2第三章螺纹连接详解
机械基础-螺纹连接
异螺距螺纹
螺纹的螺距不同，常见于 特殊设计的连接件。
螺纹连接的特点和优势
1 可拆卸性
螺纹连接方便拆卸和维修，适用于需要频繁拆卸的场合。
2 高强度
螺纹连接可以提供较高的连接强度，适用于承受较大力的场合。
3 自锁性
螺纹连接可以通过正反转拧紧时的摩擦力，实现自锁效果，防止连接松动。
螺纹连接的设计原则
1 正确选择螺纹规格
根据使用要求和载荷大 小，选择合适的螺纹规 格。
2 保证螺纹精度
螺纹连接的精度要符合 相关标准，以确保连接 的质量和可靠性。
3 适当使用紧固力
需要注意紧固力是否适 当，过紧或过松都可能 影响连接效果。
螺纹连接的安装和拆卸方法
1
安装
用正确的扳手或扳手将螺纹连接部件
拆卸
2
旋转到合适的位置。
使用适当的工具和技巧拆卸螺纹连接
部件，避免损坏零件。
3
注意事项
避免过度扭转或受力不均，导致连接 松动或损坏。
螺纹连接的常见问题及解决方法
连接松动
使用适当的紧固力和螺纹 锁固剂来解决连接松动的 问题。
连接磨损定期检ຫໍສະໝຸດ 和更换磨损的螺 纹连接部件，确保连接质 量。
连接卡死
使用合适的润滑剂和正确 的拆卸方法来解决连接卡 死的问题。
螺纹连接的应用范围和前景
螺纹连接广泛应用于机械制造、汽车、航空航天等领域，随着技术的发展，螺纹连接仍然具有重要的地 位和前景。
机械基础-螺纹连接
螺纹连接是机械工程中常见且重要的连接方式。它具有广泛的应用范围，并 且具有独特的特点和优势。
螺纹连接的定义和用途
机械制图螺纹连接
详细描述
断裂可能是由于材料缺陷、加工不良、应力集中等原因造成的。为预防断裂，应选用优质材料、提高螺纹加工精 度、优化结构设计等。同时，应定期检查螺纹，发现裂纹应及时处理。
06
螺纹连接的设计与优化
螺纹连接的设计原则
可靠性
确保螺纹连接在承受工作载荷时 能够保持紧密和稳定，防止松动
和泄漏。
工艺性
考虑到制造和装配过程中的可操作 性，选择合适的螺纹规格、牙型和 公差配合。
清理连接件
确保连接件表面干净，无杂质 和油污，以避免装配时卡滞或 影响密封性能。
涂抹润滑剂
在螺纹表面涂抹适量的润滑剂 ，以降低摩擦系数，便于装配 并减少磨损。
对准螺纹孔
将两个连接件放置在相对位置 ，确保螺纹孔对齐，然后开始
旋紧。
螺纹连接的拆卸方法
使用合适的工具
选择合适的螺丝刀或扳手，确保其与螺纹匹 配，避免损坏螺纹。
多线螺纹
沿两条以上螺旋线形成的 螺纹。
螺纹的螺距
螺距
相邻两牙在中径线上对应两点间 的轴向距离。
导程
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。
螺纹的旋向
左旋螺纹
逆时针旋转时旋入的螺纹。
右旋螺纹
顺时针旋转时旋入的螺纹。
03
螺纹连接的强度计算
螺纹连接的受力分析
预紧力
摩擦力
在螺纹连接装配时，为了确保连接的 紧密性和防止松动，需要施加一定的 预紧力。预紧力的大小对螺纹连接的 强度有着重要影响。
润滑维护
定期涂抹适量的润滑剂，以降低摩擦 系数，延长使用寿命。
防尘防锈
保持连接件表面清洁，避免灰尘和锈 蚀，影响其机械性能。
更换损坏的零件
机械设计-螺纹连接
确定连接力矩
4
尺寸和参数。
根据连接件的材料和负载确定合适的 连接力矩。
螺纹连接的优缺点
• 优点：简便快捷、拆卸方便、承载能力高。 • 缺点：可能出现螺纹磨损、连接失效、腐蚀等问题。
应用案例
汽车制造
螺纹连接广泛应用于汽车底 盘、引擎和车身结构等部件 的装配与固定。
机械设备
螺纹连接被用于机械设备零 件的固定，如电机、减速器 等重要部件。
机械设计-螺纹连接
