螺纹连接与螺纹传动

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机械基础5-4螺纹连接与螺旋传动——螺纹连接

的标注，后者为外螺纹的标注。
3、梯形螺纹的标记方法：
Tr40x7-7e 7e---外螺纹精度等级
• 单线螺纹只标注螺距，多线螺纹标注螺距和导程。 • 右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹用LH表示。 • 旋合长度有长旋合长度L，中等旋合长度N两种，中等旋合长度
4.大径（公称直径）——D、d 外螺纹大径d——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径；内螺纹大径D——与内螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径。
5.内径（小径）d1(D1) 外螺纹小径代号d1——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径；内螺纹小径代号D1——与内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径。
6.中径d2(D2) 一个假想的中径圆柱的直径；该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方 d2≈0.5(d+d1)
• 长旋合长度L • 中旋合长度N • 短旋合长度S
03 螺纹的类型
1.螺纹的牙型
三、螺纹的类型 1. 按牙型: 三角形螺纹、管螺纹 ——连接（用）螺纹
矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动（用）螺纹
普通螺纹
细牙螺纹
粗牙螺纹
牙型角为60°。自锁性能好，应力集中小，应用最广，一般连接多用粗牙螺纹。细牙螺纹常用于薄壁、振动、受冲击零件，如微调机构（螺旋测微仪、千分尺）
螺纹代号大径螺纹公差带代号（中径、顶径公差）例如：M10 –5g6g (粗牙)
M10x1- 7H (细牙)
• 细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标出螺距值，而粗牙普通螺纹不标螺距。
• 右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺旋则用LH表示 • 旋合长度有L,S,N三种，其中中等旋合长度N不标注。 • 公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶径公差
细牙螺纹——同样的公称直径下，螺距最小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等】

高职机械设计基础-螺纹连接与螺旋传动

R max

Tr max
z
ri2
i 1
圆形接合面，单个螺栓所受的横向载荷R=T/Zr
T—扭矩（N.mm），
r—分布圆半径。
罗定职业技术学院 4.受倾覆（纵向）力矩螺栓组连接特点：M在铅直平面内，绕O-O回转，只能用普通螺栓。受力最大单个螺栓的工作载荷Fmax （N）
Fmax

ML max
机电工程系模具教研室
②绞制孔用螺栓，螺杆与绞制孔间是过渡配合，工作时靠螺杆受剪，杆壁与孔相互挤压传递横向载荷，此时杆件受剪切力作用，故称受剪螺栓。
2.螺纹连接的主要失效形式有三类：（1）拉断；（ 2）剪断；（3）对于铰制孔连接出现孔或螺栓挤压变形。
一、普通螺栓的强度计算（1）受拉螺栓常见的失效形式多为螺纹的塑性
承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加的作用力称为预紧力。
一般螺纹连接在装配的时候都必须拧紧，以增强连接的可靠性、紧密性和防松能力。
对于一般连接，可凭经验来控制预紧力的大小，但对于重要的连接就要严格控制其预紧力。
机电工程系模具教研室
罗定职业技术学院二、螺纹连接的防松
连接中常用的单线普通螺纹和管螺纹在冲击、振动、变载荷下或温度变化过大时容易产生松脱现象。
变形和断裂。实践表明，螺栓断裂多发生在开始传力的第一、第二圈旋合螺纹的牙根处，因应力集中较大。（2）一般选用标准螺纹零件，其主要尺寸已作出规定，故螺栓的强度计算主要是求出或校核螺纹危险剖面的尺寸，即螺纹小径d1。
罗定职业技术学院 1.松螺栓连接的强度计算
工作时不需要将螺母拧紧。如吊钩螺栓。
螺纹连接防松的根本问题在于要防止螺旋副的相对运动。
常用的防松方法: （1）摩擦防松

