《液压传动》-任务二螺纹联接

联接是指被联接件与联接件的组合。常见的机械联接有两类：一是机械动联接，如运动副；二是机械静联接，本章所学习内容是机械静联接问题。联接不可拆联接—装拆方便，多次装拆无损于使用性能。如螺纹联接、键联接、销联接—在拆开联接时会损坏联接中的零件或使用性能。如焊接、铆接、粘接

概述可拆联接（永久性联接）2.1螺纹2.1.1螺纹的形成将一直角三角形abc绕到一直径为d1的圆柱体上，并使其一直角边ab与圆柱体底面的圆周重合，则斜边ac在圆柱体表面上形成一条螺旋线。如果用任意平面图形（如矩形、三角形、梯形或锯齿形），使其一边与母线贴合，沿着螺旋线运动，并保持该图形始终通过圆柱体的母线，就得到螺纹。2.1螺纹

螺纹的形成

梯形螺旋线卡盘车刀工件外螺纹车削法加工外螺纹板牙返回内螺纹车削法

对于加工直径较小的螺孔，可用如图所示的加工方法，先用钻头钻出光孔，再用丝锥攻螺纹加工内螺纹返回2.1螺纹2.1.2螺纹的类型

1）在外圆柱面上形成的螺纹称为外螺纹，在内圆柱面上形成的螺纹称为内螺纹。

2）螺纹按旋向可分为右旋螺纹和左旋螺纹，常用螺纹是右旋螺纹。

3）螺纹按螺纹线数可分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹。

4）按照牙型的不同，螺纹可分为普通螺纹（又称为三角形螺纹）、管螺纹（牙型为等腰三角形）、米制锥螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。普通螺纹(M)管螺纹(G)锯齿形螺纹(S)梯形螺纹(Tr)(1)螺纹牙型

螺纹的形成可看作是一个平面图形(如三角形、梯形、矩形等)，沿着圆柱螺旋线运动而产生的，这个平面图形就是螺纹的牙型。不同的螺纹牙型，有不同的用途。三角形梯形锯齿形上一级常用的螺纹牙型、特点及应用梯形螺纹结构：牙形角＝特点：效率较高、牙根强度较大、工艺性好应用：用于传动

矩形螺纹结构：牙形角＝性能：效率较高、牙根强度小、工艺性差应用：用于传动

矩齿形螺纹结构：工作面的牙型斜角为3°

非工作面的牙型斜角为30°性能：效率较高、牙根强度较大、工艺性好应用：用于单向传动

管螺纹结构：牙形角＝性能：自锁性好,牙根强度高，工艺性好应用：用于联接

三角形螺纹结构：牙形角＝特点：联接紧密，内外螺纹无间隙应用：密封性要求较高的场合

(2)公称直径

公称直径是代表螺纹尺寸的直径，指螺纹大径的基本尺寸。大径小径中径牙底牙顶牙顶牙底(1)大径：与外螺纹的牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为大径。大径即为公称直径。内、外螺纹的大径分别用D、ｄ表示。(2)小径：与外螺纹牙底与内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径称为螺纹小径。内、外螺纹的小径分别用Ｄ1、ｄ1表示。(3)中径：它是一个假想圆柱的直径，即在大径和小径之间，其母线通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的假想圆柱面的直径称为中径。内、外螺纹的中径分别用Ｄ2、ｄ2表示。上一级双线螺纹单线螺纹(3)螺纹线数(4)螺距和导程

相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离称为螺距，用ｐ表示

同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应点间的距离称为导程，用S表示单线螺纹：ｐ=S多线螺纹：ｐ=S/n螺距=导程导程螺距上一级(5)螺纹旋向左旋右旋注意：只有上述各要素完全相同的内、外螺纹才能旋合在一起。螺纹的旋向有左旋和右旋之分上一级联接螺纹传动螺纹MGTrB粗牙细牙螺纹管螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹普通是最常用的联接螺纹用于细小的精密或薄壁零件

用于水管、油管、气管等薄壁管子上，用于管路的联接。用于各种机床的丝杠，作传动用。只能传递单方向的动力。螺纹种类特征代号外形图用途常用的几种螺纹的特征代号及用途返回三、螺纹的标注1.

