螺纹联接与传动

第七章 螺纹联接与传动

（一）教学要求：

掌握螺纹和螺纹联接的基本知识、螺栓组联接的结构设计原则和受力分析；掌握单个螺栓联接的强度计算理论和方法，以及螺纹联接的预紧与防松措施；熟练掌握提高螺纹联接强度的各种措施。

（二）重点难点：

1、掌握单个螺栓联接的强度计算理论和方法

2、掌握螺纹联接的预紧与防松措施

（三）教学手段与方式：

课堂讲授，实物模型、课件演示、课堂练习

（四）建议学时：6

（五）教学内容：

由于使用、结构、制造、装配、运输等原因，机器中有相当多的零件需要彼此联接。 联接分为：⎩⎨

⎧—运动副。—形式做相互运动的动联接：能按一定运动

运动。相互固定，不能做相互静联接：被联接件之间

本课程所讲“联接”通常主要是指“静联接”。

联接的类型：

⎪⎪⎪⎪⎪

⎪

⎩

⎪

⎪⎪⎪⎪

⎪

⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧往失效。结构是粘接的。热时往—如飞机机翼的蜂窝状—粘接——焊接劳强度。于提高疲就停止扩展，所以有利—裂纹遇到铆钉孔后，—铆接不可拆联接—介于两者之间

—过盈联接轮毂联接）弹性环联接等（常用与用与轮毂联接）键、花键、销联接（常螺纹联接可拆联接

可拆联接：是指联接拆开时，不破坏联接中的零件。重新安装后，可以继续使用。 不可拆联接：是指拆开时，要破坏联接中的零件，不能继续使用的联接。 本章主要讨论螺纹联接的构造，计算和设计。

第一节 螺纹连接的基本知识

一、 螺纹的主要参数 螺纹分为⎩⎨⎧内螺纹

外螺纹 分为⎩⎨

⎧圆锥螺纹

圆柱螺纹

等

λ主要参数有：⎪⎪⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

⎩

⎪

⎪⎪⎪⎪

⎪⎪⎪

⎨⎧==22211 tg 10n .9nP S S .8P

.7h .6.5.4d D .3d D

.2d D .1d nP πλλ螺纹升角螺纹头数导程螺距—接触面的径向高度—工作高度牙型斜角β牙型角α。是理想直径。—其上牙厚＝牙间宽度—）（或中经—作为危险截面的直径—）（或小经—作为公称直径—）

（或大经

二、 常用的螺纹 按用途不同分为⎩⎨

⎧高传动螺纹：要求效率

好联接螺纹；要求自锁性

η

按牙型不同分为：

注：目前：除了矩形螺纹尚无标准以外，其它三种均已标准化。使用时，可查阅标准。

第二节 螺纹联接的基本类型及其预紧和防松

一、 主要联接形式

实现螺纹联接，通常有两种方式：

① 在被联接件上直接做出，内、外螺纹，把两个被联接件直接拧在一起。 ② 是利用具有，内、外螺纹的辅助零件（螺纹紧固件）来实现。 对于第二种方式，根据辅助零件的不同可以分为四种基本类型：

(⎪⎪⎪

⎩⎪

⎪

⎪⎨⎧⎩⎨

⎧紧固螺钉联接：

螺钉联接：用见教材）它们的结构、特点、应双头螺柱：

栓）铰制孔用螺栓（受剪螺螺栓）—工作中只受拉（受拉—普通螺栓螺栓联接 注意：⎪⎪⎪⎩⎪

⎪⎪

⎨⎧寸到商店买即可。对使用者，选好规格尺

标准制造。，有专门的厂家按国家螺纹紧固件都是标准件各形式的应用场合。区别。（结构和受载）注意：两种“螺栓”的

适）求会选用。（选的要合掌握：结构、特点、要 .4.3.2.1

二 、螺纹联接的拧紧 拧紧的目的：⎩⎨

⎧提高螺栓的疲劳强度。增强联接的刚性，还可

防松，保证紧密性

.2 .1

根据装配时是否拧紧分为

⎩

⎨⎧紧，不收力。—工作之前安装时不拧—松螺栓联接：紧，各零件就已受力。—工作之前安装时就拧—紧螺栓联接：

多数情况下，螺纹联接在装配时需要拧紧，称为“预紧”。预紧使联接中的零件受到的

力，称为“预紧力”。

预紧力的大小会影响联接的可靠性，强度和密封性。所以对重要的联接应控制预紧力。预紧力的控制通常是通过控制拧紧时所施加的拧紧力矩来实现的。 拧紧螺母时，需要克服的摩擦阻力矩由两部分组成： ⎩⎨

⎧21T T 支撑面的摩擦阻力矩

螺纹副上的摩擦阻力矩 （见教材计算公式）

经推导分析得拧紧力矩 T=21T T +

即 T ＝.d .F K 't

式中：'

F ——螺栓所受预紧力 d ——螺栓的直径

t K ——拧紧力矩系数。t K ≈0.2

控制拧紧力矩的常用方法是用测力矩扳手，定力矩扳手来实现。见教材上的图。 控制预紧力的更精确的方法：通过测量拧紧时螺栓的伸长量来控制'

F 。

由于摩擦系数不稳定，和加在扳手上的力难于准确控制。对于直径较小的螺栓，有时可

能会被拧断。所以，对于重要的联接，不宜采用小于M12~M16的螺栓。

三 螺纹联接的防松

螺纹联接虽然在设计上都是满足自锁条件的，但在实际中，由于会遇到冲击、振动，温度变化等因素的影响，使联接也可能出现松动现象。导致机器不能正常工作，甚至发生严重事故。所以设计时，应考虑到防宋的问题。以保证连接安全可靠。 通常采用的防松措施很多（见教材上的表，对照表讲解）。

按工作原理分为⎪⎩

⎪

⎨⎧永久止动机械防松—增大摩擦力

—摩擦防松

注：前述内容比较零散，但是都不可缺少。 （要求最起码记住几种常用的防松方法）

第三节 单个螺栓联接的受力分析和强度计算

单个螺栓联接的强度计算是螺栓联接强度计算的基础。螺栓、螺柱、螺钉联接的强度计算基本相同，本节以螺栓联接为代表，分析螺纹连接的强度计算问题。 就单个螺栓联接而言，工作中所受的载荷（力）有两种基本形式：

⎪

⎩

⎪⎨⎧⎩⎨⎧←也可用普通螺栓可用受剪螺栓向—垂直螺栓杆轴线的方—受横向力：用普通螺栓力—沿螺栓杆轴线方向的—受轴向力

：

下边就按螺栓受力方向不同，分别讨论强度计算方法。

一、受剪螺栓（铰制孔螺栓）强度计算（通常可认为不拧紧，不受预紧力） 如图所示：工作中螺栓受横向力s F 的作用。螺栓联接的可能失效形式为：

⎩⎨

⎧螺栓杆或孔壁压溃

螺栓杆的剪断

因此，针对这两种可能的失效进行剪切强度和挤压强度计算。 1. 螺栓杆的剪切强度（安全）条件为：

τ＝

[]τπ≤=m

d F

Am F s s s 24 式中：m ——螺栓受剪面数（如前面图为 m ＝2）

s d ——螺栓杆受剪面直径

［τ］——螺栓材料的许用切应力 见表5-9 2. 螺栓杆或孔壁的挤压强度（安全）条件

[]

p s S

p h

d F σσ≤=