05 机械设计作业参考答案_螺纹连接和螺旋传动

螺纹连接和螺旋传动1、简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹的特点，并说明哪些螺纹适合用于连接，哪些螺纹适合用于传动？哪些螺纹已经标准化？【答】普通螺纹：牙型为等边三角形，牙型角60度，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减小应力集中。

同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙，细牙螺纹升角小，自锁性好，抗剪切强度高，但因牙细不耐磨，容易滑扣。

应用：一般连接多用粗牙螺纹。

细牙螺纹常用于细小零件，薄壁管件或受冲击振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用。

矩形螺纹：牙型为正方形，牙型角0=α，传动效率较其它螺纹高，但牙根强度弱，螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。

梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角为30度，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好。

主要用于传动螺纹。

锯齿型螺纹：牙型为不等腰梯形，工作面的牙侧角3度，非工作面牙侧角30度。

外螺纹牙根有较大的圆角，以减小应力集中，内外螺纹旋合后，大径无间隙便于对中，兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高的特点。

用于单向受力的传动螺纹。

普通螺纹适合用于连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹适合用于传动。

普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经标准化。

2、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处？【答】可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓连接的强度。

3、螺纹联接为何要防松？常见的防松方法有哪些？【答】连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件，并且拧紧后，螺母、螺栓头部等承压面处的摩擦也都有防松作用，因此在承受静载荷和工作温度变化不大时，螺纹连接一般都不会自动松脱。

但在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下，连接有可能松动，甚至松开，造成连接失效，引起机器损坏，甚至导致严重的人身事故等。

所以在设计螺纹连接时，必须考虑防松问题。

螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。

具体的防松装置或方法很多，按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和其它方法，如端面冲点法防松、粘合法防松，防松效果良好，但仅适用于很少拆开或不拆的连接。

螺纹联接与螺旋传动_题目与答案

螺纹联接与螺旋传动一、简答题(1)为什么螺纹联接常需要防松？防松的实质是什么？有哪几类防松措施？试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？ (2)试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？ (3)一螺栓联接预紧后，受轴向变载荷作用，在最大工作载荷max F 及剩余预紧力不变的情况下，试问提高这种螺栓疲劳强度的具体措施有哪些？(4)为提高螺栓的疲劳强度，欲减小螺栓的应力幅，请举出一个措施，并用螺栓受力—变形协调图来说明。

(5)螺栓的主要失效形式有哪些？(6)拧紧螺母与松退螺母时的螺纹副效率如何计算？哪些螺纹参数影响螺纹副的效率？二、填空（1）螺纹的公称直径是指螺纹的径，螺纹的升角是指螺纹径处的升角。

螺纹的自锁条件为，拧紧螺母时效率公式为。

（2）螺纹联接常用的防松原理有，，，。

其对应的防松装置有，，。

（3）三角形螺纹主要用于，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于。

（4）标记为螺栓GB5782—86 M16×80的六角头螺栓的螺纹是形，牙形角等于度，线数等于，16代表，80代表。

（5）若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的导程S和牙形角。

（6）为了提高螺栓强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小刚度或增大刚度。

（7）有一单个紧螺栓连接，已知该螺栓所受预紧力N Q 10000=，所受轴向工作载荷N Q l 500=，螺栓的相对刚度系数2.0=+cb bK K K ，则螺栓所受的总拉伸载荷，残余预紧力；为保证结合面不出现缝隙，则该联接允许的最大轴向工作载荷。

