《机械设计原理》第11章联接
第11章-并联结构
邱
丽
芳
述
职
报
告
11.1概述 7. 医疗器械 在医疗领域，由于要求定位精度高、安全度高等因素，并/混联机构常常 出现在各类显微外科手术机器人如脑外科、腹腔外科、矫形外科、眼科、 泌尿外科等中。例如在机器人末端经常采用基于VCM的并联设计方法以 提供机器人的操作安全性(图11-8)。
图11-8 2-DOF外科手术用RCM机械手
(11-5) (11-6)
s=d-
l +1 F
因此，一旦已知 l和 F 时，就可得到支链的自由度数 s，进而可以枚举分支运 动链。例如， d=F=3 时， s=3 ，支链的运动链可以是 RRR 、 RPR 、 PPR 、 PRR 等。
l=6， F= 3 时， s=5 ，支链的运动链可以是 RPS、 PRS、 RRS 、 UPU 等。
邱
丽
芳
述
职
报
告
11.1概述
4. 并联机床(PKM) PKM是一类以并联机构作为部分或全部进给机构的机电一体化装置。 具有结构简单、制造方便、刚性好、重量轻、速度快、精度高、价格 低等优点。
邱
丽
芳
述
职
报
告
11.1概述 5. 多维感测元件与交互装置 用在多维力与力矩传感器中也是并联机构应用较为成功的例子之一。 很多并联机构以传感器敏感元件的形式出现。 。
邱
丽
芳
述
职
报
告
11.1概述 8.仿生装置 许多自然设计都采用了并联构型，因此将并联机构用在仿生装置中确 是天经地义的事情。如多指灵巧手、各类仿生关节、仿生腰、仿生脊 柱、甚至仿生腿、仿生毛虫等都是并联机构同仿生学相结合的产物 (图11-9，图11-10)。
机械设计基础联接
04
销联接
销的类型与特点
类型
圆柱销、圆锥销、开口销、槽销等。
特点
销联接主要用于固定零件之间的相对 位置，可承受不大的载荷，具有结构 简单、工作可靠、装拆方便等特点。
销联接的应用与设计计算
应用
销联接广泛应用于各种机械设备中，如机床、汽车、起重机 等，用于固定轴与轴上零件的位置，或作为安全装置中的过 载剪断元件。
过盈联接的设计计算
确定基本尺寸
根据联接件的结构和强度要求，确定过盈联接的基本尺寸。
选择配合公差
根据过盈量的大小和联接件的材料、结构等因素，选择合适的配 合公差。
校核联接强度
根据过盈联接的受力情况和材料的力学性能，校核联接的强度是 否满足要求。
过盈联接的装配与拆卸
装配方法
一般采用压入法或温差法进行装 配。压入法是用压力机将配合件 压入，温差法是将包容件加热或
点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与
母材相互扩散而实现连接焊件的方法。
胶接的原理与应用
胶接原理
利用胶粘剂与被粘物表面的物理和化学作用 ，使两个被粘物牢固地联接在一起。胶粘剂 通常由粘料、固化剂、增塑剂、稀释剂、填 料于汽车、航空航天、电子 电器、建筑等领域。例如，在汽车制造中， 胶接被用于车身覆盖件、车门、车窗等部位 的联接。
联接在工程中的应用
01
02
03
传递动力
如汽车发动机中的曲轴与 连杆之间的联接，用于传 递动力。
传递运动
如机床中的丝杠与螺母之 间的联接，用于将旋转运 动转换为直线运动。
保持相对位置
如建筑中的钢结构联接， 用于保持建筑物的稳定性 和安全性。
联接的基本要求
机械设计基础第11章 轴与轴毂连接答案
第11章 轴与轴毂连接四、简答题5. 轴的当量弯矩计算公式中22)(T M M e α+=中，α应如何取值？答： α的取值由扭转剪应力的循环特性决定：对于不变的转矩，3.0=α；当转矩脉动循环变化时，6.0=α；对于频繁正反转的轴，转矩剪应力可视为对称循环，1=α。
若转矩的变化规律不明确时，一般也按脉动循环处理。
6.普通平键的失效形式和强度条件是什么？答：普通平键的主要失效形式是工作侧面的压溃。
普通平键连接的挤压强度条件为：P P hldT hl d T A F ][42//2σσ≤=≈= 式中，P σ——键侧面上受到的挤压应力，（MPa ）；T ——传递的功率，N.mm ；d ——轴的直径，mm ；h ——键的高度，mm ；l ——键的工作长度，mm 。