标注的基本模式螺纹代号公称直径×导程(P螺距)旋向公差带代号－旋合长度代号☆粗牙螺纹允许不标注螺距；☆旋合长度为中等时，“N”可省略。☆单线螺纹允许不标注导程与线数；☆右旋螺纹省略“右”字，左旋时则标注LH;右旋左旋长：L中等：N短：S中径和顶径公差带代号－返回2.标注示例M20×2LH-5g6g-s普通螺纹大径d＝20螺距P2(细牙)短旋合长度顶径公差带代号左旋中径公差带代号例1：例2：Tr40×14(p7)－7H－L梯形螺纹大径D＝40螺距P7导程14线数2中径、顶径公差带代号长旋合长度右旋返回M20×23.

标注方法M20-7HG1外螺纹记住：尺寸界线应从大径引出！管螺纹注：

G右面的数字不是管螺纹的大径，而是它的公称直径。内螺纹返回§16-2螺纹紧固件及连接开槽盘头螺钉平垫圈弹簧垫圈1型六角螺母双头螺柱六角头螺栓开槽锥端紧定螺钉开槽沉头螺钉内六角圆柱头螺钉返回2.2螺纹联接

2.2.1螺纹联接的类型螺纹联接的主要类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。

2.2.2螺纹联接件常用的螺纹联接件有螺栓、螺母、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、垫圈等。

普通螺栓连接铰制孔用螺栓连接1、螺栓连接铰制孔用螺栓连接2）双头螺柱

双头螺柱连接由双头螺柱、螺母、垫圈组成。连接时，一端直接拧入被连接零件的螺孔中，另一端用螺母拧紧。双头螺柱连接多用于被连接件之一太厚，不适于钻成通孔或不能钻成通孔时。在拆卸时只须拧出螺母、取下垫圈，而不必拧出螺柱，因此采用这种连接不会损坏被连接件上的螺孔。双头螺柱连接3、螺钉联接：螺钉直接拧入被联接件的螺纹孔中。这种联接在结构上比双头螺柱简单、紧凑，其用途和双头螺柱相似，但不宜经常装拆，以免损坏被联接件的螺孔。

4）紧定螺钉联接与螺栓、双头螺柱和螺钉不同，紧定螺钉不是利用旋紧螺纹产生轴向压力压紧机件起固定作用。

紧定螺钉分为柱端、锥端和平端三种。平垫圈弹簧垫圈圆螺母用止动垫圈圆螺母六角头螺栓双头螺柱六角螺母六角开槽螺母内六角圆柱头螺钉开槽圆柱头螺钉开槽沉头螺钉紧定螺钉六角螺母标准联接件异形螺母标准联接件2.2螺纹联接2.2.3螺纹联接的预紧和防松

1.螺纹联接的预紧(1)预紧力的大小取决于螺母的拧紧程度，亦即所施加的扳手力矩的大小。(2)预紧的目的是为了提高联接的可靠性、紧密性和防松能力。

定力矩扳手测力矩扳手测力矩扳手定力矩扳手工程上常采用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力的大小。二、螺纹联接的防松

螺纹防松是防止螺纹副的相对转动。常用的方法见表10-4。

实际工作中，外载荷有振动、变化、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，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故1、防松目的

消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。2、防松原理3、防松办法及措施2.2螺纹联接2.螺纹联接的防松（1）摩擦力防松

1）双螺母防松

2）弹簧垫圈防松

3）自锁螺母防松对顶螺母弹簧垫圈2.2螺纹联接

（2）机械防松

1）开口销防松

2）止动垫圈防松

3）串联钢丝防松开口销防松串联钢丝防松止动垫圈防松2.2螺纹联接（3）破坏螺纹副防松

1）冲点法

2）焊接法

3）粘接法总结梯形螺纹结构：牙形角＝特点：效率较高、牙根强度较大、工艺性好应用：用于传动

矩形螺纹结构：牙形角＝性能：效率较高、牙根强度小、工艺性差应用：用于传动

矩齿形螺纹结构：工作面的牙型斜角为3°

非工作面的牙型斜角为30°性能：效率较高、牙根强度较大、工艺性好应用：用于单向传动

管螺纹结构：牙形角＝性能：自锁性好,牙根强度高，工艺性好应用：用于联接

三角形螺纹结构：牙形角＝特点：联接紧密，内外螺纹无间隙应用：密封性要求较高的场合

公称直径螺纹线数螺距导程旋向结束2.3螺栓联接的强度计算和结构设计

2.3.1螺栓联接的强度计算

1.普通螺栓联接的强度计算

（1）松联接：松联接在装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷之前螺栓并不受力，拉伸强度条件为：

