机械设计课件综述

§10-4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件
一、螺纹连接的基本类型 1.螺栓连接： 普通螺栓连接：应用广泛，两被连接件不太厚， 便于从两边装配。 铰制孔用螺栓连接：受横向载荷。 2.双头螺栓连接：被连接件之一较厚，常拆卸。 3.螺钉连接：被连接件之一较厚,不常拆卸。
4.紧定螺钉连接
5.其它类型
吊环螺栓
f c —螺母与被连接件支承面之间的
d w d0 支撑面摩擦半径: rf 4
摩擦系数 d0
T 0.2Fa d
N mm
对M12以下的螺栓，应注意控制预紧力，以防过载拉断。
三、控制预紧力的方法
控制应力或应变 控制拧紧力矩
应变片
控制拧紧力矩
定力矩扳手
测力矩扳手
四、螺纹连接的防松
T形槽螺栓
地脚螺栓
二、螺纹紧固件（查阅手册）
螺栓：也应用于螺钉连接 双头螺柱： 螺钉、紧定螺钉：头部和尾部形状 螺母： 垫圈 ：形状和作用
§10-5 螺纹连接的预紧和防松
一、预紧的目的
1.提高连接的紧密性
2.防止连接松动
二、拧紧力矩
Fa d 2 T T1 T2 tan( ' ) f c Fa rf 2
d2 2
tan( ') tan
三、螺旋副的自锁
Fn
θ
FR
ψ
F Fa ψ
F Fa tan( )

tan( ') tan
自锁条件：
ψ≤ρ′或η ≤ 0
§10-3 机械制造常用螺纹


普通螺纹（α＝60°的三角形米制螺纹）：紧 固连接。 管螺纹：紧密连接。 细牙螺纹：薄壁零件、受动载荷的连接和微调 机构（升角小、小径大、自锁性能好、强度高， 不耐磨、易滑扣） 传动螺纹：梯形螺纹、锯齿形螺纹
ψ
放松过程：
Fn
ρ
FR
ψ
FR
F
ψ－ρ
Fa
F Fa ψ
平衡力：
F Fa tan( )
平衡力矩： T Fa tan( )
d2 2
2、非矩形螺纹
轴 线
Fa
螺杆
轴 线
β
Fa
螺母
α
螺母
Fn
螺杆 Fn
Fa cosβ
非矩形螺纹，只要把 摩擦角ρ替换为当量摩擦 角ρ'
θ
θ
三、螺纹的基本参数

大径d，小径d1，中径d2 线数n，螺距P，导程S 升角ψ 牙型角α、牙侧角β
nP ψ arctan d 2
S nP
内 内 内 螺 螺 螺 纹 纹 纹
β α
P
6 0 ° 6 0 ° 60 °
外 外 外 螺 螺 螺 纹 纹 纹
d d d d22 d d2 d11 d d1
第10章
连
接
连 接 概 述
连接的分类 静连接：在机器工作中，不允许零部件之间存 在相对运动的连接。 动连接：机器工作时，零部件之间可以有相对 运动。例如：机械原理中，各种运动副之间的 连接。 可拆连接：不须毁坏连接中的任何一个零件就可 拆开的连接。例如：螺纹连接、键连接，过盈连 接。 不可拆连接：至少毁坏连接中的一部分才能拆开 的 连接。例如：铆接、焊接等。
S
放松过பைடு நூலகம்：
Fn
θ
FR
ψ
FR
F
ψ－ρ
Fa
F Fa ψ
平衡力：F F tan( ) a
平衡力矩： T Fa tan( )
驱动力Fa，有效阻力F W总 Fa S Fa d2 tan W有 T 2
1 Fa d 2 tan( － ' ) 2 2
螺纹连接松动的原因：冲击、振动和变载荷的作用。
螺纹连接防松的实质：在于防止螺旋副的相对转动， 以防止连接的松动，影响正常工作。
螺纹连接的防松按工作原理可分为三类： 1、摩擦防松 2、机械防松 3、不可拆卸防松（铆冲；粘接；焊接）
1、摩擦防松
弹簧垫圈防松 自锁螺母防松
对顶螺母防松
2、机械防松
螺栓
P P P
§10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
摩擦力复习
1.底面为平面 FR Ff Fa
Ff Fnf
ρ
Fn Fa
Fn
Ff Fa f
F FR与Fn之间的夹角为摩擦角ρ F Ff Fnf 2 n sin Fa 2 F Fn a sin Fa f Ff f Fa ＝Fa f ' sin sin Fn/2 f 令：f ' 称为当量摩擦系数 sin ' arctan f ' 称为当量摩擦角
Fn/2
θ
Fa Fn/2
二、螺旋副的效率
拧紧过程：
FR Fn
θ ψ
F FR F Fa
ψ+ρ
Fa
驱动力：
F Fa tan( )
ψ
d2 T Fa tan( ) 2 驱动力F，有效阻力Fa W总 T 2
ψ
驱动力矩：
πd2
1 Fa d 2 tan( ) 2 2 W有 Fa S Fa d2 tan tan tan( ')
开口销 开槽螺母 装配图
止动垫片防松
止动垫片防松
串联钢丝防松
正确
错误
3、不可拆卸防松
焊接
铆冲
§10-6 螺栓连接的强度计算
螺栓连接的失效形式及计算准则
1、失效形式 A、螺栓杆拉断； B、螺纹的压溃和剪断； C、经常装拆时因磨损而发生滑扣现象。 2、计算准则
静连接
§10-1 螺纹参数
一、螺纹的形成：
将一倾斜角为ψ的直线绕在圆柱体上便形成 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。 d2
ψ
πd2
S
二、螺纹的分类
1、按平面图形的形状分：三角形螺纹、梯形螺
纹、锯齿形螺纹、矩形螺纹等；
2、按应用可分：连接螺纹和传动螺纹； 3、按几何参数可分：公英制螺纹； 4、按螺纹的旋向分：左旋螺纹和右旋螺纹； 5、按螺旋线的数目分：单线螺纹和多线螺纹； 6、按螺纹的位置分：内螺纹和外螺纹； 7、按母体形状分：圆柱螺纹和圆锥螺纹。 8、按螺距分：粗牙螺纹和细牙螺纹；
2.底面为槽面 θ
θ Fn/2
θ
Fa
一、受力分析
1、矩形螺纹
三点假设：
1.螺纹拧紧过程相当于滑块沿斜面上升的过程；
2.拧紧过程中螺纹各圈的变形量相等；
F Fa
3.力作用在螺纹中径上。
拧紧过程：
FR Fn
ρ
F FR F Fa
ψ
ψ+ρ
Fa
d2
F
驱动力： F Fa tan( )
驱动力矩： d2 T Fa tan( ) 2