A 型键l=L-b ，B 型键l=L ，C 型键l=L-b/2 ；b ——键的宽度（mm ）。
P ][σ——联接中较弱材料的许用挤压应力，MPa六、分析题1．根据承受载荷的不同轴可分为转轴、心轴、传动轴，试分析图中 I 、II 、III 、IV 轴是各属于那种类型？答：I 为传动轴，II 、IV 为转轴，III 为心轴。
2．指出下面图中的结构错误，并提出改进意见。
序号错误原因改正1 箱体两端面与轴承盖接触处无凸台，使端面加工面积过大加凸台2 轴肩过高，轴承无法拆卸轴肩高度要低于轴承内圈高度3 键过长键长应小于轴上齿轮的宽度4 套筒对齿轮的轴向固定不可靠装齿轮的那段轴的长度比齿轮的宽度短1-2mm5 轴上还缺台阶，轴承装配不方便在右边轴承处加非定位轴肩，6 轴与轴承透盖接触轴与轴承透盖之间有间隙，并加上密封圈7 联轴器轴向未定位联轴器左端轴段加轴肩，对联轴器做轴向定位8 缺键，没有周向定位在联轴器和轴之间加键，作周向定位12 3 4 5 6 789 107序号错误原因改正1 轴的两端均伸出过长，增加了加工和装配长度轴的左端第一段轴比联轴器的宽度短1-2mm，轴的右端面和轴承的外端面基本保持一致2 联轴器与轴承盖接触联轴器与轴承盖之间要留有扳手操作空间，3 轴与轴承透盖间缺密封措施轴与轴承透盖间加上密封圈4 轴与轴承透盖接触轴与轴承透盖之间有间隙5 轴上还缺台阶，轴承装配不方便在左边轴承处加非定位轴肩，。
机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第11章 机械系统动力学
k
qi
δW Fe1δq1 Fe2δq2
P Fe1q1 Fe2q2
(i 1,2)
3. 动力学方程
J11q1
J12q2
1 2
J11 q1
q12
J11 q2
q1q 2
J12 q2
1 2
J 22 q1
q22
Fe1
J 12 q1
J 22q2
J12 q1
1 2
J11 q2
q12
J 22 q1
q1q 2
dt
等效驱动力矩
等效阻力矩
若 me 与 Je 为常数，则
Fed Fer M ed M er
me Je
dv dt
d
dt
能量形式（积分形式）
s2 s1
Fedds
s2 s1
Ferds
1 2
me 2 v22
1 2
me1v12
阻抗功
损耗功
总耗功
输入功
Wd (Wr Wf ) Wd Wc E2 E1
终止动能
起始动能
第二节 多自由度机械系统的动力学分析(简介）
机械系统的动力学方程:外力与运动参数（位移、速度等）之间的函数关系式
一、拉格朗日方程
动能
势能
自由度
d dt
E qi
E qi
U qi
Fei
(i 1,2,, N)
J1 1
m2 vc2 Jc2 2
m3v3
d
1 2
J112
1 2
m2vc22
1 2
J
2
c2 2
1 2
m3v32
(M11
P3v3
)dt
《机械联接》课件
机械联接的设计与计算
机械联接的设计和计算需要考虑材料的选择、连接处的特殊条件、力学和应变学等基础知识。在设计过程中应 使用一些方便的工具，例如计算器和CAD软件。
机械联接的应用和案例
应用 汽车制造 家具制造 电子产业
案例 螺栓连接发动机和车桥 卡环联接装配件 弹性连接电子器件
优点 高强度，可靠 易于拆卸 吸收振动和应力
刚度
联接元件的刚度应根据工作条件选择。要考虑 重量和尺Байду номын сангаас的增加所导致的附加应力。
工艺性
机械联接的工艺性应满足工程制造的要求。应 考虑制造成本和生产效率。
机械联接的定义
机械联接是指通过机械的方式连接零件的技术。其目的是创建一个整体结构，使得各个零部件之间的相对位置 不变，以便实现机械运动的需求。
机械联接的分类
常见的机械联接方式
1
销轴联接
2
使用销轴机械连接配件，例如凸轮轴或
驱动轴齿轮。
3
棱台销联接
这种类型的端口连接通常用于应用程序， 例如在变速器或离合器上。
弹性连接
在许多螺旋状和波形件中使用。可用于 降低振动，粘滞阻力等需要柔性的应用 程序。
机械联接的优缺点
机械联接的优点主要包括：安装和拆卸方便，强度高，易于维护，通用性强，设计周期短。然而，机械联接也 有缺点，例如增加成本、增加维护难度、设计错误可能导致零件失效等。
