机械设计基础-5.4螺纹联接的防松

第四节螺纹联接的防松

螺纹副的受力关系、效率和自锁

(a) 滑块等速上升时的受力分析 (b) 滑块等速下降时的受力分析

由《机械原理》可知，拧紧螺母时，可看作推动重物沿螺纹表面运动。将螺纹沿中径处展开，滑块代表螺母，螺母和螺杆间的运动可视为滑块在斜面上运动。

根据力的平衡条件可得：

旋紧螺母时作用在螺纹中径上的水平推力(圆周力)：

转动螺纹需要的转矩为：

螺杆传动的效率为：

同理，可得到松开螺母时的圆周力和效率分别为：

自锁条件为：

为当量摩擦角，，当量摩擦系数，

为实际摩擦系数，为螺旋副所受的轴向力。

三角形螺纹升角小、当量摩擦系数大，自锁性好，主要用于联接；

其余三种螺纹用于传动。为提高传动效率，线数要尽可能地多一些，但线数过多，加工困难，所以，常用的线数为2～3，最多到4。

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。

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）

(1)防松的原因：

A 、在冲击、振动和变载荷作用下，螺纹之间的摩擦力可能瞬时消失而影响正常工作；

B 、在高温或温度变化较大时，若螺栓与被联接件的温度变形差或材料的蠕变，也可能导至联接的松脱。

(2)防松方法:

A 、摩擦防松

(a)对顶螺母：两螺母拧紧后螺栓旋合段受拉而螺母受压，使螺纹副纵向压紧；

(b)弹簧垫圈防松：拧紧螺母时，垫圈被压平后的产生的弹性力使螺纹副纵向压紧；

(c)金属锁紧螺母：螺母末端椭圆口的弹性变形箍紧螺栓，横向压紧螺纹副；

(d)尼龙圈锁紧螺母：螺母末端的尼龙圈箍紧螺栓，横向压紧螺纹副；

(e)楔紧螺纹锁紧螺母：利用楔紧螺纹，使螺纹副纵、横压紧。

B、机械防松

(a)开口销与槽形螺母：利用开口销使螺栓、螺母相互约束。

(b)止动垫片：垫片约束螺母而自身又被约束在被联接件上。

(c)串联金属丝：利用金属丝使一组螺栓头部相互约束，当有松动趋势时，金属丝更加拉紧。

C、破坏螺纹副防松

利用焊住、冲点和粘合的办法破坏螺纹副，排除了螺母相对螺栓转动的可能。