螺纹连杆与螺纹传动.ppt

1、第五章螺纹连接与螺旋传动,外螺纹的加工过程,内螺纹的加工过程,5-1螺纹的基本参数、类型和应用,一.螺纹的形成、类型和应用 1.螺纹的形成,2.螺纹的分类： 根据断面形状：三角形螺纹（普通螺纹、管螺纹）、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。 根据螺旋方向：右旋、左旋。 根据线数：单线、双线、三线。,上一级,螺纹的主要参数（图5-1）：,1）大径d(或D)-公称直径,外螺纹小写，内螺纹大写。 2）小径d1（或D1）-强度计算中危险剖面的计算直径 3）中径d2（或D2）-螺纹的牙厚与牙间相等处的圆柱直径 4）螺距p-螺纹相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离,5）线数n-螺纹的螺旋线数； 6）导程S-通

2、一条螺旋线上相邻两牙在中 径线上所对应两点间的轴向距离： S=np 7）升角-中径圆上，螺旋线的切线与垂 直于螺纹轴线的平面间的夹角： =arctan(S/(d2) 8）牙型角-轴向剖面内，螺纹两侧边间 的夹角。,5-2 螺纹副的受力分析、效率和自锁,一.矩形螺纹（=0）（图5-3） 拧紧（等速上升）（图5-3a）： Ft=Qtan(+) 效率： ，=2025, 5-2 螺纹副的受力分析、效率和自锁,松开（等速下降）（图5-3b） Ft=Qtan(-) 当=，Ft=0，表明无论Q多大，都不能自动下滑. 自锁：无论施加多大的轴向力，螺纹都不能自行松开的情况。,三角形螺纹与其他非矩形螺纹,二.三角

3、形螺纹（图5-4） fv当量摩擦系数，当量摩擦角 v=arctanfv 三角形螺纹当量摩擦角 v最大，自锁性能好，效率低，主要用于联接。, 5-3 螺纹联接的基本类型和元件,一.螺纹联接的基本类型 1.螺栓联接（图5-5） 普通螺栓联接（图5-5a):结构简单，拆装方便，应用广泛。 配合螺栓联接（图5-5b)：用于承受横向载荷或需精确固定被联接件相对位置的场合。,2.螺钉联接（图5-6a） 用于被联接件之一较厚，不需经常拆卸的场合。,3.双头螺柱联接(图5-6b） 用于不能用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。 4.紧定螺钉联接(图5-6c） 用于固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力和转矩。,

4、5.地脚螺栓联接 6.吊环螺钉联接 7.T形槽螺栓联接,二.螺纹联接的元件（A、B、C三个精度等级） 1.螺栓（受拉b,c、受剪a,d、配合e）（图5-7） 2.螺钉（图5-8） 3.双头螺柱 4.紧定螺钉（图5-9） 5.螺母（六角、方、圆）（扁螺母、厚螺母）（图5-10） 6.垫圈（平垫圈、斜垫圈、弹簧垫圈）（图5-11）, 5-4 螺纹联接的预紧和防松,一.螺纹联接的预紧 预紧力 测力矩扳手、定力矩扳手, 5-4 螺纹联接的预紧和防松,二.螺纹联接的防松 1.利用摩擦防松（图5-13）：弹簧垫圈、双螺母 2.利用机械锁紧防松（图5-14）：开口销a、制动垫圈b, 5-5 螺栓组联接的设计

5、和受力分析,设计步骤： 1）选定螺栓的数目及布置形式； 2）确定结构尺寸； 3）不重要的用类比，重要的要校核。,一.螺栓组联接的结构设计 1.力求轴对称分布（图5-15），平行于外力方向不成排布置8个以上螺栓； 2.合理间距、边距（图5-16），要留扳手空间； 3.圆周分布数3、4、6、8、12等易于划线加工（图5-15）； 4.支承面有凸台或鱼眼坑，使受力平衡（图5-17）。,二.螺栓组联接的受力分析 1.受横向载荷 1）普通螺栓联接（图5-18） Qp-预紧力 f-摩擦系数 Z-螺栓个数 m-接合面数 kf-可靠系数（1.1-1.3） R-总横向载荷,2）配合螺栓联接（图5-19） Fs-

6、工作剪应力,2.受转矩螺栓组联接 1）普通螺栓联接（图5-20b）,2）配合螺栓联接（图5-20c）,3.受轴向载荷的螺栓组联接(图5-21) F-外载荷 F-每个螺栓所受的轴向载荷 Q-总拉力 Qp-剩余预紧力,紧密要求高： Qp=（1.51.8）F一般联接： Qp=（0.61.0）F工作载荷无变化：Qp=（0.20.6）F, 5-6 单个螺栓的强度计算,一.螺栓失效形式 1）受轴向拉力而拉断 2）受横向力剪断或挤压损坏 二.受拉螺栓联接的强度计算 1.松螺栓联接(图5-22),2.紧螺栓联接,分两种情况讨论：,三.受剪切和挤压螺栓的强度计算(图5-23) Lmin-螺杆上受挤压的最小长度

7、Lmin=1.25d0,四.螺栓联接件的材料及许用应力 1.材料：常用Q235、35#和45#； 重要的用20Cr、40Cr等合金钢 按材料的机械性能等级分为11个级别： 3.6,4.6,4.8,5.6,5.8,6.8,8.8(M16),9.8,10.9,12.9 含义如下：3.6 抗拉强度极限：B=3*100=300 N/mm2 屈服强度极限: s=3*6*10=180 N/mm2,2.许用应力： 许用拉应力：=s/S S为安全系数，见表5-5 许用剪切应力：=s/S S为安全系数，见表5-6 许用挤压应力： 钢：p=s/Sp 铸铁：p=B/Sp Sp 为安全系数，见表5-6,四.例5-1（

8、图5-24） 力分析图（图5-25）, 5-7 螺旋传动,利用螺杆和螺母组成的螺旋副传递运动和动力，也可以用来调整零件间的相互位置。 一.螺旋传动的类型和应用 1.按用途分： 1）传导螺旋：传递运动，有时承受轴向载荷（机床进给机构螺旋） 2）传力螺旋：传递动力，较小的转矩产生较大的轴向推力，有自锁能力（起重和加压装置） 3）调整螺旋：调整和固定零部件相对位置，可靠的自锁和精度（机床、仪器中的微调机构）,2.按摩擦状态分： 1）滑动螺旋 2）滚动螺旋 3）静压螺旋,二.螺旋传动的失效形式 1.磨损 2.螺纹牙断裂 3.螺杆断裂 4.螺杆失稳,三.螺旋传动的计算 1.耐磨性计算：限制螺纹工作表面上的平均压强不超过其许用值。,高径比=H/d2,2.螺纹牙强度计算：对螺母进行弯曲强度和剪