机械设计基础第七章螺纹连接PPT课件
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机械基础螺纹连接与螺旋传动的课件ppt
中径（D2）
在大径和小径之间的假想圆柱直径。
线数（n）
形成螺纹的螺旋线的数目。
螺距（P）
相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。
导程（Ph）
同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴 向距离。
螺纹的强度与设计
1
螺纹的强度取决于牙型、材料、加工精度、使 用条件等因素。
2
设计时需要考虑螺纹的耐磨性、耐腐蚀性、抗 拉强度等因素。
螺旋传动的优化方案
优化材料选择
选择具有优良力学性能和抗摩擦性能的材料，以提高螺旋传动的 耐久性和稳定性。
优化结构设计
通过对结构的合理设计，减少摩擦、提高传动效率、降低噪音等 。
引入新技术
采用先进的制造工艺和新型材料，提高螺旋传动的性能和可靠性 。
螺旋传动的维护与保养
定期检查
定期检查螺旋传动的各项参数和性能指标，以及 润滑、清洁等情况。
机械基础螺纹连接与螺旋 传动的课件ppt
xx年xx月xx日
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 • 螺旋传动的应用与优化 • 螺纹连接与螺旋传动的实验方法 • 螺纹连接与螺旋传动的案例分析
01
螺纹连接的基本知识
螺纹的类型与特点
三角形螺纹
具有自锁性能好、牙根强度高、摩 擦阻力小等优点，常用于密封连接 。
描述了螺旋传动的角速度与输入转速之间的关系。根据不同 的螺旋传动类型，角速度与转速之间的关系会有所不同。
螺旋传动的动力学原理
螺旋传动的动力学方程
描述了螺旋传动在受力作用下的运动规律。通过求解方程，可以得到螺旋传 动的受力情况以及相应的运动状态。
螺旋传动的摩擦阻力矩
在大径和小径之间的假想圆柱直径。
线数（n）
形成螺纹的螺旋线的数目。
螺距（P）
相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。
导程（Ph）
同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴 向距离。
螺纹的强度与设计
1
螺纹的强度取决于牙型、材料、加工精度、使 用条件等因素。
2
设计时需要考虑螺纹的耐磨性、耐腐蚀性、抗 拉强度等因素。
螺旋传动的优化方案
优化材料选择
选择具有优良力学性能和抗摩擦性能的材料，以提高螺旋传动的 耐久性和稳定性。
优化结构设计
通过对结构的合理设计，减少摩擦、提高传动效率、降低噪音等 。
引入新技术
采用先进的制造工艺和新型材料，提高螺旋传动的性能和可靠性 。
螺旋传动的维护与保养
定期检查
定期检查螺旋传动的各项参数和性能指标，以及 润滑、清洁等情况。
机械基础螺纹连接与螺旋 传动的课件ppt
xx年xx月xx日
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 • 螺旋传动的应用与优化 • 螺纹连接与螺旋传动的实验方法 • 螺纹连接与螺旋传动的案例分析
01
螺纹连接的基本知识
螺纹的类型与特点
三角形螺纹
具有自锁性能好、牙根强度高、摩 擦阻力小等优点，常用于密封连接 。
描述了螺旋传动的角速度与输入转速之间的关系。根据不同 的螺旋传动类型，角速度与转速之间的关系会有所不同。
螺旋传动的动力学原理
螺旋传动的动力学方程
描述了螺旋传动在受力作用下的运动规律。通过求解方程，可以得到螺旋传 动的受力情况以及相应的运动状态。
螺旋传动的摩擦阻力矩
机械基础课件螺纹连接ppt
铰制孔用螺栓联接
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
2.双头螺柱联接
用两头均有螺纹的螺柱和螺母 把被联接件联接起来, 被联接件 之一为光孔、另一个为螺纹孔。 适用于被联接件之一厚度很大， 而又不宜钻通孔，但又经常拆 卸的地方。
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
螺
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
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
标准螺纹联接件
