常用传动方式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
电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 2第二章 螺纹连接和螺旋传动

§2—2 螺纹标记
2.55°密封管螺纹的标记
(1)由螺纹特征代号和尺寸代号组成 Rp3/4——尺寸代号为3/4的右旋圆柱内螺纹 R13——尺寸代号为3的与圆柱内螺纹配合的右旋圆锥外螺纹 (2)左旋螺纹在尺寸代号后面加注“LH” Rc3/4LH——尺寸代号为3/4的左旋圆锥内螺纹
(3)螺旋副的特征代号为“Rp/R1”或“Rc/R2” Rc/R23——尺寸代号3、右旋圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的螺旋副
§2—1 螺纹的基本知识
二、螺纹的形成
某一平面图形沿圆 柱(或圆锥)表面 上的螺旋线运动, 形成的具有相同断 面的连续凸起和沟 槽称为螺纹
§2—1 螺纹的基本知识
外螺纹:在圆柱 (或圆锥)外表 面上形成的螺纹
内螺纹:在圆柱 (或圆锥)内表 面上形成的螺纹
§2—1 螺纹的基本知识
三、螺纹的种类
常见螺纹的种类、特征代号和牙型
(1)单线螺纹的尺寸代号 单线螺纹的尺寸代号为“公称直径×螺距” 粗牙普通螺纹不标螺距,细牙普通螺纹必须注出螺距
§2—2 螺纹标记
“M8×1”——公称直径8mm、螺距1mm、单线细牙螺纹 “M8”——公称直径8mm、螺距1.25mm、单线粗牙螺纹
(2)多线螺纹的尺寸代号 多线螺纹的尺寸代号为“公称直径×Ph导程P螺距” M16×Ph3P1.5 ——公称直径16mm、螺距1.5mm、导程3mm、双线螺纹
§2—3 螺纹连接
5.内六角圆柱头螺钉
螺钉 GB/T 70.1 M10×35
表示:内六角圆柱头螺钉,规格尺寸(螺纹大径d)
为10mm,公称长度l为35mm
§2—3 螺纹连接
6.开槽锥端紧定螺钉
螺钉 GB/T 71 M6×15
表示:开槽锥端紧定螺钉,规格尺寸(螺纹大径d) 为6mm,公称长度l为15mm
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。
机械设计螺旋传动与螺纹联接

机械设计螺旋传动与螺纹联接引言螺旋传动和螺纹联接是机械设计中常见的两个概念。
螺旋传动是指通过螺旋齿轮或蜗杆传递力和运动的机械传动方式,而螺纹联接则是指通过螺纹连接来实现两个工件的固定或拆卸。
本文将对机械设计中螺旋传动和螺纹联接的原理、特点和应用进行详细介绍。
螺旋传动原理螺旋传动是一种通过螺旋齿轮或蜗杆将输入轴的运动转化为输出轴的运动的机械传动方式。
螺旋齿轮传动是通过螺旋形状的齿来传递力和运动,而蜗杆传动则是通过蜗杆和蜗轮的配合来实现传动。
特点螺旋传动具有以下特点:1.能够传递较大的力矩和轴向力;2.传动效率高,传动比准确;3.传动平稳,噪音低,运动精度高;4.适用于大功率、大速比的传动。
应用螺旋传动在机械设计中有广泛的应用,常见的应用包括:1.工程机械领域,如挖掘机、起重机等的行走、转动传动;2.机床领域,如数控机床的进给系统、主轴传动等;3.冶金、石油、化工等工业领域的设备传动。
螺纹联接原理螺纹联接是通过螺纹连接来实现两个工件的固定或拆卸。
螺纹是一种具有螺旋纹形的连接方式,通常由螺纹孔和螺纹柱两部分组成。
特点螺纹联接具有以下特点:1.能够承受较大的拉力和剪力;2.连接可靠,安全性高;3.配合精度要求高,需保持良好的配合状态才能实现联接或拆卸。
应用螺纹联接在机械设计中被广泛应用,常见的应用包括:1.螺钉和螺母的连接,如螺栓连接;2.各类机械和设备的组装,如汽车发动机的各个部件的联接;3.管道连接,如常见的水管、气管的螺纹连接。
螺旋传动与螺纹联接的比较螺旋传动和螺纹联接虽然都是通过螺纹形状来实现传动或连接,但两者在原理和应用场景上有所不同。
螺旋传动和螺纹联接的主要区别在于其功能和载荷的不同。
螺旋传动通过螺旋齿轮或蜗杆传递力和运动,主要用于传递力矩和运动,适用于大功率、大速比的传动。
而螺纹联接是通过螺纹连接来实现固定或拆卸,主要用于承受拉力和剪力,适用于连接工件或管道。
此外,螺旋传动和螺纹联接的加工精度和配合要求也有所不同。
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。
机械设计第五章螺纹连接和螺旋传动

F2
d12 /
4
应力幅:
m in
F0
d12 / 4
a
max min
2
F2 F0
d12 4
Cb Cb Cm
2F
d12
安全系数:
min C :
S
ca
2 1tc (K ) min (K )(2 a min )
S
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 79 倾覆力矩
F0
F0
8
率
T1
Q
d2 2
tg
v
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 33
F Qtg v
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 34
螺纹自锁条件: f < jv
螺纹效率:
tgf tg(f jv )
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 35
螺栓组的布局
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 36
TT2 2
