机械设计基础 联接
机械设计基础10联接(螺纹联接)
基本原理
螺纹联接的基本原理是通过螺纹的咬合来实现连接 和紧固。
设计要求
螺纹联接的设计要考虑螺纹的类型、尺寸、加工精 度、连接长度等因素。
螺纹联接的计算和选取方法
计算方法
螺纹联接的计算方法需要考虑载荷情况、材料性能、 螺纹类型等因素。
选取方法
螺纹联接的选取应考虑加载情况、工作环境、连接 性能要求等因素。
螺纹联接的制造和装术包括螺纹加工、表面处理等环节。
2
装配技术
螺纹联接的装配技术要注意正确的装配顺序、力矩控制等。
3
检测技术
螺纹联接的检测技术包括外观检查、力矩测试等方法。
螺纹联接的常见问题和解决方法
常见问题
螺纹联接中常见的问题包括松动、脱螺纹、过紧等。
解决方法
解决螺纹联接问题的方法包括增加紧固力、正确选择螺纹类型、使用螺纹锁紧剂等。
机械设计基础10联接(螺 纹联接)
欢迎来到机械设计基础系列第十讲!本讲将介绍螺纹联接,包括定义、分类、 特点、优点、应用领域、基本原理、设计要求等内容。
螺纹联接的定义和概念
螺纹联接是一种常用的紧固连接方式,通过螺纹的互相嵌合实现连接和紧固。 它由一个内螺纹和一个外螺纹构成,通过旋转使螺纹互相咬合达到紧固的效 果。
螺纹联接的分类和特点
分类
螺纹联接可以分为内螺纹联接和外螺纹联接两种 类型。
特点
螺纹联接具有承载能力强、可重复使用、连接牢 固等特点。
螺纹联接的优点和应用领域
1 优点
2 应用领域
提供均匀的紧固力、承载能力高、便于拆卸、 可重复使用等。
广泛应用于机械制造、汽车工程、航空航天、 建筑等领域。
螺纹联接的基本原理和设计要求
机械设计基础10联接螺纹联接
T F
匀速下降:
Fd22=Fa·Ftga(φtg-(ρ′)
) d2
2
(10-6a)
T
F
d2 2
Fatg(
)
d2 2
自锁条件: φ ≤ρ′
(10-7)
(10-5b) (10-6b)
α (β )↑ ρ′ ↑ →
自锁性↑
φ ↑ → 自锁性↓
α
要自锁好→ α (β ) ↑ , φ ↓(单头)
β
三.效率:
max 25
要自锁好→α↑ φ ↓(单) ;要效率高→α↓φ↑(多)
§10-3 机械制造常用螺纹及标准
螺 联接(可靠) → 旋 →要自锁
ρ′↑ →α↑ φ ↓ →单线n=1
副 传动→ 效率高
ρ′↓→α↓ φ ↑→多线n>1
p.134
1.三角形/普通螺纹(M) →α=60°, β=30°
螺纹
→紧固→联接(单线、α大)(粗,细)
§10-5 螺纹联接的预紧和防松 P.140
(一)拧紧力矩T0 目的:→防止松动→提高可靠、强度、紧密性
T0 的大小: 拧紧时→ 锁紧力 螺栓→轴向拉力
→T0=T1+T2 FS
被联接件→轴向压力
螺纹阻力矩 T1 :(10-5b)
T1=F d2/2=Fa tg(φ +ρ’) d2 /2
T0
螺母支持面上的摩擦阻力矩T2
α (牙型角) ; β (牙側角) ;φ(升角)=?