（需注明式中各符号的意义）（8）受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。

（9）压力容器的紧螺栓联接中，若螺栓的预紧力和容器的压强不变，而仅将凸缘间的铜垫片换成胶垫片，则螺栓所受的总拉力b Q 和联接的紧密性。

机械设计螺纹连接和螺旋传动

圆周长展开长度
中国地质大学专用 ห้องสมุดไป่ตู้ 作者：潘存云教授
按螺纹旳牙型分
螺纹旳分类
按螺纹旳旋向分
按螺旋线旳根数分
按回转体旳内外表面分
按螺旋旳作用分
按母体形状分
矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹
右旋螺纹
左旋螺纹
单线螺纹多线螺纹
外螺纹内螺纹
连接螺纹传动螺纹
圆柱螺纹圆锥螺纹
中国地质大学专用作者：潘存云教授
缺陷：不耐磨，易滑扣。
应用：薄壁零件、受动载荷旳连接和微调机构。
中国地质大学专用作者：潘存云教授
潘存云教授研制
中国地质大学专用作者：潘存云教授
第5章螺纹连接和螺旋传动
§5－1 螺纹
§5－2 螺纹连接旳类型及原则连接件
§5－3 螺纹连接旳预紧
§5－6 螺纹连接旳强度计算
§5－7 螺栓旳材料和许用应力
§5－8 提升螺栓连接强度旳措施
§5－9 螺旋传动
§5－4 螺纹连接旳防松
§5－5 螺栓组连接旳设计
中国地质大学专用作者：潘存云教授
潘存云教授研制
潘存云教授研制
梯形螺纹：
为了降低摩擦和提升效率，这两种螺纹旳牙侧角β比三角形螺纹旳要小得多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生旳间隙，应用较广。锯齿形螺纹旳效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。
锯齿形螺纹:
β= 15º
β= 3º
粗牙一般螺纹、细牙一般螺纹和梯形螺纹旳基本尺寸见后续各表（或查阅有关机械设计手册）。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
一、螺纹旳形成
§5－1 螺纹
螺旋线——一动点在一圆柱体旳表面上，一边绕轴线等速旋转，同步沿轴向作等速移动旳轨迹。

螺纹连接及螺旋传动PPT课件

Ff
FQX FQY
ψ FQ
螺旋副的自锁条件：螺旋升角小于或等于接触表面的摩擦角。
第31页/共92页
3.螺旋副的传动效率 W1--有用功
W2--输入功
tan
tan
第32页/共92页
二、非矩形螺纹
非矩形螺纹是指牙型斜角不等于0°的三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
Q
N/2
❖反力 ❖摩擦力 ❖当量摩擦角
第26页/共92页
锯齿形螺纹的标注
锯齿形螺纹的标注格式：牙型代号 B、尺寸规格、导程（螺距）或螺距、旋向--公差带代号--旋合长度代号。单线螺纹仅标注螺距；右旋螺纹不标注旋向。 [例]B40X14（P7）LH-8c-L 表示公称直径尺寸为40mm, 导程为14mm ，螺距为7mm的双线左旋锯齿形螺纹（外螺纹），公差带代号为8e，L为长旋合长度。
第22页/共92页
GB/T 5796. 1-2005 基本牙型
第23页/共92页
梯形螺纹的标注
梯形螺纹的标注格式：螺纹代号 --螺纹公差带代号--螺纹旋合长度代号。
梯形螺纹的螺纹代号由牙型代号和尺寸规格组成，若为右旋可不标注，若为左旋，用“ -LH”来注明。单线梯形螺纹用“尺寸规格X螺距”来表示，多线梯形螺纹用“尺寸规格X导程（P螺距）”来表示。梯形螺纹公差带代号只标注中径公差带代号；按尺寸和螺距的大小分为中等旋合长度（N）和长旋合长度（L）。当旋合长度为N组时，不标注；当旋合长度为L组时，用代号“-L”标注，旋合长度根据需要，可标写旋合长度数值。 [例]Tr40X7-7H 表示公称直径尺寸为40mm, 螺距为7mm的单线右旋梯形螺纹（内螺纹），中径公差带为7H，中等旋合长度。 [例]Tr40X14（P7）LH-8e-L 表示公称直径尺寸为40mm, 导程为 14mm ，螺距为7mm的双线左旋梯形螺纹（外螺纹），中径公差带为8e，长等旋合长度