垫圈。用于同一 螺纹直径的垫圈 又分为特大、大、 普通和小的四种 规格，特大垫圈 主要在铁木结构 上使用。斜垫圈 只用于倾斜的支 承面上。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
六、螺纹联接的预紧和防松
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
2.双头螺柱联接
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.螺钉联接
五、标准螺纹联接件
标准螺纹联接件 没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任
螺纹连接及设计ppt课件
精品课件
8
粗牙螺纹与细牙螺纹的区别：
细牙螺纹的特点 小径大,螺距小,螺纹升角小,所以自锁性好,强度高,但不耐
磨,易滑扣。它适用于薄壁零件、受动载荷的联接、微调机构及 管道密封。
精品课件
9
管螺纹 用于需要密封气、液管道。
管螺纹分类 非螺纹密封的管螺纹（α＝55o） 螺纹密封的管螺纹（α＝55o）
60o圆锥管螺纹（α＝60o）
厚、经常装拆的场合
且不常装拆的场合
精品课件
14
机械设计基础——联接
紧定螺钉联接
适用场合：
• 锥端螺钉联接
• 多用于轴上零件的固定， • 平端螺钉联接
传递较小的力
• 圆柱端螺钉联接
精品课件
15
机械设计基础——联接
其他联接 • 地脚螺栓联接、吊环螺栓联接、 T形槽螺栓联接
精品课件
16
机械设计基础——联接
机械设计基础——联接
项目四 螺纹联接及设计
任务： 能根据客户给定的条件设计螺纹 1．制定螺纹设计的设计方案。 2．合理选用材料。 3．采用估算法设计螺纹直径，并进行 强度校核。
精品课件
1
• 能力目标：
• A2. 能够运用技术资料（如国家标准、相关设计手册、图册），会选用
标准零件；
• A3. 能根据客户要求，用现代方法-CAD进行通用零件、专用机械零部
件上无需切制螺纹、装拆方便
• 适用场合：承受横向载荷的场合
精品课件
13
机械设计基础——联接
双头螺栓、螺钉联接
双头螺栓联接
螺钉联接
• 特点：孔与杆间有间隙、被联接 • 特点：孔与杆间有间隙、被联接
件上无需切制螺纹、装拆方便
第七章螺纹连接和螺旋传动PPT课件
第29页/共30页
感谢您的观看！
第30页/共30页
第11页/共30页
7.垫圈
第12页/共30页
第二节 螺纹连接的预紧和防 一、螺纹连松接的预紧
装配时要拧紧螺纹，以增强连接的可靠性、紧密性和防松能力。
一般普通螺栓连接，预紧力可以凭装配经验控制。
较重要普通螺栓连接可用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力
测力矩扳手
定力矩扳手
对预紧力有精确控制的螺栓连接，可采用测量螺栓伸长量来控制 高强度螺栓连接可以用测量螺母转角的方法来控制预紧力
螺旋传动
滑动螺旋 滚动螺旋 静压螺旋
第27页/共30页
二、螺旋传动的结构和材料
1.螺母结构 1)整体螺母 2)组合螺母 3)对开螺母
2.螺杆结构
传动螺旋通常采用牙型为矩形、梯形或者锯齿形的右旋螺纹
3.材料
螺杆
1)高精度传动时多选碳素工具钢 2)需要较高硬度时，采用铬锰合金或者65Mn 3)一般情况采用45、50
3.其他防松方式
涂粘结剂
冲点防松
黏合法防松
串联钢丝防松
第16页/共30页
第三节 螺纹连接强度计算
一、螺纹连接的失效形式和设计准则
受拉螺栓的主要失效形式是塑性变形和断裂 经常拆卸会出现滑扣
设计准则：保证拉伸强度 受剪螺栓的主要实效形式是螺杆被剪断，螺杆或孔 壁被压溃 设计准则：足够的剪切强度和挤压强度
二、松螺栓强度计算
d
F
d12 /
4
d1———螺纹小径
第17页/共30页
三、紧螺栓连接
1.仅受预紧力的紧螺栓连接
e
1.3F0
d 2 / 4
1
d1
4 1.3F0
机械设计基础 第3版 教学课件 ppt 作者 王大康 第七章：连接
b)
a) 矩形螺纹
b) 非矩形螺纹
矩形螺纹相当于平滑块与平斜面的作用，非矩形螺纹相 当于楔形滑块与楔形斜面的作用。可将摩擦力的增大视为摩 擦因数和摩擦角的增大。此摩擦角称为当量摩擦角。 f f arctan fv arctan fv v cos cos 2 2
二、螺纹参数（以圆柱螺纹为例）
1．d— 大径、螺纹的公称直径。
2．d1—小径、螺纹的危险剖面直径。
3． d2—中径、是确定螺纹的几何 参数及配合性质的直径。 4．n—线数、 单线螺纹 n=1，有自锁性，用于连接。 多线螺纹 n≥2，效率高，用于传动。为便于加工，n≤4。 5．P—螺距、螺纹相邻两牙在中径线上对应点之间的轴 向距离。
