《联接螺纹联接》PPT课件

3）中径d2(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)（受力分析时用）
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 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 螺距、导程、线数之间关系：S=nP
内螺纹
潘存云教授研制
外螺纹
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螺 内螺纹 纹 外螺纹
螺旋副→
螺纹联接(静联接→构件) 螺旋传动(动联接→机构)
内螺纹
外螺纹
按用途：联接螺纹 传动螺纹
联接螺纹
传动螺纹
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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
右旋螺纹
按螺纹的旋向分 螺
左旋螺纹
纹
的 分
(1)螺栓联接 a 普通螺栓联接
b 精密螺栓联接 (绞制孔螺栓）
潘存云教授研制
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§10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 一．螺纹联接基本类型
1、螺纹联接主要类型
(1)螺栓联接 a 普通螺栓联接 被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺 纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后 孔与杆间有间隙，结构简单，装拆方便，可 多个装拆，应用较广。
二．螺纹联接件
4 )紧定螺钉 锥端 适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 平端 接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大 的平面，适于经常拆卸 圆柱端 压入轴上凹坑中，适于紧定空心轴上零件的位置 轻材料和金属薄板
二．螺纹联接件 5）自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹 6）螺母 六角螺母：标准，扁，厚
圆螺母 常用于轴上零件的轴向固定。
ψ Ff Fa
FR ψ +ρ
Fa F
→加载Ｆa(轴向力,自重,阻力) →施加水平推力F（驱动）
→法向反力Fn(⊥斜面) →摩擦阻力： f·Fn=Ff
→合反力FR
∵(滑块) 合力＝0
FR与F∴n夹Ｆ角R与→Ｆ摩a 擦夹角角ρ＝：ψt＋gρρ＝ f ＝ Ff /Ｆn
∴Ｆ＝Ｆa·tg(ψ ＋ρ) 作用在螺旋副上的驱动力矩：
• └矩形螺纹
α＝0°
§10-3 机械制造常用螺纹及标准
不同牙型螺纹
特点
三角形 矩形
Ff大，自锁性好,η低。 Ff 较小,η较高。
梯形
强度好于矩形螺纹。
用途 联接 传动
传动，应用广
锯齿形 综合矩形和梯形的优点。 多用于单向传动
§10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 一．螺纹联接基本类型
1、螺纹联接主要类型
α =30 ° β＝15°
3° 30 °
β工＝3° β非＝30°
矩形
α =0 ° β＝0°
普通螺纹 ——牙型角为60度的三角形米制螺纹 P135 标准螺纹 ——凡是牙型、大径和螺距符合国家标准的螺纹都称为标准螺 纹。除机械制造中常用的标准螺纹外，还有适用于某些特殊行业的专用 螺纹标准，在需要的时候可以查阅有关的设计手册。
。W2 Fa S
因此螺旋副的效率为：
W2 FaS Fad2 tan tan W1 2T 2 Fad2 tan( ) tan( )
2
将效率公式绘制成曲线，
如图所示。可见当
时效率
最并且高由，曲但线过2图大5可的以升看角出使：制造困难。
当
之后，效率的增加不
明显，所以通常取ψ不超过25º。
二．螺纹联接件
6）螺母
圆螺母+止退垫圈
带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，所配合的外螺纹上应制 出孔眼或槽以纳入垫圈内齿。圆螺母旋紧就位后，螺母扳拧槽所对应的垫 圈外齿应折弯嵌入槽中。这样螺母就被固定了。
7）垫圈
§10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 一．螺纹联接基本类型
1、螺纹联接主要类型
特殊联接： 地脚螺栓联接 吊环螺钉联接
5种联接
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§10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 一．螺纹联接基本类型
应用螺纹连接的方法，有哪几种具体的方式，能把两个物体连接在一 起。
二．螺纹联接件
实现上述几种螺纹连接方式，需要哪些连接件。
弹簧垫圈
斜垫圈