第5章螺纹连接和螺旋传动

(4) 线数n
螺纹的螺旋线数目。
相邻两牙在中径线上对应两点间的 (5) 螺距P 轴向距离。
(6) 导程S S = nP
螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一圈所移 d d2 d1 动的轴向距离。
P/2 P/2
P
S
(7) 螺纹升角ψ
P/2 P/2
P
S
中径d2圆柱上，螺旋线的切线与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 直于螺纹轴线的平面的夹角。
▲铰制孔用螺栓连接：孔与螺栓杆过渡配合，能精确固定被连接件的相对位置，能承受横向载荷。但孔的加工精度要求较高。
普通螺栓
铰制孔螺栓
杆孔间隙
过渡配合面
螺栓连接
2.双头螺柱连接适用于结构上不能采用螺栓连接的场合，例如被连接件之一太厚不宜制成通孔，材料较软，需要经常拆装。拆卸这种连接时，不用拆螺柱。
注：括号内的公称直径为第二系列
§5－2 螺纹连接的类型及标准连接件
一、螺纹连接的基本类型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、螺栓连接在被连接件上开有通孔，插入螺栓后，在螺栓的另一端拧上螺母。被连接件较薄，易做成通孔，可经常拆卸。 ▲普通螺栓连接：被连接件上的通孔与螺栓杆间留有间隙，通孔的加工精度要求低，结构简单，装拆方便。
2．受转矩的螺栓组连接转矩T作用在连接接合面内，在转矩的作用下，底板将绕通过螺栓组对称中心并与接合面相垂直的轴线转动。
▲采用普通螺栓时，靠连接预紧后在接合面间产
采用普通螺栓和铰制孔用螺栓组成的螺栓组受转矩时的受力情况是不同的
生的摩擦力矩来抵抗转矩T。根据作用在底板上的力矩平衡及连接强度的条件：
冲点法：冲坏螺纹副
铆合法：端部铆死端焊法：端部焊死粘结法：拧紧时涂胶粘剂

螺纹连接和螺旋传动

一、分类形式：
1、按结构 2、按所起作用 3、按螺距 4、按国家标准 5、按母体的形状 6、按螺纹的旋向
按螺纹的旋向分：右旋 (常用)
左旋
一、分类形式：
1、按结构 2、按所起作用 3、按螺距 4、按国家标准 5、按母体的形状 6、按螺纹的旋向 7、按螺纹的牙型
按螺纹的牙型分：三角形梯形锯齿形矩形其他特殊形状
由以上可知，当力臂长为螺栓直径的15倍时，预紧力是所加外力的75倍。因此，对于重要的连接，为防止螺栓被拧断，应采用不小于Ｍ12的螺栓。
§5-4 螺纹连接的防松
一、螺纹连接的自动松脱 1、螺纹连接的自锁 2、自动松脱的条件 3、自动松脱的危害 4、防松的任务
1、螺纹连接的自锁：
当螺纹升角小于或等于螺纹副间的当量摩擦角时，螺纹副具有自锁能力。
§5-5 螺栓组连接的设计
绝大多数情况下，螺纹连接件都成组使用，其中以螺栓组连接最具有典型性。
一、设计准则二、结构设计三、螺栓组连接的受力分析
一、设计准则:
根据连接用途和被连接件结构选定螺栓数目和布置形式
根据连接的工作载荷
分析各螺栓受力
如受力不均，按受力最大的螺栓进行强度计算，确定螺纹连接的结构尺寸。
铰制孔螺栓连接的被连接件同螺栓杆之间采用过渡配合，连接同时还能起到精确的定位作用，并能承受横向载荷。对孔的加工精度要求高，两孔一般需要配做。
2、双头螺柱连接：
用于因结构限制不能用螺栓连接而又需要经常拆卸的场合。
双头螺柱连接的装配分解
双头螺柱连接的装配分解：
3、螺钉连接：
不用螺母，直接拧入被连接件的螺纹孔中。多用于受力不大或不需经常拆装的场合。