2．螺旋副的效率 拧紧螺母使其旋转一周的输入功：
W 2 T d F tan( ) 1 2Q
有效功：（相当于将重物FQ升举一个导程S）
W F S d F tan 2 Q 2 Q
效率：
W ta n 2 W ta n ( ) 1
当摩擦角ρ一定时，螺旋副的效率只取决于螺纹升角 ψ的大小。但过大的升角会造成加工困难，故ψ一般应不 大于20º ～25º 。
6．S—导程 螺纹上任一点沿螺旋线旋转一周所 移动的轴向距离。 单线螺纹: S=P 多线螺纹：S=nP 7．ψ—螺纹升角
螺旋线的切线与垂直螺 纹轴线平面间的夹角。各直 径处的ψ不同，ψ指螺纹中径 处的升角。 S arctan （7-1） d2
8．α—牙形角
s ψ
πd1 πd2 πd
通过螺纹轴线的平面内螺纹牙两侧边的夹角。
常用螺纹 1．三角螺纹 （1） 普通螺纹 普通螺纹是公制螺纹，α＝60o，自锁性好，牙根厚，强 度高，多用于连接。根据螺距大小可分为普通粗牙螺纹和普 通细牙螺纹。 1）粗牙螺纹： 一般连接多采用粗牙螺纹。 2）细牙螺纹： 螺距小，自锁性好，强度高； 但不耐磨，易滑扣，不宜经常装 拆。多用于仪器中的调整螺旋， 薄壁零件连接，受冲击及变载荷 的连接。
螺纹联接的基本知识 ppt课件
ddd (a()a()a)
5-2 螺纹连接的类型
一、螺纹连接的基本类型 1、螺栓连接
（2）铰制孔螺栓连接 装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位
用，采用基孔制配合铰制孔螺栓连接。
螺栓杆受剪切和挤压 孔和螺杆多采
用基孔制配合： H7/m6，H7/n6
22
5-2 螺纹连接的类型
一、螺纹连接的基本类型 2、双头螺栓连接（Studs ）
螺杆两端无钉头，但均有 螺纹，装配时一端旋入被连接 件，另一端配以螺母。适于常 拆卸而被连接件之一较厚时。 折装时只需拆螺母，而不将双 头螺栓从被连接件中拧出。
23
5-2 螺纹连接的类型
一、螺纹连接的基本类型 3、螺钉连接（Cap Screws ）
适于被连接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经 常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情 况。
2
螺纹连接的预紧与防松
3
单个螺栓连接的强度计算
4 螺栓组连接的设计和受力分析
5
提高螺纹连接强度的措施
6
螺旋传动
5
5-1 螺纹连接的基本知识
一、螺纹的类型（Types of Screw Thread）
1、按牙型: 三角形螺纹、管螺纹 —— 连接螺纹 矩形、梯形、锯齿形螺纹—— 传动螺纹
三角形螺纹：粗牙螺纹(coarse thread)——用于紧固件 细牙螺纹(Thury thread)——同样的公称
一、螺纹连接的基本类型
1、螺栓连接(Bolt，washer and nut )
（1）普通螺栓连接
被连接件不太厚，螺杆带钉头，
Байду номын сангаас
通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺
母配合使用。装配后孔与杆间有间
螺纹连接实用PPT课件PPT课件
形式，以求各螺栓受力均匀，且便于加工装 配。 应考虑以下几个方面： 1.接合面的几何形状设计成轴对称式。
第21页/共58页
2.螺栓的布置要合理。
1).分布在同一圆周上的螺栓应取偶数且均匀 布置；
2).螺栓应有合理的间距和边距；
3).受剪螺栓应布置在载荷方向上（或平行）， 数目不超过6个；
4).联接承受转矩、弯矩时，应尽量使螺栓靠 近接合面的边缘。
当螺栓直径未知时，往往先按静强度条件（6.9）确 定螺栓的尺寸，然后验算疲劳强度(6.10)。
第18页/共58页
受剪螺栓联接
主要失效形式 :
第19页/共58页
强度计算内容： 剪切强度条件：
挤压强度条件：
第20页/共58页
（6.11） （6.12）
6.4螺栓组联接的设计
螺栓组联接的结构设计
结构设计目的： 确定合理的接合的几何形状及螺栓的布置
第36页/共58页
5).掌握螺栓组联接的受力分析； 6).了解螺纹联接的预紧、联接件的 材料和许用应力、结构设计、提 高螺栓联接强度的措施。
3.难点：受翻转力矩的螺栓组联接的受力分析。
第37页/共58页
复习思考题
1.螺纹联接预紧的作用是什么？为什么对 重要联接要控制预紧力？ 2.螺纹联接常用的防松原理有哪些？ 3.受横向载荷的螺栓组联接，什么情况下 宜采用铰制孔用螺栓？ 4.受拉紧螺栓联接中的螺栓危险截面上都 有什么应力存在？强度计算公式中1.3的含 义是什么？
第28页/共58页
