第3章螺纹联接和螺旋传动1
机械制图习题3.1
螺纹连接与螺旋传动（一）一、单选题1.采用凸台或沉头座其目的为。
A 便于放置垫圈B 避免螺栓受弯曲力矩C 减少支承面的挤压应力D 增加支承面的挤压应力2.联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。
A 平稳性B 效率高C 螺距大D 螺距小3.连接用的螺纹，必须满足条件。
A 不自锁B 传力C 自锁D 传递扭矩4.单线螺纹的螺距导程。
A 等于B 大于C 小于D 与导程无关5.管螺纹的公称直径是指。
A 螺纹内径B 螺纹外径C 管子内径D 管子外径二、判断题1.螺栓的标准尺寸为中径。
2.螺旋传动中，螺杆一定是主动件。
3.三角螺纹具有较好的自锁性能，在振动或交变载荷作用下不需要防松。
4.弹簧垫圈和对顶螺母都属于机械防松。
１5.同一直径的螺纹按螺旋线数不同，可分为粗牙和细牙两种。
三、填空题1.螺栓联接中，自动松脱的原因是：（）；（）。
2.在螺纹联接中，相对刚度Kc值=0时，其螺栓中总拉力为（）。
3.螺纹联接在拧紧时要克服（），（）力矩。
4.受拉螺栓联接中危险截面取为（）。
5.当承受横向载荷时，如采用铰制孔用螺栓联接，其螺栓杆上承受（）和（）载荷。
四、简答题1.螺纹联接预紧的目的是什么？２2.试述螺栓联接的适用条件和特点？3.试述双头螺柱联接的适用条件和特点？4.试述螺钉联接的适用条件和特点？5.当被联接件受横向载荷时，螺栓是否一定受剪切？五、计算分析题1.如图所示一矩形钢板用两个M20的普通螺栓联接到机架上。
已知作用于钢板的载荷σ=，不控制预紧力F=2000N，螺栓小径d1=17.29mm，板和螺栓材料为Q235，235MPas的安全系数S=2.4，板与机架间摩擦系数f=0.2，可靠性系数K f=1.1，α=200mm，L=300mm，试校核螺栓联接的强度？３2.如图所示普通螺栓联接中采用两个M16的螺栓，已知螺栓小径d1=13.84mm，螺栓材料σ=，被联接件接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K f=1.2，为35钢，[]105MPa试计算该联接允许传递的最大横向载荷F R。
螺纹连接及螺旋传动
装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被 联接件中拧dd 出。
HH l2l2
l3l3 HH l1l1 l2l2
(a()a)
dd
(b(b) )
3、螺钉联接——适于被联接件之一较
l3l3 HH l1l1 l2l2
厚（上带螺纹孔），不需
经常装拆，一端有螺钉头，
dd
HH l2l2
不需螺母，适于受载较小
情况
4、紧定螺钉联接——拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或 旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对 位置。可传递不大的轴向力或扭矩。
三、螺纹基本参数确定
1.螺纹牙形及半角
矩形螺纹牙形半角 0
三角形螺纹牙形半角 30 f ' f cos30
梯形螺纹牙形半角 15
三、螺纹基本参数确定
2.螺距
三、螺纹基本参数确定
3.螺纹线数、螺纹升角及旋向
螺杆上螺纹部分的长度l应保证必需的工作行程
l H＋l‘
H——螺母长度
——螺杆和螺母间的相对转角。
二、螺纹的运动形式及特点
螺母固定，螺杆转动并移动(a)。 螺杆转动，螺母移动(b)。 螺母转动，螺杆移动(c) 螺杆固定，螺母转动并移动(d)。
螺母固定，螺杆转动并移动
螺杆转动，螺母移动
差动螺旋传动
L k(t1 t2 )
当 t1 、t2 相差很小时，L很小。差动螺旋可用于各种
三、螺纹的主要参数
1）外径（大径）d（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱 面直径，亦称公称直径
2）内径（小径）d1(D1) ——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱 面直径
3）中径d2 —— 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱 面的直径，d2≈0.5(d+d1)
螺纹连接与螺旋传动
预紧的目的在于增加螺钉头、螺母、垫片和连接件之间
的摩擦力，使连接牢固可靠
第五章
机械零件
防松的目的：一般的螺纹连接都有自锁性能，在受静载荷
和工作温度变化不大时，不会自行脱落。但在受冲击、振动
和变载荷作用下，以及工作温度变化很大时，这种连接有可 能自松，影响正常工作，甚至发生事故。 常用的防松措施有：增大摩擦力和机械防松 增大摩擦力防松措施：弹簧垫圈、双螺母 机械防松措施：槽型螺母和开口销、止动垫片、圆螺母和 止动垫圈、串金属丝
机械零件
【例1】 普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的螺距为 8mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动了多少距离？ 方向如何？
解题过程
第五章
2.差动螺旋传动
机械零件
差动螺旋传动——由两个螺旋副组成的使活动的螺 母与螺杆产生差动（即不一致）的螺旋传动。 1)差动螺旋传动原理
第五章
机械零件
2)差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的确定 a.差动螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）旋 向相同。