螺纹连接和螺旋传动

pmin 0.72MPa 0
pmax p
5. 校核预紧力：
碳素钢： F0 0.6 ~ 0.7 s A1
s 240 MPa
A1
d12
4
3.1416
10.106 2 4
80.214 mm 2
F0 6520 N
0.6 s A1 11550 .8N
所以，预紧力的大小也是满足要求的。
2. 适合制造螺纹的材料
一般连接用途：
低碳钢：Q215、10号钢；中碳钢：Q235、35号钢、45号钢；
冲击、振动、变载荷情况下：
合金钢：如15Cr、40Cr等。
特殊用途（防锈、耐高温等）：
特种钢、铜合金、铝合金等
等级8.8级以上的螺纹，材料需要热处理
二、螺纹连接件的许用应力 1．螺纹连接件的许用拉应力
每个螺栓所受轴向工作载荷为：
F F z
螺栓还承受预紧力 F0 的作用，每个螺栓所承受的总载荷 F2
F2
F0
Cb Cb Cm
F
4．受倾覆力矩螺纹连接的组的设螺计6 栓组连接
①受力最大的螺栓强度校核
作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡:
z
M Fi Li i 1
Fmax Fi Lmax Li
§5-9 螺旋传动
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和应用
螺旋传动：螺杆和螺母组成的螺旋副实现传动。运动形式转换：回转运动转变为直线运动，同时传递动力。
4
d12
或
d1
4 1.3F2
3．承受工作剪力的紧螺栓连接
依靠铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷。螺栓杆与孔壁之间无间隙，接触表面受挤压。在连接结合面处，螺栓杆则受剪切。

第五章螺纹联接及螺旋传动

第五章螺纹连接及螺旋传动基本要求:1) 掌握螺纹的基本知识——螺纹的基本参数、常用螺纹的种类、特性及其应用。

2) 掌握螺纹联接的基本知识——螺纹联接的基本类型、结构特点及其应用，螺纹联接标准件，螺纹联接的预紧与防松。

3) 掌握螺栓组联接设计的基本方法——螺栓组联接的结构设计，受力分析，单个螺栓联接的强度计算理论与方法。

4) 掌握提高螺纹联接强度的各种措施。

5) 掌握滑动螺旋传动的常用设计方法。

重点：1) 螺纹和螺纹联接的基本知识。

2) 螺栓组联接的受力分析，主要是复杂受力状态下的受力分析。

3) 单个螺栓联接的强度计算，主要是承受横向载荷和轴向拉伸载荷的紧螺栓联接的强度计算。

4) 螺栓组联接的综合计算，主要是三种情况：①校核螺栓组联接螺栓的强度；②设计螺栓组联接螺栓的直径尺寸；③确定螺栓组联接所能承受的最大载荷。

难点：1) 螺纹联接的结构设计。

2) 受倾覆力矩作用的螺栓组联接受力分析。

3) 复杂受力状态下的螺栓组联接受力分析。

4) 受预紧力和轴向工作载荷作用时，单个螺栓联接的螺栓总拉力的确定。

§5-1 螺纹螺纹连接是一种可拆连接，它是靠螺纹工作的。

其特点为：构造简单,拆装方便,工作可靠,各种螺纹连接件已标准化。

故应用广泛。

一、螺纹的类型及应用对螺纹的要求：5．按母体形状圆柱螺纹圆锥螺纹旋向判定：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，右边高则为右旋。

