机械设计螺纹连接与螺旋传动

对于M10 ~M64的普通螺纹，d2 0.9d, d0 1.1d, D0 1.5d
142 ~ 32,v arctg1.155 f ，fc=0.15
（f 为螺旋副的间的摩擦系数,无润滑时 f=0.1~0.2）
T 0.2F0 d N·mm 0
为使连接有足够的预紧力又不使螺栓拧 断，预紧力可按屈服极限取：
密封性好，适用于压强在1.6MPa以下的连接。
6、 圆锥螺纹
用螺纹密封的管螺纹
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，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
三、 螺纹的基本参数
1）大径d：（公称直径） 2）小径d1：（强度计算用） 3）中径d2：（分析效率时用）
其它特殊结构的螺纹连接（三个变种）
地脚螺栓
吊环螺栓
T形槽螺栓
二、螺纹紧固件 1.螺栓
螺栓的形状较多， 用途也很广泛。如右 图所示为各种不同形 式的螺栓。螺栓连接 也可以用于螺钉连接 中。
2.双头螺柱
3.螺钉、紧定螺钉
螺钉的头部和端 部有多种形式，以适 应不同场合的需要。
4.螺母
5.垫圈
普通用的螺纹紧固件，按制造精度分粗制、精制两类。 前者多用于建筑、木结构及其它次要场合，精制的广泛用于 机器设备中。
5-1 螺 纹
一. 螺纹的形成
用于连接
单
线
用于传动
螺
纹
d2
多 线 螺 纹
d2
S
二. 螺纹的分类
1、按牙形分：
三角形： 剃 形： 锯齿形：
矩 形：
2、按螺旋的线数分：单线、多 线（一般不超过4线），线 数越多，导程越大。单线用 于连接，多线用于传动。
3、按旋向分：右旋、左旋。一般用右旋。
4、内、外螺纹之分：二者旋合组成螺旋副（螺纹副）
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。
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，
tgψ=nP/d2 9）接触高度h：内外螺纹旋合后接触面的径向高度。
§5-2 螺纹连接的类型及螺纹标准件
一、螺纹连接的基本类型
螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接、紧定螺钉连接。
1. 螺栓连接 1）被连接件的孔不用加工螺纹，装拆方便，用于经常
拆装的场合。
2）只适用于被连接件都较薄的情况。
（
（
1 ）
2 ）
2.防松的原因：
1）在冲击、振动、变载荷作用下，螺旋副间的摩擦阻力极不稳定， 在某一瞬间会急剧减少以致消失，失去自锁能力，连接就可能松脱；
摩擦力，防止相对滑动； 5）增大疲劳强度。
预紧力不能太大，太大易过载拉断，因此，预紧力要 保证且又不使其过载。
3.拧紧力矩 T=T1+T2
1）螺旋副间的摩擦力矩T1：
设F0为螺栓所受的预紧力,则:
F F0tg( v )
0
T1
F
d2 2
F0
d2 2
tg (
v )
2）螺母与支撑面间的摩擦力矩
0
1
—螺纹密封
用于传动
用于 连接
常用螺纹的特点及应用 1 、普通螺纹(代号：M GB 192-81)
特点：螺纹的牙型角=2=60。因牙型角大，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
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，其余的均称为细牙螺纹。
粗牙：常用
5、按母体的形状分：圆柱螺纹、圆锥螺纹 6、按采取标准制度的不同：公制、英制
注：除了矩形螺纹外，其它螺纹都已标 准化了，设计时应按国家标准设计。
机械制造常用螺纹：
三角螺纹
常用螺纹 （ 按牙形分）
矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 圆螺纹
粗牙螺纹 普通螺纹
细牙螺纹 普通细牙
—非螺纹密封
管螺纹 圆锥管螺纹
普
铰
通
制
螺
孔
栓
螺

连
栓
接
连
接
2. 双头螺柱连接 特点及应用：
被连接件之一需加工螺纹孔。用于被 连接件之一比较厚，需经常拆装的情况。
3. 螺钉连接 特点及应用：
被连接件之一需加工螺纹孔，省去 了螺母，结构简单。用于被连接件之一 比较厚，不宜经常拆装的场合。
4. 紧定螺钉连接
用于固定两零件 的相对位置，并传递 不大的力或力矩。
螺纹连接件分三个精度等级：A、B、C（高—底），C级 最常用。精度等级要配套使用。
§5-3 螺纹连接的预紧
在装配时，螺纹连接都必须预紧。对于重要的螺纹连接，还应 控制其预紧力的大小。
1.预紧力： 使连接在承受工作载荷之前预先受到力的作用， 这个力称为预紧力。
2.预紧的目的：
1）增加连接的可靠性； 2）增加连接的刚性； 3）防松； 4）受横向载荷作用时，增大
细牙：
细牙螺纹因螺距小，升角小，因此自锁性好、强度高，但 不耐磨、易滑扣。细牙螺纹用于薄壁零件以及受振动载荷的连 接、微调机构中。
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)
特点： =2=30。比矩形螺纹效率略低。牙根强度高，易于对中，
碳素钢：F0（0.6 0.7）SA1
0
合金钢：F0（0.5 0.6）SA1
对M12以下的螺栓，应注意控制预
紧力，以防过载拉断。
4.控制预紧力的方法： 1）控制拧紧力矩； a.测力矩板手；
b.定力矩板手；
定力矩扳手
测力矩扳手
2）测量螺栓的伸长量； 3）螺母转角法。
§5-4 螺纹连接的防松
1.防松的根本原理：防止螺旋副的相对转动。
4）螺距P：相邻两牙在中径线上
对应点间的轴向距离。
5）导程S：同一螺旋线上相邻两牙在
中径线上对应点间的轴向
ψ
距离。S=nP 6）牙形角：螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。
7）牙形斜角：牙型侧边与垂直螺纹轴线的平面间的夹角。对于对称牙型
=/2。 8）螺纹升角ψ：中径圆柱上，螺旋线切线与垂直螺纹轴线的平面间的夹角。
D3 d 3
T fF 0 0
2 3 c 0 D2 d 2
0
0
式中: fc为螺母与被连接件支撑面间的摩擦系数，无润滑时fc=0.15
拧紧力矩:
T
F0 d 2 2
tg
v
1 3
fc F0
D03 D02
d
3 0
d
2 0
拧紧力矩:
T
F0 d 2 2
tg
v
1 3
fc F0
D03 D02
d
3 0
d
2 0