第五章 螺纹联接与螺旋传动解析

合集下载

机械设计第五章 螺纹连接与螺旋传动

机械设计第五章 螺纹连接与螺旋传动

用于传动

多 线 螺 纹

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)
5、按母体的形状分:圆柱螺纹、圆锥螺纹
二.螺栓组连接的受力分析
为了简化计算,假设: 1)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同; 2)螺栓组的几何中心与连接结合面的形心重合; 3)受载后连接结合面仍保持为平面。
1. 承受横向载荷作用的螺栓组连接 普通螺栓连接 铰制孔用螺栓连接
两种情况的工作原理不同!
1)普通螺栓组连接 螺栓组受力
0
0
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。 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; 2)螺栓在高温、温度变化较大的情况下工作,材料发生蠕变和应力 松弛,也会使预紧力和摩擦力逐渐减少,最终导致连接失效。
ψ
§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 ) 普 通 螺 栓 连 接

机械设计课件第5章螺纹联接和螺旋传动

机械设计课件第5章螺纹联接和螺旋传动
10.106
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
细牙 螺距P
0.35 0.5 1.25, 1 0.75 1.5, 1.25 0.5 1.5, 1
2, 1.5, 1
潘存云教授研制
细牙普通螺纹基本尺寸 mm
螺距P 0.35 0.5
1)凭手感经验;
2)测力矩扳手;
F
3)定力矩扳手;
4)测定伸长量。
测力矩扳手
青岛科技大学专用
LS LM
定力矩扳手
联接用三角形螺纹都具有自锁性,在静载荷和工作温度变化不大时,不会自动 松脱。但在冲击、振动和变载条件下,预紧力可能在某一瞬时消失,联接仍有 可能松动。高温下的螺栓联接,由于温度变形差异等,也可能发生松脱现象 (如高压锅),因此设计时必须考虑防松。即防止相对转动。 潘存云教授研制
潘存云教授研制
联接螺纹
青岛科技大学专用
传动螺纹
潘存云教授研制
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

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 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
青岛科技大学专用
P----螺距
d1=d-1.0825P
标记示例:
M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3)
M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5)
Dd D2 d2 D1 d1
公称直径(大径)

第五章螺纹联接与螺旋传动-资料

第五章螺纹联接与螺旋传动-资料
一周所移动的轴向距离,S=nP。
升角y的计算式为:yarctaSd2narctnad2nP

螺纹的类型与特点2
螺纹联接的类型与标准联接件
一、螺纹联接的基本类型
联接类型与标准件1
螺纹联接的类型与标准联接件
特殊结构的螺纹联接:T型槽螺栓联接、联吊接类环型与螺标准件钉1 联接、
地脚螺栓联接等。
螺纹联接的类型与标准联接件
大径d-即螺纹的公称直径。 小径d1-螺纹危险截面的计算直径。 中径d2-常用于联接的几何计算。 螺距P-螺纹相邻两个牙型上对应点间的
轴向距离。 牙型角a-螺纹轴向截面内,螺纹牙型两
侧边的夹角。 升角y-螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
的平面间的夹角。 线数n-螺纹的螺旋线数目。 导程S-螺纹上任一点沿同一条螺旋线转
第五章 螺纹联接与螺旋传动
§5-1 螺纹 §5-2 螺纹联接的类型与标准联接件 §5-3 螺纹联接的预紧 §5-4 螺纹联接的防松 §5-5 螺栓组联接的设计 §5-6 螺纹联接的强度计算 §5-7 螺纹联接件的材料与许用应力 §5-8 提高螺纹联接强度的措施 §5-9 螺旋传动

二、普通螺纹的主要参数
失效形式:
受拉螺栓:螺纹部分的塑性变形、 螺栓杆的疲劳断裂。
受剪螺栓:螺栓杆被剪断、螺栓杆 和孔壁的贴合面被压溃。
15% 螺纹联接的强度计算1 20% 65%
强度计算的目的:根据强度条件确定螺栓直径。
注:按联接的装配情况分为松螺栓联接和紧螺栓联接。
一、松螺栓联接强度计算 (推导过程)
二、紧螺栓联接强度计算
❖ 预紧力的确定原则:
联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。
螺纹联接的预紧