平垫圈
吊环螺钉
标准螺纹联 接件
§10-5 螺纹联接的预紧和防松
为什么螺栓联接时，需要将螺母拧紧呢？ 任何材料在受到外力作用时，都会产生或多或少的形变，螺
栓也不例外。当联接螺栓承受外在拉力时，将会伸长。如果我们 在初始时仅将螺母拧上使各个接合面贴合，而不拧紧，那么在受 到外力作用时，接合面之间将会产生间隙。
(10-6a)
(10-5b)
T
F
d2 2
Fatg (
) d2
2
自锁条件： ψ <ρ′即：螺纹升角小于当量摩擦角
(10-7)
(10-6b)
α (β )↑ ρ′ ↑ →
ψ↑→
自锁性↓
要自锁好→ α (β ) ↑ , ψ ↓(单头)
自锁性↑
α β
三.效率:
螺母旋转一周所需的输入功为：
；W1 2T
S 此时螺母上升一个导程 ，其有效功为：
• 所以，我们本章主要介绍螺纹联接，同时对常用的键 联接和销联接进行适当的介绍。
§10-1 螺纹参数
一、螺纹的形成：
如用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，
这样就构成了螺纹。平面图形形状可为；三角形、矩形、梯形、锯齿
形等。
d2
二、螺纹的类型
按牙型： 矩形、三角形、梯形、锯齿形
矩形螺纹
F
F
§10-5 螺纹联接的预紧和防松
为什么螺栓联接时，需要将螺母拧紧呢？ 所以为了防止这种情况的出现，我们都知道在零件未受工作载荷前需要 将螺母拧紧，使组成联接的所有零件都产生一定的弹性变形（螺栓伸长、 被联接件压缩），从而可以有效地保证联接的可靠。这样，各零件在承 受工作载荷前就受到了力的作用，这种方式就称为预紧，这个预加的作 用力就称为预紧力。
7）螺纹升角ψ（psi/psai）——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
tg S / d2 nP / d2
8）牙型角α ——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角 牙侧角β ——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角
60 °
30 °
锯齿形
普通
α =60 ° β＝30°
梯形
• 4）锯齿型螺纹
• 两侧牙型角分别为3º和30º，3º的一侧用来承受载荷，可得到较高 效率；30º一侧用来增加牙根强度，适用于单向受载的传动螺纹。
• 5）矩形螺纹
• 牙型角为0º，适于作传动螺纹。
30º 3º
• 2.传动螺纹 α小
• ┌梯形螺纹 （Tr ） α＝30° β＝15°
• ├锯齿形螺纹（S）α＝33°β工＝3°β非＝30°
对称的螺纹 1
2
9) 螺纹的工作高度h ——表示内外螺纹沿径向的接触高度。
§10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
→螺旋副在力矩和轴向载荷下的相对运动 →滑块(重物)在斜面运动
→将螺旋线沿中径展开
S (n p)
d2
F Fa
一．矩形螺纹： (α =0º)
分析: 1.当匀速上升:
FR Fn ρ F
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(3)双头螺柱联接 螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一 端旋入被联接件，另一端配以螺母。适于 常拆卸而被联接件之一较厚时。折装时只 需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中 拧出。
§10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 一．螺纹联接基本类型
1、螺纹联接主要类型
(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。
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 （静联接） 传动螺纹 （动联接）
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
三、螺纹的主要参数 P132
1）大径d(D) ——与外螺纹牙顶（或内螺纹牙底）相重合的假想圆柱面直 径，亦称公称直径（选择螺纹时用）
2）小径d1(D1) ——与外螺纹牙底（或内螺纹牙顶）相重合的假想圆柱面 直径（计算强度时用）
三角形螺纹
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梯形螺纹
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锯齿形螺纹
三角形螺纹——联接螺纹 矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹
根据螺旋线绕行方向：
旋向
右旋 左旋 →判断方法
①以轴线为基准(外螺纹) ②螺旋线向右升高→右旋
左旋——如图 右旋——常用
根据螺旋线头数：
线数
单头→联接 多头→传动
→判断方法
