螺纹联接和螺旋传动.pptx
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当连接承受轴向力F或转矩T时， 配合面上便产生摩擦阻力或摩擦阻 力矩以抵抗和传递外载荷。
轴的尺寸减去孔的尺寸----过盈量
第4页/共116页
F
p
p
d F
p
T
p Mf
d
（二）过盈连接的工作原理
❖ 装配方法：
压入法 温差法
加热包容件（尺寸↑） 冷却被包容件（尺寸↓）
本篇重点掌握第五章和第六章
第5页/共116页
第40页/共116页
串连钢丝
§5-4 螺纹连接的防松
3. 其他方法防松
用冲头冲2~3点 1~1.5P 冲点防松法
涂粘合剂 粘合法防松
第41页/共116页
§5-5 螺栓组连接的设计
设计步骤：
结构设计
受力分析
(单)强度计算
确定d
1
确定螺栓的数 目及布置形式
找出受力最 大的螺栓
定出螺栓的尺寸
对不重要的螺栓连接，可用类比法确定，不再进行强度校核。
① 大径 d
---在标准中定为公称直径
三
径
② 小径 d1
---强度计算中常作为螺杆危险截面的 计算直径
③ 中径 d2
d d2 d1
第16页/共116页
（二）螺纹的主要参数
PS
d d2 d1
二
④ 螺距 P
距
⑤ 导程（升距）S
单线螺纹: S = P 多线螺纹: S = nP
n----螺纹的线数
第17页/共116页
右旋
左旋
第10页/共116页
按螺旋线的数目分
单线螺纹 多线螺纹
单线螺纹
双线螺纹
第11页/共116页
按螺纹作用分
连接螺纹 传动螺纹
潘存云教授研制
潘存云教授研制
连接螺纹
第12页/共116页
传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
圆柱螺纹
-----用于一般的连接和传动
圆锥螺纹
-----主要用于管道连接
复习： 螺旋副的自锁条件：
v
arctan f
cos
arctan
fv
螺旋副的效率：
tan
tan(
第20页/共116页
v )
§5-2 螺纹连接的类型和标准连接件
（一）基本常识
1. 螺纹连接-----螺纹零件----可拆连接
2. 普通螺纹 β =30°，当量摩擦系数
v
arctan f
cos
A) 对铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向上成
F
F
B) 当螺栓连接受弯矩或转矩作用时，应使螺栓的位置靠近接 合面的边缘，以减少螺栓的受力。
合理
第44页/共116页
不合理!
C) 若同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用抗剪零 件来承受横向载荷。
套筒 键
销
3. 螺栓的排列应有合理的间距、边距，以保证扳手空间
3.5d
3d
4. 为便于在圆周上钻孔时的分度和画线，分布在同一圆周上的螺栓数目，应取 成: 4、6、8 等偶数。
同一螺栓组中的螺栓的材料、直径、长度应相同。
第46页/共116页
5. 避免螺栓承受附加的弯曲载荷
切削加工支承面
支承面不平
采用凸台或沉孔结构 支承面倾斜
采用斜垫圈
螺栓组的结构设计，还包括合理地选择螺栓组的防松装置。
标准扳手长度 L≈15 d， 设：拧紧力为F ，则 T = FL
FL= F×15 d = 0.2 F0 d 若： F = 200N 则： F0 ≈15000 N
F0 = 75F
若用这个预紧力拧M12以下的钢制螺栓，则很可能因过载而被拧断。
∴对于重要的连接，不宜采用< M12 的螺栓。
第37页/共116页
表5-3中串连钢丝防松方法图 b）不正确的原因何在？
第38页/共116页
§5-4 螺纹连接的防松
防松----防止螺旋副相对转动 防松的方法： 1. 利用附加摩擦力防松
弹簧垫圈
对顶螺母
尼龙圈锁紧螺母
第39页/共116页
2. 采用专门防松元件防松
潘存云教授研制
开口销与六 角开槽螺母
止动垫圈
圆螺母用止动垫圈
双头螺柱是如何拧入、拧出的？
d
第24页/共116页
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
（二）螺纹连接的基本类型