L = N（Ph1－Ph2）
• 结果为正，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同 • 结果为负，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反 • 螺杆移动方向按普通螺旋传动螺杆移动方向确定
第五章
机械零件
b.复式螺旋传动：螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母） 旋向相反。
L = N（Ph1＋Ph2）
活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同
第五章
机械零件
2)普通螺旋传动直线移动方向的判定
螺母（螺杆）不动，螺杆（螺母）回转并移动
第五章
机械零件
Hale Waihona Puke 螺杆（螺母）回转，螺母（螺杆）移动
05 机械设计作业参考答案_螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动1、 简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹的特点，并说明哪些螺纹适合用于连接，哪些螺纹适合用于传动？哪些螺纹已经标准化？【答】普通螺纹：牙型为等边三角形，牙型角60度，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减小应力集中。
同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙，细牙螺纹升角小，自锁性好，抗剪切强度高，但因牙细不耐磨，容易滑扣。
应用：一般连接多用粗牙螺纹。
细牙螺纹常用于细小零件，薄壁管件或受冲击振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用。
矩形螺纹：牙型为正方形，牙型角0=α，传动效率较其它螺纹高，但牙根强度弱，螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。
梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角为30度，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好。
主要用于传动螺纹。
锯齿型螺纹：牙型为不等腰梯形，工作面的牙侧角3度，非工作面牙侧角30度。
外螺纹牙根有较大的圆角，以减小应力集中，内外螺纹旋合后，大径无间隙便于对中，兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高的特点。
用于单向受力的传动螺纹。
普通螺纹适合用于连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹适合用于传动。
普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经标准化。
2、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处？【答】可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓连接的强度。
3、螺纹联接为何要防松？常见的防松方法有哪些？【答】连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件，并且拧紧后，螺母、螺栓头部等承压面处的摩擦也都有防松作用，因此在承受静载荷和工作温度变化不大时，螺纹连接一般都不会自动松脱。
但在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下，连接有可能松动，甚至松开，造成连接失效，引起机器损坏，甚至导致严重的人身事故等。
所以在设计螺纹连接时，必须考虑防松问题。
螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。
具体的防松装置或方法很多，按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和其它方法，如端面冲点法防松、粘合法防松，防松效果良好，但仅适用于很少拆开或不拆的连接。
机械基础课件：螺纹连接与螺旋传动
螺纹连接与螺旋传动
(4) 螺距P： 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 (5) 线数n： 螺旋线的数目， 为便于制造， 一般n≤4 (6) 导程Ph： 在同一条螺旋线上， 相邻两牙在中径线上对应两点之间 的轴向距离。 对于单线螺纹， Ph=P， 对于多线螺纹， 导程 和螺距的关系为Ph=nP。
螺纹连接与螺旋传动
3. 螺钉连接不用螺母， 而且能有光整的外露表面， 应用 与双头螺柱连接相似， 但不宜用于经常装拆的连接， 以免 损坏被连接件的螺纹孔(见图6-6)。
螺纹连接与螺旋传动
图6-6 螺钉接件之一的螺纹孔中， 其末端顶住另 一被连接件的表面或顶入相应的坑槽中， 以固定两个零件的 相互位置， 并可传递不大的力或转距， 如图6-7所示。
螺纹连接与螺旋传动
图6-14 台虎钳
螺纹连接与螺旋传动
图6-15 车床刀架进给机构
螺纹连接与螺旋传动
2. 调整螺旋利用螺杆或螺母的移动来调整或固定零件间的 相对位置， 主要用于精密切削机床或仪器仪表的微调机构， 如图6-16所示的镗刀微调机构。
螺纹连接与螺旋传动
图6-16 镗刀的微调机构