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 42
§ 5-2 螺栓的强度计算
1) 失效形式: 断裂, 压溃
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 43 2) 松螺栓联接计算
crane
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 44
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 45
校核公式:
F
4
d12
[ ]
吊环螺钉
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 29
防盗螺母
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 30
螺栓的防松
摩擦防松
锁紧螺母
机械设计 第五章 螺纹连接和螺旋传动 31 机械防松
开口销
split cotter pin
螺纹连接和螺旋传动

为了便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高生 产率,广泛地使用各种连接。因此设计者应了解各种机器 中常用的连接方法、连接种类、特点和应用,熟悉连接设 计的准则,掌握好设计的方法。 动连接---运动副 机械连接 静连接
不可拆连接 可拆连接
焊接、铆接、胶接 螺纹连接、键连接、销连接
在设计被连接零件时,应同时决定所要采用 的连接类型。连接类型的选择是以使用要求及经 济要求为依据的。一般,采用不可拆连接多由于 制造及经济上的原因;采用可拆连接多由于结构、
升角的计算式为:
S nP arctan arctan d 2 d 2
接触高度h-内、外螺纹旋合后的 接触面的径向高度。
M10; M10×1;
§5-2 螺纹连接的类型与标准连接件
联接类型与标准件2
一、标准螺纹连接件
螺纹连接的类型很多,螺栓、螺柱、螺钉、螺母等称为螺纹联接件。 在机械制造中常见的螺纹连接件的结构型式和尺寸都已经标准化,设计 时可以根据有关标准选用。
自攻螺钉螺纹
自攻螺钉用螺纹与普通螺纹相比,牙型相同,但是 在相同的大径时,自攻螺纹的螺距大而小径则略小。自 攻螺钉用螺纹已是一种标准化的螺纹。
管螺纹
管螺纹是用于管子连接的螺纹,其螺纹牙分布在圆锥体上。
常用的管螺纹根据牙型角的不同可分为55°和60°的管螺纹。 管螺纹根据其密封的性能,可将其分为密封管螺纹和非密封 管螺纹。密封管螺纹的螺旋副本身具有密封和机械连接两种功能; 非密封管螺纹则螺旋副本身仅具有机械连接一种功能,但它可以 锁紧螺纹以外的密封结构。 管螺纹的尺寸规格直接采用相应管子的尺寸规格,选用时只 能使用与管子具有相同尺寸规格的管螺纹。 G1/4"; ZG1/4"
- 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、"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、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)。
制配合铰制孔螺栓联接。
aaa
2、双头螺栓联接——螺杆两端无钉头,但均有螺纹,装配时
dd
一端旋入被联接件,另一端配以螺母。
适于常拆卸而被联接件之一较厚时。折
装时只需拆螺母,而不将双头螺栓从被 联接件中拧dd 出。
HH l2l2
l3l3 HH l1l1 l2l2
(a()a)
dd
(b(b) )
3、螺钉联接——适于被联接件之一较
一、螺纹的类型 1、按牙型: 三角形螺纹、管螺纹 ——联接螺纹
矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹
三角形螺纹
螺纹内螺纹内螺纹内 66060°0°°
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
矩形螺纹
螺纹内螺纹内螺纹内
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
ddd dd2d22 dd1d11 ddd dddd21dd2121
ddd ddd2d1dd2121
ddd dd2d2 2 dd1d1 1
PPP LL=L=n=nPn(PP(n(n=n=2=)2)2) LLL
ddddd2d22dd1d1 1
hhh
PPP LL=L=n=nPn(P(Pn(n=n=2=)2)2) LLL
dddd2dd2 2 dd1d1 1
hhh
ddddd2d22dd1d1 1
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
3)螺钉 与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
4)紧定螺钉 锥 端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 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 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
5)自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹
6)螺母
任务1.为什么许多机器、结构用螺纹连接? 在没有螺纹连接前怎么连接的?常出现什 么问题?