螺纹连接是一种常用的机械连接方式，通过螺纹的互相咬合来实现紧固与连 接。本演示将介绍螺纹连接的分类、构成、力学原理、设计方法，以及优缺 点和应用案例。
螺纹连接的分类
内螺纹连接
常见于螺母与螺杆的连接，通过内螺纹互相咬合实现固定。
外螺纹连接
常见于螺纹孔与螺纹螺栓的连接，通过外螺纹互相咬合实现固定。
螺纹连接可通过螺纹的剪切形变，实现力的传 递与承载。
由于螺纹的咬合，螺纹连接具有较高的阻拆力， 能够提高连接的稳定性。
如何设计一个螺纹连接
1
确定连接类型
根据连接件的形状和要求选择内螺纹
选择螺纹规格
2
连接或外螺纹连接。
根据连接件的负载和使用环境选择合
适的螺纹规格。
3
计算螺纹尺寸
根据连接件的要求和标准计算螺纹的
精密螺纹连接
采用更高精度的制造工艺，用于对连接要求更严格的领域。
螺纹连接的构成
螺母
用于咬合螺杆的螺纹连接件。
Hale Waihona Puke 螺杆用于与螺母互相咬合的螺纹连 接件。
螺纹
螺纹是螺母与螺杆的互相咬合 结构，实现紧固与连接。
螺纹连接的力学原理
张力力学原理 剪切力学原理 阻拆力学原理
龙振宇机械设计 第三章 螺纹联接
螺纹联接讨论题3-1 解：由螺纹副受力分析可得其效率公式及自锁条件：由η=tanψ/tan(ψ+ρv)，ψ≤ρv可知当螺纹升角一定时，螺纹工作面的牙型斜角愈大，则f v（或ρv）愈大，效率愈低，但自锁性愈好。
在几种牙型的螺纹中，三角形螺纹牙型斜角最大（β=30°），故当量摩檫因素f v大，自锁性最好，但效率低。
故多用于紧固联接。
梯形、锯齿形、矩形螺纹则与之相反，自锁性差，但效率高，故主要用于传动。
当ρv一定时，升角ψ愈小，螺纹效率愈低，愈易自锁，故单线螺纹多用于联接，多线螺纹则常用于传动。
3-2 解：1）由式（3-21）可得：F″=F′-(1-K c)F，工作中被联接件接合面不出现缝隙，要求F″>0，而K c=c1/(c1+c2)=c1/(c1+3c1)=1/4，即须F′-(1-K c)F≥0得：F′≥(1-K c)F=(1-1/4)×10=7.5KN2）由式（3-21）得：F″=F′-(1-K c)F=10-(1-1/4)×10=2.5KN3）由式（3-23）得：F0=F′+K c F=10+1/4×10=12.5KN拉力变幅：(F0-F′)/2=∆F/2=1.25KN拉力平均值：(F0+F′)/2=(10+12.5)/2=11.25KN思考题及习题3-1 解：1）工作台稳定上升时的效率ψ=arctan(np/πd2)= arctan(4×10)/(π×65)=11.08°ρv= arctan f v= arctan0.10=5.71°η=tanψ/tan(ψ+ρv)=tan11.08°/tan(11.08°+5.71°)=64.9%2）此时加于螺杆的力矩T1=F tan(ψ+ρv)d2/2=100×103×65×10-3tan(11.08°+5.71°)/2=980N·m3）转速与功率导程：S=nP=4×10=40mm螺杆每分钟的转数：n杆=v/S=800/40=20r/min螺杆所需的功率：P=T12πn杆/60=980×2π×20/60=2.05kW也可用以下求法：P=Fv/η=100×103×800/(60×103)/0.649=2.05kW4）因ψ>ρv ，该升降机构不能自锁，欲使工作台在载荷F 作用下等速下降，需另设制动装置，其制动力矩为：T 制=Fd 2tan(ψ-ρv )/2=100×103×65×10-3tan(11.08°-5.71°)/2=305 N·m3-2 解：该螺栓连接为松螺栓连接：故 d 1≥][/4σπF （式3-18）式中：[σ]=σs /(1.2~1.7)（查表3-6）查表3-7，Q235钢的强度级别为4.6，故σs =240MPa ，得[σ]=240/(1.2~1.7)=200~141MPa取中值[σ]=170MPa则 d 1≥170/103154⨯⨯⨯π=10.6mm查螺纹标准（GB196-81）可选用M12的螺栓（d 1 =10.674mm ）。