d2
S (n p)
tgφ=n p/πd2
(10-1)
牙型:
60 ° 普通 α =60 ° β=30°
矩形 α =0 ° β=0°
30 ° 梯形
α =30 ° β=15°
机械设计基础 第十章 联接
§10—4 螺纹联接的基本类型及 螺纹紧固件
一、螺纹联结基本类型 二、螺纹紧固件
一、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接 a) 普通螺栓联接:
被连接件通孔不带螺纹,被联接件不太厚, 装拆方便。螺杆带钉头,螺杆穿过通孔与螺母配合 使用。装配后孔与杆间有间隙,并在工作中不许消 失,结构简单,可多次装拆,应用较广。
牙根强度弱,加工困难,常被梯形螺纹代替。
梯形螺纹特点: =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。
有粗牙普通螺纹M10和M68,请说明在静载 荷下这两种螺纹能否自锁(已知摩擦系数f = 0.1~0.15) 查得: 解: 1、首先求螺纹升角λ 。
粗牙螺纹
细牙螺纹
2、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。管螺纹广泛用于水、汽、油管路联接中。
管螺纹除普通细牙螺纹外,还有60º 55º 、 的圆柱 管螺纹和60º 55º 、 的圆锥管螺纹。 管螺纹公称直径是管子的公称通径。
L=nP(n=2) L=nP(n=2) L=nP(n=2)
dd d dd 2 2 d2 dd 1 1 d1
P P P
d 1 1 d 1 d d 2 2 d 2 d d d d
hh h
LL L
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 的母线上的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
M10螺纹: 螺距P=1.5mm,中径d2=9.026mm; M68螺纹: 螺距P=6mm, 中径d2=64.103mm。 M10螺纹升角:
机械设计基础第10章连接(键、花键-六)
§10-1 螺纹 §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(略) §10-4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 §10-5 螺纹连接的预紧与防松
§10-6 螺栓连接的强度计算 §10-7 螺栓的材料和许用应力 §10-8 提高螺栓连接强度的措施 §10-9 螺旋传动 (略) §10-10 滚动螺旋简介(略) §10-11 键连接和花键连接
在重型机械中常采用切向键 ——一对楔键组成。
窄面 工作面
d 潘存云教授研制
斜度1:100
装配时将两楔键楔紧,键的窄面是工作面,所产生 的压力沿切向方向分布,当双向传递扭矩时,需要 两对切向键分布成120~130 ˚ 。
二、平键联接的强度校核 1. 类型的选择 应根据各种平键的特点及具体应用情况来选择。 考虑:扭矩大小、对中性要求、轴上位置等情况。 2 . 尺寸的选择 键是一种标准件,主要尺寸:长L、宽b、高h b×h____按轴的直径由标准选取。表10-9 P156 L_____参照轮毂宽度B从标准中选取 一般: L=B-(5~10) mm 3. 材料的选择 键的材料常用45钢:σB≥ 600 MPa的碳素钢
MPa
表10-11 花键连接的许用挤压应力[σp ]和许用压强[p ]
连接工作方式
工作条件
[σp ] 或[p ] 齿面未经热处理 齿面经热处理
不良
35~50
40~70
静连接[σp ]
中等 良好
潘6存0云~教1授0研0制 80~120
100~140 120~200
动连接[p ] (空载下移动)
动连接[p ] (在载荷下移动)
二、平键联接的强度校核
1. 类型的选择 2 . 尺寸的选择 3. 材料的选择