螺纹连接与螺旋传动
螺纹连接与螺旋传动
图6-4 (a) 普通螺栓连接； (b) 铰制孔用螺栓连接
螺纹连接与螺旋传动
螺栓连接分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接两种。 普通螺栓连接主要受拉力， 螺栓和孔壁间有间隙， 对孔的 加工要求较低， 应用最广。 铰制孔用螺栓连接主要受剪切 应力， 孔需要精制， 螺栓和孔壁间采用基孔制过渡配合， 工作时用来承受横向载荷， 有时还兼起定位作用。
螺纹连接与螺旋传动
图6-7 (a) 被连接件之一表面平整的紧定螺钉连接； (b) 被连接件之一表面有坑槽的紧定螺钉连接
第三章 螺纹连接和螺旋传动
注；而左旋螺纹需在尺寸代号之后加注LH，并用“－”
隔开。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
2.管螺纹标记 （1）55°密封管螺纹标记
密封管螺纹的特征代号细分为： R1—表示与圆柱内管螺纹相配合的圆锥外螺纹； R2—表示与圆锥内管螺纹相配合的圆锥外螺纹；
Rc—表示圆锥内螺纹；
Rp—表示圆柱内螺纹。
三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
一、普通螺旋传动
普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。
实物图
示意图
第三章 螺纹连接和螺旋传动
1. 普通螺旋传动的应用形式。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
2. 移动方向的判定
普通螺旋传动时，从动件作直线运动的方向不仅与主动 件的回转方向有关，还与螺纹的旋向有关。可用左、右手螺 旋法则来判定，即右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手，并半 握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的回转方向，大拇指竖起， 分两种情况：
第三章 螺纹连接和螺旋传动
螺纹在实际生活和生产中有着各种各样的用途，想一想，螺纹连接
的用途有哪些？日常用到的红酒开瓶器是如何打开红酒瓶塞的？管子台 虎钳又是通过什么使台虎钳的活动钳口垂直移动的？
螺旋传动应用举例
第三章 螺纹连接和螺旋传动
§ 3－ 1
§ 3－ 2
螺纹连接
螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
一个导程的距离。因此，移动距离等于回转周数与导程的乘
积，即 L=NPh 式中，L———螺杆（或螺母）的移动距离，mm； N———回转周数，r；
Ph———螺纹导程，mm。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
二、差动螺旋传动
1. 组成
05 机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动
05机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动一、螺纹连接1.螺纹连接的概念螺纹连接是一种常用的机械连接方式，通过螺纹的相互螺合实现零件的固定和连接。
螺纹连接的主要特点是具有较强的可拆卸性，方便零件的拆卸和装配。
同时，螺纹连接还具有较高的连接强度和刚度，使得连接的零件能够承受一定的拉力和扭矩。
2.螺纹连接的类型螺纹连接主要分为内螺纹和外螺纹两种类型。
内螺纹一般为鞘形结构，用于接收外螺纹的螺纹连接。
外螺纹一般为柱形结构，用于与内螺纹相互螺合，实现连接和固定。
3.螺纹连接的应用螺纹连接广泛应用于机械设计中，特别是需要拆卸和装配的部件。
常见的应用包括螺纹连接螺杆和螺母、螺纹连接法兰和轴等。
4.螺纹连接的设计考虑因素螺纹连接的设计需要考虑以下因素：•强度和刚度：螺纹连接需要能够承受一定的拉力和扭矩，因此需要根据实际应用情况选择适当的螺纹尺寸和材料。
•可靠性：螺纹连接应设计为可靠的连接方式，即使在受到外部力的作用下也不易松动或脱落。
•拆卸性：螺纹连接需要方便零件的拆卸和装配，因此需要选择适当的螺纹类型和松紧方式。
•密封性：螺纹连接需要具有一定的密封性能，特别是在液压和气动系统中应用时，需要防止泄漏。
•耐磨性：螺纹连接需要具有一定的耐磨性能，特别是在高频率的拧紧和松开过程中。
二.螺旋传动1螺旋传动的概念螺旋传动是一种常用的动力传递方式，通过螺旋副的互相啮合传递动力。
螺旋传动的主要特点是具有较高的传递效率和承载能力，适用于大功率传动和重载工作。
2.螺旋传动的类型螺旋传动主要分为螺旋圆柱齿轮传动和螺旋锥齿轮传动两种类型。
螺旋圆柱齿轮传动适用于轴平行的传动，螺旋锥齿轮传动适用于轴倾斜或交叉的传动。
3.螺旋传动的优点螺旋传动相比其他传动方式具有以下优点：•传递效率高：螺旋传动具有较高的传递效率，一般可达到90%以上,适用于大功率传动。
•承载能力大：螺旋传动的螺旋副结构紧凑，齿轮之间的啮合面积大，能够承受较大的载荷。
•平稳运行：螺旋传动的齿轮啮合面积大，传动过程中啮合点多，运转平稳，减少振动和噪声。
螺纹联接与螺旋传动_题目与答案
螺纹联接与螺旋传动一、简答题(1)为什么螺纹联接常需要防松？防松的实质是什么？有哪几类防松措施？ 试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？ (2)试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？ (3)一螺栓联接预紧后，受轴向变载荷作用，在最大工作载荷max F 及剩余预紧力不变的情况下，试问提高这种螺栓疲劳强度的具体措施有哪些？(4)为提高螺栓的疲劳强度，欲减小螺栓的应力幅，请举出一个措施，并用螺栓受力—变形协调图来说明。
