汽车机械基础（第二版）课件：螺纹连接

◆了解螺纹的形成过程。◆熟悉螺纹的类型及主要参数。◆熟悉常用螺纹的特点及应用。◆熟悉螺纹连接的预紧和防松方法。螺纹连接在汽车上有哪些部位用螺纹的？螺纹又有哪些作用？汽车是很多零件的复杂的结合体。这些零件由螺钉、螺栓、螺母等等紧固件连接在一起。例如，汽车发动机的缸盖和缸体（见图9-3-1）的连接，用的就是螺栓进行紧固，对于这些螺栓的功用和要求是怎么规定的？图9—3—1汽车发动机的缸盖和缸体一、螺纹的形成如图9-3-2所示，将一直角三角形abc绕在直径为d2的圆柱表面上，使三角形底边ab与圆柱体的底边重合，则三角形的斜边amc在圆柱体表面形成一条螺旋线am1c1。三角形abc的斜边与底边的夹角ψ，称为螺纹升角。若取一平面图形，使其平面始终通过圆柱体的轴线并沿着螺旋线运动，则这平面图形在空间形成一个螺旋形体，称为螺纹。图9—3—2螺纹的形成二、螺纹的类型1.按螺纹在轴向剖面内的形状不同可分为矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹及锯齿形螺纹（见图9-3-3）。

2.按螺纹旋线绕行的方向不同科分为右旋螺纹和左旋螺纹（见图9-3-4）。只有在特殊需要时，才采用左螺纹。比如煤气罐等危险设备中使用的螺纹。图9-3-4螺纹的旋向3.按螺纹的线数可分为单线螺纹和多线螺纹。（1）单线螺纹（见图9-3-5）：沿一条螺旋线所形成的螺纹。单线螺纹多用于连接。（2）多线螺纹（见图9-3-6）：沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹。多线螺纹多用于传动。多线螺纹由于加工制造的原因，线数一般不超过4条。三、螺纹的主要参数（见图9-3-7）1.外径（大径）（d，D）与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径，亦称公称直径。2.内径（小径）（d1，D1)与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径（危险剖面直径）。3.中径d2在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，d2≈0.5(d+d1)。4.螺距（P）相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。5.导程（S）同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面母线上的对应两点间的轴向距离。6.线数（n）螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4螺距、导程、线数之间关系：S=nP。7.螺旋升角λ中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。8.牙型角α螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角。9.牙型斜角β螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角。螺纹的参数提示：普通螺纹标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号组成。其中，螺纹代号的标记形式为：在标准中，粗牙螺纹的每一个公称直径只对应一个螺距，因此不必标出螺距值；而细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标出螺距值。连接螺纹多为右旋，因此右旋螺纹的旋向省略不标注；而左旋螺纹需在尺寸代号之后加注LH，并用“－”隔开。在标准中，粗牙螺纹的每一个公称直径只对应一个螺距，因此不必标出螺距值；而细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标出螺距值。连接螺纹多为右旋，因此右旋螺纹的旋向省略不标注；而左旋螺纹需在尺寸代号之后加注LH，并用“－”隔开。

四、常用螺纹的特点及应用1．三角形螺纹公制三角形螺纹的牙型角α=60。，其大径d为公称直径。三角形螺纹的当量摩擦系数大，自锁性能好。螺纹牙根部较厚，牙根强度高，广泛应用于各种紧固连接。同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余都称为细牙螺纹。由图9-3-8可见，细牙螺纹的螺距P′小且中径d′2及小径d′1均较粗牙螺纹的大(P′<P，d′2>d2，d′1>d1)，故细牙螺纹的升角小，自锁性能好，但牙的工作高度小，不耐磨、易滑扣，适用于薄壁零件、受振动或变载荷的连接，还可用于微调机构中。图9-3-8细牙螺纹与粗牙螺纹的比较2．管螺纹管螺纹牙型角a=55°，以管子的内径(英寸)表示尺寸代号，以每25.4mlyl内的牙数表示螺距。分为非螺纹密封的管螺纹(GB7307—87)和用螺纹密封的管螺纹(GB7306—87)。非螺纹密封的圆柱管螺纹(图9-3-9a)，本身不具有密封性，如要求连接后具有密封性时，可在密封面间添加密封物。用螺纹密封的管螺纹(图9-3-9b)，其外螺纹分布在锥度1：16(φ=1°47′24″)的圆锥管壁上，不用填料即能保证连接的紧密性。图9-3-9管螺纹a)非螺纹密封的管螺纹b)用螺纹密封的管的螺纹管螺纹适用于管接头、旋塞、阀门等螺纹连接的附件。3．矩形螺纹牙型为正方形、牙型角α=0°。其传动效率最高，但牙根强度弱，精加工困难，螺纹牙磨损后难以补偿，传动精度降低，故应用较少。矩形螺纹未标准化，已逐渐被梯形螺纹所替代。4．梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙型角α=30°。其效率虽较矩形螺纹低，但工艺性好，牙根强度高，对中性好。梯形螺纹广泛用于车床丝杠，螺旋举重器等各种传动螺旋中。5．锯齿形螺纹锯齿形螺纹工作面的牙型斜角β=3°，非工作面的牙型斜角为30°，它兼有矩形螺纹和梯形螺纹的效率高与牙根强度高的优点，但只能用于承受单方向的轴向载荷传动中。五、螺纹连接的预紧和防松1.预紧预紧目的是增加连接的可靠性与紧密性，防止受载后被连接件间出现缝隙与相对滑移，保持正常工作。预紧力的大小根据螺栓组受力的大小和连接的工作要求决定。预紧力过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度。预紧力过小，工作不可靠，连接件在工作中易于松动。预紧力的控制方法：通常螺栓连接的预紧靠操作者的经验来控制，重要的螺栓连接的预紧力用测力矩扳手等工具进行度量，在拧紧螺栓时，可读出扳手的力矩值，如图9-3-10。用定力矩板手当达到固定的拧紧力矩时，弹簧受压将自动打滑，如（图9-3-11）。用塑性材料制的螺栓测量预紧后螺栓伸长量来确定预力，精度较高。

图9-3-10测力矩板手图9-3-11定力矩板手1-扳手卡盘2-圆柱销3-弹簧4-螺钉

重要连接若不能严格控制预紧力，而只靠安装经验来拧紧螺栓时，为避免螺栓拉断，通常不宜采用小于M12的螺栓，一般采用M12-M24的螺栓。2.防松(1)防松的目的机器工作时，外载荷有振动、交变负载、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹连接松动，使机器不能正常工作，甚至会造成严重事故。因此，必须进行防松。(2)防松原理消除（或限制）螺纹副之间的相对转动，或增大相对转动的难度。(3)防松办法及措施1）摩擦防松：双螺母如图9-3-12、弹簧垫圈如图9-3-13、尼龙垫圈、自锁螺母等。

图9-3-12双螺母图9-3-13弹簧垫圈2）机械防松（图9-3-14）：开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等。图9-3-14机械防松a）开槽螺母与开口销b）圆螺母与止动垫圈c）串联钢丝3）永久防松：端铆、冲点、点焊。4）化学防松：粘合。一、选择题1.在螺纹连接的防松方法中,开口销与槽形螺母属于()防松。A.机械B.摩擦C.永久2.当被连接件之一较厚,不宜制作通孔,且不需经常装拆时,可采用()连接。A.螺栓B.螺钉C.双头螺柱D.紧定螺钉二、连线题1.对应下面螺纹连接进行连线:双头螺柱连接用于被连接件都不厚且