第三章螺纹联接-课件
3、按拆开时是否损坏零件分 可拆联接：如螺纹联接（最广泛的可拆联接）。 不可拆联接：如焊接、铆接等。
二、螺纹基本知识 1、螺纹的主要参数
① 直径 大径d：公称直径。M20→d=20mm 小径d1：螺纹的最小直径。 中径d2：齿厚=齿槽宽处直径，几何计 算用。 一般取：d2=(d+d1)/2
➢ 孔的加工精度要求较高。
2、双头螺柱联接
3、螺钉联接
用于有一联接件较厚，并 经常装拆的场合，拆卸时只需 拧下螺母即可。
用于有一联接件较厚， 且不需经常装拆的场合。
4、紧定螺钉联接
锥端紧定螺钉 平端紧定螺钉
• 螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定两 个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。
标准扳手长度L=15d，若拧紧力为F，则： T=FL=15dF=0.2F’d → F’=75F
若F=200N，则F’=15000N。 →小于M12，则易拉断。
二、防松
பைடு நூலகம்
1、螺纹联接按自锁条件设计： ψ ≤ρv。∴ 静载下不会自行松脱。 2、松动原因
冲击、振动、变载荷下 温度变化较大时
螺旋副摩擦力Ff减小或瞬时消失
一、拧紧
受载之前
拧紧螺母
预紧力F’
预紧
↑联接刚度 ↑防松能力 ↑紧密性
1、拧紧力矩T=？
以螺母分析：T=T1+T2 螺母支承面间的摩擦阻力矩
螺纹副间的摩擦力矩
螺纹中径
螺纹升角
T1 d22 Fptg(v)
预紧力
支承面最小直径
2第三章 螺纹连接解析
4. 锯齿形螺纹 特点：
•工作边 =3；
•非工作边 =30； •便于加工； •能承受较大的载荷； •只能用于单向传动；
•综合了矩形螺纹效率高
和梯形螺纹牙根强度高 的优点。
5. 圆柱管螺纹 特点： •用于管件连接的三角螺 纹，=55； •螺纹面间没有间隙；
•密封性好；
•用于压强在1.6MPa以下 的管件连接。
Ph np tan d 2 d 2
螺纹的线数与旋向
单线左旋
三线右旋
旋向的判断
3.1.4 螺纹副的受力、效率和自锁
圆周力： 1.拧紧时 效率：
F F ' tan( )
tan tan( )
F
v
ψ F′
' 圆周力： F F tan( )
测力矩扳手原理
测力矩扳手实物
定力矩扳手：用弹簧对圆柱体施加压力F1，拧紧力矩 变大时，卡盘与圆柱销之间的力F1增大，当F1大于或 等于弹簧力时，圆柱体从卡盘的槽中脱开。
D d0 1 T2 fF 2 3 D d0
总力矩
3 3 1 d2 2 f D1 d 0 T t an( ) F d kt F d 2 2 2d 3d D1 d 0
3 1 2 1
3
Kt为拧紧力矩系数
3 3 1 d2 2 f D1 d 0 kt t an( ) 2 2 2d 3d D1 d 0
3.2 螺纹连接的基本类型和标准连接件
3.2.1 螺纹连接的基本类型及应用特点
1. 螺栓连接 特点：被连接件较薄， 易做通孔
普通螺栓连接
•螺栓和孔壁有间隙； •孔的加工精度低。
铰制孔用螺栓连接
螺纹连接解析
三、螺纹公差精度
