《机械设计第五章》PPT课件

❖螺纹的根本知识
螺纹的分类
内螺纹 右旋螺纹 外螺纹 左旋螺纹
单线螺纹 圆柱螺纹 多线螺纹 圆锥螺纹
联接螺纹 传动螺纹
三角螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
矩形螺纹
联接螺纹为三角螺纹
5.1 螺纹
一、 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 S--导程 y --螺纹升角 ，牙型角 --牙侧角
对螺纹的要求： 足够的强度和良好的工艺性
联接螺纹：自锁 管 螺 纹：严密性、气密性 传动螺纹：效率高 调整螺纹：精度高 起重螺纹：效率高、自锁性好
1 、普通螺纹(代号：M GB 192-81)
特点：螺纹的牙型角=2=60。因牙侧角大，
所以当量摩擦系数大，自锁性能好，主要用于 连接。
细牙螺纹与粗 牙螺纹的比较
二、联接的分类
1、动联接：被联接零件可相对运动—运动副
2、静联接：被联接零件无相对运动—构件 〔1〕可拆联接：螺纹、键、销、成型联接 〔2〕不可拆联接：铆接、焊接、胶结 〔3〕过盈配合：温差法装入—可拆
压入法装入—不可拆
第五章 螺纹连接与螺旋传动
根本概念：螺纹连接是利用螺纹零件构成的 连接。
特 点：构造简单，拆装方便，工作可靠， 标准件，应用广。
螺纹联接件等级 GB3103.1-82规定：螺纹联接件分A、B、
C三级 A级：精细配合，防振场合 B级：受载较大，常拆卸调整、变载场合 C级：一般联接
5.2 螺纹连接的根本类型与标准螺纹连接件 一 、螺纹连接的根本类型 1、 螺栓连接
普通螺栓连接
螺栓和孔壁有间隙， 孔的加工精度低。
绞制孔螺栓连接
旋向
螺纹的线数和旋向
二、螺纹副的受力关系、效率和自锁
圆周力：拧紧时 F tFtan()
松开时 效率：拧紧时
F tF tan ( )
tan tan()
松开时 tan() tan
自锁条件
式中:′ --当量摩擦角
arctfan
f --当量摩擦系数
cos
f f
F--轴向力, N f--摩擦系数
3、拧紧力矩和预紧力的计算
拧紧螺母时的力矩和预紧力
螺纹副摩擦力矩
T 1F 0ta n (v)d 2 2
螺母与被连件摩擦力矩
T2 1 3fcF0 D D0023 d d0 0d d 2 t a n v ) ( 2 3 d fcD D 0 0 2 3 d d 0 0 3 2 F 0 d k tF 0 d
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一、联接的作用 零件 联接 构件 联接 部件 联接 机器
特点： =2=30。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，在螺旋传动中有广泛应用。
4、 锯齿形螺纹 (代号：S JB 923-66)
特点：工作边=3，非工作边=30，便于加工。
它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点, 能承受较大的载荷,但只能用于单向传动。
粗牙：常用 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，一样载荷下磨损快，易脱扣。
2 、矩形螺纹
特点：
牙形为正方形， =0，所以效率高，用于传动,
牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替。
3 、梯形螺纹 (代号：Tr GB 192-81)
各种螺钉
紧定螺钉的头部 和末端
各种螺母与垫片
三 、螺纹连接零件常用材料和机械性能等级 1、常用材料：
普通连接：
低碳钢，中碳钢，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，如: 40 Cr、15MnVB、30CrMnSi。
螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低 20~40HBS。
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，适用于压强在 1.6MPa以下的连接。
6、 圆锥螺纹
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，适 用于高温、高压的连接。
7、 其它螺纹 主要用于金属薄板的连接
2、螺栓、螺钉、螺柱、螺母性能等级
5.3 螺纹连接的预紧
1、预紧的作用： 预紧可使连接在承受工作载荷之前就受到预紧 力F`的作用，以防止连承受载后被连接件之间 出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松。
2、控制预紧力的目的： 预紧力过大，会使连接超载。 预紧力缺乏，可能导致连接失效。 重要的螺栓应控制预紧力。
拧紧力矩系数
k t 1 2 d d 2tan v ( ) 2 3 d fcD D 0 0 2 3 d d 0 0 3 2
当钢制螺纹M10~M68时，由螺纹几何关系
拧入深度：
铜或青铜：H=d 铸 铁：H=1.25~1.5d 铝 合 金： H=1. 5~2.5d
4 、紧定螺钉连接
旋入被连接件的螺 纹孔中，顶住另一 被连接件的外表或 凹坑。
固定两个零件或传 递不大的力矩。
5、其它特殊构造的螺纹连接
地脚螺栓
吊环螺钉
T型槽螺栓
二 、标准螺纹连接件
各种螺栓
双头螺柱 各种螺钉
螺杆与孔用过渡配合， 承受轴向载荷孔需精 制。
可起定位作用。
普通螺栓连接
绞制孔螺栓连接
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=1.25~1.5d 铝 合 金： H=1. 5~2.5d
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。
2-1螺纹联接
二、螺纹副的受力、效率与自锁
二、螺纹副的受力、效率与自锁 1、拧紧螺母时的圆周力和力矩
Ft Q(tgv) TFt d22d22Qta n (v)
2、拧紧螺母时的效率
ta n tan(v)
3、自锁条件
v
v arctan fv
fv
f cos
三 、常用螺纹的特点和应用
螺纹的分类： 按牙形：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形 螺纹、管螺纹 按母体形状：圆柱螺纹、圆锥螺纹