螺栓联接
铆接联接
通常用于需要可能需要分拆的连接处。另外，由于 它们提供了很好的刚度，螺栓的用处变得最为广泛。
通常用于在需要极高强度的情况下完成联接。铆接 可以确保不会无意中分开，因为铆钉被取出需要点 燃打火机并将钎子切断。
卡环联接
通常用于可以不断拆卸的连接。有时还需要使用螺
机械设计 螺纹连接 习题课讲解
注：此题用图解法求解。
N 1000
900
800
700600F500F0F0
F
400
F’
300
F”
200
60°
100
30° 45°
45°
F”
变形
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
10
BIGC 例4 一钢板采用三个铰制孔螺栓联接,下列三个方案哪个最好?
BIGC
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
11
FL 2a
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
4
（二）工作条件分析
1、保证结合面不滑移
F s z k f H 又：F F c2 V
c1 c2 z
2、受力最大螺栓轴向载荷
F 1 ( k f H c2 V )
z s c1 c2
=5662.5N
取： kf =1.3 μs=0.13
Q
解： 一）受力分析
R
Q
T
R=Q/2=10000 N T=R×300=3000000 N.mm
Q
FSR
FST FSR
FSR FST
FST FSR FST
BIGC
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
7
R使各螺栓受到横向工作载荷FSR： FSR=R/4=2500（ N ）
T也使各螺栓受到横向工作载荷FST，方向与形心连线垂直。
BIGC
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
1
一、螺栓组计算
螺栓联接习题课
螺栓 组受 力分 析
轴向力
横向力
受拉 F k f FR
F=FQ/z
s m z
机械设计基础PPT课件第章联接ppt课件
螺纹联接的预紧与防松
预紧
在装配时，对螺纹联接施加预紧力，使其产生预紧应力，以提高联接的刚性和紧密性。 预紧力的大小应根据联接的重要性和使用要求来确定。
防松
为了防止螺纹联接在振动或冲击载荷作用下发生松动，需要采取防松措施。常见的防松 方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。其中，摩擦防松是通过增加 螺纹副间的摩擦力来防止松动；机械防松是利用止动件来阻止螺纹副间的相对转动；破
坏螺旋副运动关系防松是将螺纹副转变为非运动副，从而消除松动的可能性。
03
键、花键和销联接
键联接的类型与特点
平键联接
结构简单，装拆方便，对中性好，适合高速、承受变 载和冲击载荷的场合。
斜键联接
适用于传递较大转矩和轴向力，但装拆较困难，对中 性较差。
半圆键联接
适用于锥形轴端与轮毂的联接，能自动适应轴的锥度 ，但轴上键槽较深，削弱了轴的强度。
02 03
抽芯铆接
使用抽芯铆钉连接两个被连接件的方法，也属于不可拆连接。抽芯铆钉 由钉杆和钉套组成，通过专用设备将钉杆拉断后，钉套留在连接处，形 成紧密的连接。
压铆连接
利用压铆机将压铆螺母或压铆螺钉等紧固件牢固地压接在工件上的连接 方式。具有操作简便、高可靠性、高抗振性等优点。
06
联轴器与离合器
联轴器的类型与特点
联接的功能与要求
功能
实现零部件之间的连接和固定，传递运动和动力，保证机器或设备的正常运转 。
要求
联接应具有足够的强度、刚度和稳定性，能够承受工作载荷和振动；同时应满 足装配、调整和维修的方便性。
联接的设计原则
根据工作条件和要求，选择 合适的联接类型和结构形式 。
考虑制造工艺和经济性，选 择合适的材料和加工方法。
机械设计基础课件-联接
静联接：在机器工作中，不允许零部件之间存 在相对运动的联接。
动联接：机器工作时，零部件之间可以有相对运动。 例如：机构中，各种运动副之间的联接。