机械设计第5章螺纹联接和螺旋传动课件

机械设计第5章螺纹联接和螺旋传动课件

③ 中径 d2
d d2 d1
(二)螺纹的主要参数
PS
d d2 d1
二 ④ 螺距 P 距 ⑤ 导程(升距)S
单线螺纹: S = P 多线螺纹: S = nP
n----螺纹的线数
PS
d d2 d1
ψ
二 ⑥ 螺纹升角ψ 角 ⑦ 牙型角 α
S ψ
πd2
tanψ
=
S πd2
nP =πd2
α ββ
牙侧角 β
1.螺栓连接
d0
孔与螺杆之间 留有间隙
d0
受拉螺栓
受剪螺栓
d
铰制孔用螺栓连接
普通螺栓连接
结构简单,装拆 方便,应用最广
多用于承受横 向载荷的场合
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
(二)螺纹连接的基本类型
1. 螺栓连接
2. 双头螺柱连接 ----可经常拆装 3. 螺钉连接 ----不宜经常拆卸
结构简单,省了螺母,不宜经常拆装, 以免损坏螺孔而修复困难。
机械连接的分类:
1.动连接 ---被连接的零件间可以有相对运动的连接 如:各种运动副
2.静连接 ---被连接件之间不许产生相对运动的连接 ❖ 可拆连接 ---如: 螺纹、键、销连接等 ❖ 不可拆连接 ---铆、焊、粘接等 (永久连接)
提问: 有没有既是可拆连接又是不可拆连接的连接形式 ?
过盈连接简介
粗牙
细牙螺纹
tgψ=
nP πd2
ψ ≤ φv
优点:p ,ψ , 自锁性更好、连接更可靠;且螺纹深度
缺点:不耐磨易滑扣。
浅,强度高。
应用:薄壁零件、受变载荷的连接和微调机构。
粗牙螺纹
P ,由于制造简单,一般连接常用。

机械设计第5章--螺纹连接和螺旋传动0038

机械设计第5章--螺纹连接和螺旋传动0038

细牙螺纹的优点:升角小、小径大、自锁性好、强度高 缺点:不耐磨,易滑扣。
应用:薄壁零件、受动载荷的连接和微调机构。
P 60˚
P
P
粗牙
d
精细选课牙件 d
细牙 d 28
梯形螺纹: β= 15º
锯齿形螺纹: β= 3º
30º
常用于传动。
为了减少摩擦和提高效率,这两种螺纹的牙侧角β比三角形螺纹的要小得 多。用于剖分螺母时,梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙,应用较广。 锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高,但只适合单向传动。
第5章 螺纹连接和螺旋传动
§5-1 螺纹
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
§5-3 螺纹连接的预紧
§5-4 螺纹连接的防松
§5-5 螺纹连接的强度计算
§5-6 螺栓组连接的设计
§5-7 螺栓的材料和许用应力
§5-8 提高螺栓连接强度的措施
§5-9 螺旋传动
精选课件
1
1、本章主要内容包括两部分:
第一部分为螺栓联接的设计,包括螺栓联接的预紧、 强度计算、螺栓组结构设计、受力分析及提高联接 强度的措施等;第二部分为滑动螺旋传动的设计计 算方法。
小径 D2 d2 2.459 3.242
螺距P 0.35
3.545
4.134
5.350
4.918
0.5
7.188
6.647
9.026
8.376
1.25, 1 0.75
12
1.75
10.863
10.106
1.5, 1.25 0.5
(14) 16
(18) 20 (20) 24 (27) 30
2
12.701
锯齿形螺纹

第五章 螺纹联接与螺旋传动

第五章 螺纹联接与螺旋传动

200
O
O
P
200
§5-6 螺纹连接的强度计算
5.4 单个螺栓(bolt)的强度(intensity)计算 受拉松螺栓(bolt)连接
连接的失效形式:主要是指螺纹连接件的失效。对于受拉螺栓,其失效 形式主要是螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂。对于受剪螺栓,其失效 形式可能是螺栓杆被剪断或螺栓杆和孔壁的贴合面被压溃。 螺栓连接强度计算的目的是根据强度条 件确定螺栓直径,而螺栓和螺母的螺纹牙及 其他各部分尺寸均按标准选定。
5.4.2 铰制孔用螺栓(bolt)连接的强度(intensity)计算
3.承受工作剪力的紧螺栓连接
这种连接是利用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。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。 螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为:
F s P d 0 Lmin 螺栓杆的剪切强度条件为:
第二篇 连接