机械设计基础轴毂联接
机械设计基础轴毂联接1. 简介轴毂联接是机械设计中常用的一种联接方式,主要用于连接轴和轮毂或其他旋转装置。
它既能传递力矩和转动,又能承受径向和轴向载荷,并提供一定的位置固定性。
轴毂联接在各种机械设备和工程项目中广泛应用,如汽车、飞机、机械加工等。
2. 轴毂联接类型2.1 键槽联接键槽联接是一种常见的轴毂联接方式,其原理是通过在轴和轮毂上切割相应的键槽,并在键槽中插入键来实现联接。
键槽联接具有简单、可靠的特点,在承受转矩时能够提供良好的力传递和位置固定性。
锥形联接是一种将轴和轮毂通过锥形形状进行联接的方法。
在锥形联接中,轴和轮毂的端面呈相应的锥度,通过将两者相互嵌套来实现联接。
锥形联接具有良好的力传递性能和固定性能,适用于较大的转矩传递。
2.3 胀紧联接胀紧联接是一种利用胀紧原理实现的轴毂联接方法。
它通过在轴和轮毂上钻孔,并在孔中安装膨胀套或螺栓等元件,使其通过膨胀或拉紧来实现联接。
胀紧联接具有简单、可靠的特点,适用于中小型设备和工程。
摩擦联接是一种利用摩擦力实现的轴毂联接方式。
在摩擦联接中,通过轴和轮毂的摩擦力来实现联接。
摩擦联接常用于带有摩擦制动装置的机械设备,如摩托车、自行车等。
3. 轴毂联接设计要点3.1 轴毂联接的强度计算在轴毂联接的设计中,需要进行强度计算以确保联接的可靠性和安全性。
强度计算应考虑联接所承受的转矩、径向力和轴向力等。
3.2 轴和轮毂的配合轴和轮毂的配合是轴毂联接设计的重要方面,配合不良会导致联接失效和损坏。
配合方式应根据实际需要选择,常见的配合方式有过盈配合、间隙配合和硬度配合等。
3.3 轴毂联接的固定方式轴毂联接需要一定的固定方式来保证联接的可靠性和稳定性。
常见的固定方式包括螺纹固定、焊接固定、胀紧固定等。
3.4 轴毂联接的检测与维护轴毂联接在使用过程中需要定期进行检测和维护,以确保联接的可靠性和安全性。
检测方法包括视觉检查、测量和无损检测等。
4. 总结轴毂联接是机械设计中常见的一种联接方式,通过不同的联接方法可以实现不同的需求。
机械设计基础(第六版)第10章 连接
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺旋线旋向:
V母 ω母
左旋(特殊时用)
右旋(常用) 左右手法则:
V母 ω母
右旋
V母
V母
ω母
左旋
ω母
螺母旋入
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 n线螺纹: S = n P 多线螺纹 一般: n ≤ 4
联接的基本物理原理:
1、形锁合(如:普通平键、销等) 2、摩擦锁合(如过盈配合、楔键等) 3、材料锁合(如:焊接)
联接的分类:
静联接(被联接件间相对固定)
动联接(被联接间能按一定运动形式作相对运动)
可拆联接:指联接拆开时,不破坏联接中的零件,重新安装, 可继续使用的联接(键联接、销联接、螺栓联接)。
Fa 螺母
Fn=Fa 当β≠ 0º时,摩擦力为:
F'
f
Fn
f
cos
Fa
螺杆 Fn
f 'Fa
轴
摩擦系数为 f 的非矩形螺纹所产 线
生的摩擦力与摩擦系数为 f ’ ,的
β
螺母 Fa
α
矩形螺纹所产生的摩擦力相当。 故称 f ’ 为当量摩擦系数。
β 螺杆 Fn Fa
f ' f tg' cos
(于(67螺))纹牙螺轴型线纹的角平升面角α的夹ψ轴角向中截径面d内2t圆g螺ψ柱纹上=牙,型πn螺相dP旋邻2 线两的侧切边线的与夹垂角直。牙
型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。
牙侧角 β
S
ψ
机械设计基础键联接
R
[ ]
4240
96
3.3 mm
满足挤压强 度条件:
P
R d0h
[ p ]
[ p ] : 取被联接件的许用挤压应力
[ p ]
B
2.5
250 2.5
100 N mm2
挤压:d 0
R
h1 [ p ]