• 螺纹公差的位置和基本偏差 • 内外螺纹公差带位置是指公差带相对于零线的距离，由 偏差的大小来确定。国标规定外螺纹的上偏差和内螺纹的下 偏差为基本偏差。其中内螺纹为G、H；外螺纹为h、g、f、e 四种。
旋合长度：分长（L）、中（N）、短（S）三种，其中 中等旋合长度省略不标，其余的都标注。
2.双头螺柱联接
3.螺钉联接
被联接件之一为光孔、另 一个为螺纹孔。只用螺钉， 不用螺母，直接把螺钉拧 进被联接件的螺钉中。 适 用于载荷较轻，且不经常 装拆的场合。
3. 螺钉联接
4. 紧定螺钉联接
利用拧入被联接件螺纹孔中的螺钉末 端顶住另一零件的表面，以固定零件 的相对位置，可传递不大的力或扭矩。
3.3、 螺纹联接的预紧和防松
1、 螺纹联接的预紧
• 在实际使用中，绝大多数 的螺纹联接都必须在装配 时将螺母拧紧，称为紧联 接。预紧可以使螺栓在承 受工作载荷之前就受到预 紧力的作用，以防止联接 受载后被联接件之间出现 间隙或横向滑移，也可以 防松。所需预紧力的大小 与工作载荷有关。
• １、预紧力过大，会使整个联接的结构尺 寸增大；也会使联接在装配时因过载而断 裂。
②防松方法：
１、摩擦防松； ２、机械防松； ３、破坏螺纹副的永久防松。
• ①摩擦防松 ：弹簧垫圈 ，结构简单、使用方便。 弹簧垫圈防松
尼龙圈锁紧螺母
①摩擦防松 ：对顶螺母，结构简单、使用方便。
对顶螺母防松
①摩擦防松 ：紧锁螺母。 结构简单、使用方便。
自锁螺母防松
②、机械防松
• 在联接中加入其它机械元件，开口销、 止动垫圈，串联铁丝等。
• 3 梯形螺纹
特点： 比矩形螺纹 效率略低，但工艺 性好、牙根强度高。 在螺旋传动中有广 泛应用
螺纹连接原理
螺纹连接原理
螺纹连接是通过螺纹的相互咬合来实现连接的一种方式。
螺纹连接的原理是利用螺纹的斜面和咬合力来产生紧固效果。
通常，螺纹连接分为内螺纹和外螺纹，其中内螺纹是指螺母和螺纹孔的结合形式，外螺纹是指螺纹和螺栓或螺钉的结合形式。
螺纹连接的原理基于以下几个关键点：
1. 螺纹的形状：螺纹连接通过螺纹斜面的角度和咬合力来实现紧固。
螺纹的形状通常是三角形，其角度和高度可以根据具体应用需求进行设计。
2. 斜面的作用：在螺纹连接中，当螺纹旋入时，斜面上的咬合力会产生一个方向的力矩，使螺栓与螺母之间保持紧固状态。
斜面的设计通过增加或减小螺纹的斜度来影响连接的紧固程度。
3. 摩擦力的作用：在螺纹连接中，摩擦力是实现连接的另一个重要因素。
通过增加摩擦力，可以提高螺纹连接的紧固效果。
因此，在螺纹连接中，常常会使用一些防松措施，例如使用垫圈或锁紧剂等，以增加摩擦力和防止螺纹松动。
总结起来，螺纹连接的原理是通过螺纹斜面的咬合力和摩擦力来实现紧固效果。
通过合理设计螺纹的形状和斜面的角度，可以实现不同程度的紧固，并通过增加摩擦力来防止松动。
螺纹连接广泛应用于各种机械设备和结构中，具有简单可靠、易于维护等优点。
螺纹连接的原理和应用
螺纹连接的原理和应用螺纹连接是一种通过螺纹互相咬合的方式来实现零件之间连接的方法。
它通过在零件的外表面上开设螺纹孔，并在相应零件上形成螺纹的方法，使得两个或多个零件可以通过螺纹互相咬合，实现紧固的效果。
螺纹连接在工程实践中用途广泛，被广泛应用于机械制造、车辆、航空航天等领域。
螺纹连接的原理主要有以下几个方面：1. 互相咬合：螺纹连接通过螺纹的高低不规则形状，使得两个或多个零件在螺纹面上发生互相咬合，从而实现连接。
一般情况下，连接时需要根据螺纹的标准尺寸和公差要求，确保螺纹的尺寸和角度的匹配度，以达到良好的互相咬合效果。
2. 摩擦力锁紧：螺纹连接时，通过逆时针转动螺母，使其沿着螺纹轴线方向移动，同时产生对零件的外压力。