4．受翻转力矩M 的螺栓组联接 图6.13
底板的静力平衡条件： 变形协调条件：
第29页/共58页
6.5提高螺栓联接强度的措施
从两方面入手： 1）减小螺栓的实际应力； 2）提高螺栓的许用疲劳强度。
第21页/共58页
2.螺栓的布置要合理。
1).分布在同一圆周上的螺栓应取偶数且均匀 布置；
2).螺栓应有合理的间距和边距；
3).受剪螺栓应布置在载荷方向上（或平行）， 数目不超过6个；
4).联接承受转矩、弯矩时，应尽量使螺栓靠 近接合面的边缘。
当螺栓直径未知时，往往先按静强度条件（6.9）确 定螺栓的尺寸，然后验算疲劳强度(6.10)。
第18页/共58页
受剪螺栓联接
主要失效形式 :
第19页/共58页
强度计算内容： 剪切强度条件：
挤压强度条件：
第20页/共58页
（6.11） （6.12）
6.4螺栓组联接的设计
螺栓组联接的结构设计
结构设计目的： 确定合理的接合的几何形状及螺栓的布置
第36页/共58页
5).掌握螺栓组联接的受力分析； 6).了解螺纹联接的预紧、联接件的 材料和许用应力、结构设计、提 高螺栓联接强度的措施。
3.难点：受翻转力矩的螺栓组联接的受力分析。
第37页/共58页
复习思考题
1.螺纹联接预紧的作用是什么？为什么对 重要联接要控制预紧力？ 2.螺纹联接常用的防松原理有哪些？ 3.受横向载荷的螺栓组联接，什么情况下 宜采用铰制孔用螺栓？ 4.受拉紧螺栓联接中的螺栓危险截面上都 有什么应力存在？强度计算公式中1.3的含 义是什么？
第28页/共58页
4．受翻转力矩M 的螺栓组联接 图6.13
底板的静力平衡条件： 变形协调条件：
第29页/共58页
6.5提高螺栓联接强度的措施
从两方面入手： 1）减小螺栓的实际应力； 2）提高螺栓的许用疲劳强度。
螺纹连接(机械设计课件)
螺 纹
锯齿形螺纹(B)
3°
30°
牙型为锯齿型，工作面的牙型边倾斜角 为3，非工作面的牙型边倾斜角为30。比梯 形螺纹牙根强度高。
螺 纹
标准螺纹与非标准螺纹
以上的螺纹有些只要标注牙型代号， 就能分辨出螺纹种类，称为标准螺纹。 有些螺纹，必须画出牙型才能加 工，例如方牙螺纹，称为非标准螺纹。
螺 纹
（6）螺纹的角度
大径d －－是螺纹的公称直径。 小径d1－－常用于强度计算。
§5-1 螺纹
中径d2－－常用于几何计算。
线数 n －－螺纹的螺旋线数目。
螺距P －－相邻两螺纹牙上对应点 间的轴向距离。
导程 S －－沿螺纹上同一条螺旋线 转一 周所移动的轴向距离，S = nP。 牙型角a－－在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。 牙型斜角β－－在轴向截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂 线之间的夹角。
GB/T 97.1-2000 8
螺纹的类型 螺纹分为 外螺纹 内螺纹 圆柱螺纹 圆锥螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 此外，还有 管螺纹： 主要用于管路的联接。 效率较高，主要用于螺旋传动
左旋
右旋
？
常用右旋
普通螺纹： 效率低，易自锁，多用于联接。
按牙型的不同分为
?
?
Fa
y
d1 d2 d
令
圆头螺钉
六角螺母
盖形螺母
开槽六角螺母
翼形螺母
§5-0 引
言
由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器 中很多零件需要彼此联接。 机械零件之间的联接分为：
静联接： 被联接件之间相互完全固定。（形锁合、摩擦锁合、材料锁合） 动联接： 被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。 本课程介绍的联接主要是静联接。 联接的类型： 螺纹联接 联 接
螺纹连接(机械设计课件)_图文
工件
卡盘
车刀
车外螺纹
车内螺纹
螺尾
螺纹收尾 退刀纹
退刀槽
外退刀槽
退出车刀
车刀 开始退刀
内退刀槽
车 刀
外螺纹制作：
把工件车到一定 的尺寸，用板牙绞 出外螺纹；
工程上大量制 造的尺寸较小的外 螺纹件用搓丝机制 作。
搓丝机搓板
板牙 工件
内螺纹制作 首先用钻头在工件上钻孔，再用丝锥攻
丝得到内螺纹。
§5-1 螺 纹
圆螺母
平垫圈
弹簧垫圈
圆螺母用止动垫圈
螺纹紧固件连接
4）螺纹紧固件的标记方法
名称 标准编号 形式与尺寸
材料 热处理 表面处理
螺纹紧固件连接
a）螺栓
标记:
螺栓 标准号 螺纹规格 × 有效长度
例:螺纹规格d=M12，公称长度L=80，性能等 级为4.8级，不进行表面处理，全螺纹，C级 的六角头螺栓：
