形式主要是：受拉螺栓连接

松连接：不预紧的。紧连接：预紧的。

1.松螺栓连接的强度计算工作中，松螺栓只受工作拉力F。设计准那么：拉伸强度计算。强度条件为：设计式为：F2πd1

/44F实例

d1

≥

式中：d1-螺纹小径(mm);-螺栓的许用拉应力(Mpa)。

仅受预紧力的螺栓连接

单个螺栓连接的强度计算F0

2.紧螺栓连接的强度计算1)仅受预紧力F0的紧螺栓连接这种连接在拧紧的瞬间最危急，此时：

F0引起的拉应力：

F0

4

d1

2

此外，还有螺纹摩擦力矩T1引起的切应力。经分析推导可知：0.5F0

按第四强度理论计算当量应力，那么

ca32

2

3(0.5)1.322

单个螺栓连接的强度计算承受轴向载荷的紧螺栓连接

强度条件为：设计式为：

ca1.3

1.3F0

d

21

4

d1

41.3F0

F

2)承受轴向载荷的紧螺栓连接如右图所示的气缸盖上的连接即属此种类型。虽然，这种螺栓是在受预紧力F0的基础上，又受工作拉力F。但是，螺栓的总拉力F2F0F。为什么？DDp

承受轴向载荷的紧螺栓2

单个螺栓连接的强度计算bmF0

F1-残余预紧力

F2F

F2

FF0a

F1

F0F1

F1FF0

F2

螺栓的总拉力为

预紧时螺栓：F0b被连接件：0mF

受工作载荷后F2(b)

F2F1F

F1(m)

承受轴向载荷的紧螺栓3

单个螺栓连接的强度计算tanbCbF

可用载荷变形图分析各力之间的关系。螺栓的刚度：CbF0Cbb

被连接件的刚度：Cm力

F0Cmm

tanmCm

FFF

CbCbCmF

力

力

Fb

F0

m

b