思考：螺纹是螺纹连接和螺旋传动的重要部分，要求有足够的强度(牙根和杆的断面)和良好的工艺性。

此外，连接螺纹必须自锁，管螺纹还要求有紧密性，传动螺纹要求高效率，调整螺纹和传递运动的螺纹则要求有足够的精度，起重螺纹既希望工作行程效率高，又要求自锁性能好。

二、螺纹的主要参数⑦接触高度：内、外螺纹旋合后的接触面的径向高度。

三、常用的螺纹的特点和应用范围1. 普通螺纹(三角形螺纹，代号：GB 192-1981)普通螺纹分粗牙和细牙，一般用粗牙。

牙形角α=2β=60°，因牙侧角β大，所以摩擦大，易自锁，主要用于连接。

螺纹连接和螺旋传动【共35张】

1-滚珠循环装置 2-滚珠 3-螺杆 4-螺母
螺纹连接和螺旋传动
滚珠螺旋传动的两种循环方式
由螺杆和螺母组成的简单螺旋副，见下图：
螺纹连接和螺旋传动
1.普通螺旋传动的应用形式普通螺旋传动的应用形式有四种。
螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
2.移动方向的判定
用左、右手螺旋法则来判定，即右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手，并半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的回转方向，大拇指竖起，分两种情况：
螺纹连接和螺旋传动
二、常用螺纹的种类、特点和应用
螺纹连接和螺旋传动
三、普通螺纹和管螺纹的标记
1.普通螺纹标记
普通螺纹标记由螺纹代号、螺纹公差带和螺纹旋合长度代号组成。螺纹代号的标记形式为
粗牙螺纹与细牙螺纹标记注意事项右旋螺纹与左旋螺纹标记注意事项
螺纹连接和螺旋传动
【普通螺纹代号标记示例】
• M24 ：表示公称直径为24 mm的粗牙普通螺纹。
（1）若螺杆（或螺母）回转并移动，螺母（或螺杆）不动，即上表中前两种形式，则大拇指指向即为螺杆（或螺母）的移动方向。
（2）若螺杆（或螺母）原位回转，螺母（或螺杆）移动，即上表中中后两种形式，则螺母（或螺杆）移动的方向即为大拇指指向的相反方向。
螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
3.移动的距离在普通螺旋传动中，螺杆（或螺母）的移动距离与螺纹
螺纹连接和螺旋传动
差动螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
2.差动螺旋传动的移动距离和方向的确定（1）若两段螺旋副旋向相同，当螺杆转动时，活动螺母实际移动的距离为
螺纹连接和螺旋传动
（2）若两段螺纹旋向相反，则活动螺母实际移动的距离为
可见，活动螺母可产生快速移动。

第二章螺纹连接与螺旋传动

2.梯形螺纹的代号与标记
示例:梯形螺纹的含义
Tr 24 × 10 (p5) LH- 7H
中径公差带代号左旋螺距导程公称直径梯形螺纹
3、管螺纹标记
用螺纹密封的管螺纹管螺纹
非螺纹密封的管螺纹
说明：①管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。 ②管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子的内孔直径，以英寸为单位。 ③右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。 ④非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两级， A级精度较高；内螺纹的公差等级只有一个，故无公差等级代号。 ⑤内、外螺纹配合在一起时，内、外螺纹的标注用 “ / ”分开，前者为内螺纹的标注，后者为外螺纹的标
螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。
2. 小径 d1 与外螺纹牙底(或
内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。
3.中径d2 也是一个假想圆
柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。
4. 螺距P 相邻两牙在中径线上
对应两点间的轴向距离。
二、螺纹的主要参数
(5) 导程S S = nP
同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
（2）旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N和短旋合长度S三种，中等旋合长度N不标注。
（3）公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号，两者一致时则只标注一个公差带代号。内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。
（4）内、外螺纹配合的公差带代号中，前者为内螺纹公差带代号后者为外螺纹公差带代号，中间用“ / ” 分开。
1.螺纹的分类。 2.螺纹的主要参数。 3.解释下列螺纹代号：M20-5H，M16-5H6H-L，

螺纹连接与螺旋传动

螺纹连接与螺旋传动一、螺纹的形成如用一个三角形K沿螺旋线运动并使K平面始终通过圆柱体轴线YY，这样就构成了三角形螺纹。

同样改变平面图形K，可得到矩形、梯形、锯齿形、管螺纹，如图1-1所示。

图1-1 螺纹的形成二、螺纹的类型（1）按牙型分类有：三角形螺纹、管螺纹，用于联接螺纹；矩形、梯形、锯齿形螺纹，用于传动螺纹。

其中三角形螺纹中粗牙螺纹用于紧固件；细牙螺纹在同样的公称直径下，螺距最小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击荷载等。