0.53
mm
从强度的观点看: 采用 M4或M5的铰制孔螺栓 就够了
3、键的选择计算
① 类型选择: 普通平键A型 ② 尺寸选择:
解:1、普通螺栓联接
① 作用在螺栓中心圆周上的圆周力R
R 2T 9550 103 P 2
D0
n D0
4240
N
② 单个螺栓所需的预紧力 根据结合面不滑移条件:
D0
T
R
③ 确定螺栓的小径d1
选材: 性能等级4.6,由表(8-5): σS=240 N/mm2 由表(8-6): 许用应力 [σ]= σS /S 由表(8-6):采用试算法确定安全系数S:
32.2 [ p ] 70
故所选键适合
小结:
1.键的功用、工作原理及分类特点 2.平键联接失效形式、选择及强度计算 3.花键联接的类型和特点 4.销联接功用、分类。
学习提示:
① 熟悉键联接的类型及其工作特点 ②掌握普通平键联接的强度计算方法 ③ 能够按标准选择各种平键的类型及尺寸
8-8 键联接和花键联接
一、键联接 1、类型和应用
a. 普通平键(静联接)
① 平键联接
键是标准零件
标记:键12x70 GB/T1096-79
b. 导向平键(动联接) 加长的普通平键
2. 导向平键 保证联接工作面的压强不会过大 (不发生过度磨损)
机械设计基础(黄华梁)第9至10章螺纹联接设计、键联接和销联接设计
第9~10章螺纹联接设计、键联接和销联接设计一、基本内容及要求本章主要研究键联接和螺纹联接。
掌握这两种联接的计算方法,可以类似地解决销联接、粘接,焊接和铆接中的一些计算问题。
本章的重点是平键联接的选用和校核计算;螺旋副受力分析、效率和自锁;螺纹当量摩擦系数;紧螺栓联接计算。
二、自学指导1.键联接的选用键虽然是一个小零件、但如果选用不当,也会引起传动系统的种种问题。
教材中对键联接的类型作了介绍,并分别指出了它们的特点。
学生必须真正领会这些特点,选用键联接时,才有依据,从工作原理来说,平键、半圆键靠键本身抗剪切和抗挤压工作;楔键联接靠摩擦力fN工作;切向键联接中,键本身既能以抗剪切和抗挤压方式传力,同时也有摩擦力作用。
根据计算可知:靠键本身的抗剪切和抗挤压传力,承载能力较强;靠摩擦传力,承载能力较弱。
因此,平键联接的承载能力比楔键大,而切向键则更大。
从工作性能来说,楔键和切向键打人轮毂时,会使轮心与轴心偏移,这种现象称为定心性不良,而平键则无此现象,故定心性良好。
定心不良,使轴上另件旋转质量偏心,在高速传动中引起较大离心力,成为机器振动的根源。
另一方面的问题是:如果轴上安装的是齿轮或蜗轮,定心不良必导致啮合部分时紧时松,降低传动精度,产生振动和噪音、甚至使有关零件早期失效。
由于上述两个主要原因,键联接中,平键联接应用最广。
楔键联接因为兼有轴向固定的作用,可省去采用平键联接时所必须的轴向固定装置,在转速较低,平稳性要求不高的场合仍有应用。
切向键联接主要用于传递很大扭矩的轴上。
2.平键联接的强度校核平键的断面尺寸b×h,按照轴的直径d,查取标准而定,而键的长度L则根据被联接件的轮毂长度确定。
键的尺寸越大、抗剪切和抗挤压的能力越强,但轴上键槽对轴的削弱也越大。
在一定直径的轴上,应该配上适当尺寸的键,才能使键和轴具有相同的承载能力。
制定平键尺寸标准时,已经一般地考虑到键和轴的等强度问题,但是,由于轴的用途、材料和结构上的差异,由标准查得的键.不可能总是与轴等强度,因此必须进行抗剪切和抗挤压强度的校核。
机械设计基础课件——第二章联接
▪ 轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工,键能在槽中绕几何中心摆动, 键的侧面为工作面,工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。其特点是工 艺性好,装配方便,尤其适用于锥形轴与轮毂的联接,但是轴槽对轴 的强度削弱较大,只适宜轻载静联接。
▪ 3.楔键联接(图2-5)
