第10章联接

当ρ’一定时，在ψ=45˚-ρ’/2 处效率曲线有极大值。
100 效率 对于传动螺旋，一般取： η% 80 ρ’ <ψ ≤25˚
f ’ =tgρ’ =0.1
设计：潘存云 设计：潘存云
对于联接螺纹，必须取：
60
40
自锁极限 紧固螺纹区
ψ≤ρ’ = 5.7˚
20
0˚ 10˚ 20˚ 30˚ 40˚ 50˚
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2π T。 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 只是螺纹升角的函 数，由此可以绘出 效率曲线.
Fa S Fa S tg ' 2 T Fa tg ( ) d 2 tg ( ' )
F
FR
F d2
Fa
Fa
ψ +ρ
FR Fn ρ ψ v
F
得： F=Fatg(ψ+ρ ) 驱动力矩：
设计：潘存云
d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
ψ
F’
π d2
F
S
Fa
当螺纹拧松(滑块下滑)时： Fa ----驱动力，F ----阻力， F’ ----摩擦力, 沿斜面朝上。
16 、20 24 、28 32、36 48 、52 40 、70、80 90 、100
18 22、26 30、34 46、50 38、42、65 85、95
d-2 d-2.5 d-3 d-4 d-5 d-6
d-4 d-5 d-6 d-8 d-10 d-12
§10－4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
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。
设计：潘存云
3º
梯 形 螺纹的基本尺寸：
锯齿形
30º
粗牙普通螺纹的基本尺寸见P135表10-1 细牙普通螺纹的基本尺寸见P136表10-2 梯形螺纹的基本尺寸见P136表10-3
滑块在F、FR 、Fa三力作 用下处于平衡状态
设计：潘存云
∠FRFa = ψ-ρ 列出力平衡方程： FR + Fa +F =0
作力多边形可得：
Fn ψ
FR
F
ρ
v ψ
ψ -ρ
设计：潘存云
F’ F
d2
Fa
Fa
F=Fatg(ψ-ρ )
驱动力矩：
ψ-ρ
Fa
FR
F
d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
铰制孔螺栓
§10－4 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
基 本 类 型
H2 H1 H
螺栓联接 螺钉联接 双头螺柱联接
l1
设计：潘存云
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 螺纹孔深度 H1=H+(2~2.5)P; 钻孔深度 H2=H1+(0.5~1)d;
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
二、螺纹的主要几何参数 (1)大径d (2) 小径 d1
(3)中径d2 (4) 螺距P (5) 导程S S = nP
d d2 d1
P/2 P/2
P
设计：潘存云
S
设计：潘存云
(6) 螺纹升角ψ
(7)牙型角 α 牙侧角 β
ψ nP tgψ= πd 2 β
P
60˚ P P
粗牙
d
细牙
d
细牙
d
普通细牙螺纹 非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚） 管螺纹 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。
55 ˚ 55 ˚
d
d2
d1
d
P
d2
d1
P
υ
2υ 非螺纹密封的管螺纹 用螺纹密封的管螺纹
梯形螺纹： β= 15º 锯齿形螺纹: β= 3º
d-1+0.188
d-2+0.918
1.25
1.5 2 3
d-1+0.188
d-1+0.026 d-2+0.701 d-2+0.052
d-2+0.647
d-2+0.376 d-3+0.835 d-4+0.752
表10-3 梯形螺纹基本尺寸
P
R1 R2
mm
内螺纹 标记示例：Tr48X8
R2 (梯形螺纹，直径48，螺距8)
一、 螺纹联接的基本类型
e
a
d
基 本 类 型
螺栓联接
孔与螺杆之 间留有间隙 l1
设计：潘存云
l1 a d
设计：潘存云
螺纹余留长度l1 静载荷l1>=(0.3~0.5)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
30˚
H1
设计：潘存云
ac
ac
d D2 d2 d3
外螺纹
螺纹牙高 牙顶间隙
螺距
P 4 5 6 8 10 12
h3=H4 2.25 2.75 2.25 6.5 5.5 6.5
ac 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5
公称直径d 第1系列 第2系列
D1 D4
H4
中 径 D2 d2
内螺纹小径 D1
1.25, 1 0.75 1.5, 1.25 0.5 1.5, 1
2, 1.5, 1
表10-2 细牙普通螺纹基本尺寸
螺距P 0.35 0.5 中径D2、d2 d-1+0.773 d-1+0.675
mm
小径D1、d1 d-1+0.621 d-1+0.459
0.75
1
d-1+0.513
d-1+0.35
不会！ --这种现象称为自锁。
F
二、 非矩形螺纹β≠ 0º 矩形螺纹忽略升角的影响时有： Fn=Fa 当β≠ 0º 时，摩擦力为：
轴 线
Fa
螺母
F ' f Fn soc f 'Fa
f

Fa
轴 线
螺杆 Fn
摩擦系数为f 的非矩形螺纹所产生 β 的摩擦力与摩擦系数为f ’ 的矩形 螺纹所产生的摩擦力相当。 螺杆 Fn 故称 f ’ 为当量摩擦系数。 f f ' tg ' 称 ρ’ 为当量摩擦角 s oc
FR v Fn ρ F’ π d2
设计：潘存云
F
d2
Fa
v F
Fa
F
S
当螺纹拧紧(滑块上升)时： Fa ----阻力，F ---- 驱动力， F’ ----摩擦力, 沿斜面朝下。 ∠FRFa = ψ+ρ ψ+ρ FR = Fn +F’ 列出力平衡方程： FR + Fa +F =0 作力多边形
设计：潘存云
§10－1 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。 d
2
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 纹 的 分 类
按螺纹的旋向分
按螺旋线的根数分
按回转体的内外表面分 按螺旋的作用分
按母体形状分
螺纹的牙型
30º
15º
30º 3º矩形螺纹ຫໍສະໝຸດ 三角形螺纹梯形螺纹
锯齿形螺纹
按螺纹的牙型分
螺 纹 的 分 类
按螺纹的旋向分 按螺旋线的根数分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 左旋螺纹
按回转体的内外表面分 按螺旋的作用分
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹 按螺旋的作用分 联接螺纹 螺旋传动 传动螺纹
按母体形状分
联接螺纹 传动螺纹
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹 按螺旋的作用分 联接螺纹 传动螺纹
后面有图
表10-1 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸 mm
P P/8 P/8 60˚ 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
30˚ P/2
D2 d2 D1 d1 D d 90˚ P/4
公称直径（大径） 粗 牙 D d 螺距P 中径 D2 d2 3 0.5 2.675 4 0.7 3.545 5 0.8 3.545 6 1 5.350 8 1.25 7.188 10 1.5 9.026 12 1.75 10.863 (14) 2 12.701 16 2 14.701 (18) 2.5 16.376 20 2.5 18.376 (20) 2.5 20.376 24 3 22.052 (27) 3 25.052 30 3.5 27.727 注：括号内的公称直径为第二系列