（2）按位置分类有：内螺纹，在圆柱孔的内表面形成的螺纹；外螺纹，在圆柱孔的外表面形成的螺纹。

（3）根据螺旋线绕行方向有左旋（图1-2）和右旋。

（4）根据螺旋线头数：单头螺纹（n＝1），用于连接；双头螺纹（n＝2），一般用于连接两个连接件，如图1-2所示；多线螺纹（n≥2），用于传动。

三、螺纹的主要参数现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数，如图1-3所示：（1）大径d——螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。

（2）小径d1——螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。

（3）中径d2——通过螺纹向截面内牙型上的沟槽和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似于螺纹的平均直径，d2≈（d＋d1）／2。

中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。

（4）线数n——螺纹的螺旋线数目。

沿一根螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹；沿两根以上的等距螺旋线形成螺纹称为多线螺纹。

常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或单线螺纹。

为了便于制造，一般用螺纹线数n≤4。

（5）螺距P——螺纹相邻两个牙形上对应点间的距离。

（6）导程S——螺纹上任一点沿同一条螺旋线旋转一周所移动的轴相距离。

单线螺纹S＝P；多线螺纹S＝nP。

（7）螺纹升角φ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。

机械设计螺纹连接和螺旋传动

机械设计螺纹连接和螺旋传动机械设计中，螺纹连接和螺旋传动是两个重要的概念。

螺纹连接是一种常用的连接方式，它通过两个具有相应形状的螺纹部件之间的干涉来实现连接。

而螺旋传动是一种通过螺旋线的运动将动力传递给被传动部件的传动方式。

本文将详细介绍螺纹连接和螺旋传动的相关原理和应用。

首先，我们来介绍螺纹连接。

螺纹连接是一种通过螺纹配合进行部件连接的方式，它通常应用于需要拆卸和装配的场合。

螺纹连接具有牢固、可靠的特点，适用于承受较大的静载和动载。

螺纹连接的形状常见的有三种，分别是内螺纹、外螺纹和端面螺纹。

内螺纹通常用来连接具有外螺纹的部件，而外螺纹则用来连接具有内螺纹的部件。

而端面螺纹则是通过两个相互搭配的端面螺纹实现连接。

螺纹连接的设计需要考虑螺纹的参数，例如螺距、螺纹角等。

螺距是螺纹螺旋线上两个螺纹间的距离，它决定了螺纹连接的牢固性。

螺纹角则是螺纹线与轴线之间的夹角，它决定了螺纹连接的强度。

在进行螺纹连接设计时，还需要考虑螺纹的型号、螺纹材料、螺纹的承载能力等因素。

螺纹连接的应用非常广泛，例如机械设备、汽车、航空航天等领域。

在机械设备中，螺纹连接常见的应用有螺纹紧固螺钉、螺母、螺栓等。

它们通过与螺纹孔进行配合，实现部件的连接和固定。

而在汽车领域，螺纹连接常见的应用有汽车发动机的缸盖螺栓、曲轴螺栓等。

这些螺栓通过与其他部件的螺纹孔进行配合，实现汽车发动机的固定和传动。

在航空领域，螺纹连接也广泛应用于航空发动机、飞机机身等部位，用来连接和固定各种部件。

接下来，我们来介绍螺旋传动。

螺旋传动是一种通过螺旋线的运动将动力传递给被传动部件的传动方式。

它通过螺旋线的齿轮螺纹间的啮合来实现动力传递。

螺旋传动具有传递力矩大、传动平稳等特点，适用于承受大传动功率和转矩的场合。

螺旋传动有两种常见类型，分别是螺旋锥齿轮传动和螺旋直齿轮传动。

螺旋锥齿轮传动通过螺旋线的圆锥面齿轮间的啮合来实现动力传递。

它具有传递力矩大、传动平稳等特点，常用于剪切力较大的机械设备中，例如磨床、车床等。

第五螺纹联接和螺旋传动

FQ
图5－7
非矩形螺旋副中的摩擦力比矩形螺旋副大
1倍，如果把法向力的增加想象成摩擦系数的增加，则非矩形螺旋副的摩擦力为： cos