(5)螺栓的主要失效形式有哪些？(6)拧紧螺母与松退螺母时的螺纹副效率如何计算？哪些螺纹参数影响螺纹副的效率？ 二、填空（1）螺纹的公称直径是指螺纹的 径，螺纹的升角是指螺纹 径处的升角。
螺纹的自锁条件为 ，拧紧螺母时效率公式为 。
（2）螺纹联接常用的防松原理有， ， ， 。
其对应的防松装置有 ， ， 。
（3）三角形螺纹主要用于 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于 。
（4）标记为螺栓GB5782—86 M16×80的六角头螺栓的螺纹是 形，牙形角等于度，线数等于 ，16代表 ，80代表 。
（5）若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的导程S和牙形角。
（6）为了提高螺栓强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小 刚度或增大 刚度。
（7）有一单个紧螺栓连接，已知该螺栓所受预紧力N Q 10000=，所受轴向工作载荷N Q l 500=，螺栓的相对刚度系数2.0=+cb bK K K ，则螺栓所受的总拉伸载荷 ，残余预紧力 ；为保证结合面不出现缝隙，则该联接允许的最大轴向工作载荷 。
（需注明式中各符号的意义） （8）受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 与 之和。
（9）压力容器的紧螺栓联接中，若螺栓的预紧力和容器的压强不变，而仅将凸缘间的铜垫片换成胶垫片，则螺栓所受的总拉力b Q 和联接的紧密性 。
3-3 滚动螺旋机构简介
2）外循环方式分为螺 旋槽式和插管式 螺旋槽式是在螺母外圆 柱表面有螺旋形回球槽， 柱表面有螺旋形回球槽，槽 的两端有通孔与螺 母的螺 纹滚道相切， 纹滚道相切，形成钢球循环 通道； 通道； 插管式和螺旋槽式原 理相同，是采用外接套管作 理相同， 为钢球的循环通道， 为钢球的循环通道，但无论 是哪能种结构，为引导钢球 是哪能种结构， 在通孔内顺利出入，在孔口 在通孔内顺利出入， 都置有挡球器。 都置有挡球器。外循环方式 结构简单，但螺母的结构尺 结构简单， 寸较大，特别是插管式，同 寸较大，特别是插管式， 时挡球器端部易磨损。 时挡球器端部易磨损。
16-4
本节结束
按滚珠பைடு நூலகம்回时是否脱离螺旋表面，分为 外循环和内循环。
钢球的循环方式有外循环和内循环两种
1）内循环方式 在螺母上开有侧孔， 在螺母上开有侧孔，孔内镶有 返向器， 返向器，将相邻两螺纹滚道联接 起来， 起来，钢球从螺纹滚道进入返向 器，越过螺杆牙顶进入相邻螺纹 形成循环回路。 滚 道，形成循环回路。该种循 环方式，螺母径向尺寸较小， 环方式，螺母径向尺寸较小，和 滑动螺旋副大致相同。 滑动螺旋副大致相同。钢球循环 通道短，有利于减少钢球数量， 通道短，有利于减少钢球数量， 减小摩擦损失，提高传动效率， 减小摩擦损失，提高传动效率， 但返向器回行槽加工要求高， 但返向器回行槽加工要求高，不 适宜重载传动。 适宜重载传动。
第三章 螺纹连接与 螺旋机构
3-3 滚动螺旋机构简介
根据螺旋传动中螺旋副的摩擦性质， 根据螺旋传动中螺旋副的摩擦性质， 可分为： 可分为： 滑动螺旋和滚动螺旋。 滑动螺旋和滚动螺旋。
一、滚动螺旋机构的工作原理 分为滚子螺旋机构和滚珠螺旋机构。 滚珠螺旋机构工作原理：
二、滚动螺旋机构的分类 按用途可分为定位滚动螺旋传动（P 类）、传动滚珠螺旋传动（T类）。前者控 制轴向位移、后者传递动力。
螺纹连接和螺旋传动
螺栓中受应力拉伸和扭转应力的复合作用
作者：朱理
T 0.2F0d
d12 A1 4
13.3.2 螺纹连接的防松
防松——防止螺旋副相对转动。 防松的方法
连接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温 度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变 载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，连接仍有可 能松动而失效。高温下的螺栓连接，由于温度变形差 异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计 时必须考虑防松，即防止相对转动。
作者：朱理
13.2 螺纹连接的类型、特点及应用
一、 螺纹连接的基本类型
基 本 类 型
普通螺栓连接 螺栓连接 铰制孔用螺栓连接 螺钉连接：用于不经常拆卸 双头螺柱连接：用于不经常拆卸 紧定螺钉连接
e
e
d a a l1
d
e
孔与螺杆之 间留有间隙
l1
l1
普通螺栓 a
H2 H1 H
d
H2 H1 H
铰制孔用螺栓
i 1
采用普通螺栓和铰制孔用螺栓组成的螺 栓组受转矩时的受力情况是不同的。
O
T
r1 r2
潘存云教授研制
f F0
f F0
潘存云教授研制
Fi
ri O T
max
(2)采用铰制孔用螺栓，是靠螺 栓的剪切和螺栓与孔壁的挤压 作用来抵抗转矩T。 剪切力与距离r的比值为常数
F 1r1 F 2r2 Fz rz T
13.1 概述
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
机械设计基础(机工版)教案：螺纹连接及螺旋传动