静联接
可拆联接：不须毁坏联接中的任何一个零件就可拆
开的联接。例如：螺纹联接、键联接。
不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开
的联接。例如：铆接、焊接等。
重点学习—螺纹联接、键联接
§10.1 螺纹联接
一、螺纹形成及主要参数
1、形成原理：
2、类型
三角螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
外螺纹 内螺纹
单线 双线 三线 多线
左旋 右旋
二者旋合组成螺旋副或螺纹副
3、主要参数
d — 螺纹大径 d1 — 螺纹小径 d2 — 螺纹中径 z — 螺纹线数 p — 螺距
v
ρ
F fFn
ψ
Fa
πd2
FR
ψ+ρ
Fa F
2）斜块等速下降
FR ψ-ρ
Fa F
ψ
FR
Fn
v
ρ
fFn
F
ψ
Fa
πd2
（阻抗力）F = Fatan(ψ -ρ）
螺母——滑块，螺杆——斜面
2、螺旋副力分析、效率和自锁
1） 矩形螺纹
• 拧紧螺纹
T1
F
d2 2
Fa d2 2
tan(
)
效率
输出功 输入功
Fa s
表10-4）： 1.摩擦防松：弹簧垫圈、对顶双螺母、自锁螺母 2. 机械防松：采用专门的防松元件 3.变性法－不可拆卸防松（铆冲；粘接； 焊接）
1. 摩擦防松
弹簧垫圈防松
对顶螺母（双螺母）防松
机械设计基础联接
机械设计基础联接在机械设计的广袤领域中，基础联接是构建稳固机械结构的关键要素之一。
它如同机械系统中的“关节”，将各个零部件紧密结合在一起，确保机械的正常运转和性能发挥。
机械联接的方式多种多样，常见的有螺纹联接、键联接、销联接、铆接、焊接和胶接等。
每种联接方式都有其独特的特点和适用场景，这需要设计师根据具体的工作条件、载荷情况、精度要求以及成本等因素进行综合考虑和选择。
螺纹联接是应用最为广泛的一种联接方式。
它通过螺纹的相互旋合来实现紧固。
普通螺纹又分为粗牙螺纹和细牙螺纹。
粗牙螺纹具有强度高、通用性好的优点；细牙螺纹则更适用于薄壁零件或者需要微调的场合，其螺距较小，升角小，自锁性能更好。
螺纹联接的防松措施也是至关重要的，常见的防松方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副运动关系防松等。
比如使用双螺母、弹簧垫圈属于摩擦防松；使用开口销与六角开槽螺母、止动垫圈则属于机械防松。
键联接主要用于实现轴与轴上零件之间的周向固定，并传递扭矩。
平键是其中最为常见的一种，它具有结构简单、装拆方便、对中性好等优点。
但在承受重载、冲击或双向扭矩时，可能需要使用楔键或切向键。
销联接在机械中主要起定位、联接或保险作用。
圆柱销经过多次装拆后，其定位精度和可靠性可能会降低，此时就需要采用圆锥销。
圆锥销具有 1:50 的锥度，安装方便，且有较好的自锁性。
铆接是一种永久性联接，它利用铆钉将两个或多个零件联接在一起。
虽然其工艺相对复杂，但在一些承受较大冲击和振动的场合，如飞机结构中，仍有着不可替代的作用。
焊接则是通过加热或加压，使焊件之间形成原子结合的一种联接方法。
它具有强度高、密封性好等优点，广泛应用于钢结构、压力容器等领域。
但焊接也存在一些缺点，比如可能会引起焊接变形，需要后续的矫正处理。
胶接是利用胶粘剂在联接面上产生的粘合力将零件联接在一起。
这种联接方式具有重量轻、耐腐蚀、密封性能好等优点，但胶接强度往往受到胶粘剂性能和粘接工艺的影响。
机械基础第十一章联接的知识ppt课件(键连接、销连接、螺纹连接、联轴器、离合器)
第一节 键联接
• 键联接的类型有哪些？其特点与应用场合是什么？
• 为什么说平键联接的对中性要比楔键、切向键好？
• 平键的类型及尺寸怎么选？
• 平键联接强度计算的内容有哪些？如何提高联接的承载能力？
试一试 ： 用 于 静 联 接 的 平 键 联 接 在 不 改 变 键 截 面 尺 寸 b 、 h 的 情 况 下 ， 能 用 于 相 同 载 荷 的 动 联 接
11-6a所示。装配后两键的斜面相互贴合，共同楔紧在轴毂
和轴之间，键的上下两平行窄面是工作面，依靠其与轴和轮