螺栓 GB/T 5780-2000 M12×80
牙底
牙顶
小径D1、d1 中径D2、d2 大径 D、d
牙顶 内螺纹
牙底 外螺纹
⑶ 螺纹的线数n
沿一条螺旋线形成的螺 纹叫做单线螺纹；沿两条或 两条以上在轴向等距分布的 螺旋线所形成的螺纹叫做多 线螺纹。
单线螺纹
双线螺纹
⑷ 螺距和导程
螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点 之间的轴向距离P称为螺距。
同一条螺纹上相邻两牙在中径线上对 应两点之间的轴向距离Ph称为导程。
螺纹
锯齿形螺纹(B)
3° 30°
牙型为锯齿型，工作面的牙型边倾斜角 为3，非工作面的牙型边倾斜角为30。比梯 形螺纹牙根强度高。
螺纹
标准螺纹与非标准螺纹
卡盘
车刀
车外螺纹
车内螺纹
螺尾
螺纹收尾 退刀纹
退刀槽
外退刀槽
退出车刀
车刀 开始退刀
内退刀槽
车 刀
外螺纹制作：
把工件车到一定 的尺寸，用板牙绞 出外螺纹；
工程上大量制 造的尺寸较小的外 螺纹件用搓丝机制 作。
搓丝机搓板
板牙 工件
内螺纹制作 首先用钻头在工件上钻孔，再用丝锥攻
丝得到内螺纹。
§5-1 螺 纹
圆螺母
平垫圈
弹簧垫圈
圆螺母用止动垫圈
螺纹紧固件连接
4）螺纹紧固件的标记方法
名称 标准编号 形式与尺寸
材料 热处理 表面处理
螺纹紧固件连接
a）螺栓
标记:
螺栓 标准号 螺纹规格 × 有效长度
例:螺纹规格d=M12，公称长度L=80，性能等 级为4.8级，不进行表面处理，全螺纹，C级 的六角头螺栓：
螺栓 GB/T 5780-2000 M12×80
牙底
牙顶
小径D1、d1 中径D2、d2 大径 D、d
牙顶 内螺纹
牙底 外螺纹
⑶ 螺纹的线数n
沿一条螺旋线形成的螺 纹叫做单线螺纹；沿两条或 两条以上在轴向等距分布的 螺旋线所形成的螺纹叫做多 线螺纹。
单线螺纹
双线螺纹
⑷ 螺距和导程
螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点 之间的轴向距离P称为螺距。
同一条螺纹上相邻两牙在中径线上对 应两点之间的轴向距离Ph称为导程。
螺纹
锯齿形螺纹(B)
3° 30°
牙型为锯齿型，工作面的牙型边倾斜角 为3，非工作面的牙型边倾斜角为30。比梯 形螺纹牙根强度高。
螺纹
标准螺纹与非标准螺纹
机械制图螺纹连接ppt课件
旋入端
bm
A型
b L
拧紧端
bm
B型
b
L
32
4、 螺 钉
1）. 连接螺钉 种 类：开槽盘头、开槽沉头、圆柱内六角螺钉 规格尺寸：螺钉直径、螺钉长度 规定标记：名称 标准代号 螺纹代号×长度 螺钉GB/T 65 M10×50
d 开槽盘 头螺钉 d L d 开槽沉 头螺钉
L
圆柱头内 六角螺钉 L
33
螺钉的简化画法：
56
0.2d d
Ⅱ
Ⅱ 2.5:1
0.4d
0.25d
Ⅰ
Ⅰ 2.5:1
紧定螺钉连接画法
57
画图步骤：
★ 画外螺纹 ★ 确定内螺纹的端面位置 ★ 画内螺纹及其余部分投影
21
5、 螺纹局部结构的画法
1） 倒角
C2 C2
C2
2） 退刀槽
b
3） 螺尾
与轴线成30°
螺尾 只在有特殊要 求时才画，不 需标注。
22
六.)螺纹的规定标注
1.普通螺纹
螺纹代号—公差带代号—旋合长度代号
牙型代号 公称直径×螺距 旋向 L、 N、 S
螺纹紧固件有三种连接形式:
螺栓连接、螺柱连接、螺钉连接。 螺栓：用来联接两个不太厚并能钻成通孔的零件。
双头螺柱 螺钉 用于被联接件之一较厚或不允许钻成通孔 的情况。 螺钉：用于受力不大、不经常拆卸的场合。 螺柱：用于受力不大、需经常拆卸的场合。
39
螺钉
按用途分为
联接螺钉：一般连接 紧定螺钉：用于防止两相配合零件产生相对运动
13
四、） 螺纹的种类、特征代号及用途
特征 螺 纹 种 类 代号 外 形 图 用 途
机械基础-螺纹连接PPT课件
螺纹的应用：
三角形螺纹：广泛应用于零件的紧固连接。 管螺纹：多应用于管道、阀门附近连接，牙顶和牙底都是弧形。
多用于连接
矩形螺纹：传动效率高，用于螺旋传动。 梯形螺纹：广泛应用于机床的螺旋传动。 锯齿形螺纹：多用于单向螺旋传动，应用在超重机械和压力机械。
多用于传动
2022/3/22
7
任务一 螺纹连接的拆卸和装配
13
任务一 螺纹连接的拆卸和装配
2. 双头螺柱联接
特点：旋入端拧入被连接件之一的螺纹 孔中，装上另一个被连接件后，加垫圈 并用螺母紧固。拆卸时，只需拧下螺母， 故被连接件上的螺纹不易损坏。 应用：用于被连接件之一太厚或不易加 工通孔，且需经常拆卸的场合。
2022/3/22
14
任务一