1. 螺栓连接 2. 螺钉连接 3. 双头螺柱连接 4. 紧定螺钉连接
紧定螺钉
潘存云教授研制
第25页/共116页
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
二、螺纹紧固件
螺栓的结构形式
螺栓
螺纹 紧固 件
PS
d d2 d1 ψ
S ψ
πd2
tanψ
=
S πd2
nP =πd2
二
⑥ 螺纹升角ψ
角
⑦ 牙型角 α
第18页/共116页
α ββ
牙侧角 β
（二）螺纹的主要参数（汇总）
① 大径 d
三
径
② 小径 d1
③ 中径 d2
d d2 d1
PS
h
二
④ 螺距 P
S = nP
距
⑤ 导程（升距）S
ψ
二 ⑥ 螺纹升角ψ 角
合金钢螺栓：
F0 ≤(0.5~0.6) σs A1
A1 ---危险截面积， A1 ≈πd21/4
第34页/共116页
§5-3 螺纹连接的预紧
● 预紧力控制方法:
通常螺纹连接拧紧是凭工人的经验来决定的， 重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。
1)凭手感经验；
2)测力矩扳手； 操作简单,但准确性较差
3)定力矩扳手；
tanψ
=
S πd2
nP =πd2
⑦ 牙型角 α
S ψ
α
πd2
牙侧角 β
β第19页/共β 116页
（二）螺纹的主要参数
⑧ 线数（头数）n ----螺纹的螺旋线数目
单线螺纹ψ↓→ 自锁性好→ 多用于连接； 多线螺纹ψ↑→ 传动效率高→ 多用于传动。
S
nP
tanψ =
= πd2
πd2
为了便于制造，一般螺纹的线数 n≤4
螺纹和螺纹连接件的类型、结构、特点，应用场合及选用 原则，要特别注意普通螺栓连接与铰制孔用螺栓连接在传 力、失效形式、结构及强度计算准则上的不同；
2 螺纹连接的强度计算，主要是紧螺栓连接的强度计算。要 求掌握紧螺栓连接力与变形之间的关系、提高螺栓连接强 度的措施；
3 螺纹连接的防松原理及防松装置；
4 螺栓组的受力分析、失效分析及强度计算方法；
本章的重点及难点：
受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算，多种受 力状态下螺栓组连接的设计计算。
第7页/共116页
§5 -1 螺 纹
（一）螺纹的类型和应用
内螺纹
潘存云教授研制
外螺纹 内螺纹
第8页/共116页
外螺纹
螺旋副
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
右旋
左旋
第9页/共116页
请判断下列螺纹的旋向？
第13页/共116页
60º 普通螺纹
按螺纹的牙型分
矩形螺纹
30º 梯形螺纹
30º 3º
锯齿形螺纹
55º 管螺纹
第14页/共116页
§5 -1 螺 纹
按螺纹的牙型分
普通螺纹 管螺纹
用于连接
矩形螺纹
梯形螺纹
用于传动
锯齿形螺纹
常用螺纹的类型、特点和应用，见表 5 - 1
第15页/共116页
（二）螺纹的主要参数
过盈连接简介
（一）过盈连接的特点及应用
特点： 利用零件间的配合过盈来达到连接目的
应用：主要用于轴与毂、轮圈与轮芯、滚动轴承与轴 或座孔的连接等。
A
A-A
d
A
曲轴过盈连接组件 第2页/共116页
过盈连接简介
A
A-A
d
A
曲轴过盈连接组件
第3页/共116页
（二）过盈连接的工作原理
❖ 工作原理
轴与孔配合中，轴的实际尺寸大于 孔， 在装配后的配合面上，便产 生了一定的径向正压力。
浅，强度高。
应用：薄壁零件、受变载荷的连接和微调机构。
粗牙螺纹
P ,由于制造简单，一般连接常用。
P
P
P
粗牙
d
细牙 d
第22页/共116页
细牙 d
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
（二）螺纹连接的基本类型
1.螺栓连接
d0
孔与螺杆之间 留有间隙
d0
受拉螺栓
受剪螺栓
d 普通螺栓连接
铰制孔用螺栓连接
结构简单，装拆 方便，应用最广
第50页/共116页
1．受横向载荷的螺栓组连接 A 若采用铰制孔用螺栓连接
每个螺栓所受工作剪力为：
F∑
F∑
F F 螺栓数目
z