按位置：外螺纹——在圆柱体的外表面形成的螺纹 内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹
自锁条件：
F<０ → ψ < ρ 即：螺纹升角<摩擦角
二．非矩形 螺纹 →将ρ→ρ′ (当量摩擦角)
tgρ′＝f / cos β = f ′ (10-4) (当量摩擦系数)
匀速上升：Ｆ＝Ｆa·tg(ψ ＋ρ′)
(10-5a)
T
F
d2 2
Fatg (
) d2
2
匀速下降： Ｆ＝Fa·tg(ψ －ρ ′)
p.131
前言
机械零件 → 构件(运动单元) →
机构
(制造单元)
静联接 动联接 零件
→ 机器 联接
联接 机械静联接→ 可拆联接 →螺纹、键、销
分类
不可拆联接→焊、粘、铆
机械动联接→运动副(零部件间位置相对变化)
本章只学习静连接中的可拆卸连接
前言
• 机械静联接是我们本章介绍的主要内容，而螺纹联接 是机械中应用最为广泛的静联接方式之一，它具有结 构简单、工作可靠、装拆方便、形式多样、能满足各 种要求等优点。
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§10-3 机械制造常用螺纹及标准
三角形螺纹主要有普通螺纹和 管螺纹。前者多用于紧固连接， 后者用于管道的紧密连接。
管螺纹
§10-3 机械制造常用螺纹及标准
按牙型： 矩形、三角形、梯形、锯齿形
30º
15º
30º
3º
矩形螺纹
三角形螺纹
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梯形螺纹
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锯齿形螺纹
三角形螺纹——联接螺纹 矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹
第十章 联接(螺纹联接)
前言 §10-1 螺纹参数 §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §10-3 机械制造常用螺纹及标准 §10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 §10-5 螺纹联接的预紧和防松 §10-6 螺栓联接的强度计算 §10-7 螺栓的材料和许用应力 §10-8 提高螺栓联接强度的措施 §10-9 螺旋传动
联接件
§10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 一．螺纹联接基本类型
1、螺纹联接主要类型
(1)螺栓联接
b 精密螺栓联接 (绞制孔螺栓） 螺杆外径与螺栓孔（由高精度铰刀加 工而成）的内径具有同一基本尺寸， 并采用过渡配合。装配后无间隙，主 要承受横向载荷，也可作定位用，采 用基孔制配合铰制孔螺栓联接。
(10－2a)
T
F
d2 2
Fatg (
) d2
2
(10-2b)
2. 当匀速下 降：
→施加水平支持力Ｆ
(匀速下滑)
F Fatg( )
FnFR Ff
ψ
ρ
F Fa
T
F
d2 2
Fatg (
) d2
2
当F＝0→
滑块在斜面运动状态不变
FR ψ -ρ
Fa F
(10-3b)
F＜0→ 作用力F与假设力的方向相反→推力 →无论Ｆa多大，滑块不会自动下滑→自锁
§10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 一．螺纹联接基本类型
1、螺纹联接主要类型
(2) 螺钉联接 适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔， 右图中下面那个件），不需经常装拆， 一端有螺钉头，不需螺母，适于受载 较小情况。
§10-4 螺纹联接基本类型及螺纹联接件 一．螺纹联接基本类型
1、螺纹联接主要类型
• 1）三角形螺纹（普通螺纹）P135
• 牙型角为60º，可以分为粗牙和细牙，粗牙用于一般联接；与粗 牙螺纹相比，细牙由于在相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅， 导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。
• 2）管螺纹
• 多用于有紧密性要求的管件联接，牙型角为55º，公称直径近似于 管子内径，属于细牙三角螺纹。
• 按制订的螺纹标准不同，现在常见的有米制和英制两大类。我国 除管螺纹外，一般采用米制。
30º
• 1、联接（三角形）螺纹 (M) 普通螺纹 α＝60°
• 粗牙 牙高 d1小，螺纹升角ψ大 • 细牙 牙浅 d1大，螺纹升角ψ小 更易自锁 • 管螺纹→α＝60°、55°→紧密
• 3）梯形螺纹
15º
• 牙型角为30º，是应用最为广泛的传动螺纹。
二．螺纹联接件
P140
1）螺栓 普通螺栓 ——六角头，小六角头，内六角 铰制孔螺栓——螺纹部分直径较小
二．螺纹联接件
2）双头螺柱——两端带螺纹 A型——有退刀槽 B型——无退刀槽
潘存云教授研制
旋入被连接件螺纹孔一端称为座端，另 一端称为螺母端，螺母端公称长度为L
二．螺纹联接件
3) 螺钉 与螺栓区别——头部有内六角头、十字槽头等形式。