第五章 螺纹连接和螺旋传动


第六章 键、花键、无键连接和销连接
第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接
第五章 螺纹连接和螺旋传动
内容提要:
螺纹连接和螺旋传动都是利用螺纹零件工作的。两者的不 同在于其工作性质的不同和技术要求上的差异。螺纹联接作为 紧固件,要求保证连接强度、紧密性和可靠性。螺旋传动作为 传动件,要求保证螺旋副的传动精度、效率和磨损寿命。 本章分别讨论螺纹联接和螺旋传动的类型、结构以及设计计 算问题。
第二篇 连接
连接的意义:为了便于机器的使用、结构设计、制造、装配、运 输、维修,同时也是为了提高生产效率,机器中有相当多的零件 需要彼此连接。 静联接:被联接件间相互固定、不能作相对运动的联接; 动联接:联接后仍能按一定运动形式作相对运动,如导向平键和导 向花键联接、铰链等都是动联接。通常所谓的联接主要是指静联接 ,本篇所讨论的联接正是这样一类的静联接。 可拆联接:是指联接拆开时,不破坏联接中的零件,重新安装,即 可继续使用的联接; 不可拆联接:是指联接拆开时,要破坏联接中的零件,不能继续使 用的联接。 摩擦联接:靠联接中配合面间的摩擦来传递载荷,如过盈联接; 非摩擦联接:通过联接中零件的相互嵌合来传递载荷,如平键联接 此外,还有成形联接、夹紧联接

05 机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动

05 机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动

05机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动一、螺纹连接1.螺纹连接的概念螺纹连接是一种常用的机械连接方式,通过螺纹的相互螺合实现零件的固定和连接。

螺纹连接的主要特点是具有较强的可拆卸性,方便零件的拆卸和装配。

同时,螺纹连接还具有较高的连接强度和刚度,使得连接的零件能够承受一定的拉力和扭矩。

2.螺纹连接的类型螺纹连接主要分为内螺纹和外螺纹两种类型。

内螺纹一般为鞘形结构,用于接收外螺纹的螺纹连接。

外螺纹一般为柱形结构,用于与内螺纹相互螺合,实现连接和固定。

3.螺纹连接的应用螺纹连接广泛应用于机械设计中,特别是需要拆卸和装配的部件。

常见的应用包括螺纹连接螺杆和螺母、螺纹连接法兰和轴等。

4.螺纹连接的设计考虑因素螺纹连接的设计需要考虑以下因素:•强度和刚度:螺纹连接需要能够承受一定的拉力和扭矩,因此需要根据实际应用情况选择适当的螺纹尺寸和材料。

•可靠性:螺纹连接应设计为可靠的连接方式,即使在受到外部力的作用下也不易松动或脱落。

•拆卸性:螺纹连接需要方便零件的拆卸和装配,因此需要选择适当的螺纹类型和松紧方式。

•密封性:螺纹连接需要具有一定的密封性能,特别是在液压和气动系统中应用时,需要防止泄漏。

•耐磨性:螺纹连接需要具有一定的耐磨性能,特别是在高频率的拧紧和松开过程中。

二.螺旋传动1螺旋传动的概念螺旋传动是一种常用的动力传递方式,通过螺旋副的互相啮合传递动力。

螺旋传动的主要特点是具有较高的传递效率和承载能力,适用于大功率传动和重载工作。

2.螺旋传动的类型螺旋传动主要分为螺旋圆柱齿轮传动和螺旋锥齿轮传动两种类型。

螺旋圆柱齿轮传动适用于轴平行的传动,螺旋锥齿轮传动适用于轴倾斜或交叉的传动。

3.螺旋传动的优点螺旋传动相比其他传动方式具有以下优点:•传递效率高:螺旋传动具有较高的传递效率,一般可达到90%以上,适用于大功率传动。

•承载能力大:螺旋传动的螺旋副结构紧凑,齿轮之间的啮合面积大,能够承受较大的载荷。

•平稳运行:螺旋传动的齿轮啮合面积大,传动过程中啮合点多,运转平稳,减少振动和噪声。

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
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。