▪ 键的上、下面为工作表面,键的上表面和轮毂槽底面均制成1∶100的 斜度(侧面有间隙),工作时打紧,靠上下面摩擦传递扭矩,并可传 递小部分单向轴向力。
第三节 螺纹联接和螺旋传动
▪
一、螺纹的主要参数
▪ 1.大径d
▪ 它是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。一般定为螺纹的公称 直径。
▪ 2.小径d1 ▪ 它是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。一般为外螺纹危险剖
面的直径。
▪ 3.中径d2 ▪ 它是一个假想圆柱的直径,该圆柱母线上的螺纹牙厚等于牙间宽。
▪
图 2-6
▪ 二、平键联接的选择计算
▪ 1.类型选择
▪ 键的类型应根据键联接的结构、使用特点及工作条件来选择。选择 时应考虑以下方面的情况:联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑 动距离的长短;键在轴上的位置等。
▪ 2.尺寸选择
▪ 根据轴的公称直径d,从相关手册中选择平键的尺寸b×h。根据轮毂 长度选择键长:静联接时键长应略小于轮毂长度,动联接时要考虑移 动距离;另外键长还应符合表中的标准长度系列。
▪ 7.牙型角(α)和牙侧角(β)
▪ 在轴向剖面内,螺纹牙型两侧边的夹角,用α表示。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的 夹角称为牙侧角,用β表示。
▪
二、螺纹的类型、特点和应用
▪ 1.三角螺纹
▪ 公制三角形螺纹的牙型角α=60°,其大径d为公称直径。三角形螺纹的当 量摩擦系数大,自锁性能好,螺纹牙根部较厚,牙根强度高,广泛应用于各种 紧固联接。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, 其余都称为细牙螺纹。由图2-9a可见,细牙螺纹的螺距小且中径及小径均较 粗牙螺纹的大,故细牙螺纹的升角小,自锁性能好,但牙的工作高度小,不 耐磨、易滑扣,适用于薄壁零件、受振动或变载荷的联接,还可用于微调机 构中。
《机械设计基础》第八章 键联接和销联接
花键联接的许用挤压应力、许用压强(MPa)见下表
机械设计基础
许用挤压应力、许用压强 联接工作方式
使用和制造情况 不良
齿面未经热处理 30~50 60~100 80~120 15~20 20~30 25~40 ——
齿面经热处理 40~70 100~140 120~200 20~35 30~60 40~70 3~10 5~15 10~20
键用螺钉固定在轴槽中,键与毂槽为间隙配合,故轮毂件可 在键上作轴向滑动,此时键起导向作用。为了拆卸方便,键上制 有起键螺孔,拧入螺钉即可将键顶出。
导向平键用于轴上零件移动量不大的场合,如变速箱中的滑 移齿轮与轴的联接。
机械设计基础
(3)滑键联接 当零件滑移的距离较大时,因所需导向平键的长度过大,制 造困难,故宜采用滑键。
《机械设计基础》
机械设计基础
第八章 键联接和销联接
8.1 概 述 • 联接的组成 机械联接一般由被联接件和联接件组成,有些时候被联接件 之间进行直接联接,并无独立的联接件。 联接的类型 动联接 各种运动副 静联接 • 联接的目的 动联接: 实现机械运动 便于机械的制造、装配、运输、安装和维护,降低 静联接: 成本。 机械设计方头
单圆头
A型键轴向定位好,应用广泛,但轴上键槽端部的应力集 中较大。C型键只能用于轴端。A、C型键的轴上键槽用立铣 刀切制。B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出。B型键避免了圆 头平键的缺点,单键在键槽中的固定不好,常用紧定螺钉进 行固定。 机械设计基础
(2)导向平键联接 导向平键与普通平键结构 相似,但比较长,其长度等于 轮毂宽度与轮毂轴向移动距离 之和。