工作原理: 依靠螺栓杆受剪切和受挤压来抵抗横向载荷FΣ
h
A
d D
60˚
C
C
B
第45页/共116页
EE
60˚
对压力容器等紧密性要求较高的重要连接，螺栓的间距 t0 不大于表5--4所推荐的
数值。
表5-4 螺栓间距 t0
t0 d
工作压力 (MPa)
≤ 1.6 1.6 ~ 4 4 ~ 10 10 ~ 16 16 ~ 20 20 ~
30
t0 (mm)
7d 4.5d 4.5d 4d
❖ 典型的螺栓组受载情况：
F∑
F∑
受横向载荷
F∑
OT
潘存云教授研制
受转矩
M
p D
受轴向载荷
第49页/共116页
受倾覆力矩
(二) 螺栓组连接的受力分析
1．受横向载荷的螺栓组连接
Question：在横向载荷的作用下被连接件之间有何运动趋势？
F∑
F∑
F∑
F∑ 铰制孔用螺栓连接
载荷的特点：
普通螺栓连接
载荷作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组的对称中心。
arctan
fv
f ，φfvv = ,
cosβ
自锁性能好，连接可靠
普通螺纹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，其余的 统称为细牙螺纹。
普通螺纹
细牙
粗牙
第21页/共116页
细牙螺纹
tgψ=
nP πd2
ψ ≤ φv
优点： p ，ψ ，自锁性更好、连接更可靠；且螺纹深度
缺点：不耐磨易滑扣。
斜垫圈
第33页/共116页
圆螺母用止动垫圈
§5-3 螺纹连接的预紧
(一) 概述
● 预紧力F0 ：螺纹连接在承受工作载荷之前，预先受
到的作用力
● 预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或
发生相对移动。
● 预紧力的确定原则：
碳素钢螺栓：
F0≤(0.6~0.7) σs A1
第47页/共116页
§5-5 螺栓组连接的设计
(二) 螺栓组连接的受力分析
❖目的： 求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。
❖ 假设： 1）所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； 2）螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合； 3）受载后连接接合面仍保持为平面。
第48页/共116页
第42页/共116页
§5-5 螺栓组连接的设计
（一）螺栓组连接的结构设计
▲ 设计目的： 确定接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和接合面受力均匀、便于加
工装配。
▲ 基本原则：
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
圆形
圆环形
矩形
第43页/共116页
矩形框
三角形
2. 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理
4)测定伸长量。
F
LS LM
测力矩扳手
定力矩扳手
第35页/共116页
§5-3 螺纹连接的预紧
(二) 拧紧力矩T的计算
拧紧力矩 T 愈大则预紧力 F0 也愈大，那么两者之间有何关系呢？
装配时，F0的大小通过拧紧力矩T来控制。
D0
拧紧力矩：
T ≈ 0.2 F0 d
d d0
F0
第36页/共116页
T ≈ 0.2 F0 d
L
L0
d
六角头 L L0
d
小六角头
第26页/共116页
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
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 L0 -----螺母端长度
第27页/共116页
二、螺纹紧固件
螺纹 紧固 件
螺栓 双头螺柱 螺钉、紧定螺钉
头部 结构
末端 结构
第28页/共116页
二、螺纹紧固件
螺栓
螺纹 紧固
双头螺柱
件
螺钉、紧定螺钉
专用螺纹连接
地脚螺栓
起吊螺钉
第29页/共116页