由于螺纹表面的不平整性，摩擦力会使螺纹咬合更紧密，从而实现连接的锁紧效果。
在实际应用中，可根据需要调节螺纹的加紧力度，以确保连接的牢固性。
3. 优势互补：螺纹连接的原理在于两个螺纹的互相咬合，形成互动力。
一个螺纹为外螺纹，另一个为内螺纹，二者形状互补，形成了平行、斜角和自锁作用。
这种互补关系使得螺纹连接能够承受相对较大的拉力、剪力和扭矩，从而实现了可靠的连接效果。
螺纹连接的应用广泛，以下是一些常见的应用场景：1. 机械制造：螺纹连接广泛应用于机械设备制造中，如机床、汽车、农机等。
例如，螺纹连接常见于机械轴与螺母、螺栓的连接。
通过螺纹连接，可以实现零部件的紧固、拆卸和更换，提高机械设备的维修性和灵活性。
2. 钢结构建筑：在钢结构建筑中，螺纹连接常用于连接梁柱、连接悬挂吊杆等。
螺纹连接通过紧固螺栓，使得钢结构件之间形成紧密的连接，提高结构的稳定性和承载能力。
3. 石油化工：在石油化工行业，螺纹连接广泛应用于管道连接。
例如，石油管道和气体管道的连接通常采用螺纹连接方式。
螺纹连接能够承受高压和高温的工况，确保管道的密封性和安全性。
4. 航空航天：在航空航天领域，螺纹连接被广泛应用于飞机和火箭等飞行器的结构连接。
《—螺纹连接》课件
总结
通过本课件，我们了解了螺纹连接的背景介绍、定义、示例、特点和优势，以及应用领域和使用注意事项。希 望这些知识能帮助你更好地理解和应用螺纹连接。
螺纹连接的使用注意事项
1 正确选用螺纹类型
根据实际需求选择合适的螺纹类型，例如公 制螺纹、英制螺纹等。
2 控制紧固力度
在拧紧螺纹时，注意控制紧固力度，避免过 紧或过松。
3 保持螺纹清洁
使用螺纹连接时，保持螺纹清洁，避免灰尘 和杂质对连接的影响。
4 定期检查和维护
定期检查螺纹连接的状态，如有松动或损坏， 及时进行维修或更换。
相比其他连接方式，螺纹连 接更容易拆卸，方便进行维 修和更换零件。
广泛应用
螺纹连接适用于多种材料和 领域，包括机械、汽车、电 子等领域。
螺纹连接的应用领域
机械行业
• 制造设备 • 汽车零部件 • 航空航天器件
建筑行业
• 钢结构连接 • 管道连接 • 门窗安装
电子行业
• 电路板固定 • 电子设备组装 • 连接器
《螺纹连接》PPT课件
欢迎来到《螺纹连接》的课件。在本课件中，我们将一起探索螺纹连接的世 界，并了解其定义、示例、特点、应用领域以及使用注意事项。
背景介绍
在工程领域中，螺纹连接是一种常见且重要的连接方式。它通过螺纹的组合与紧固实现零件的连接。
螺纹连接的定义
1 什么是螺纹连接？
螺纹连接是一种将两个或多个零件紧密连接在一起的方式，使用螺纹来增加连接的抗拉力和抗剪力。
常见的螺纹连接的示例
螺母和螺栓
螺母和螺栓是最常见的螺纹连接示例之一，它们可 用于连接金属和其他材料的零件。
螺丝钉和螺丝刀
螺丝钉和螺丝刀是另一种常见的螺纹连接示例，它 们通常用于木材和其他柔软材料的连接。
管道工培训课件：螺纹连接讲解
图1 圆柱形接圆柱形螺纹
图 2 圆锥形接圆柱形螺纹
图 3 圆锥形接圆锥形螺纹
4
采用螺纹连接时，其管件按用途不同，可分为以下几种。
5
• 螺纹连接管件
管路延长连接用配件
管路分支连接用配件
管路分支连接用配件
管路转弯用配件
管子变径用配件
节点碰头连接用配件
管子堵口用配件
三、螺纹连接的工具、方法、及填料 1、工具:
16
4)管段调直：将已装好管件的管段，在安装前进行调直。
a.在装好管件的管段丝扣处涂铅油，联接两段或数段，连接时不能只顾预
留口方向而要照顾到管材的弯曲度，相互找正后再将预留口方向转到合适部
位并保持正直。
