10-螺纹副的受力分析与自锁PPT模板

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1.2 非矩形螺纹的受力分析与自锁
相应的拧紧力矩为
T
Fa
d2 2
tan(
v )
旋松螺母时，即滑块沿非矩形螺纹等速下滑时可得
F Fa tan( v )
相应的旋松力矩为
T
Fa
d2 2
tan(
v )
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1.2 非矩形螺纹的受力分析与自锁
F＝Fatan（Φ－ρ） 作用在螺纹副上的相应力矩为：
T Fa
d2 tan( )
2
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1.1 矩形螺纹的受力分析与自锁
由公式求出的F值可以为正也可以为负。 当Φ＞ρ时，可求得力F为正，这表明滑块在Fa的作用下有向下加速 的趋势，而力F阻止滑块加速，力F的方向为如图（c）所示。 当Φ＜ρ时，根据公式可求得力F为负，这表明要使滑块沿斜面下滑， 必须加一反向的水平拉力F，若不加拉力F，则不论多大的载荷Fa，滑块 也不会自行下滑，即不论有多大的轴向载荷，螺母都不会在其作用下自 行松脱，这种现象称为螺纹的自锁现象。 于是，我们可得螺纹副的自锁条件为
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1.1 矩形螺纹的受力分析与自锁
由图可得：
F＝Fatan（Φ＋ρ）
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1.1 矩形螺纹的受力分析与自锁
作用在螺纹副上的相应驱动力矩为：
T Fa
d2 tan( )
2
当匀速旋松螺母时，相当于滑块沿斜面等速下滑，轴向载荷Fa变为 驱动力，而F变为维持滑块等速运动所需的平衡力，如图（c）所示。由 图可得：
图中，Φ为螺纹升角，Fa为轴向载荷，F为作用于中径处的水平推力， Fn为法向分力，fFn为摩擦力，f为摩擦因数，ρ为摩擦角。
当匀速拧紧螺母时，相当于滑块沿斜面等速上升，Fn为阻力，F为驱 动力。由于摩擦力与运动方向相反，所以总反力FR与Fa的夹角为Φ＋ρ。由 力的平衡条件可知，FR、F、Fa三力组成力多边形，如图（b）所示。
螺纹副的受力分析与自锁
1.1 矩形螺纹的受力分析与自锁 1.2 非矩形螺纹的受力分析与自锁
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1.1 矩形螺纹的受力分析与自锁
螺纹副是指内、外螺纹相互旋合形成的联接。螺纹副在力矩和轴向载 荷作用下作相对运动。
为了简化分析，可将螺母看成是一滑块。滑块受轴向载荷，在水平驱 动力的推动下沿螺纹表面匀速上升，如图（a）所示。将矩形螺纹沿中径d2 展开可得一斜面，如图（b）所示。
Φ≤ρ
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1.2 非矩形螺纹的受力分析与自锁
非矩形螺纹是指牙侧角β＝0°的三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。 对比下图所示中的两个图形我们会发现，在略去螺纹升角的影响，在轴向 载荷Fa的作用下，非矩形螺纹的法向力比矩形螺纹的大。
（a）
（b）
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1.2 非矩形螺纹的受力分析与自锁
若把法向力的增加看作是摩擦因数的增加，则非矩形螺纹的摩擦阻力 可写为
Fa
cos
f
f
cos
Fa
fv Fa
式中：fv为当量摩擦因数， f v 为牙侧角。
f cos
tan v
。其中，ρv为当量摩擦角；β
拧紧螺母时，即滑块沿非矩形螺纹等速上升时，可得水平推力 F＝Fatan（Φ＋ρv）
与矩形螺纹相同，若螺纹升角小于当量摩擦角，则螺纹具有自锁 特性，如不施加驱动力，无论轴向驱动力Fa多大，都不能使螺纹副相 对运动。因此，非矩形螺纹的自锁条件为
Φ≤ρv 对于联接用的螺纹，为了防止螺母在轴向力作用下自动松脱，必 须满足自锁条件。
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