章节名称螺纹连接及螺旋传动授课形式讲授课时3班级电气、机电教学目的了解螺纹的应用和分类、代号教学重点1、了解螺纹及主要参数；2、机械制造常用螺纹及螺纹联接的基本类型3、提高螺栓联接强度的措施4、螺旋传动的类型、特点及应用教学难点1、螺纹联接的预紧和防松手段2、螺栓联接的强度计算与校核辅助手段模型或多媒体辅助教学过程及说明;★教具演示并导入新课：（讲解相关理论知识）螺纹联接:利用螺纹零件将两个或两个以上的零件相对固定起来的联接。
螺旋传动:利用螺纹零件将回转运动变为直线运动，从而传递运动或动力的装置.一、螺纹的形成二、螺纹的类型1、按线数分在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹，称为单线螺纹。
也可沿二条、三条螺旋线分别切制出双线螺纹和三线螺纹。
单线螺纹主要用于联接，多线螺纹主要用于传动。
2、按螺旋线绕行方向按螺旋线绕行方向的不同，又有右旋螺纹和左旋螺纹之分。
通常采用右旋螺纹，左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。
3、位置分螺纹有外螺纹和内螺纹之分。
在圆柱体外表面上形成的螺纹，称为外螺纹，在圆孔的表面上形成的螺纹，称为内螺纹。
普通螺纹又有粗牙和细牙两种。
公称直径相同时，细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性好，螺杆强度较高，适用于受冲击、振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接。
细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差，不宜经常拆卸，故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。
三、螺纹的主要参数螺纹的主要参数：(1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。
对外螺纹是牙顶圆柱直径(d)，对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。
标准规定大径为螺纹的公称直径。
(2)小径(d1、D1)——螺纹的最小直径。
对外螺纹是牙底圆柱直径(d1)，对内螺纹是牙顶圆柱直径(D1)。
(3)中径(d2、D2)——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径，该圆柱的母线位于牙型上凸起(牙)和沟槽(牙间)宽度相等处。
此假想圆柱称为中径圆柱。
(4)螺距(P)——在中径线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
螺纹连接和螺旋传动【共35张】
螺纹连接和螺旋传动
滚珠螺旋传动的两种循环方式
由螺杆和螺母组成的简单螺旋副，见下图：
螺纹连接和螺旋传动
1.普通螺旋传动的应用形式 普通螺旋传动的应用形式有四种。
螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
2.移动方向的判定
用左、右手螺旋法则来判定，即右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手， 并半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的回转方向，大拇指竖起，分两种 情况：
螺纹连接和螺旋传动
二、常用螺纹的种类、特点和应用
螺纹连接和螺旋传动
三、普通螺纹和管螺纹的标记
1.普通螺纹标记
普通螺纹标记由螺纹代号、螺纹公差带和螺纹旋合长 度代号组成。螺纹代号的标记形式为
粗牙螺纹与细牙螺纹标记注意事项 右旋螺纹与左旋螺纹标记注意事项
螺纹连接和螺旋传动
【普通螺纹代号标记示例】
• M24 ： 表示公称直径为24 mm的粗牙普通螺纹。
（1）若螺杆（或螺母）回转并移动，螺母（或螺杆）不动，即上表 中前两种形式，则大拇指指向即为螺杆（或螺母）的移动方向。
（2）若螺杆（或螺母）原位回转，螺母（或螺杆）移动，即上表中 中后两种形式，则螺母（或螺杆）移动的方向即为大拇指指向的相反方 向。
螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
3.移动的距离 在普通螺旋传动中，螺杆（或螺母）的移动距离与螺纹
螺纹连接和螺旋传动
差动螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
2.差动螺旋传动的移动距离和方向的确定 （1）若两段螺旋副旋向相同，当螺杆转动时，活动螺母实 际移动的距离为
螺纹连接和螺旋传动
（2）若两段螺纹旋向相反，则活动螺母实际移动的距离为
可见，活动螺母可产生快速移动。
螺纹连接与螺旋传动教案
螺纹连接与螺旋传动教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解螺纹的种类、特点及应用；（2）掌握螺纹连接的基本原理和方法；（3）掌握螺旋传动的工作原理及特点；（4）学会计算螺纹连接的预紧力。
2. 过程与方法：（1）通过观察实物和图片，认识不同种类的螺纹；（2）通过实验和演示，了解螺纹连接的原理；（3）通过计算和实际操作，掌握螺旋传动的设计方法。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生的观察能力和实践能力；（2）培养学生对机械设计和制造的兴趣；（3）培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。