b.管段联接后，调直前必须按设计图纸核对其管径、预留口方向、变径部
位是否正确。
c.管段调直要放在调管架上或调管平台上，一般两人操作为宜，一人在管
采用何种连接方式，均须在外螺纹和内螺纹之间加填料。
常用的填料有铅油麻丝、石棉绳、聚四氟乙烯生料带等，
填料的选用应根据管道所输送介质的温度和特性确定，
可按表3.5选用。
15
螺纹连接步骤如下 （1)断管：根据现场测绘草图，在选好的管材上画线，按线断管。 （2)套丝：将断好的管材，按管径尺寸分次套制丝扣，一般以管径15～32mm 者套二次，40～50mm者套三次，70mm以上者套3～4次为宜。 （3)配装管件：根据现场测绘草图，将已套好丝扣的管材，配装管件。 a.配装管件时应将所需管件带入管丝扣，试试松紧度（一般用手带入3扣为 宜）。在丝扣处涂铅油、缠麻后带入管件，然后用管钳将管件拧紧，使丝扣外 露2～3扣，去掉麻头，擦净铅油，编号放到适当位置等待调直。 b.根据配装管件的管径的大小选用适当的管钳（见表1-29）。管钳的外形如 图1-68所示。 首先将要连接的两管接头丝头用麻丝按顺螺纹方向缠上少许，再涂抹白铅油 ，涂抹要均匀。如用聚四氟乙烯胶带更为方便。然后将一个管子用管钳夹紧， 在丝头处安上活节，拧进1/2活节长，此时再把另一支管子用第二把管钳子夹紧 ，固定住第一把钳子，拧动第二把管钳子，将管拧进活节另1/2，对突出的油麻 ，用麻绳往复磨断清扫干净。对于介质温度超过1150c的管路接口，可采用黑铅 油和石棉绳。
机械工程制图3-2螺纹连接
一个由多个螺栓连接的钢结构框架。
描述
多个螺栓分别穿过各个零件上的孔洞，螺母旋在螺栓的 一端，通过旋转螺母使各个零件连接成一个稳定的钢结 构框架。
特点
结构稳定，能承受较大的负载和应力，适用于大型结构 和重载场合。
实例二
一个由多个螺栓连接的机械设备外壳。
描述
多个螺栓分别穿过机械设备外壳和内部零件上的孔洞， 螺母旋在螺栓的一端，通过旋转螺母使机械设备外壳与 内部零件连接在一起。
外螺纹的画法
总结词
外螺纹的画法与内螺纹类似，也是先绘制大 径，再绘制小径，最后填充螺纹线。
详细描述
在绘制外螺纹时，同样需要确定螺纹的大径 和小径。大径是螺纹的最大直径，小径则是 螺纹的最小直径。在图纸上，大径用粗实线 表示，小径用细实线表示。然后，在确定了 螺纹的大径和小径之后，需要用细实线填充 螺纹线，以表示螺纹的深度和旋向。需要注 意的是，外螺纹的旋向一般与内螺纹相反。
螺纹连接装配图的标注
尺寸标注
标注各零件的尺寸，包括长度、宽度、高度和孔 径等，以确保零件的正确装配。
公差标注
根据需要标注各零件的公差，以确保装配精度和 配合质量。
符号标注
使用标准符号标注螺纹连接的类型、规格和装配 关系，如螺纹代号、旋向等。
螺纹连接装配图的阅读
了解装配关系
通过视图和标注，了解各 零件的装配关系和配合方 式。
螺纹连接的画法
总结词
在机械工程制图中，螺纹连接的画法需要分别绘制内螺纹和外螺纹，并标注相关尺寸和 参数。
详细描述
在绘制螺纹连接时，首先需要分别绘制内螺纹和外螺纹的大径和小径，并填充相应的螺 纹线。然后，需要标注相关的尺寸和参数，如大径、小径、螺距等。此外，还需要根据 实际情况标注旋合长度、工作高度等参数。最后，需要在图纸上注明材料、热处理、表
c1第三章螺纹联接
3、双头螺柱连接
特点：被连接件不宜做成 通孔又需要经常拆卸或用 螺钉无法安装。
拧入深度： 铜或青铜：H=d 铸 铁：H=(1.25~1.5)d 铝 合 金： H=(1. 5~2.5)d
2020/3/29
4 、紧定螺钉连接
旋入被连接件的螺纹 孔中，顶住另一被连 接件的表面或凹坑。
•普通螺栓连接