毂的挤压传递单向转矩，如图11-6b所示。
图11-6 切向键联接
当要传递双向转矩时，须用两对互成120°～130°的切向
键（图11-6c）。切向键联接主要用于轴径大于100mm，对
中要求不高而载荷很大的重型机械，如矿山机。
一般只宜用于轻载，尤其适用于锥形轴端的联接。
（二）紧键联接
1、楔键联接 楔键联接用于静联接，如图11-5所示。楔键
的上表面和与它配合的轮毂槽底面均有1：100的斜度。装配后，
键的上、下表面与毂和轴上键槽的底面压紧，因此键的上下表
面为工作面，键的两侧面与键槽都留有间隙。工作时，靠键楔
紧的摩擦力来传递转矩，同时还能承受单向轴向载荷。
还可以作为安全装置中的过载剪断元件（图11—11d）
图11—11 销联接
销为标准件，其材料根据用途可选用35、45钢。按销形状
的不同，可分为圆柱销、圆锥销、开口销、异形销等。
图11—12 圆锥销
圆柱销利用微量过盈固定在铰制孔中，多次拆装后定位精
度和联接紧固性会下降；圆锥销具有1：50的锥度，小头直径
一、螺纹联接基本类型、结构尺寸应用
机械设计基础：11螺纹联接与螺旋传动
细牙：自锁性能更好。常用于承受冲击、振动及变 载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中。
细牙的缺点：牙小，螺距小，螺纹深度浅，小径较大， 相同载荷下磨损快，易脱扣。
5、旋向
螺纹按旋向分类：左旋螺纹和右旋螺纹 （常见）
左
右
旋
旋
螺
螺
纹
纹
§9-2 螺纹联接的基本类型与螺纹连接件
（basic types of screw link and thread connector）
原理： 外循环：径向尺寸大 内循环：本圈内循环
结论：
当 时，不论F多大，也无法使
滑块移动 自锁。
自锁
N21 V12
1P
F21
2
Q
F
自锁条件——
F R21
V12
1
R21 F
V12
2
2
不自锁
自锁(边界情况)
R21 F
V12
2 自锁
2、槽面移动副的摩擦
力分析：
槽侧面总摩擦力 F21 2N 21 f
2N21 sin F cos
2 N 21
驱动力 P Q tg( ) P0 Q tg
Q
V12
P
P R21 + Q
R21
效率 P0 tg P tg( )
滑块沿斜面等速上行，相当于拧紧螺母
0
（工作行程），不要求自锁。由 0 得
2
当摩擦角 不变时，效率 是升角 的函数。见下图
由 d 0 d
Байду номын сангаас
得 = 45– /2 时，效率最高。
fnf21212??n211q2??sinffv??ffv??槽面接触的摩擦力大于平面接触的摩擦力????cossin221fn??????sincos221fn??????sincos22121fffnf????令vvf??tg??q12??fnn21n2121q??fv12ft槽侧面总摩擦力槽面接触的当量摩擦系数q12??fnn21n21自锁条件若若ft??f21则静止的滑块仍然静止自锁21q??fv12ftvfff??cos21????sin????fftvf??????cossinvvfarctan????????二螺纹机构的效率和自锁螺旋副螺母与螺杆的相对运动?滑块沿斜面运动假设
机械设计基础课件+联接
汇报人：
202X-12-29
目录
CONTENTS
• 联接的定义与分类 • 机械联接： • 活动联接： • 固定联接： • 特殊联接方式：
01
联接的定义与分类
定义
联接
在机械设计中，联接指的是将两 个或多个零件组合在一起，以实 现一定的运动关系或固定的相对 位置。
目的
联接的主要目的是确保机械系统 的稳定性和可靠性，同时满足设 计要求的各种运动和力的传递。
05
特殊联接方式：
过盈配合
总结词
过盈配合是一种利用零件间的过盈量来实现紧密联接的方 式。
详细描述
过盈配合通过选择合适的过盈量，使两个零件在装配时产 生压力，从而实现联接。这种配合方式适用于传递扭矩、 承受一定轴向力或防止轴向位移的场合。
特点
过盈配合具有较高的承载能力、稳定性好、寿命长等优点 ，但装配和拆卸较为困难，需要专用工具和设备。