二、教学内容1. 螺纹的种类及特点（1）公制螺纹、英制螺纹和metric 螺纹（2）三角形螺纹、矩形螺纹和圆弧形螺纹（3）外螺纹和内螺纹2. 螺纹连接的基本原理（1）螺纹的互换性（2）螺纹连接的预紧力（3）螺纹连接的防松措施3. 螺旋传动的工作原理及特点（1）螺旋传动的工作原理（2）螺旋传动的特点（3）螺旋传动的应用范围三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）螺纹的种类及特点；（2）螺纹连接的基本原理和方法；（3）螺旋传动的工作原理及特点。
2. 教学难点：（1）螺纹连接的预紧力计算；（2）螺旋传动的设计方法。
四、教学方法1. 实物观察：让学生通过观察实物和图片，了解不同种类的螺纹；2. 实验演示：通过实验和演示，让学生了解螺纹连接的原理；3. 计算练习：让学生通过计算和实际操作，掌握螺旋传动的设计方法；4. 小组讨论：让学生分组讨论，培养团队协作精神。
五、教学安排1. 课时：45分钟2. 教学准备：实物、图片、实验设备、计算工具（1）导入：介绍螺纹连接与螺旋传动在工程中的应用；（2）新课：讲解螺纹的种类及特点，螺纹连接的基本原理和方法，螺旋传动的工作原理及特点；（3）实践操作：进行螺纹连接实验，观察螺旋传动现象；（4）课堂练习：让学生计算螺纹连接的预紧力，设计螺旋传动；（5）总结：回顾本节课所学内容，强调重点和难点；（6）作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
螺纹连接和螺旋传动
S
P P
S =P
S = 2P
单线螺纹 连接螺纹
双线螺纹 传动螺纹
15
按母体形状分
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
16
3、 主要参数
d1 • 大径d、D：最大直径—公称直径 • 小径d1：外螺纹的最小直径 —强度直径 D, d • 中径d2、D2：假想直径，牙型沟槽宽与牙 的宽度相等 • 螺距P：相邻两牙轴向距离 • 导程S：同一条螺纹线的相邻两牙间的轴 向距离，S = nP • 升角 ：螺纹与其轴线的垂直平面所成的 夹角 • 牙型角a ：螺纹两侧边的夹角 • 牙侧角β：螺纹一侧边与螺纹轴线垂线间 的夹角
16、若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，则可
17、在螺栓、螺钉和双头螺柱联接中，被联接件的光孔直径为什么比螺纹外径大？
可以降低孔的加工精度要求；安装方便；可避免在装拆时碰坏螺栓的螺纹。 18、铰制孔螺栓的螺纹外径为什么比无螺纹部分的直径小？ 为了确保无螺纹部分承受横向载荷，且可避免损坏螺栓螺纹和铰制孔。
55
13.如下图所示，a、b、c三种螺纹联接，依次为____联接。
（1）螺栓、螺柱、螺钉（2）螺钉、螺柱、螺栓 （3）螺柱、螺钉、螺栓 （4）螺栓、螺钉、螺柱 （5）螺钉、螺柱、螺栓 （6）螺柱、螺栓、螺钉
56
14. 为什么大多数螺纹连接都要拧紧？拧紧力矩要克服哪些力矩？ 答：为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度，因此 大多数螺纹联接都要拧紧。 拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。 15、在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制做沉头座或 凸台其目的是 。 A、避免螺栓受附加弯曲应力作用 C、为安置防松装置 A、在被联接件间加橡胶垫片 C、采用精制螺栓 B、便于安装 D、为避免螺栓受拉力过大 。 B、增大螺栓长度 D、加防松装置
《机械常识》课件-第三章 螺纹连接和螺旋传动
常见螺纹的种类、特征代号和牙型
1．大径
螺纹的大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想 圆柱的直径。
2．小径
螺纹的小径是 指与外螺纹牙底或 内螺纹牙顶相切的 假想圆柱的直径。
3．中径
螺纹的中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过 牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
4．公称直径
公称直径是 指代表螺纹规格大 小的直径。除管螺 纹外，公称直径是 指螺纹的大径。
（1）单动螺旋传动
单动螺旋传动是指螺杆或螺母有一件不动，另一件既旋 转又移动的普通螺旋传动。
1）螺母固定不动，螺 杆旋转并做直线运动
2）螺杆固定不动，螺 母旋转并做直线运动
（2）双动螺旋传动
双动螺旋传动是指螺杆和螺母都做运动的普通螺
旋传动。
1）螺杆原位旋转， 螺母做直线运动
2）螺母原位旋转， 螺杆做直线运动
5．线数
螺纹的线数是指螺纹的螺旋线数量。沿一 条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿两条或 两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。
6．螺距
螺距是指相邻两牙体上的对应牙侧与中径线（中径圆柱 的母线）相交两点间的轴向距离。
7．导程
导程是指最邻近 的两同名牙侧（处在 同一螺旋面上的牙侧） 与中径线相交两点间 的轴向距离。
1）焊接防松
2）铆接防松
3）冲点防松
4）粘接防松
螺旋传动
螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的 螺旋副来实现传动。螺旋传动具有结构简单，工作 连续、平稳，承载能力强，传动精度高等优点，广 泛应用于各种机械和仪器中。