螺栓和孔壁有间隙,孔 的加工精度低。
•铰制孔用螺栓连接
螺杆与孔用过渡配合， 承受横向载荷，孔需 精制。可起定位作用。
2020/3/29
普通螺栓连接 铰制孔用螺栓连接
2、 螺钉连接
特点：被连接件不宜做成通孔。 不宜经常拆卸。 拧入深度： 铜或青铜：H=d 铸 铁：H=(1.25~1.5)d 铝 合 金： H=(1. 5~2.5)d
K —有效应力集中系数
k m —螺纹制造工艺系数
—尺寸系数
S —安全系数 2020/3/29 a
3.5.3、 螺栓连接的许用应力
2020/3/29
螺栓许用剪应力及许用挤压应力
2020/3/29
3.4 螺栓组连接的设计
3.4.1、螺栓组连接的结构设计 *目的：合理地确定连接结合面的几何形状和螺栓的 布置形式 *要考虑的问题： 1 、连接结合面的几何形状常设计成轴对称的简单几何形 状
常用 7~8级 公差
2020/3/29
2. 螺纹标记和螺纹副标记示例
2020/3/29
3.1.4、螺纹副的受力、效率和自锁
圆周力：拧紧时 FF' tan(y)
松开时 FF' tan(y)
效率：拧紧时
tany tan(y )
松开时 tan(y ) tany
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•铸
铁：H=(1.25~1.5)d
•铝 合 金：H=(1. 5~2.5)d
螺纹孔的加工
3. 双头螺柱连接
特点：
•被连接件不宜做 成通孔又需要经 常拆卸； •用螺钉无法安装。
两种错误结构
4. 紧定螺钉连接 特点：
•旋入被连接件的螺纹 孔中，顶住另一被连接 件的表面或凹坑。 •固定两个零件，传递 不大的力及力矩。
当钢制螺纹M10~M68时，由螺纹几何关系和取摩擦 ' o 8 . 5 因数 f 0.15 , 当量摩擦角 ，经整理可得：
Kt 0.2
故： T 0.2 F d
T 或： F 0 .2 d
4. 装配时控制预紧力的方法 测力矩扳手：预先设计出力矩与变形的关系；根 据表的读数确定拧紧力矩。
Ph np tan d 2 d 2
螺纹的线数与旋向
单线左旋
三线右旋
旋向的判断
3.1.4 螺纹副的受力、效率和自锁
圆周力： 1.拧紧时 效率：
F F ' tan( )
tan tan( )
F
v
ψ F′
' 圆周力： F F tan( )
4. 锯齿形螺纹 特点：
•工作边 =3；
•非工作边 =30； •便于加工； •能承受较大的载荷； •只能用于单向传动；
•综合了矩形螺纹效率高
和梯形螺纹牙根强度高 的优点。
5. 圆柱管螺纹 特点： •用于管件连接的三角螺 纹，=55； •螺纹面间没有间隙；
•密封性好；
•用于压强在1.6MPa以下 的管件连接。
螺纹连接
宋宝玉
第三章
基本概念：
螺纹连接(1)
•螺纹连接：是利用螺纹零件构成的可拆连接； •特点：结构简单，拆装方便，工作可靠； •标准件：各种螺纹连接件，应用广泛。
螺纹的形成与制造：
d
B A
螺旋线
车削螺纹
3.1 螺纹
3.1.1 常用螺纹类型及特点
*对螺纹的要求： 足够的强度和良好的工艺性
连接螺纹：自锁； 管 螺 纹：紧密性、气密性； 传动螺纹：效率高、韧度高； 调整螺纹：精度高； 起重螺纹：效率高、自锁性好。
•预紧也可以防松。
2. 为什么要控制预紧力？ •预紧力过大，会使连接超载； •预紧力不足，可能导致连接失效；
•重要的螺栓应控制预紧力。
3. 拧紧力矩的计算 拧紧螺母时的力矩和预紧力 拧紧力矩： T T1 T2
螺纹副摩擦力矩
d2 T1 F tan( ) 2
螺母与被连接件摩擦力矩