T 型螺栓
二、螺纹紧固件
螺栓
螺纹 紧固 件
双头螺柱 螺钉、紧定螺钉专螺纹连接螺母国标罗列有六十余种不同结构的螺母
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
第五章 螺纹连接和螺旋传动
§5－1 螺纹 §5－2 螺纹连接的类型及标准连接件 §5－3 螺纹连接的预紧 §5－4 螺纹连接的防松 §5－5 螺纹连接的强度计算 §5－6 螺栓组连接的设计 §5－7 螺纹连接件的材料及许用应力 §5－8 提高螺纹连接强度的措施
第6页/共116页
本章主要内容有：
1 螺纹连接的基本知识：
第23页/共116页
多用于承受横 向载荷的场合
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
（二）螺纹连接的基本类型
1. 螺栓连接
结构简单，省了螺母，不宜经常拆装， 以免损坏螺孔而修复困难。
2. 双头螺柱连接 3. 螺钉连接
----可经常拆装 ----不宜经常拆卸
用于盲孔 的连接
思考：这两种连接适用在什么场合？各有何特点？
§ 5-4 螺纹连接的防松 (自学)
（一）防松的目的
思考：连接螺纹一般具有自锁性，为何还要防松？
（二）防松的方法
防松的根本问题 是防止螺纹副发生相对转动 具体方法有三种：
1、摩擦防松：双螺母、弹簧垫圈、自锁螺母
2、机械防松：开口销、止动垫片、串连钢丝 3、永久防松：焊、粘、冲
具体内容见表 5 - 3 Question：
第30页/共116页
其它螺母：
潘存云教授研制
第31页/共116页
其它螺母：
潘存云教授研制
第32页/共116页
二、螺纹紧固件
螺纹 紧固 件
螺栓 双头螺柱
螺钉、紧定螺钉 专用螺纹连接 螺母 垫圈
A型平垫圈 B型平垫圈
平垫圈
薄平垫圈
作用：
增加支撑面积以减小压强，避免拧 紧螺母擦伤表面、防松。
弹簧垫圈
轴的尺寸减去孔的尺寸----过盈量
第4页/共116页
F
p
p
d F
p
T
p Mf
d
（二）过盈连接的工作原理
❖ 装配方法：
压入法 温差法
加热包容件（尺寸↑） 冷却被包容件（尺寸↓）
本篇重点掌握第五章和第六章
第5页/共116页
第40页/共116页
串连钢丝
§5-4 螺纹连接的防松
3. 其他方法防松
用冲头冲2~3点 1~1.5P 冲点防松法
涂粘合剂 粘合法防松
第41页/共116页
§5-5 螺栓组连接的设计
设计步骤：
结构设计
受力分析
(单)强度计算
确定d
1
确定螺栓的数 目及布置形式
找出受力最 大的螺栓
定出螺栓的尺寸
对不重要的螺栓连接，可用类比法确定，不再进行强度校核。
① 大径 d
---在标准中定为公称直径
三
径
② 小径 d1
---强度计算中常作为螺杆危险截面的 计算直径
③ 中径 d2
d d2 d1
第16页/共116页
（二）螺纹的主要参数
PS
d d2 d1
二
④ 螺距 P
距
⑤ 导程（升距）S
单线螺纹: S = P 多线螺纹: S = nP
n----螺纹的线数
第17页/共116页
右旋
左旋
第10页/共116页
按螺旋线的数目分
单线螺纹 多线螺纹
单线螺纹
双线螺纹
第11页/共116页
按螺纹作用分
连接螺纹 传动螺纹
潘存云教授研制
潘存云教授研制
连接螺纹
第12页/共116页
传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
圆柱螺纹
-----用于一般的连接和传动
圆锥螺纹
-----主要用于管道连接
复习： 螺旋副的自锁条件：
v
arctan f
cos
arctan
fv
螺旋副的效率：
tan
tan(
第20页/共116页
v )
§5-2 螺纹连接的类型和标准连接件
（一）基本常识
1. 螺纹连接-----螺纹零件----可拆连接
2. 普通螺纹 β =30°，当量摩擦系数
v
arctan f
cos
A) 对铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向上成
F
F
B) 当螺栓连接受弯矩或转矩作用时，应使螺栓的位置靠近接 合面的边缘，以减少螺栓的受力。
合理
第44页/共116页
不合理!