由一个螺杆和一个螺母组成的简单螺旋副实现的传动称 为普通螺旋传动。
1．普通螺旋传动的形式
第三章 螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺纹转动
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）
在Fa的作用下，法向反力比矩形螺纹大为：
Fn
FQ
cos
这时螺纹的摩擦阻力为：
Ff
f Fn FQ
cos
f
f
cos
FQ
f
' FQ
这时把法向力的增加看成摩擦系数的增加。
分析：（1） λ->0， λ > ， Ft >0
FQ Fr
λ -ρ
FQ
Ft
2、螺纹自锁：
F= FQ tg (λ -) 分析：
（1） λ－ >0， λ > ， F >0
说明滑块在重力作用下下滑，必须给以止动力， 防止加速下滑。
（2） λ-< 0， λ< ， Ft < 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。
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。
单线螺纹
双线螺纹
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。
所以：
tg tg(
，)
从上式可以看出：
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潘存云教授研制
紧定螺钉
二、螺纹紧固件
螺栓的结构形式
潘存云教授研制
螺 纹 紧 固 件
螺栓
L L0 d 六角头 L L0 d 小六角头
潘存云教授研制
二、螺纹紧固件
螺 纹 紧 固 件
螺栓 双头螺柱
L L1 L0 d L1 -----座端长度 座端长度 L0 -----螺母端长度 螺母端长度
二、螺纹紧固件
潘存云教授研制
3º
梯 形 螺纹的基本尺寸： 螺纹的基本尺寸：
锯齿形
30º
粗牙普通螺纹、 粗牙普通螺纹、细牙普通螺纹和梯形螺纹的基 本尺寸见后续各表（或查阅相关机械设计手册）。 本尺寸见后续各表（或查阅相关机械设计手册）。
直径与螺距、 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸
P P/8 P/8 60˚ 60 30˚ 30 P/2 D2 d2 D1 d1 D d 90˚ 90 P/4 H/4 P/8 =dH=0.866P d2=d-0.6495P ----内 D、d ----内、外螺纹大径 ----内 D2、d2----内、外螺纹中径 ----内 D1、d1----内、外螺纹小径 P----螺距 ----螺距
S
潘存云教授研制
按螺旋的作用分 按母体形状分
S
P P
P
潘存云教授研制
潘存云教授研制
S =P
S = 2P
单线螺纹
双线螺纹
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 按母体形状分
l1
l1 a
潘存云教授研制
螺纹余留长度l1 螺纹余留长度 静载荷l 静载荷 1>=(0.3~0.5)d; 变载荷l 变载荷 1>=0.75d; 冲击载荷或弯曲载荷l 冲击载荷或弯曲载荷 1≥ d; 铰制孔用螺栓l 铰制孔用螺栓 1≈ 0; 螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d; 螺纹伸出长度 螺栓轴线到边缘的距离 e=d+(3~6) mm
dd-2 dd-2.5 dd-3 dd-4 dd-5 dd-6
dd-4 dd-5 dd-6 dd-8 dd-10 dd-12
§3－2 螺纹连接的类型及标准连接件
一、 螺纹连接的基本类型
可承受横向载荷。
e a
潘存云教授研制
d
潘存云教授研制
基 本 类 型
螺栓连接
用于经常拆装易磨损之处。
孔与螺杆之 间留有间隙
的轴向距离。
也是一个假想圆柱的直径，该 圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。
d d d1 2
相邻两牙在中径线上对应两点间
(5) 导程S S = nP 导程
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
(6) 螺纹升角 螺纹升角ψ
的平面的夹角
ψ α β
S
中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
潘存云教授研制 潘存云教授研制
连接螺纹 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 连接螺纹 按螺旋的作用分 传动螺纹 按母体形状分 圆柱螺纹 圆锥螺纹
P 60˚ P P
粗牙
d
细牙
d
细牙
d
梯形螺纹： 梯形螺纹： β= 15º 螺纹 锯齿形螺纹: 锯齿形螺纹 β= 3º
30º
潘存云教授研制
常用于传动。 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。
(7)牙型角 α 牙型角
轴线的垂线间的夹角。
轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹
nP tgψ= πd 2
牙侧角 β (8)接触高度 h 接触高度
内外螺纹旋合后，接触面的径向高度。
β
ψ
πd2