详细描述
粘合剂在连接过程中起到媒介的作用，通过粘合剂的粘附力和内聚力将两个物体紧密结合在一起。粘 接具有工艺简单、成本低廉、适用范围广等优点，但粘接的耐久性和承重能力相对较低。
铆接与胀接
要点一
总结词
铆接和胀接都是通过机械方式将两个金属件永久性连接在 一起的工艺。
要点二
详细描述
铆接是通过将金属钉或铆钉插入两个金属件的连接处，然 后进行挤紧或锻打，使金属件之间形成紧密的结合。胀接 则是通过在管子或筒体上施加压力，使管子或筒体的一部 分扩张并紧紧地贴合在另一部件上，形成牢固的连接。铆 接和胀接都具有较高的耐久性和承重能力，适用于各种金 属结构的制造和维修。
过渡配合具有较好的装配性能和拆卸性能，同时能够提供较好的联接刚 度和稳定性。但需要注意控制孔和轴的尺寸公差和表面粗糙度，以保证 装配效果。
机械设计基础课件!联接(含多款)
机械设计基础课件!联接(含多款)机械设计基础课件：联接一、概述机械设计是机械工程领域的重要组成部分，涉及将理论知识应用于解决实际工程问题。
机械设计基础课件旨在为学习者提供机械设计的基本原理和方法，使他们对机械设计有全面、系统的了解。
本文主要讨论机械设计中的联接问题，包括联接的定义、分类、设计和分析等方面。
二、联接的定义和分类1.定义联接是指将两个或多个零件固定在一起，使它们在相对位置和运动关系上保持一定的约束关系。
在机械设计中，联接是确保机械系统正常运行的重要环节。
2.分类（1）固定联接：通过焊接、铆接、螺纹联接等方式将两个零件固定在一起，使其在相对位置和运动关系上保持不变。
（2）可动联接：通过销轴联接、槽轴联接、铰链联接等方式将两个零件连接在一起，使其在相对位置和运动关系上具有一定的可动性。
（3）滑动联接：通过滑动轴承、导轨、滑块等方式实现两个零件之间的相对滑动。
（4）弹性联接：利用弹性元件（如弹簧、橡胶等）实现两个零件之间的相对运动和力的传递。
三、联接的设计1.设计原则（1）满足使用要求：联接应满足机械系统在运行过程中的强度、刚度、精度、稳定性等要求。
（2）结构简单、紧凑：在满足使用要求的前提下，尽量简化结构，减小尺寸，降低成本。
（3）便于制造、安装和维护：联接应易于加工、装配和维修，以提高生产效率和降低使用成本。
（4）具有良好的工作性能和可靠性：联接应在预定的使用寿命内，保持良好的工作性能和较低的故障率。
2.设计步骤（1）分析联接的工作条件：了解联接在工作过程中所承受的载荷、运动方式、环境条件等。
（2）选择合适的联接形式：根据工作条件，选择合适的联接形式，如固定联接、可动联接等。
（3）确定联接的尺寸和参数：根据载荷和强度要求，确定联接的尺寸和参数，如螺纹直径、销轴直径等。
（4）进行联接的强度校核：对联接进行强度校核，确保其在工作过程中不发生破坏。
（5）绘制联接的工程图：根据设计结果，绘制联接的工程图，包括联接的形状、尺寸、公差等。
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d D2 d2 d3
H1
D1
D4
外螺纹
螺距 螺纹牙高 牙顶间隙
公称直径d
中 径 内螺纹小径
P
h3=H4
ac
第1系列
第2系列
D2 d2
D1
4
2.25 0.25 16、20
18
d-2
d-4
5
2.75 0.25 24、28
22、26
d-2.5 d-5
6
2.25 0.5
32、36
螺栓的结构形式
d d
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
双头螺柱
紧
固
件
L
L1
L0
d L1 -----座端长度 L0 -----螺母端长度
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉
固
件
头部 结构
末端 结构
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉
固
螺母 国标罗列有六十余种不同结构的螺母
件
用于经常拆装
30、34
d-3 d-6
8
6.5
0.5
48、52
46、50
d-4 d-8
10
5.5