C) 若同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用抗剪零 件来承受横向载荷。
套筒 键
销
3. 螺栓的排列应有合理的间距、边距，以保证扳手空间
3.5d
3d
4. 为便于在圆周上钻孔时的分度和画线，分布在同一圆周上的螺栓数目，应取 成: 4、6、8 等偶数。
同一螺栓组中的螺栓的材料、直径、长度应相同。
第46页/共116页
5. 避免螺栓承受附加的弯曲载荷
切削加工支承面
支承面不平
采用凸台或沉孔结构 支承面倾斜
采用斜垫圈
螺栓组的结构设计，还包括合理地选择螺栓组的防松装置。
标准扳手长度 L≈15 d， 设：拧紧力为F ，则 T = FL
FL= F×15 d = 0.2 F0 d 若： F = 200N 则： F0 ≈15000 N
F0 = 75F
若用这个预紧力拧M12以下的钢制螺栓，则很可能因过载而被拧断。
∴对于重要的连接，不宜采用< M12 的螺栓。
第37页/共116页
表5-3中串连钢丝防松方法图 b）不正确的原因何在？
第38页/共116页
§5-4 螺纹连接的防松
防松----防止螺旋副相对转动 防松的方法： 1. 利用附加摩擦力防松
弹簧垫圈
对顶螺母
尼龙圈锁紧螺母
第39页/共116页
2. 采用专门防松元件防松
潘存云教授研制
开口销与六 角开槽螺母
止动垫圈
圆螺母用止动垫圈
双头螺柱是如何拧入、拧出的？
d
第24页/共116页
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
（二）螺纹连接的基本类型
1. 螺栓连接 2. 螺钉连接 3. 双头螺柱连接 4. 紧定螺钉连接
紧定螺钉
潘存云教授研制
第25页/共116页
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
二、螺纹紧固件
螺栓的结构形式
螺栓
螺纹 紧固 件
PS
d d2 d1 ψ
S ψ
πd2
tanψ
=
S πd2
nP =πd2
二
⑥ 螺纹升角ψ
角
⑦ 牙型角 α
第18页/共116页
α ββ
牙侧角 β
（二）螺纹的主要参数（汇总）
① 大径 d
三
径
② 小径 d1
③ 中径 d2
d d2 d1
PS
h
二
④ 螺距 P
S = nP
距
⑤ 导程（升距）S
ψ
二 ⑥ 螺纹升角ψ 角
合金钢螺栓：
F0 ≤(0.5~0.6) σs A1
A1 ---危险截面积， A1 ≈πd21/4
第34页/共116页
§5-3 螺纹连接的预紧
● 预紧力控制方法:
通常螺纹连接拧紧是凭工人的经验来决定的， 重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。
1)凭手感经验；
2)测力矩扳手； 操作简单,但准确性较差
3)定力矩扳手；
tanψ
=
S πd2
nP =πd2
⑦ 牙型角 α
S ψ
α
πd2
牙侧角 β
β第19页/共β 116页
（二）螺纹的主要参数
⑧ 线数（头数）n ----螺纹的螺旋线数目
单线螺纹ψ↓→ 自锁性好→ 多用于连接； 多线螺纹ψ↑→ 传动效率高→ 多用于传动。
S
nP
tanψ =
= πd2
πd2
为了便于制造，一般螺纹的线数 n≤4
螺纹和螺纹连接件的类型、结构、特点，应用场合及选用 原则，要特别注意普通螺栓连接与铰制孔用螺栓连接在传 力、失效形式、结构及强度计算准则上的不同；
2 螺纹连接的强度计算，主要是紧螺栓连接的强度计算。要 求掌握紧螺栓连接力与变形之间的关系、提高螺栓连接强 度的措施；
3 螺纹连接的防松原理及防松装置；
4 螺栓组的受力分析、失效分析及强度计算方法；
本章的重点及难点：
受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接强度计算，多种受 力状态下螺栓组连接的设计计算。
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§5 -1 螺 纹
（一）螺纹的类型和应用
内螺纹
潘存云教授研制
外螺纹 内螺纹
第8页/共116页
外螺纹
螺旋副
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
右旋
左旋
第9页/共116页
请判断下列螺纹的旋向？
第13页/共116页
60º 普通螺纹