螺纹的精度等级: 螺纹的精度等级 A级 公差小，精度最高，用于配合精确，防振动等场合； 级 公差小，精度最高，用于配合精确，防振动等场合； B级 受载较大且经常拆卸，调整或承受变载荷的连接； 级 受载较大且经常拆卸，调整或承受变载荷的连接； C级 用于一般连接，最常用。 级 用于一般连接，最常用。 普通螺纹以大径d为公称直径 为公称直径， 普通螺纹以大径 为公称直径，同一公称直径可以 有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹， 有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统 称为细牙螺纹。 称为细牙螺纹。 粗牙螺纹应用最广 细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、 细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高 缺点：不耐磨易滑扣。 缺点：不耐磨易滑扣。 应用：薄壁零件、受动载荷的连接和微调机构。 应用：薄壁零件、受动载荷的连接和微调机构。
H2 H1 H
螺栓连接 螺钉连接 结构简单，省了螺母，不宜经常拆装， 以免损坏螺孔而修复难。 双头螺柱连接 连接件厚，允许拆装。
l1
潘存云教授研制
e
d a
H2 H1 H
l1
潘存云教授研制
§3－2 螺纹连接
一、 螺纹连接的基本类型
基 本 类 型
螺栓连接 螺钉连接 双头螺柱连接 紧定螺钉连接
潘存云教授研制
用于经常拆装 易磨损之处。
六角螺母
六角扁螺母 六角厚螺母
用于尺寸受限制之处。
圆螺母
其它螺母： 其它螺母：
潘存云教授研制
其它螺母： 其它螺母：
潘存云教授研制
二、螺纹紧固件
螺 纹 紧 固 件
螺栓 双头螺柱 螺钉、 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹连接 螺母 垫圈
A型平垫圈 型平垫圈
B型平垫圈 型平垫圈
平垫圈
三角形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
潘存云教授研制
潘存云教授研制
潘存云教授研制
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
潘存云教授研制 潘存云教授研制
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 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 线螺纹: 线螺纹 单线螺纹 n线螺纹 S = n P 按螺旋线的根数分 多线螺纹 一般 n ≤ 4 一般: 按回转体的内外表面分
mm
=dd1=d-1.0825P
标记示例： 标记示例： M24(粗牙普通螺纹 直径24 螺距3) 粗牙普通螺纹、 24、 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) 细牙普通螺纹, 24,螺距 M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5) 潘存云教授研制
2, 1.5, 1
细牙普通螺纹基本尺寸
螺距P 螺距P 0.35 0.5 0.75 1 1.25 1.5 2 3 中径D 中径D2、d2 dd-1+0.773 dd-1+0.675 dd-1+0.513 dd-1+0.35 d-1+0.188 ddd-1+0.026 dd-2+0.701 dd-2+0.052
R2 (梯形螺纹，直径48，螺距8) 梯形螺纹，直径48，螺距8) 48
H1
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 公称直径d 第1系列 第2系列
2
螺纹
潘存云教授研制
潘存云教授研制
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 3º
潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制
30º
潘存云教授研制
矩形螺纹
螺 纹 紧 固 件
头部 结构
螺栓 双头螺柱 螺钉、 螺钉、紧定螺钉
末端 结构
二、螺纹紧固件
螺 纹 紧 固 件
螺栓 双头螺柱 螺钉、 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹连接
潘存云教授研制
地脚螺栓
潘存云教授研制
潘存云教授研制
起吊螺钉
T 型螺栓
二、螺纹紧固件
螺 纹 紧 固 件
螺栓 双头螺柱 螺钉、 螺钉、紧定螺钉 专用螺纹连接 螺母 国标罗列有六十余种不同结构的螺母
第3章 螺纹连接和螺旋传动 章
§3 －1 §3 －2 §3 －3 §3 －4 §3 －5 §3 －6 螺纹 螺纹连接 单个螺纹连接的强度计算 螺栓组连接的设计 提高螺栓连接强度的措施 螺旋传动
§3－1 螺 纹
一、螺纹的形成 螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上 一动点在一圆柱体的表面上， 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。 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 一平面图形沿螺旋线运动， 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。 形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。 d
薄平垫圈
作用： 作用：增加支撑面积以减 小压强，避免拧紧螺母擦 小压强， 伤表面、防松。 伤表面、防松。