a机械设计联接

Fn
面下滑，轴向载荷 Fa
ρ
变为驱动力， F变为维
持滑块等速运动所需的
平衡力。
ψ
可得： F= Fa tg (ψ -) <
分析：（1）ψ ->0， ψ> ， F >0
Fr
v
f Fn F
Fa Fr ψ -ρ
Fa F
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2、螺纹自锁： F= Fa tg (ψ -) 分析：
（1）ψ ->0， ψ> ， F >0 说明滑块在重力作用下下滑，必须给以止动力，
角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间夹角称为牙侧角（牙
型斜角）β。
对称牙侧角β＝ α/2
PPP LL=L=n=nPnP(P(n(n=n2=)2=)2) LLL
dddd2dd22 dd1d11
hhh
ddddd2d22dd1d11
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§10—2 螺旋副的受力分析、 效率和自锁
一、矩形螺纹 二、非矩形螺纹 三、螺旋副效率
§10—10 滚动螺旋简介（不讲）
§10—11 键联接和花键联接
§10—12 销联接（简介）
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概述
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
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
ddd dd2d22 dd1d11
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
三角形螺纹
因为同一公称直径可以有多种螺距的螺纹，其中 螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的称为细牙螺纹。
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（2）粗、细螺纹特点、适用范围
粗牙螺纹： 应用最广。
细牙螺纹： 升角小，小径大，自锁性能好，强 度高，但不耐磨损，易滑扣，用于 薄壁零件、受动载荷的联接和微调 机构的调整。
因为: ψ10=3.03o<ρ' ，所以能够自锁。 同理: ψ68=1.707o<ρ' ，所以能够自锁。
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§10—4 螺纹联接的基本类 型及螺纹紧固件
一、螺纹联结基本类型 二、螺纹紧固件
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一、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接
a) 普通螺栓联接：
被连接件通孔不带螺纹，被联接件不太厚， 装拆方便。螺杆带钉头，螺杆穿过通孔与螺母配合 使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消 失，结构简单，可多次装拆，应用较广。
Fn
Fa
cos
这时螺纹的摩擦阻力为：
Ff
fF n Fa
cos
f
f
cos
Fa
f 'Fa
这时把法向力的增加看成摩擦系数的增加。
f ' f tg ' cos
f '称为当量摩擦系数
ρ'称为当量摩擦角
为牙型斜角
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用f '取代f，用ρ'取代ρ，就可像矩形螺纹那样对
非矩形螺纹进行受力分析 上升： F= Fa tg (ψ+') 下滑： F= Fa tg (ψ- ')
重要的螺纹（大于M12~M16)应采用有效
的措施控制预紧力。
11 22
测力矩板手 图 图 44--1122测 测 力 力 矩 矩 扳 扳 手 手
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二、螺纹联接的防松
1、防松目的
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
防止加速下滑。 （2）ψ - <0， ψ <， F <0
说明滑块不能在重力作用下下滑。这一现象称 为自锁现象。螺旋千斤顶就是利用这一原理工作的。
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18
二、非矩形螺纹（=0)
三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹 1、螺纹受力分析： 唯一差别是： 法向力比矩形螺纹大。
（忽略升角λ的影响）
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在Fa的作用下，法向反力比矩形螺纹大为：
不可拆联接 —在拆开联接时会损坏联接
（永久性联接）
中的零件或使用性能。如焊 接、铆接、粘接
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§10—1 螺纹参数
一、螺纹线、螺纹、螺纹副 二、螺纹分类 三、螺纹的主要几何参数
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一、螺纹线、螺纹、螺纹副
1、螺纹线：将一倾斜角为Ψ的直线绕在圆柱 体上便形成一条螺旋线。
2、螺纹：取一个平面图形沿螺旋线运动并使 平面始终通过圆柱体轴线就 得到螺纹。若改变平面图形 的形状，可得到三角形、梯 形、锯齿形、矩形螺纹。
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b) 精密螺栓联接：
装配后无间隙，主要 承受垂直于螺栓轴线的横 向载荷，也可作定位用， 采用基孔制过渡配合铰制 孔螺栓联接
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2、螺钉联接
螺钉直接旋入被连接的 螺孔，结构比较简单，这种连 接不宜经常装拆，以免被连件 的螺纹孔磨损而修复困难。
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3、双头螺柱联接