连接件：
双头螺柱
2.螺纹的五要素
（1）大径大d（径D、）小－径－、螺中纹经的公称直
径。与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相
重合的假想圆柱体的直径。
小径d1(D1)－－与外螺纹牙底(或内螺
d
D
Dd22
dD11
纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径
。
中径d2(D2)－－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。
2022/3/22
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任务一 螺纹连接的拆卸和装配
2.螺纹的五要素
（2）牙型角α——牙型角是指螺纹
牙型两侧边的夹角。牙型角越小，传
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T1F0tan(v)d22
螺母与被连件摩擦力矩
T2
fcFo(D1
d0 4
)
拧紧力矩
TT1T2
15.08.2020
机械设计基础
15
当钢制螺纹M10~M68时，由螺纹几何关系和摩 擦系数可得：
T0.2F0d
F0
T 0.2d
F0大小可以根据螺栓的受力情况和连接的工作要求 决定，一般规定，拧紧后不超过螺纹连接件材料屈服强
26
机械设计基础——联接
❖ 问题： ❖ 为什么要防松？防松的原理？防松零件的装配方法？
15.08.2020
机械设计基础
27
机械设计基础——联接
7.3、螺栓联接的计算
螺栓组联接
松螺栓联接：无预紧力，只有工作拉力 紧螺栓联接：有预紧力，还有工作拉力
1 失效形式
2 设计步骤
3 松螺栓联接强度设计
4 紧螺栓联接强度设计
15.08.2020
机械设计基础
31
F
机械设计基础——联接
4 紧螺栓联接强度设计 F0
(1) 仅受预紧力的紧螺栓联接
❖ 受载荷形式—拧紧后:轴向拉伸(工作拉力F0)
T
❖
拧紧过程中:轴向拉伸F0、扭力T
❖ 失效形式—螺栓拉断 (拉、扭综合作用)
❖ 设计准则—保证螺栓拉伸强度
❖ 强度条件： ≤[]
❖ 设计计算方法：
常用连接方式
1、可拆卸连接： 拆开时不破坏连接件和被连接件。 例如：螺纹连接、键联结、销连接等
2、不可拆卸连接： 拆开时会破坏连接件或被连接件。 例如：焊接、铆接、粘接等。
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总体概述
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15.08.2020
机械设计基础
30
机械设计基础——联接
3 松螺栓联接强度设计
❖ 受载荷形式——轴向拉伸(工作拉力F) ❖ 失效形式——螺栓拉断 (静、疲劳) ❖ 设计准则——保证螺栓拉伸强度 ❖ 强度条件： ≤[] ❖ 设计计算方法：
❖ 校核式 : FA4dF12
❖ 设计式:
4F
d1 [ ]
应用： 薄壁件联接
15.08.2020
机械设计基础
螺纹连接
10
螺纹联接件实物
15.08.2020
机械设计基础
11
7.2 螺纹连接的预紧和防松
15.08.2020
机械设计基础
12
一、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
F0的作用，以防止连接受载后被连接件之间出现间隙
机械设计基础
7
2. 双头螺柱联接
工作原理： 螺栓受拉力，承 受外载
应用： 被联接件较厚， 且常拆卸处
15.08.2020
机械设计基础
螺纹连接
8
3. 螺钉联接
工作原理： 螺栓受拉承受外载
应用： 一被联件较厚， 但不常拆卸处
15.08.2020
机械设计基础
螺纹连接
9
4. 紧定螺钉联接
工作原理：
靠拧入零件螺纹孔 中的螺钉末端顶住 另一个零件的表面， 或者顶入相应的凹 坑中，将零件固定。
第七章 螺纹连接
主要内容：
1.螺纹连接的基本知识 2.螺纹连接的预紧和防松 3.单个螺栓连接的强度计算（重点） 4.螺栓组连接的设计计算与实例分析（难点） 5.提高螺栓连接强度的措施
15.08.2020
机械设计基础
4
机械设计基础——联接
7.1 螺纹联接的基本知识
一、螺纹的主要参数 二、螺纹联接件主要类型
F0
拧紧力矩T→剪应力τ 0.5
预紧拉力Fo→拉应力σ '2 3 22 3 (0 .5 )2 1 .3
❖ 校核式 :
15.08.2020
'
1.3Fo
d12 /4
[] ❖ 机械设计基础
设计式:
d1