滑键比较短,固定在轮毂上,而轴上的键槽比较长,键与轴 槽为间隙配合,轴上零件可带键在轴槽中滑动。 滑键主要用于轴上零件移动量较大的场合,如车床光杠与溜 板箱之间的联接。 机械设计基础
机械设计基础(机工版)教案:键联接
教学过程及说明; ★ 教具演示并导入新课:(讲解相关理论知识)联接的形式按能否拆卸可分为两大类:不可拆联接和可拆联接。
常见的不可拆联接有:铆接、焊接、粘接等。
可拆联接有键联接、花键联接、销联接和螺纹联接。
一.键联接的种类在各种机器上有很多转动零件,如飞轮、带轮、凸轮等,这些零件和轴大多数采用键联接或花键联接。
键联接是由轮毂、轴和键组成.键联接的功用是联接转动零件与轴,以传递运动和动力。
键根据结构和承受载荷的不同可分为松键联接和紧键联接两大类。
(一)松键联接1.平键联接平键分为普通平键和导向平键二种。
(1)普通平键:普通平键的上、下平面和两个侧面相互平行。
A 普通圆头平键:键在键槽中的固定较好,但键槽端部的应力集中较大。
B 普通平头平键:键在键槽端部的应力集中较小,但键在键槽中的轴向固定不好。
C 单圆头平键: 常用在轴端的联接中。
平键联接装配时先将键放入轴上键槽中,然后推上轮毂,构成平键联接。
平键联接时,键的上顶面与轮毂键槽的底面之间留有间隙,而键的两侧面与轴、轮毂键槽的侧面配合紧密,工作时依靠键和键槽侧面的挤压来传递运动和转矩,因此平键的侧面为工作面。
平键联接由于结构简单、装拆方便和对中性好,因此获得广泛应用。
章节名称键联接 授课形式 讲授 课时 2 班级 电气、机电 教学目的了解键的分类及特点,学会选择平键及校核强度和选用 教学重点了解键的分类及特点,学会选择平键及校核强度 教学难点平键及校核强度 辅助手段多媒体配合教具(2)导向平键和滑键导向平键是加长的普通平键,采用导向平键时转动零件的轮毂可在轴上沿轴向滑动,适用于轴上零件的轴向移动量不大的场合,如变速箱中的滑移齿轮。
当轴上零件的轴向移动量很大时,可采用滑键。
滑键联接是将滑键固定在轮毂上,并与轮毂一起在轴上的键槽中滑动。
2.半圆键联接半圆键的上表面为平面,下表面为半圆形弧面,两侧面互相平行。
半圆键联接也是靠两侧工作面传递转矩的。
它的优点是:能自动适应轮毂槽底的倾斜,使键受力均匀不偏。
机械设计基础课件第8章联接
8.1.2
螺纹的主要参数
1.大径d(D):螺纹的最大直径在标准中也作公称 直径。 2.小径d1(D1) :即螺纹的最小直径。 3.中径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,近似等于螺纹的平均直径 d2≈0.5(d+d1)。 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。
H H H H
(b) (b) (b) (b)
4. 螺钉联接 适用于被联接件之一较厚,不需经常装拆的地方。 一端有螺钉头,不需螺母,适合于受载较小场合。
l1l1
dd
l3l3 l2l2
H H
(b) (b)
5.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。
8.2
8.2.1
1. 螺栓联接
普通螺纹联接
普通螺纹联接的基本类型及应用
当被联接件不太厚时,被联接件加工出通孔,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,可多次装拆,应用较广。
d0 d0 d0
a
a
a
l1 l1 l1
d
d d (a) (a)
(b) (b)
2. 铰制孔用螺栓联接 装配后无间隙,主要承受横向载荷,也可作定 位用,用基孔制配合的铰制孔螺栓联接。
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。适用于常拆卸而被联接 件之一较厚的场合。折装时只需拆螺母,而不将双头 螺柱从被联接件中拧出。
dd d d
l1l1 l1l1
dd d d
H H H H
l2l2 l2l2
