机械j技术及设计4

第5章螺纹连接和螺旋传动§5-1螺纹的主要参数和常用类型§5-2螺旋副的受力分析、效率和自锁§5-3螺纹连接和螺纹连接件§5-4螺纹连接的强度计算§5-5设计螺纹连接时应注意的问题§5-6螺旋传动§5-1螺纹的主要参数和常用类型一.螺纹的形成二.螺纹的基本参数三.螺纹的类型四.普通粗牙螺纹的基本尺寸§5-2螺旋副的受力分析、

效率和自锁一.矩形螺纹1.拧紧螺母2.

螺母松脱二.非矩形螺纹§5-3螺纹连接和螺纹连接件一.螺纹连接的基本类型二.螺纹连接件三.螺纹连接件的性能等级和材料1.螺栓连接：2.双头螺柱连接3.

螺钉连接4.

紧定螺钉连接普通螺栓连接、铰制孔螺栓连接六角头螺栓基本尺寸§5-4螺纹连接的强度计算一.松螺栓联接二.紧螺栓联接1.受横向载荷1)普通螺栓联接2)铰制孔螺栓联接2.受轴向载荷3.预紧力和拧紧力矩三.螺栓连接的许用应力例题§5-5设计螺纹连接时应注意的问题一.防松1.摩擦防松2.机械防松3.破坏螺旋副二.支承面要平整且垂直于螺栓轴线三.要有扳手空间用于调整并固定零件的相对位置。§5-6螺旋传动一.作用:二.分类：a)传力螺旋：滚动螺旋:静压螺旋：将回转运动转为直线移动，传递运动和动力。1.按用途分：以传递动力为主b)传导螺旋：以传递运动为主c)调整螺旋：2.按摩擦分：滑动螺旋：结构简单、易自锁；效率底、磨损快。效率高、无爬行；结构复杂。3.按运动方式分：1)螺母固定、丝杠转动又移动2)丝杠转动、螺母移动3)螺母转动、丝杠移动效率高、承载能力高、寿命长；结构复杂。

一.螺纹的形成一倾斜角为l的直线绕到圆柱表面就形成螺线。通过轴线的一平面图形沿螺线运动，就形成螺纹。二.螺纹的基本参数dp1.大径d----公称直径例：M162.小径d13.中径d24.螺距P5.升角l6.牙型角a7.牙型斜角g8.线数nd1d2la9.导程Ph=zPg三.螺纹的类型外螺纹内螺纹1.按旋向分：左旋和右旋。2.按配对分：内螺纹和外螺纹。3.按轴剖面形状分1)三角螺纹2)圆锥管螺纹3)矩形螺纹4)梯形螺纹5)锯齿形螺纹三角螺纹圆柱管螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹普通粗牙螺纹的基本尺寸1.

拧紧螺母vFQFRNFflrFRFtFf=fFRNtgr=fFRN/FRN=fr--摩擦角c)效率hLa)力分析b)拧紧力矩FQFtFRl+r2螺母松脱vFQFRNFfl-rr1)力分析FRFtFf=fFNtgr=fFRN/FRN=fr---摩擦角FQFtFRl-r2)效率3)自锁Lh其它参数相同时，非矩形和矩形螺纹副之间反力不同。FRN=FQ二.非矩形螺纹FRN/2FRN/2F

RN/2gF

RN/2g矩形非矩形F

RN=FQ/cosg1.反力：2.摩擦力：矩形Ff=fFQ非矩形F

f=FQ(f/cosg)3.当量摩擦系数：fv=f/cosg4.当量摩擦角：rv=arctan(fv

)其余与矩形螺纹相似5.螺旋副自锁条件：l<rv普通螺栓联接被连接件螺栓弹性垫片螺母类型：普通螺栓连接优点：要求孔精度低、结构简单装拆方便、使用时不受被连接件材料强度限制。可承受轴向力或横向力。缺点：不能用于两被连接件的精确定位。铰制孔螺栓连接被连接件螺栓弹性垫片螺母类型：铰制孔螺栓连接优点：结构简单、定位精度高、可承受横向力。缺点：要求孔精度高。双头螺柱连接被连接件双头螺柱弹性垫片螺母特点：被连接件之一较厚而无法打通孔,用于经常拆卸的场合。例轴承座类型：双头螺柱连接螺钉连接被连接件弹性垫片螺钉特点：被连接件之一较厚而无法打通孔。用于不经常拆卸的场合。类型：螺钉连接紧定螺钉连接被连接件螺母特点：用于固定两被联接件的位置、承受较小的力。类型：紧定螺钉连接螺纹连接件地脚螺栓六角头螺栓基本尺寸螺纹连接件的性能等级和材料螺栓机械强度与性能等级关系sBmin

100×点前数字ssmin

10×(点前×点后数字)2.强度计算一.松螺栓联接FQF1.力分析螺栓内力F=FQ1)校核计算2)设计计算1)普通螺栓联接a)力分析FFFQ0FQ0Ff靠摩擦力传递载荷S防滑系数：S=1.11.3FF/2F/2FQ0FQ0FQ0FfFf2nn为摩擦面数目b)强度计算螺栓既受拉还受扭矩，根据第四强度理论：或结论仅受预紧力的紧螺栓联接可以按拉伸计算，但须将拉应力放大30%2)铰制孔螺栓联接d0dh2h1a)力分析FF螺杆受到剪切和挤压Fb)强度计算剪切强度挤压强度注意两个被连接件及螺栓都应满足挤压强度预紧力较小不计2.受轴向载荷残余预紧力的确定:a)F1>0a)开始拧紧d1d2FQ0FQ0FQ0b)拧紧后

FQrDdDdFQFQ

FQSc)受工作载荷缝隙d)工作载荷过大b)对密封有要求F1=(1.5～1.8)Fc)一般联接F1=(0.2～0.6)Fd)载荷不平稳

F1=(0.6～1.0)F力与变形分析1)力分析2)强度计算3.预紧力和拧紧力矩1)拧紧力矩TS拧紧力矩包括螺纹力矩T和螺母端部摩擦力矩TfTS=T+Tf2)预紧力FQ0与拧紧力矩T的关系对于标准扳手T≈0.2FQ0d如果不控制预紧力，应使d123)预紧力控制方法测力矩扳手定力矩扳手测量螺栓伸长量拧紧力与预紧力例：对于标准扳手，L=15d，设拧紧时扳手力为F=200N.dLF则预紧力T=0.2dFQ0

=200

15d/0.2d=15000N如果螺栓小于M12可能被拧断

F0=T/0.2d许用应力例：例.凸缘联轴器用8个螺栓连接，已知D=195mm，扭矩T=1.1KN·m试确定螺栓直径。解.1.每个螺栓受到载荷2.螺栓预紧力FQ0取f=0.15,S=0.12,n=13.

许用应力设直径d=16mm4.

螺栓直径选5.6级螺栓ss=300MPa

[s]=0.33ss=0.33×300=99MPa

根据标准，选取螺栓M161.摩擦防松使螺旋副之间始终存在压力，产生摩擦力，阻碍螺旋副相对转动1)弹性垫圈防松2)双螺母防松两螺母对顶拧紧螺杆