2.3螺栓联接的强度计算和结构设计

（2）紧联接

1）只受预紧力的紧螺栓联接螺栓危险截面上的拉伸应力为：

螺栓危险截面上的扭转剪应力为：2.3螺栓联接的强度计算和结构设计

当量应力为：

因此，螺栓螺纹部分的强度条件为：

即

设计公式为：2.3螺栓联接的强度计算和结构设计2）承受横向外载荷的紧螺栓联接

受横向外载荷的普通螺栓联接

2.3螺栓联接的强度计算和结构设计当时当承受横向外载荷时，要使联接不发生滑动，螺栓上要承受7倍于横向外载荷的预紧力，这样设计出的螺栓结构笨重、尺寸大、不经济，尤其在冲击、振动载荷的作用下联接更为不可靠，因此应设法避免这种结构，采用新结构。2.3螺栓联接的强度计算和结构设计3）承受轴向静载荷的紧螺栓联接螺栓的强度校核公式为：

螺栓的强度计算公式为：2.3螺栓联接的强度计算和结构设计受轴向载荷的紧螺栓联接a）工作载荷作用前b）工作载荷作用后

a）b）2.3螺栓联接的强度计算和结构设计

2.铰制孔用螺栓联接的强度计算

螺栓杆与孔壁的抗挤压强度条件为：螺栓杆的抗剪强度条件为：2.3螺栓联接的强度计算和结构设计铰制孔用螺栓联接的强度计算

2.3螺栓联接的强度计算和结构设计2.3.2螺栓组联接的结构设计螺栓组联接的结构设计主要是考虑受力情况、装配因素等方面的影响后，选择合适的联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式、螺栓的公称直径。设计时应综合考虑以下几个方面。

1）接合面应尽量设计成轴对称的几何形状，尽量对称布置螺栓，使螺栓组的几何中心与接合面的形心重合。这样便于加工和装配，接合面受力也比较均匀。2.3螺栓联接的强度计算和结构设计螺栓组的布置

2.3螺栓联接的强度计算和结构设计2）当螺栓联接承受弯矩和扭矩时，应将螺栓尽可能地布置在靠近接合面边缘，以减少螺栓中的载荷。如果普通螺栓联接受到较大的横向载荷，则可用套筒、键、销等零件来分担横向载荷，以减小螺栓的预紧力和结构尺寸。2.3螺栓联接的强度计算和结构设计受横向载荷的减载装置a）减载销b）减载套筒c）减载键a）b）c）2.3螺栓联接的强度计算和结构设计3）螺纹联接的数目尽量取偶数，以便于分度划线。

4）螺栓布置要有合理的距离。在布置螺栓时，螺栓中心线与机体壁之间、螺栓与螺栓之间的相互距离，要根据扳手活动所需的空间大小来确定。如图10-20所示。扳手空间的尺寸可查有关手册。2.3螺栓联接的强度计算和结构设计扳手空间

2.3螺栓联接的强度计算和结构设计5）为了安装方便，同一组螺栓中不论其受力大小，均采用同样的材料和尺寸。

6）避免承受附加弯曲应力。引起附加弯曲应力的因素很多，除因制造、安装上的误差及被联接件的变形等因素外，螺栓、螺母支承面不平或倾斜，都可能引起附加弯曲应力。为此，采用斜垫圈（见图a）；球面垫圈（见图b）；凸台（见图c）；凹坑（见图d）等结构。2.3螺栓联接的强度计算和结构设计避免附加弯曲应力的结构

a）b）c）d）结束2.4轴毂联接

2.4.1键联接

键联接通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定，以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定和轴向移动。键联接的主要类型有平键联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接和花键联接等。

1.平键联接

平键联接分为普通平键联接、导向平键联接和滑键联接3种。2.4轴毂联接（1）普通平键联接

2.4轴毂联接

（2）导向平键联接2.4轴毂联接（3）滑键联接2.4轴毂联接

2.半圆键联接2.4轴毂联接