0.5 40、70、80 38、42、65 d-5 d-10
12
6.5
0.5
90、100
85、95
d-6 d-12
§4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
一、 螺纹联接的基本类型 e
可承受横向载荷。
d
基 螺栓联接
a
本
用于经常拆装易磨损之处。
d-1+0.188
1
d-1+0.35
d-2+0.918
1.25
d-1+0.188
d-2+0.647
1.5
d-1+0.026
d-2+0.376
2
d-2+0.701
d-3+0.835
3
d-2+0.052
d-4+0.752
表3 梯形螺纹基本尺寸 mm
P
R1
30˚
ac R2
ac
内螺纹
R2
H4
标记示例：Tr48X8
P
d
d2 d1
P
φ
非螺纹密封的管螺纹
2φ 用螺纹密封的管螺纹
梯形螺纹： β= 15º
锯齿形螺纹: β= 3º
30º
常用于传动。
为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角β比三角形螺纹的要小得 多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。 锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。
螺纹孔深度 H1=H+(2~2.5)P; 钻孔深度 H2=H1+(0.5~1)d;
H2 l1 HH1
ed
§4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
一、 螺纹联接的基本类型 基 螺栓联接 本 螺钉联接 类 双头螺柱联接 型 紧定螺钉联接
紧定螺钉
二、螺纹紧固件
螺栓 螺
纹
紧
L
固
L0
件
六角头 L L0
小六角头
易磨损之处。
β
螺母 Fa
α
形螺纹所产生的摩擦力相当。 故称 f ’ 为当量摩擦系数。
β 螺杆 Fn Fa
f ' f tg' cos
称 ρ’ 为当量摩擦角
引入参数f ’和ρ’ 就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进 行力的分析。
水平推力 : F Fatg( ')
滑块上升： 驱动力矩 :
T
d2 2
Fa tg (
e
一、 螺纹联接的基本类型
H2 l1 HH1
基 螺栓联接
本
螺钉联接 结构简单，省了螺母，不宜经常拆装， 以免损坏螺孔而修复困难。
类
双头螺柱联接 联接件厚，允许拆装。
型
a
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H，当螺孔材料为：
钢或青铜 H=d; 铸铁 H=(1.25~1.5)d 铝合金 H=(1.5~2.5)d
§1 螺纹参数
一、螺纹的形成
螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线 等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。
螺纹----一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图 形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。 d2
螺纹
按螺纹的牙型分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
螺 按螺纹的旋向分
纹 的
按螺旋线的根数分
的轴向距离。
(5) 导程S S = nP
同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
ψ
((67))牙螺型纹角升角α ψ 的平面的夹角
中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
tgψ= πndP2
轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹
轴线的垂线间的夹角。
牙侧角 β
S ψ
πd2
PS
')
F Fatg( ')
滑块下降：
T
d2 2
Fa tg (
')
非矩形螺旋的自锁条件： ψ≤ρ’ 对于联接螺纹必须满足自锁条件
螺旋转动一圈时，有效功为FaS, 输入功为2πT。 定义螺旋副的效率为有效功与输入功之比：
当ρ’一定时，效率
tg 只是螺纹升角的函
数，由此可以绘出
tg( ) 效率曲线.
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 n线螺纹: S = n P 多线螺纹 一般: n ≤ 4
分 类
按回转体的内外表面分
SP
P
SP
按螺旋的作用分
S =P
S = 2P
按母体形状分
单线螺纹
双线螺纹
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
l1
类
孔与螺杆之
型
间留有间隙 l1
螺纹余留长度l1
a
静载荷l1>=(0.3~0.5)d;
d
变载荷l1>=0.75d;
冲击载荷或弯曲载荷l1≥ d;
铰制孔用螺栓l1≈ 0;
螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d;
螺栓轴线到边缘的距离
e=d+(3~6) mm
铰制孔螺栓
§4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
Fa ---为阻力，F为驱动力，摩擦力F’ 沿斜面朝下。
∠FRFa = ψ+ρ
FR = Fn +F’ FR =(1 + f ) Fn 列出力平衡方程：
ψ+ρ FR
Fa F
ψ+ρ
FR + Fa +F =0
作力多边形
得： F=Fatg(ψ+ρ )
驱动力矩：
Fn FR ρ ψ v
F F’
T
F
d2 2
d2 2
螺 纹 的 拧 紧 ---- 螺 母 在 F 和 Fa
的 联 合 作 用 下 ， 逆 着 Fa 等 速 向上运动。
Fn FR ρ
v
螺 纹 的 拧 松 ---- 螺 母 在 F 和 Fa 的 联 合 作 用 下 ， 顺 着 Fa 等 速 向下运动。
v F’ F Fa
πd2
F
d2Fa
F
S
当螺纹拧紧(滑块上升)时： 滑块在F、FR 、Fa三力作用 下处于平衡状态
缺点：不耐磨易滑扣。 应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。
P 60˚
P
P
粗牙
d
细牙 d
细牙 d
普通细牙螺纹
管螺纹 非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚） 用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α = 55˚）
60˚圆锥管螺纹
公称直径----管子的公称通径。强调与普通螺纹不同
55 ˚
55 ˚
d
d2 d1
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺纹副
内螺纹 外螺纹
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
P/8
H=0.866P d2=d-0.6495P D、d ----内、外螺纹大径 D2、d2----内、外螺纹中径 D1、d1----内、外螺纹小径
P----螺距
d1=d-1.0825P
标记示例：
M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3)
M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5)
公称直径（大径）
粗
牙
Dd
3 4 5 6 8 10
螺距P
0.5 0.7 0.8
1 1.25 1.5
中径 D2 d2 2.675 3.545 3.545 5.350 7.188
9.026
12
1.75
10.863
(14) 16
2
12.701
2
14.701
(18) 20 (20) 24 (27) 30
2.5
16.376