4x1.3Fo
[ ] 32
仅受预紧力的紧螺栓联接
受横向载荷的紧螺栓联接
受轴向载荷的紧螺栓联接
受偏心载荷的紧螺栓联接
15.08.2020
机械设计基础
28
机械设计基础——联接
1 失效形式
❖ 失效形式： ❖ 1. 螺栓杆拉断（普通螺栓） ❖ 2. 螺纹压溃和剪断（受剪螺栓） ❖ 3. 经常装拆因磨损而发生滑扣
❖ 普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂 ❖ 受剪螺栓(铰制孔螺栓)主要为压溃和剪切
可靠性不高。
用于平稳、低速、重载。
15.08.2020
机械设计基础
19
2 、弹簧垫圈
其反弹力使螺纹间保持一定压 力，切口处的尖端也能阻止螺母转 动脱落。
不十分可靠，用于不太重要的 连接。
15.08.2020
机械设计基础
20
3 、锁紧螺母ห้องสมุดไป่ตู้
镶嵌弹性环或尼龙圈 挤入螺纹中椭圆口螺 母。
15.08.2020
或横向滑移。预紧也可以防松。
2、控制预紧力的目的：在于增加连接的可靠性、紧
密性和防松能力。
预紧力过大，会使连接超载。
预紧力不足，可能导致连接失效。
1重5.08要.202的0 螺栓应控制预紧力机械。设计基础
13
3、拧紧力矩和预紧力的计算
15.08.2020
拧紧螺母时机械的设计力基础矩和预紧力
14
螺纹副摩擦力矩
15.08.2020
机械设计基础
5
机械设计基础——联接
二、螺纹联接件主要类型
标准螺纹联接件 ❖ 1.螺栓
普通螺栓 铰制孔螺栓
❖ 2.双头螺栓 ❖ 3.螺钉
联接螺钉 紧定螺钉、自攻螺钉
15.08螺.202纹0 联接件通过组合形机械成设计螺基础纹联接
6
1. 螺栓联接
螺纹连接
15.08.2020
机械设计基础
21
（二）、 机械防松 1 、开口销
15.08.2020
机械设计基础
22
2 、止动垫圈
15.08.2020
机械设计基础
23
15.08.2020
机械设计基础 止动垫圈
24
3 、串联钢丝
15.08.2020
机械设计基础
25
（三）、 永久防松
焊接
15.08.2020
冲点
机械设计基础
涂胶
15.08.2020
机械设计基础
29
机械设计基础——联接
2 设计步骤
一般设计步骤： ❖ 螺栓组受力和失效分析→找出受力最大的螺栓→ 单个螺栓
受力分析和失效分析 →单个螺栓强度计算→确定螺栓的尺 寸（直径、长度）
❖ 试算法：先选定一个螺栓直径d ——查[]——计算d1。 ❖ 若d1与d1（假定的小径）相近，则合用；否则再选
度的80％。
15.08.2020
机械设计基础
16
机械设计基础——联接
4、装配时控制预紧力的方法
❖ 定力矩扳手
❖ 测力矩扳手
15.08.2020
机械设计基础
17
定力矩扳手
15.08.2020
机械设计基础
18
二、螺纹连接的防松
（一） 、摩擦防松
1 、双螺母
在螺母和螺栓之间形成内力， 保证摩擦力。
结构简单、使用方便。
螺母与被连件摩擦力矩
T2
fcFo(D1
d0 4
)
拧紧力矩
TT1T2
15.08.2020
机械设计基础
15
当钢制螺纹M10~M68时，由螺纹几何关系和摩 擦系数可得：
T0.2F0d
F0
T 0.2d
F0大小可以根据螺栓的受力情况和连接的工作要求 决定，一般规定，拧紧后不超过螺纹连接件材料屈服强
26
机械设计基础——联接
❖ 问题： ❖ 为什么要防松？防松的原理？防松零件的装配方法？
15.08.2020
机械设计基础
27
机械设计基础——联接
7.3、螺栓联接的计算
螺栓组联接
松螺栓联接：无预紧力，只有工作拉力 紧螺栓联接：有预紧力，还有工作拉力
1 失效形式
2 设计步骤
3 松螺栓联接强度设计
4 紧螺栓联接强度设计
15.08.2020
机械设计基础
31
F
机械设计基础——联接
4 紧螺栓联接强度设计 F0
(1) 仅受预紧力的紧螺栓联接
❖ 受载荷形式—拧紧后:轴向拉伸(工作拉力F0)
T
❖
拧紧过程中:轴向拉伸F0、扭力T
❖ 失效形式—螺栓拉断 (拉、扭综合作用)
❖ 设计准则—保证螺栓拉伸强度
❖ 强度条件： ≤[]
❖ 设计计算方法：
常用连接方式
1、可拆卸连接： 拆开时不破坏连接件和被连接件。 例如：螺纹连接、键联结、销连接等
2、不可拆卸连接： 拆开时会破坏连接件或被连接件。 例如：焊接、铆接、粘接等。
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机械设计基础
30
机械设计基础——联接
3 松螺栓联接强度设计
❖ 受载荷形式——轴向拉伸(工作拉力F) ❖ 失效形式——螺栓拉断 (静、疲劳) ❖ 设计准则——保证螺栓拉伸强度 ❖ 强度条件： ≤[] ❖ 设计计算方法：