按螺纹的牙型分
矩形螺纹
30º 梯形螺纹
30º 3º
锯齿形螺纹
55º 管螺纹
第14页/共116页
§5 -1 螺 纹
按螺纹的牙型分
普通螺纹 管螺纹
用于连接
矩形螺纹
梯形螺纹
用于传动
锯齿形螺纹
常用螺纹的类型、特点和应用，见表 5 - 1
第15页/共116页
（二）螺纹的主要参数
过盈连接简介
（一）过盈连接的特点及应用
特点： 利用零件间的配合过盈来达到连接目的
应用：主要用于轴与毂、轮圈与轮芯、滚动轴承与轴 或座孔的连接等。
A
A-A
d
A
曲轴过盈连接组件 第2页/共116页
过盈连接简介
A
A-A
d
A
曲轴过盈连接组件
第3页/共116页
（二）过盈连接的工作原理
❖ 工作原理
轴与孔配合中，轴的实际尺寸大于 孔， 在装配后的配合面上，便产 生了一定的径向正压力。
浅，强度高。
应用：薄壁零件、受变载荷的连接和微调机构。
粗牙螺纹
P ,由于制造简单，一般连接常用。
P
P
P
粗牙
d
细牙 d
第22页/共116页
细牙 d
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
（二）螺纹连接的基本类型
1.螺栓连接
d0
孔与螺杆之间 留有间隙
d0
受拉螺栓
受剪螺栓
d 普通螺栓连接
铰制孔用螺栓连接
结构简单，装拆 方便，应用最广
第50页/共116页
1．受横向载荷的螺栓组连接 A 若采用铰制孔用螺栓连接
每个螺栓所受工作剪力为：
F∑
F∑
F F 螺栓数目
z
工作原理: 依靠螺栓杆受剪切和受挤压来抵抗横向载荷FΣ
h
A
d D
60˚
C
C
B
第45页/共116页
EE
60˚
对压力容器等紧密性要求较高的重要连接，螺栓的间距 t0 不大于表5--4所推荐的
数值。
表5-4 螺栓间距 t0
t0 d
工作压力 (MPa)
≤ 1.6 1.6 ~ 4 4 ~ 10 10 ~ 16 16 ~ 20 20 ~
30
t0 (mm)
7d 4.5d 4.5d 4d
❖ 典型的螺栓组受载情况：
F∑
F∑
受横向载荷
F∑
OT
潘存云教授研制
受转矩
M
p D
受轴向载荷
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受倾覆力矩
(二) 螺栓组连接的受力分析
1．受横向载荷的螺栓组连接
Question：在横向载荷的作用下被连接件之间有何运动趋势？
F∑
F∑
F∑
F∑ 铰制孔用螺栓连接
载荷的特点：
普通螺栓连接
载荷作用线与螺栓轴线垂直，并通过螺栓组的对称中心。
arctan
fv
f ，φfvv = ,
cosβ
自锁性能好，连接可靠
普通螺纹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，其余的 统称为细牙螺纹。
普通螺纹
细牙
粗牙
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细牙螺纹
tgψ=
nP πd2
ψ ≤ φv
优点： p ，ψ ，自锁性更好、连接更可靠；且螺纹深度
缺点：不耐磨易滑扣。
斜垫圈
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圆螺母用止动垫圈
§5-3 螺纹连接的预紧
(一) 概述
● 预紧力F0 ：螺纹连接在承受工作载荷之前，预先受
到的作用力
● 预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或
发生相对移动。
● 预紧力的确定原则：
碳素钢螺栓：
F0≤(0.6~0.7) σs A1
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§5-5 螺栓组连接的设计
(二) 螺栓组连接的受力分析
❖目的： 求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。
❖ 假设： 1）所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同； 2）螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合； 3）受载后连接接合面仍保持为平面。
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§5-5 螺栓组连接的设计