《机械设计基础》第十章 联接
二、螺纹联接的防松
在静载荷和工作温度变化不大的情况下,拧紧的螺纹联接件因满足 自锁性条件,一般不会自动松脱。 但在冲击、振动和变载的作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,联 接仍有可能松脱。高温的螺纹联接,由于温差变形差等原因,也可能发 生松脱现象。
螺纹防松的根本问题在于防止螺纹副转动。 螺纹防松的措施 1、摩擦防松 弹簧垫圈 对顶螺母 尼龙圈锁紧螺母
用于较厚的被联接件或为了结构紧凑必须采用盲孔的 联接。装配时一端拧入被联接件的螺纹孔中,另一端 穿过被联接件的通孔,再拧上螺母。允许多次拆装而 不损坏联接零件。
3、螺钉联接 (screw)
螺钉直接旋入被联接件的螺纹孔中,省去了螺母,结构 上比双头螺柱简单。但这种联接不宜经常拆装,以免被 联接件的螺纹孔磨损而导致修复困难。
当推动滑块沿斜面等速上升时,可得水平推力 F=Qtg(λ+ρ′)
d 2 Qd 2 tg( ) 2 2 驱动力矩用来克服螺旋副的摩擦阻力和升起重物。
驱动力矩 T F
螺纹副的效率是有效功与输入功之比。若按螺旋传动一圈计算,输入 功为2πT,此时升举滑块(重物)所作的有效功为QS,故螺旋副效率为
§10-1 螺 纹
(screw thread)
一、螺纹的形成
将一个直角三角形沿底边与 一圆柱体底面圆周复合而绕在圆 柱体上,则其斜边在圆柱体表面 形成一条螺旋线。取一平面图形, 使它沿着螺旋线运动,运动时保 持此图形通过圆柱体的轴线,就 得到螺纹。按平面图形的形状, 螺纹分为三角形、矩形、梯形、 锯齿形等。
例10-1 试计算粗牙普通螺纹M10和M68的螺纹升角;说明在静载荷下这 两种螺纹能否自锁(已知摩擦系数f=0.1~0.15) 解:(1)螺纹升角 由表10-1查得M10的螺距P=1.5mm,中径d2= 9.026mm;M68的P=6mm,d2=64.103mm。 对于M10 arc tg 对于M68 arc tg
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np
牙型斜角:三角形螺纹
nP tan 螺纹升角: d2 牙型角:
2
普通螺纹 30
第9章联接
§9-3 螺旋副的受力分析、效率和自锁
一、矩形螺纹 (=0) 旋紧螺纹副时的受力 驱动力: 对螺母施加一转矩
T1 F
三力平衡:
F Fa tan
第9章联接
二、受拉螺栓联接的强度计算
1.只受工作载荷的螺栓强度计算
条件:装配时不需要预紧且忽略零件的自重。
螺栓的强度条件:
Fa 2 d1 4
螺栓设计公式
式中 Fa:螺栓轴向工作压力。N
d1
第9章联接
4 Fa
d1: 螺纹小径。mm :螺栓材料的许用应力。MPa
防松的方法
槽形螺母和开口销 第9章联接
止动垫片
圆螺母用带翅垫片
四、螺纹联接的防松
在静载荷和工作温度变化不大时,螺纹具有自锁性,但在冲击、 振动、高温和变载的作用下,连接可能发生松脱。
防松的方法
冲点法防松 第9章联接
§9-4 螺纹联接和螺纹联接件
一、螺纹连接件的基本类型 1.螺栓联接
第9章联接
d2 d2 T F Fa tan 2 2
第9章联接
为摩擦角
2.旋紧螺纹副时的效率
将螺母等速旋紧一周
W2 有用功:
Fa S
s np
tan
nP d2
W1 输入功:
2 T1 Fatg ( ) d2
W2 tg 效率: W1 tg ( )
三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩
测力矩扳手
第9章联接
三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩
定力矩扳手
第9章联接
四、螺纹联接的防松
在静载荷和工作温度变化不大时,螺纹具有自锁性,但在冲击、 振动、高温和变载的作用下,连接可能发生松脱。
防松的方法