❖ 校核式 : FA4dF12
❖ 设计式:
4F
d1 [ ]
应用： 薄壁件联接
15.08.2020
机械设计基础
螺纹连接
10
螺纹联接件实物
15.08.2020
机械设计基础
11
7.2 螺纹连接的预紧和防松
15.08.2020
机械设计基础
12
一、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
F0的作用，以防止连接受载后被连接件之间出现间隙
机械设计基础
7
2. 双头螺柱联接
工作原理： 螺栓受拉力，承 受外载
应用： 被联接件较厚， 且常拆卸处
15.08.2020
机械设计基础
螺纹连接
8
3. 螺钉联接
工作原理： 螺栓受拉承受外载
应用： 一被联件较厚， 但不常拆卸处
15.08.2020
机械设计基础
螺纹连接
9
4. 紧定螺钉联接
工作原理：
靠拧入零件螺纹孔 中的螺钉末端顶住 另一个零件的表面， 或者顶入相应的凹 坑中，将零件固定。
第七章 螺纹连接
主要内容：
1.螺纹连接的基本知识 2.螺纹连接的预紧和防松 3.单个螺栓连接的强度计算（重点） 4.螺栓组连接的设计计算与实例分析（难点） 5.提高螺栓连接强度的措施
15.08.2020
机械设计基础
4
机械设计基础——联接
7.1 螺纹联接的基本知识
一、螺纹的主要参数 二、螺纹联接件主要类型
F0
拧紧力矩T→剪应力τ 0.5
预紧拉力Fo→拉应力σ '2 3 22 3 (0 .5 )2 1 .3
❖ 校核式 :
15.08.2020
'
1.3Fo
d12 /4
[] ❖ 机械设计基础
设计式:
d1
4x1.3Fo
[ ] 32
仅受预紧力的紧螺栓联接
受横向载荷的紧螺栓联接
受轴向载荷的紧螺栓联接
受偏心载荷的紧螺栓联接
15.08.2020
机械设计基础
28
机械设计基础——联接
1 失效形式
❖ 失效形式： ❖ 1. 螺栓杆拉断（普通螺栓） ❖ 2. 螺纹压溃和剪断（受剪螺栓） ❖ 3. 经常装拆因磨损而发生滑扣
❖ 普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂 ❖ 受剪螺栓(铰制孔螺栓)主要为压溃和剪切
可靠性不高。
用于平稳、低速、重载。
15.08.2020
机械设计基础
19
2 、弹簧垫圈
其反弹力使螺纹间保持一定压 力，切口处的尖端也能阻止螺母转 动脱落。
不十分可靠，用于不太重要的 连接。
15.08.2020
机械设计基础
20
3 、锁紧螺母ห้องสมุดไป่ตู้
镶嵌弹性环或尼龙圈 挤入螺纹中椭圆口螺 母。
15.08.2020
或横向滑移。预紧也可以防松。
2、控制预紧力的目的：在于增加连接的可靠性、紧
密性和防松能力。
预紧力过大，会使连接超载。
预紧力不足，可能导致连接失效。
1重5.08要.202的0 螺栓应控制预紧力机械。设计基础
13
3、拧紧力矩和预紧力的计算
15.08.2020
拧紧螺母时机械的设计力基础矩和预紧力
14
螺纹副摩擦力矩
15.08.2020
机械设计基础
5
机械设计基础——联接
二、螺纹联接件主要类型
标准螺纹联接件 ❖ 1.螺栓
普通螺栓 铰制孔螺栓
❖ 2.双头螺栓 ❖ 3.螺钉
联接螺钉 紧定螺钉、自攻螺钉
15.08螺.202纹0 联接件通过组合形机械成设计螺基础纹联接
6
1. 螺栓联接
螺纹连接
15.08.2020
机械设计基础
21
（二）、 机械防松 1 、开口销
15.08.2020
机械设计基础
22
2 、止动垫圈
15.08.2020
机械设计基础
23
15.08.2020
机械设计基础 止动垫圈
24
3 、串联钢丝
15.08.2020
机械设计基础
25
（三）、 永久防松
焊接
15.08.2020
冲点
机械设计基础
涂胶
15.08.2020
机械设计基础
29
机械设计基础——联接
2 设计步骤
一般设计步骤： ❖ 螺栓组受力和失效分析→找出受力最大的螺栓→ 单个螺栓
受力分析和失效分析 →单个螺栓强度计算→确定螺栓的尺 寸（直径、长度）
❖ 试算法：先选定一个螺栓直径d ——查[]——计算d1。 ❖ 若d1与d1（假定的小径）相近，则合用；否则再选
度的80％。
15.08.2020
机械设计基础
16
机械设计基础——联接
4、装配时控制预紧力的方法
❖ 定力矩扳手
❖ 测力矩扳手
15.08.2020
机械设计基础
17
定力矩扳手
15.08.2020
机械设计基础
18
二、螺纹连接的防松
（一） 、摩擦防松
1 、双螺母
在螺母和螺栓之间形成内力， 保证摩擦力。
结构简单、使用方便。