第三章螺纹连接

1.普通螺纹
应用最广，是米制三角形螺纹，牙型角
60o，当量摩擦角大，自锁
性能好，主要用于连接。
公称直径相同时，按螺距P的大 小分为粗牙和细牙两种。细牙螺纹的螺距小，自锁性 好，适于薄壁细小零件和冲击变载等。
第三章螺纹连接
2.圆柱管螺纹 英制细牙三角形螺纹，牙型角 55o，
牙顶有较大圆角，内外螺纹旋合后无径 向间隙。公称直径近似为管子内径，紧 密性好。多用于压力为1.568MPa以下 的水、煤气管道、润滑和电线管路系统。
机械设计
第一节 概述 第二节 螺纹连接的类型与结构 第三节 螺纹连接的预紧和防松 第四节 单个螺栓的强度计算 第五节 螺栓组连接受力分析 第六节 提高螺栓强度的措施
第三章
螺 纹 连 接 第三章螺纹连接
返回章目录
第一节 概 述
一、螺纹的基本参数
（1）大径 d（D）
与外螺纹牙顶或内螺 纹牙底相重合的假想圆柱 面直径，在标准中定为公 称直径。
（10）工作高度 h 内、外螺纹的径向接触高度。
（11）螺纹升角 中径圆柱面上螺旋线的切线与垂
直于螺旋线轴线的平面的夹角。
tan S nP
。πd2 πd2
第三章螺纹连接
二、螺纹的种类、特点及应用
按牙型可将螺纹分为普通螺纹、管螺纹、 矩形 螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角形螺纹、管螺 纹用于连接，其他用于传动。
（2）小径 d1(D1) 与外螺纹牙底或内
螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径。 （3）中径(D2) 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。 第三章螺纹连接
（4）螺 距 p 螺纹相邻两牙在中径上对应两点间的轴 向距离。
（5）导程 S 螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所 移动的轴向距离。
圆柱端: 压入轴上 凹抗中，适于 紧定空心轴上 零件的位置轻 材料和金属薄 板。
第三章螺纹连接
5.自攻螺钉 (由螺钉攻出螺纹) 7.圆螺母+止动垫圈
6.螺母
8.垫 圈
第三章螺纹连接
三、螺纹连接零件常用材料和机械性能
1.常用材料
一般工况：为中低碳钢，如Q215、 Q235、10、 15、35和45钢等。
第三章螺纹连接
5.特殊连接
地脚螺栓连接
吊环螺钉连接
第三章螺纹连接
T型槽螺栓连接
二、标准螺纹连接件 1.六角头螺栓
2.双头螺柱
3.
螺 钉
A型——有退刀槽 B型——无退刀槽
第三章螺纹连接
4.紧定螺钉 锥 端: 适于零件表面硬度较低不常拆卸的场合。
平 端: 接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度 较大的平面，适于经常拆卸的场合。
5.锯齿形螺纹 牙型为不等腰梯形，工作面的牙型半 角为3°,非工作面的牙型半角为30°, 它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹 牙根强度高的特点。用于单向受力的 传力螺旋中，如螺旋压力机。
第三章螺纹连接
三、螺纹副的受力分析、自锁和效率 1.螺纹副中轴向力与圆周力的关系
第三章螺纹连接
拧紧螺母
拧紧螺母受力图和力的封闭三角形
一、螺纹连接的预紧
预紧：在装配时拧紧，即在承载时，已预先受预 紧力 F 。
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滑移；增加 联接刚度，提高防松能力；适当选用较大的 预紧力可提高螺纹连接件的疲劳强度。
预紧力控制： 通常通过控制拧紧力矩等方法来控制 预紧力的大小。用测力矩扳手或定力矩扳手 可控制拧紧力矩。
变载荷或有冲击、振动的重要连接中：合金钢，如
40Gr、15MnVB和30CrMnSi等。
2.机械性能等级
国家标准规定螺纹连接件按材料的机械性能分级。 螺栓、螺柱、螺钉的机械性能等级分为十级，自3.6 至12.9 ；螺母的性能等级分为七级，从4到12。
B ／100
10 S B
第三章螺纹连接
F
第三节 螺纹连接的预紧和防松
Ft Ftan()
T12第F 三章t螺纹a连n接()d2
松退螺母
松退螺母受力图和 力的封闭三角形
Ft Ftan()
第三章螺纹连接
对于牙型角不等于零的三角形螺纹和梯形螺纹等
f
f v cos
v arctafnv
拧紧螺母时
松退螺母时
F t Ftan(v)
T12Ftan(v)d2第三章螺纹连接
F t Ftan (v)
2.螺纹传动的效率
旋转螺母一周所作的功为 W1 2T
有效功为 Βιβλιοθήκη Baidu2 FS
螺纹传动的效率为
W W 2 1 2 F T S F d F 2 td 2 a ta n v n ) ( ta ta n v n ) (
3.螺纹的自锁
Fsin fNfvFcosFcostanv
第三章螺纹连接
v
第二节 螺纹连接的类型与结构
螺杆两端均有螺纹，装配时其一 端旋入被连接件的螺纹孔中，另 一端与螺母旋合。适用于常拆卸 而被连接件之一较厚或不宜制成 通孔、材料又比较软的场合。
3.螺钉连接 螺钉直接拧人被连接件之一的螺 纹孔内，不用螺母。用途和双头 螺柱连接相似，但不适合经常装 拆，否则易使螺纹孔磨损。
第三章螺纹连接
4.紧定螺钉连接 拧入后，利用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 轴向力或转矩。
一、螺纹连接主要类型
1.螺栓连接
(a) 普通螺栓连接—被连接件上 开有通孔，通孔不带螺纹，装配后 孔与杆间有间隙。结构简单，装拆 方便，应用较广。
(b) 铰制孔用螺栓连接—装配后 无间隙，主要承受横向载荷，也可作 定位用。孔和螺栓杆间采用基孔制过 渡配合(H7／m6、H7／n6)。
第三章螺纹连接
2.双头螺柱连接
（6）线 数 n 螺纹的螺旋线数目。连接用螺纹要求有 自锁性，故多用 单线螺纹。
（7）旋向
螺纹有右旋和左旋之分。工程上常用右 旋螺纹。
（8）牙型角 螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角。
（9）牙型斜角 轴向剖面内，螺纹牙型的侧边与螺纹
轴线的垂线间的夹角。
对三角形、梯形等对称牙型 /2
第三章螺纹连接
3.矩形螺纹
牙型为正方形，牙型角为0°，所以当 量摩擦角小，效率高。但牙根强度差， 磨损后无法补偿间隙，定心性能差。矩 形螺纹尚未标准化，很少采用，目前已 逐渐被梯形螺纹所代替。
第三章螺纹连接
4.梯形螺纹
牙型为等腰梯形，牙型角 30o,
与 矩形螺纹相比，传动效率略低，但 工 艺 性好，牙根强度高，对中性好， 是 应用 较广的传动螺纹 。