任务2.螺纹(螺旋线)是怎样形成的? (可以用数学、物理、直观、口语描述)
任务3.举出你所见到的螺纹连接应用实例, 并指出属于哪一类?(如螺钉、螺帽、梯 形螺纹等)
任务4.举出你所见到的螺旋传动应用实例.
2.管螺纹
55
3.矩形螺纹
根据螺纹制作在柱面或锥面上 分类:圆柱管螺纹——低压场 合
圆锥管螺纹——高温、高压 或密封性要求较高的场合
应用:传力或传导螺旋
4.梯形螺纹
5.锯齿形螺纹
应用:传力或传导螺旋
应用:单向受力的传力螺 旋
四、螺纹联接主要类型
1、螺栓联接 a) 普通螺栓联接——被联接件不太厚,螺杆带钉头,通孔不
预紧目的——保持正常工作。如汽缸螺栓联接,有紧 密性要求,防漏气,接触面积要大,靠摩 擦力工作,增大刚性等。
增大刚性——增加联接刚度、紧密性和提高防松能力 预紧力QP——预先轴向作用力(拉力)
预紧 过紧——拧紧力QP过大,螺杆静载荷增大、降低
本身强度 过松——拧紧力QP过小,工作不可靠
由于直径过小的螺栓,容易在拧紧时过载拉断, 所以对于重要的联接不宜小于M10~M14
dd0 d0 0
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,并在工
作中不许消失,结构简单,装拆方便
l1l1l1
,可多个装拆,应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ广。
aaa
ddd (a()a()a)
(b()b()b)
dd0 d0 0
b) 精密螺栓联接——装配后无间隙,主要承受横
向载荷,也可作定位用,采用基孔
l1l11l1
l3l3 HH l1l1 l2l2
厚(上带螺纹孔),不需
经常装拆,一端有螺钉头,
dd
HH l2l2
不需螺母,适于受载较小
情况
4、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。
(b(b))
(b(b))
特殊联接:地脚螺栓联接 吊环螺钉联接
单头螺纹(n=1)——用 于联接
双头螺纹(n=2)——如 图
多线螺纹(n≥2)——用 于传动
二、螺纹的主要参数
1)外径(大径)d(D)——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱 面直径,亦称公称直径
2)内径(小径)d1(D1) ——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱 面直径
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,d2≈0.5(d+d1)
六角螺母:标准,扁,厚
圆螺母+止退垫圈——带有缺口, 应用时带翅垫圈内舌嵌入轴 槽中,外舌嵌入圆螺母的槽 内,螺母即被锁紧。
7)垫圈
1、预紧
六、螺纹联接的预紧和防松
螺纹联接:松联接——在装配时不拧紧,只存受外 载时才受到力的作用
紧联接——在装配时需拧紧,即在承载时, 已预先受力,预紧力QP
六、螺纹联接的预紧和防松
五、螺纹联接件
1)螺栓 普通螺栓 ——六角头,小六角头,标准六角头, 大六角头, 内六角
铰制孔螺栓——螺纹部分直径较小螺母
1155°°~~3300°° rr
辗辗制制末末端端
dada dsds dd ee
kk' ' lsls lglg
ss
kk
ll
2)双头螺柱——两端带螺纹 A型——有退刀槽 B型——无退刀槽
9)牙型斜角β——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角
ddd dd2d2 2 dd1d1 1
PPP LL=L=n=nPn(PP(n(n=n=2=)2)2) LLL
ddddd2d22dd1d1 1
hhh
三、常用螺纹的种类、特点与应用 1.普通螺纹
粗牙螺纹:螺距最大—— 广泛用于各种紧固连接 细牙螺纹:螺距最小——常用于细小零件、薄壁零 件或受冲击、振动和变载荷的连接,还可用于微调 机构的调整。
ddd dd2d22 dd1d11
梯形螺纹
螺纹内螺纹内螺纹内
33030°0°°
PPP
外螺纹外螺纹外螺纹
锯齿形螺纹
螺 纹内螺 纹内螺 纹内
33°3°°
3P3P03P0°0°° 外 螺 纹外 螺 纹外 螺 纹
2、按位置: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: 左旋——如图 右旋——常用 4、根据螺旋线头数:
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:L=nP
7)螺旋升角ψ——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
arctgL
/d 2
arctg
nP
d 2
8)牙型角α ——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角