弹簧垫圈 第9章联接Fra bibliotek对顶螺母
尼龙圈锁紧螺母
四、螺纹联接的防松
在静载荷和工作温度变化不大时,螺纹具有自锁性,但在冲击、 振动、高温和变载的作用下,连接可能发生松脱。
T1 T 0.5 3 d1 16
由第四强度理论:
v 3
2
2 T
强度条件: 1.3Fa 2 d1 4 第9章联接
d1 设计公式:
4 1.3Fa
2.只受预紧力的螺栓强度计算
条件:装配时产生预紧力,预紧时螺栓拧紧T1
受轴向工作载荷的螺栓强度计算 工作时轴向力FE
最大效率:d
d
0 45
2
一般角 不大于25
第9章联接
3.松退时的自锁
当螺母在Fa 作用等速松退。 相当于滑块在 Fa 作用下沿斜面下 滑。
滑块平衡,加入一平衡力 F
F Fa tan
平衡力矩T
d2 T Fa tan 2
§9-4 螺纹联接和螺纹连接件
一、螺纹连接的基本类型 2.铰制孔用螺栓联接
第9章联接
§9-4 螺纹联接和螺纹连接件
3.螺钉联接
第9章联接
§9-4 螺纹联接和螺纹连接件
4.双头螺柱联接
第9章联接
§9-4 螺纹联接和螺纹连接件
5.紧定螺钉
第9章联接
二、螺纹连接件的主要类型
1.螺栓、螺母
螺栓头部常做成六角头。 螺栓杆部可制出一段螺纹或全螺纹。 第9章联接
二、非矩形螺纹
当滑块沿非矩形螺纹等速上升时,水平推力F 水平推力: F
Fa tan '
d2 d2 T F Fa tan ' 2 2
效率:
W2 tg W1 tg ( ')
'
结论
螺旋副自锁条件:
联接:单线、小螺距提高自锁性。 传动:多线、大螺距提高传动效率。 第9章联接
三、螺纹联接的预紧和拧紧力矩
预紧:安装时将螺母拧紧,使联接受到一定的预紧力 Fa
对预紧力不加控制
对预紧力控制
T T1 T2 0.2Fa d
式中: T1——克服螺纹阻力矩。 T2——克服螺母与承压面间的摩擦阻力矩。
Fa d 2 T1 tan( ') 2
第9章联接
D1 d 0 T2 f c Fa 4
二、受拉螺栓联接的强度计算
2.只受预紧力的螺栓强度计算
条件:装配时产生预紧力 Fa
受横向工作载荷的紧螺栓联接
在拧紧力矩作用下 第9章联接
受到轴向拉力Fa
螺纹副中摩擦阻力矩T1
2.只受预紧力的螺栓强度计算
平衡条件:
C 1.1 1.3
CF mFa
Fa 2 d1 4
二、螺纹连接件的主要类型
2.双头螺柱
第9章联接
二、螺纹连接件的主要类型
3.螺钉、紧定螺钉
第9章联接
二、螺纹连接件的主要类型
4.螺母、垫圈
第9章联接
§9-5 螺栓联接的强度计算
一、螺栓的失效形式及受力形式 1.失效形式 拉断 压溃和剪断 因磨损而发生滑扣
2.受力形式
受拉螺栓 受剪螺栓
按螺旋线旋绕方向 右旋螺纹和左旋螺纹。 按螺旋线数目 单线,双线和多线螺纹。 按螺纹存在位置 内螺纹和外螺纹:两者旋合在一起形成螺旋副。 按圆柱体的形状 圆锥螺纹和圆柱螺纹。
第9章联接
2.分类
第9章联接
二、螺纹的主要参数
1.径向尺寸 大径d:螺纹的公称直径 小径d1 中径d2 2.轴向尺寸 螺距P 导程S: s 3.角度尺寸
第9章 联接
§9-1 概述
一、联接 将两个或两个以上零件联成一体的结构。 二、联接的类型 可拆性联接 螺纹连接,键联接和销联接。 不可拆性联接 焊接,粘结,铆接。
第9章联接
§9-2 螺纹参数
一、螺纹的形成与参数 1.形成 2.分类
按轴平面内牙形
三角形,矩形,梯形和锯齿形螺纹
第9章联接
2.分类
螺旋副自锁条件:
第9章联接
二、非矩形螺纹
牙侧角0的三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹
Fa Ff F f f cos f Fa f ' Fa cos
' n
定义:当量摩擦角
f f ' tan ' cos
第9章联接
f ' arc tan cos
第9章联接
受轴向工作载荷的螺栓强度计算
螺栓:预紧力F0 伸长量 b 0 被联接件:预紧力F0压缩量 c 0 第9章联接