Ff' fFN ' f cFoQsfVFQ
f 其中称为当量摩擦系数， V
fV
f
cos
tanV
称为当量摩擦角。 V
同样我们可以得到以下的关系式：
螺纹力矩
螺旋副效率螺旋副自锁条件 λ≤
FN
Ff f FN f
FR FN
FR
为法向反力，摩擦力
FN
Ff
arctafn
根据平衡条件作力封闭图得：
FFQtan()
图5－4
所以，转动螺纹所需的转矩为：
T1Fd22 FQ 2d2tan()
螺母旋转一周所需的输入功为：的效率为：
W 2T ；此时螺母上升一个导程s，其有效功为： 1
。因此螺旋副
图5－3
按制订的螺纹标准不同，现在常见的有米制和英制两大类。我国除管螺纹外，一般采用米制。要注意：在实际工作中，特别是从事维修行业时要注意一些进口机器中螺纹的单位制。凡是牙型、大径和螺距符合国家标准的螺纹都称为标准螺纹。除机械制造中常用的标准螺纹外，还有适用于某些特殊行业的专用螺纹标准，在需要的时候可以查阅有关的设计手册。
1）螺栓联接如图5-8所示的螺栓连接。其主要特点是被联接件上制有通孔，孔与螺栓杆之间可以留有间隙（普通螺
栓连接），也可以将螺栓杆上的没有螺纹部分作成与孔的过渡配合联接形式（铰制孔链接）。
普通螺栓联接：由于孔和杆之间留有间隙，可以补
偿各孔之间的位置误差，且加工简单，装拆方便，所以得到广泛的应用。通孔的大小不能随意，应该根据装配精度查机械设计手册确定。

《机械设计》第五章螺纹连接和螺旋传动

联接
螺纹螺纹联接的类型和标准联接件螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的强度计算螺栓组联接的设计提高螺纹联接强度的措施螺旋传动键联接和花键联接其它联接
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联接的目的
便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高劳动生产率。
学习目标
熟悉机器联接中常用的各种联接件的结构、类型、性能和应用场合，掌握设计理论和选用方法。
特点：工作时受剪，除起联接作用外，还起定位作用。
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3.双头螺柱联接
特点：用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只需拧下螺母即可。
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4.螺钉联接
螺钉拧入深度H 钢或青铜 H≈d 铸铁H=(1.25∽1.5)d 铝合金 H=(1.5 ∽2.5)d
特点：用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。
F0
F C1 C1 C2
F
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方法设计时，一般可先按静载荷强度计算，初定螺栓直径，然后再
校核其疲劳强度。由于影响变载荷零件疲劳强度的主要因素是应力幅，故这里的
螺栓疲劳强度的校核公式为
am2 axmi nC 1C 1 C 22 d F 1 2a
式中［σa］—螺栓的许用应力幅，MPa。
1.提高联接的紧密性 2.防止联接松动 3.提高联接件强度
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防止联接松动
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提高联接的紧密性
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（二）控制预紧力的方法原因：T↑→ F ↑→ 拉断、滑扣
T↓→不能满足工作要求方法：
1.控制应力或应变 2.控制拧紧力矩 3.控制拧紧力臂 4.测量螺栓伸长量
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控制应力或应变
5.1 螺栓组联接的结构设计
1．目的：合理解决联接结合面的几何形状，确定螺栓布置方式及个数；