4.第四章螺纹连接与螺旋传动.ppt.t

Ⅰ摩擦力防松
圆螺 母与 止动 垫
开口 销与 槽型 螺母
单耳 止动 垫圈
Ⅱ机械防松
Ⅲ 其他防松 端铆 防松 冲点 防松 涂粘 结剂 防松
小结
4.1螺纹
1.螺纹的分类、特点和应用
2. 螺纹的主要参数
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3. 螺旋副的受力分析、效率和自锁
(1)平衡状态下Ft与F之关系
(2)T和η的计算
(3)自锁条件
4.2 螺纹连接的主要类型和使用
4.螺距(P)：相邻两牙在中径线上对 应两点间的轴向距离。
5.导程L和螺纹线数n （1）线数n：螺纹的螺旋线数目（条数）。 连接螺纹要求自锁性好，多用单线螺纹。 传动螺纹要求传动效率高，可用双线或三线 螺纹。为了便于制造，一般n≤4。 （2）导程L：同一条螺旋线上，相邻两牙在 中径线上对应两点间的轴向距离。 L=np (4-1)
图4-6
螺 栓连接
双头螺 柱连接
螺钉连接
紧定螺 钉连接
图4-6 螺纹连接的主要类型共四种
4.2.2螺纹连接的预紧和防松
1. 螺纹连接的预紧： （1）预紧：承受工作载荷 之前的拧紧。预紧后螺栓 受拉力作用，如右图所示。 （2）拧紧力矩： 对M10~68的粗牙螺纹，无润滑时： T≈0.2F′d (4-12) F′为预紧力（N）; d为螺纹大径。
tan （4）传动效率： tan( v )
图4-4（a）
（4-11）
ρv为当量摩擦角, ρv=arctan fv。
fv为当量摩擦系数，fv=f/cosγ，γ为牙侧角。
讨论：
1.ρv=arctan（f/cosγ），γ↑→COSγ↓
→ρv↑→自锁性↑→效率
tan ↓。 tan( v)
6.升角λ：在中径圆柱上螺旋线的切线 与垂直螺纹轴线的平面的夹角。
L nP tan d 2 d 2
（4-2）
7.牙形角α：在轴向剖面内，螺纹牙型 两侧面的夹角。 8.牙侧角γ：在轴向剖面内，螺纹牙侧 一边与螺纹轴线垂线之间的夹角。
4.1.3螺旋副的受力分析、效率和自锁 1.矩形螺纹（α=0º ）
1.螺纹连接的主要类型和应用场合 2.螺纹连接的预紧和防松 重点: 螺纹连接的类型选择、螺旋传动的 自锁条件和效率计算。
第四章 螺纹连接与螺旋传动
[提要] 介绍螺纹的分类、主要参数、 螺旋 副受力分析和自锁; 螺纹连接的主要类型和 使用；螺栓连接的强度计算；螺旋传动机构 的类型、滑动螺旋传动的设计计算、滚动螺 旋传动的结构和主要参数。
4.1 4.2
螺纹 螺纹连接的主要类型和使用
4.3
4.4
螺纹连接的强度计算
螺旋传动
v
Ff Ft λ－ρ λ F R〃
图4-3(c)
（4）效率： 螺母上升时，螺母绕行一圈， 所需输入功为：
w1 Ft d 2 F tan( )d 2
有效功为：
w2 FL Fd 2 tan
矩形螺旋副效率为：
w2 Fd 2 tan tan w1 F tan( )d 2 tan( )
arctan f
②水平推力对螺纹轴心线的力矩：
T Ft d 2 / 2 F tan( )d 2 / 2
（4-4）
（2）螺母在Ft作用下，沿与 载荷F相同的方 向匀速运动：
R
Ft F tan( )
(4-5)
N ρ
λ
（3）自锁条件：
λ<ρ时Ft为负值。 即 要 使螺母下滑， 自锁条件为： 必须 反向推螺母， 否则F再大螺母也 λ≤ρ （4-6） 不会下滑，称为自 锁。
指针式扭力扳手三维动画N701.flc
预置式定力扳手三维动画N702.flc
2.螺纹连接的防松 （1）防松的原因： 静载荷和恒温条件下，M10~68的粗牙螺纹连 接 螺 纹升 角 λ=1.5~3º, 螺旋副当量摩擦角 ρv=9.8º 满足自锁条件λ<ρv，自锁可靠不会 松动。 在温度变化或冲击振动条件下， 预紧力瞬时 消失或消失，使连接失去自锁性能。 故必须 采取防松措施。 （2）常见防松方法：P41表4-2
（4-7）
2.牙形角不为零的螺纹（α≠0） α≠0 螺旋副的相对转动， 可以看成是楔形斜面的滑 动（如图：4-4b所示）。 可推得： （1）螺母匀速上升时： Ft=Ftan(λ+ρv) (4-8)
图4-4（b）
（2）水平推力力矩：
T=Ftan(λ+ρv)d2/2 (4-9)
（3）自锁条件： λ≤ρv (4-10)

4.1螺纹
4.1.1 、螺纹的分类、特点和应用 1. 按牙型分类：三角形 、梯形、锯齿形、矩形。
类 型 三 普 角 通 形
牙
型
图
类型 矩 形
牙
型
图
粗牙、细牙
传 动
连 接 螺 纹
圆 柱 管 圆 锥 管
梯 螺 形 纹 锯 齿 形
三角形螺纹 （普通公制、圆柱管、 圆锥管螺纹）用于连接。
连接多用三角形螺纹γ=30º, 传动多用梯形
螺纹γ=15º。矩形螺纹γ=0º，传动效率最
高，但自锁性最差，对中性也差。
2.提高η的途径：

用较大的螺旋升角λ 较小的γ 减小f
（例：用较大的螺距或多线螺纹）,

（例：用梯形或矩形螺代三角形螺纹）,

（例：加润滑油或改换f较小的材料）。
4.2 螺纹连接的主要类型和使用 4.2.1螺纹连接的主要类型 普通 螺栓 连接 铰制孔 用螺栓 连接
梯形、矩形和锯齿形螺纹用于传动.
2.按旋向分类：左旋、右旋。
L
左旋（单线） 右旋（双线）
用右手定则 判断螺纹旋向
P
3.按线数分类：单线、多线。
λ L
单线螺纹
多线螺纹
L
4.1.2螺纹的主要参数 1.大径（D、d） 国标规定： 大径为螺纹的公称直径。 2.小径（D1、d1） 3.中径（D2、d2） d2≈(d+d1)/2 中径是确定螺纹配合性质 （松紧）的直径。
（1）螺母在Ft作用下，
沿与载荷F相反的方向
匀速运动：
F
R
N ρ
λ
v
Ft
螺母在Ft作用下，沿 与载荷F相反的方向 匀速运动时：
Ff λ F λ＋ρ
①水平推力与轴向载 荷之关系：
R〃
图4-3(a)
Ft F tan( ) （4-3）
总（全）反力R与法向反力N之夹角ρ 称为摩擦角。
tan F f / N fN / N f