《机械设计》课件第五章螺纹连接和螺旋传动

《机械设计》课件第五章螺纹连接和螺旋传动

03
连接的安全性和可靠性。
04
螺旋传动的优化设计
螺旋传动的效率优化
优化设计参数
通过调整螺旋传动的几何参数,如螺 距、螺旋升角等,提高传动效率。
材料选择
加工精度
提高螺旋齿的加工精度,减少齿面粗 糙度,降低摩擦阻力,提高传动效率 。
选择具有高强度、低摩擦系数的材料 ,以减小摩擦损失,提高传动效率。
螺旋传动的刚度分析
02
螺旋传动的基本原理
螺旋传动的分类和特点
分类
根据工作原理的不同,螺旋传动可以 分为传力螺旋传动、传导螺旋传动和 调整螺旋传动。
特点
螺旋传动具有传动平稳、承载能力大 、传动精度高、易于自锁等优点,但 同时也有传动效率低、结构尺寸大、 成本高等缺点。
螺旋传动的应用场景
1 2
工业制造
螺旋传动广泛应用于各种工业制造领域,如冶金 、化工、建材等,用于驱动各种工作机构和调整 机构。
《机械设计》课件第五章螺纹连 接和螺旋传动
目 录
• 螺纹连接的基本知识 • 螺旋传动的基本原理 • 螺纹连接的设计与计算 • 螺旋传动的优化设计 • 螺纹连接和螺旋传动的实例分析
01
螺纹连接的基本知识
螺纹的种类和特点
01
02
03
04
三角形螺纹
主要用于一般连接,特点是自 锁性能好,但强度低,只能承
将进一步拓展。
03
环保与可持续发展
随着对环保和可持续发展的重视,无污染、低能耗的螺纹连接和螺旋传
动技术将受到更多关注。例如,开发无润滑油或低润滑油需求的螺纹连
接和螺旋传动系统,减少对环境的影响。
THANK YOU
未来发展趋势与展望
01

第五章螺纹联接及螺旋传动

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。

第五章螺纹连接与螺旋传动

第五章螺纹连接与螺旋传动

2 、弹簧垫圈
弹力保持一定压力 切口尖端逆向。
3 、锁紧螺母
镶嵌弹性环或尼龙圈 挤入螺纹中椭圆口螺 母。
二、 机械防松 1 、开口销与六角开槽螺母
2 、止动垫圈
止动垫圈
3 、串联钢丝
三、 永久防松
焊接
冲点
涂胶
5.5 单个螺栓连接的强度计算
一 、松螺栓连接
强度条件 或
许用应力


4F
MPa
设计公式:
d1
4 1.3F0
[ ]
mm
式中 [ ] —紧螺栓连接的许用拉应力
(3)疲劳强度计算
对于受变载荷的 螺栓连接,按静 强度设计尺寸后, 还需进行疲劳强 度校核。
疲劳强度条件为
a CBCBCm2dF12 []a
MPa
[]a
km1
KSa
MPa
式中
16
对于常用的M10~M68的普通螺栓
0.5
螺栓的当量应力(第四强度理论)
e2 3 22 3 (0 .5 )2 1 .3
螺栓的强度条件为:
校核公式: e 41d.132F [] MPa
设计公式: d1
41.3F
[]
当所需预紧力很大时,为了减小螺栓尺寸,采用套 筒、键、销来承受横向载荷。
可起定位作用。
普通螺栓连接
绞制孔螺栓连接
2、 螺钉连接
特点:被连接件不宜做成通孔。 不宜经常拆卸。
拧入深度: 铜或青铜:H=d 铸 铁:H=1.25~1.5d 铝 合 金: H=1. 5~2.5d
3、双头螺柱连接
特点:被连接件不宜做成 通孔又需要经常拆卸或用 螺钉无法安装。
拧入深度: 铜或青铜:H=d 铸 铁:H=1.25~1.5d 铝 合 金: H=1. 5~2.5d

第五螺纹联接和螺旋传动

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

《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
编辑课件
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。
编辑课件
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。
编辑课件
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
编辑课件
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
编辑课件
防止联接松动
编辑课件
提高联接的紧密性
编辑课件
(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
编辑课件
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;
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
F--轴向力, N
f--摩擦系数
例: 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牙型角 和 螺纹升角
三 、常用螺纹的特点和应用
螺纹的分类: 按牙形:三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形 螺纹、管螺纹 按母体形状:圆柱螺纹、圆锥螺纹 对螺纹的要求: 足够的强度和良好的工艺性 联接螺纹:自锁 管 螺 纹:紧密性、气密性 传动螺纹:效率高 调整螺纹:精度高 起重螺纹:效率高、自锁性好
例:用于连接的螺纹牙型为三角形,主要是因为 三角形螺纹 。 C
A、传动效率高 B、防振性好
C、牙根强度高,自锁性能好 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时, 细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能 A A、好 B、差 C、相同
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。
1 、普通螺纹
牙根强度高---
自锁性能好--- '大且 小 传动效率低--- '大且 小

故用于连接
细牙螺纹与粗 牙螺纹的比较 粗牙:常用
粗牙
细牙
细牙:自锁性能更好。常用于承受冲击、振动及变 载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中。 细牙的缺点:牙小,相同载荷下磨损快,易脱扣。
细牙螺纹的自锁性能好?
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,密封性好,适用于压强在 1.6MPa以下的连接。
6、 圆锥管螺纹
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。
5.2 螺纹连接பைடு நூலகம்基本类型与标准螺纹连接件
d2--螺纹中径 螺纹几何 关系及受力分析的基准
p--螺距 S--导程 n--线数