（一）螺栓组连接的结构设计
▲ 设计目的： 确定接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和接合面受力均匀、便于加
工装配。
▲ 基本原则：
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
圆形
圆环形
矩形
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矩形框
三角形
2. 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理
4)测定伸长量。
F
LS LM
测力矩扳手
定力矩扳手
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§5-3 螺纹连接的预紧
(二) 拧紧力矩T的计算
拧紧力矩 T 愈大则预紧力 F0 也愈大，那么两者之间有何关系呢？
装配时，F0的大小通过拧紧力矩T来控制。
D0
拧紧力矩：
T ≈ 0.2 F0 d
d d0
F0
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T ≈ 0.2 F0 d
L
L0
d
六角头 L L0
d
小六角头
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§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
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 L0 -----螺母端长度
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二、螺纹紧固件
螺纹 紧固 件
螺栓 双头螺柱 螺钉、紧定螺钉
头部 结构
末端 结构
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二、螺纹紧固件
螺栓
螺纹 紧固
双头螺柱
件
螺钉、紧定螺钉
专用螺纹连接
地脚螺栓
起吊螺钉
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T 型螺栓
二、螺纹紧固件
螺栓
螺纹 紧固 件
双头螺柱 螺钉、紧定螺钉专螺纹连接螺母国标罗列有六十余种不同结构的螺母
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
第五章 螺纹连接和螺旋传动
§5－1 螺纹 §5－2 螺纹连接的类型及标准连接件 §5－3 螺纹连接的预紧 §5－4 螺纹连接的防松 §5－5 螺纹连接的强度计算 §5－6 螺栓组连接的设计 §5－7 螺纹连接件的材料及许用应力 §5－8 提高螺纹连接强度的措施
第6页/共116页
本章主要内容有：
1 螺纹连接的基本知识：
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多用于承受横 向载荷的场合
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
（二）螺纹连接的基本类型
1. 螺栓连接
结构简单，省了螺母，不宜经常拆装， 以免损坏螺孔而修复困难。
2. 双头螺柱连接 3. 螺钉连接
----可经常拆装 ----不宜经常拆卸
用于盲孔 的连接
思考：这两种连接适用在什么场合？各有何特点？
§ 5-4 螺纹连接的防松 (自学)
（一）防松的目的
思考：连接螺纹一般具有自锁性，为何还要防松？
（二）防松的方法
防松的根本问题 是防止螺纹副发生相对转动 具体方法有三种：
1、摩擦防松：双螺母、弹簧垫圈、自锁螺母
2、机械防松：开口销、止动垫片、串连钢丝 3、永久防松：焊、粘、冲
具体内容见表 5 - 3 Question：
第30页/共116页
其它螺母：
潘存云教授研制
第31页/共116页
其它螺母：
潘存云教授研制
第32页/共116页
二、螺纹紧固件
螺纹 紧固 件
螺栓 双头螺柱
螺钉、紧定螺钉 专用螺纹连接 螺母 垫圈
A型平垫圈 B型平垫圈
平垫圈
薄平垫圈
作用：
增加支撑面积以减小压强，避免拧 紧螺母擦伤表面、防松。
弹簧垫圈