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"
螺纹连接和螺旋传动【共35张】
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。
《机械设计基础》第九章 螺纹联接和螺旋传动
止动垫片防松
原理：螺钉拧紧后，将双耳止动垫圈 分别向螺母和被联接件的侧面折 弯贴紧，即可将螺钉琐住。 特点：结构简单，使用方便，防松可靠。 串联钢丝防松
原理：用钢丝穿入各螺钉头部的孔内， 将各螺钉串联起来，使其相互制动。 但需注意钢丝的穿入方向。 特点：适用于螺钉组联接，拆卸不便。
机械设计基础
对顶螺母防松 原理：两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始 终受到附加的压力和摩擦力的作用。 特点：结构简单，防松效果好，适用于低速、 平稳和重载的固定装置的联接。 尼龙圈锁紧螺母防松 原理：螺母中嵌有尼龙圈，装配后尼龙圈 内孔被胀大，箍紧螺栓。 特点：尼龙弹性好，与螺纹牙接触紧密， 摩擦大。但不宜用于频繁装拆和高温 场合。 机械设计基础
机械设计基础
弹簧垫圈防松 原理：螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的反 弹力使旋合螺纹间压紧。同时垫圈斜口 的尖端抵住螺母与被联接件的支承面也 有防松作用。 特点：结构简单，使用方便，但在振动冲击 载荷作用下，防松效果较差，用于一般 的联接。 弹性带齿垫圈防松 原理：与弹簧垫圈相似。 特点：分外齿和内齿，无开口，弹力均匀， 比弹簧垫圈防松效果好。但它不宜用于 经常装拆或材料较软的被联接件。 机械设计基础
冲点防松 原理：拧紧螺母后，在内外螺纹 的旋合缝隙处用冲头冲几个 点，使其发生塑性变形，防 止螺母退出。 特点：属破坏性防松，不能重复 装拆，用于一次性联接。 胶接防松 原理：用粘合剂涂于螺纹旋合表 面，拧紧螺母后粘合剂能自 行固化，起到防松效果。 机械设计基础
9.4.3 螺栓组联接结构设计注意事项
机械设计基础
9.2 螺旋副的受力分析、自锁和效率
螺纹联接与螺旋传动都要借助外螺纹和内螺纹组成螺旋副。螺旋副按牙 型不同可分为牙型角α=0（矩形螺纹）和牙型角α≠0两大类。
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
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。
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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