多用于较厚的被连接件或 为了结构紧凑而采用盲孔的连 接。允许多次装拆，而不会损 坏被连接零件。其中一被连接 件需要切制螺纹螺杆，螺柱两 端无钉头，但均有螺纹，装配 时一端旋入被联接件，另一端 配以螺母。拆装时只需拆螺母， 而不将双头螺栓从被联接件中 拧出。
一、三角形螺纹 二、梯形和锯齿形螺纹 三、螺纹标注 四、例题1
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一、三角形螺纹
三角形螺纹，主要有普通螺纹和管螺纹，前者多
用于紧固联接和后者用于紧密联接。 1、普通螺纹
螺纹内螺纹内螺纹内
66060°0°°
在我国的国家标准中，把牙 型角α=60º的三角形米制螺纹称 为普通螺纹，以大径d为公称直径。
（1）普通螺纹种类
第十章 联 接
概述 §10—1 螺纹参数 §10—2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §10—3 机械制造常用螺纹 §10—4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 §10—5 螺纹联接的预紧和防松
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§10—6 螺纹联接的强度计算
§10—7 螺纹的材料和许用应力
§10—8 提高螺纹联接强度的措施
§10—9 螺旋传动（不讲）
梯形螺纹牙侧角=15º 效率比锯齿形螺纹低。
锯齿形螺纹牙侧角=3º。 锯齿形螺纹只能用于承 受单向轴向载荷。
梯形螺纹
锯齿形螺纹
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三、螺纹标注 M10—6g M20×2LH—5g6g—40 M20×2LH—6G5H—40 G1/2A G1/2—LH Rc1/2 Tr20×12（P6）—6g—50 B20×12（P6）—5H
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一、矩形螺纹（=0)
1、螺纹受力分析
R Fa
Ff F
摩擦角ρ：
Fn
Fr ρ
滑块在水平面上，受到外力R（F+Fa）作用， 同时还受到法向反力Fn与摩擦力Ff的作用，令法 向反力与摩擦力的总反力为Fr，则FR与Fn方向之 间所夹的锐角ρ被称为摩擦角。
tgρ= Ff /Fn； Ff = Fntgρ= Fnf f = tgρ称为摩擦系数。
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（1）把螺旋副在力矩和轴向载荷作用下的运动， 看 成作用在中径的水平力推动滑块沿螺纹运动。 （2）将矩形螺纹沿中径d2展开得一斜面。
图中ψ为螺旋升角， Fa为轴向载荷， F为水平推力，Fn为法向反力， Ff为
摩擦力， f为摩擦系数，ρ为摩擦角，
法向反力Fn与摩擦力Ff的总反力为Fr 。
Fr Fnλ ρ
螺距、导程、线数之间关系：S=nP
PPP LL=L=n=nPnP(P(n(n=n2=)2=)2) LLL
dddd2dd22 dd1d11
hhh
ddddd2d22dd1d11
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7）螺旋升角ψ—中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于
螺旋线轴线的平面的夹角。 tgψ =nP/πd2 8）牙型角α—轴向截平面内螺纹牙型相邻两侧边的夹
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4、紧定螺钉联接
常用来固定两零件的 相对位置，并可用来传递 不大的力和力矩。
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二、螺纹紧固件
1、螺栓 2、双头螺柱 3、螺钉、紧定螺钉 4、螺母 5、垫圈 垫圈作用：增加被连接件的支撑面积以减少
接触处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被连接件 的表面。
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六角头螺栓
双头螺柱
六角螺母 六角开槽螺母
ddd dd2d22 dd1d11
PPP LL=L=n=nPnP(P(n(n=n2=)2=)2) LLL
ddddd2d22dd1d11
hhh
9
4）螺 距 P — 相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应 两点间的轴向距离。 5）导程（S）— 同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面 的母线上的对应两点间的轴向距离。 6）线数n —螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。
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
平垫圈
弹簧垫圈 圆螺母用止动垫圈
圆螺母
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§10-5 螺纹联接的预紧和防松
一、拧紧力矩 二、螺纹连接的防松 三、例题2
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一般情况下，螺纹联接都需要拧紧，对重要的螺 纹，必须控制预紧力的大小，以保证工作的可靠性。
一、拧紧力矩
拧紧力矩T主要包括：
直放置，螺旋线自
左向右逐渐升高的
是右旋螺纹。反之
也成立。
左 旋
2、从端部沿轴线
右 旋
看去，当螺纹顺时
针方向旋转为旋进
时，此螺纹为右旋
螺纹。
7
单线螺纹
双线螺纹
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三、螺纹的主要几何参数：
1）大径（外径）d（D）— 与外（内）螺纹牙顶 （底）相重合的假想圆柱体直径，亦称公称直径。 2）小径（内径）d1 (D1) — 与外螺纹牙底相重合的 假想圆柱体直径。 3）中径d2 —假想圆柱面的直径，该圆柱的母线上 牙形沟槽和凸起宽度相。