如: 15Cr、20Cr、40 Cr、15MnVB、30CrMnSi。
2. 螺栓、螺钉、螺柱、螺母性能等级
3.3 螺纹连接的预紧与松防
3.3.1 螺纹连接的拧紧力矩及其控制方法
预紧力
1. 预紧的作用： •连接在承受工作载荷之前就受到预紧力F′的作用； •受载后防止被连接件之间出现间隙或横向滑移；
*螺纹的分类： •普通螺纹 •矩形螺纹 •梯形螺纹 •锯齿形螺纹 •管螺纹
•按牙形：
•按母体形状：
•圆柱螺纹 •圆锥螺纹
1. 普通螺纹
•特点： •螺纹的牙型角=2=60； •当量摩擦因数大；
•自锁性能好；
•主要用于连接。
粗牙螺纹与细牙螺纹的比较
粗牙：承载能力大，常用于连接。
细牙：自锁性能更好。常用于承受冲击、振动及变 载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中。 细牙的缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。
3.2 螺纹连接的基本类型和标准连接件
3.2.1 螺纹连接的基本类型及应用特点
1. 螺栓连接 特点：被连接件较薄， 易做通孔
普通螺栓连接
•螺栓和孔壁有间隙； •孔的加工精度低。
铰制孔用螺栓连接
•螺杆与孔用过渡配合， 孔需精制。
•承受横向载荷
•可起定位作用。
铰制孔用螺栓连接
2. 螺钉连接
特点： •被连接件不宜做成通孔； •不宜经常拆卸。 •拧入深度： •铜或青铜：H=d
2. 矩形螺纹 特点： •牙形为矩形； •α=0 =0； •效率高，用于传动； •牙根强度弱； •同心度差，磨损后不宜 补偿； •加工困难，常被梯形螺 纹代替。
3. 梯形螺纹 特点： •= 30 ，=15；
•比矩形螺纹效率略低；
•牙根强度高； •易于对中，易于制造； •剖分螺母可消除间隙； •在螺旋传动中应用广泛。
测力矩扳手原理
测力矩扳手实物
定力矩扳手：用弹簧对圆柱体施加压力F1，拧紧力矩 变大时，卡盘与圆柱销之间的力F1增大，当F1大于或 等于弹簧力时，圆柱体从卡盘的槽中脱开。
6. 圆锥管螺纹 特点：
•螺纹均布在锥度为1:16的
管上； •=55或60 ； •螺纹面间没有间隙； •不用填料，靠牙变形，
密封性好；
•用于高温、高压的管件 连接。
7. 其它螺纹
特点：
=60 ；
用于金属薄板或非金属的连接。
3.1.2 螺纹的主要参数
d--螺纹大径 d1-螺纹小径 d2--螺纹中径 p--螺距 n--线数 Ph--导程 Ph=np ψ--螺纹升角 --牙型角 --牙侧斜角 旋向 h--接触高度
3.2.2 标准螺纹连接件
1. 螺栓
2. 双头螺柱
3.螺钉
4 .紧定螺钉
紧定螺钉的头部和末端
5 .螺母与垫圈
3.2.3 、螺纹连接件的常用材料及力学性能等级
1. 常用材料：
•普通连接：普通碳素钢，优质碳素结构钢，
如:Q215、Q235和10、15、35、45号钢。
•变载荷或有冲击、振动的重要连接：合金钢，
D d0 1 T2 fF 2 3 D d0
总力矩
3 3 1 d2 2 f D1 d 0 T t an( ) F d kt F d 2 2 2d 3d D1 d 0
3 1 2 1
3
Kt为拧紧力矩系数
3 3 1 d2 2 f D1 d 0 kt t an( ) 2 2 2d 3d D1 d 0 2.松开时ຫໍສະໝຸດ 效率tan( ) tan
v
F
ψ F′
3.自锁条件：
以上各式中: F ′ --预紧力, N； --螺纹升角，度； arctan f ； ′ --当量摩擦角，
f f --当量摩擦因数， f cos
'
；
f --摩擦因数；
--牙侧角，度。