--螺纹升角
--牙型角 影响螺纹牙的强度
--牙侧角 影响螺纹的效率
旋向 和自锁
例:
是影响螺纹性能的主要参数,而螺纹中影
n

响螺纹升角的参数有
P

d2

螺纹的线数和旋向
二、螺纹副的受力关系、效率和自锁
圆周力:拧紧时 松开时
3、双头螺柱连接
特点:被连接件不宜做成 通孔又需要经常拆卸或用 螺钉无法安装。
拧入深度: 钢或青铜:H=d 铸 铁:H=1.25~1.5d 铝 合 金: H=1. 5~2.5d
4 、紧定螺钉连接
旋入被连接件的螺纹 孔中,顶住另一被连 接件的表面或凹坑。
固定两个零件或传递 不大的力矩。
5、其它特殊结构的螺纹连接
Ft F tan( )
Ft F tan( )
tan tan( ) tan( ) tan
效率:拧紧时
松开时
自锁条件

式中:′ --当量摩擦角
arctan f
f f ' cos
f --当量摩擦系数
地脚螺栓
吊环螺钉
T型槽螺栓
例: 当两个被连接件之一太厚,不宜制成通孔,且 B 连接不需要经常拆卸时,往往采用
A、螺栓连接 B、螺钉连接 C、双头螺柱连接 D、紧定螺钉连接
二 、标准螺纹连接件
各种螺栓
双头螺柱
各种螺钉
各种螺钉
紧定螺钉的头部 和末端
各种螺母与垫片
三 、螺纹连接零件常用材料和机械性能等级 1、常用材料:
一 、螺纹连接的基本类型 1、 螺栓连接
普通螺栓连接
螺栓和孔壁有间隙孔 的加工精度低。
绞制孔螺栓连接 螺杆与孔用过渡配合, 承受轴向载荷孔需精 制。 可起定位作用。
普通螺栓连接 绞制孔螺栓连接
2、 螺钉连接
特点:被连接件不宜做成通孔。 不宜经常拆卸。
拧入深度: 钢或青铜:H=d 铸 铁:H=1.25~1.5d 铝 合 金: H=1. 5~2.5d
3 、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。
4、 锯齿形螺纹
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。
拧紧力矩
第五章 螺纹连接与螺旋传动
连接:连接件和被连接件的组合。 动连接 可拆连接:键、花键、销、螺纹连接 静连接 不可拆连接:铆接、焊接、粘接
螺纹连接是利用螺纹零件构成的连接。 特 点:构造简单,拆装方便,工作可靠, 标准件,应用广。
5.1 螺纹
一、 螺纹的主要参数
d--螺纹大径 公称直径
d1-螺纹小径 危险截面 的计算直径
2、控制预紧力的目的:
预紧力过大,会使连接超载。 预紧力不足,可能导致连接失效。 重要的螺栓应控制预紧力。
3、拧紧力矩和预紧力的计算
拧紧螺母时的力矩和预紧力
克服螺纹副的摩擦力矩
d2 T1 F tan( ) 2
螺母与支承面的摩擦力矩
D d0 1 T2 fF 2 3 D d0
后续课程用到的几个基本概念: 由于设计时考虑不周、选材和热处理不 1.失效: 合适,制造出现缺陷、使用和维护不当 工作条件恶化等原因导致在设计寿命期内 丧失规定的功能。 断裂 塑性变形 过量的弹性变形 表面失效 破坏正常工作条件引起的失效
2.强度: 零件在载荷作用下抵抗断裂、塑性变形及表面 失效的能力。 3.刚度: 零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。
A、对螺栓材料的强度要求 B、对螺栓的制造精度要求 C、对螺栓强度和制造精度的要求
螺栓强度等级为6.8级,则该螺栓材料的最小 屈服极限近似为( A ) A、480MPa C、8 MPa B、6 MPa D、0.8 MPa
5.3 螺纹连接的预紧
1、预紧的作用:
预紧可使连接在承受工作载荷之前就受到预紧力F`的 作用,以防止连接受载后被连接件之间出现间隙或横 向滑移。预紧也可以防松。
普通连接: 低碳钢,中碳钢,如:Q215、Q235和10、15、35、 45号钢。
变载荷或有冲击、振动的重要连接:
合金钢,如: 40 Cr、15MnVB、30CrMnSi。
螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低20~40HBS。
2、螺栓、螺钉、螺柱、螺母性能等级
例:
螺栓强度等级为6.8级,其数字6.8代表( A)
相关文档
最新文档