螺纹联接的预紧与防松PPT课件
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螺纹连接的预紧和防松
并取： tgρ’ = f ’ =0.15
得： τ ≈ 0.5 σ 螺栓材料为塑性材料，受拉伸和扭剪复合应力作 用，由“第四强度理论”有：
计算应力：
c 2 3 2 2 3(0.5 )2
1.3
由此可见：受拉伸与扭剪复合应力作用的螺栓连接，可 以只按受拉伸应力来计算，但必须将拉应力加大30%， 以考虑剪应力的影响。
[
]
其中：Fa =F0
➢ 铰制孔用螺栓连接
• 剪切应力
F
4
d02m z
[ ]
F/2 F
d0——螺栓孔直径，mm；
F/2
[τ] ——许用切应力，MPa。
m----接合面数目；
z----螺栓个数。
• 挤压应力
F
p zd0 hmin [ p ]
F/2
h1
F
h2
h3
F/2
hmin——螺栓与孔壁间挤压面的最小高度
4 单个螺栓所受的轴向外载荷为: 螺栓所受轴向总载荷： Fa
Fa=FE+FR
F FE z
残余预紧力的确定：
1）工作载荷无变化： FR=(0.2～0.6)FE
2）工作载荷有变化： FR=(0.6～1)FE
3）有紧密性要求： FR=(1.5～1.8)FE
强度条件：
1.3Fa
d12 / 4
[
]
§10－7螺栓的材料和许用应力
限σb 比值的10倍。 σs =第一数字×第二数字×10 例：4.6级螺栓 σb=4×100=400MPa，σs=4×6×10=240MPa
3.螺纹连接的许用应力
见教材表10-6、10-7
本 次 课 重 点回顾
1. 螺纹连接的防松方法
2. 松螺栓强度条件
得： τ ≈ 0.5 σ 螺栓材料为塑性材料，受拉伸和扭剪复合应力作 用，由“第四强度理论”有：
计算应力：
c 2 3 2 2 3(0.5 )2
1.3
由此可见：受拉伸与扭剪复合应力作用的螺栓连接，可 以只按受拉伸应力来计算，但必须将拉应力加大30%， 以考虑剪应力的影响。
[
]
其中：Fa =F0
➢ 铰制孔用螺栓连接
• 剪切应力
F
4
d02m z
[ ]
F/2 F
d0——螺栓孔直径，mm；
F/2
[τ] ——许用切应力，MPa。
m----接合面数目；
z----螺栓个数。
• 挤压应力
F
p zd0 hmin [ p ]
F/2
h1
F
h2
h3
F/2
hmin——螺栓与孔壁间挤压面的最小高度
4 单个螺栓所受的轴向外载荷为: 螺栓所受轴向总载荷： Fa
Fa=FE+FR
F FE z
残余预紧力的确定：
1）工作载荷无变化： FR=(0.2～0.6)FE
2）工作载荷有变化： FR=(0.6～1)FE
3）有紧密性要求： FR=(1.5～1.8)FE
强度条件：
1.3Fa
d12 / 4
[
]
§10－7螺栓的材料和许用应力
限σb 比值的10倍。 σs =第一数字×第二数字×10 例：4.6级螺栓 σb=4×100=400MPa，σs=4×6×10=240MPa
3.螺纹连接的许用应力
见教材表10-6、10-7
本 次 课 重 点回顾
1. 螺纹连接的防松方法
2. 松螺栓强度条件
螺纹连接的预紧和防松.pptx
FE
F z
603186031.8N 10
第25页/共47页
残余预紧力（有紧密性要求）：
FR 1.6FE 1.6 6031 .8 9650 .88N
螺栓工作时的计算载荷：
Fa FE FR 6031 .8 9650 .88 15682 .68N
3.强度计算 强度条件式：
1.3Fa
4
d12
'
)
Fa
d12 /
4
第8页/共47页
对于M10~M68的普通螺纹，取d1、d2和ψ的平均值，
并取： tgρ’ = f ’ =0.15
得： τ ≈ 0.5 σ 螺栓材料为塑性材料，受拉伸和扭剪复合应力作 用，由“第四强度理论”有：
计算应力：
c 2 3 2 2 3(0.5 )2
1.3
由此可见：受拉伸与扭剪复合应力作用的螺栓连接，可 以只按受拉伸应力来计算，但必须将拉应力加大30%， 以考虑剪应力的影响。
第15页/共47页
2. 螺栓性能等级代号的意义：
第一数字：表示螺栓材料抗拉强度极限σb 的 1/100。 σb =第一数字×100
第二数字：表示螺栓材料的屈服极限σs 与强度极 限σb 比值的10倍。 σs =第一数字×第二数字×10
例：4.6级螺栓
σb=4×100=400MPa，σs=4×6×10=240MPa
截面尺寸：b×h 按轴径d来选择 2. 尺寸选择：
长度：L 按轮毂长度L′而定 L =L′-（5～10mm），且圆整为标准系列
3. 强度校核
第43页/共47页
练习题
一、填空
1. 弹簧垫圈属于
防松方法，串联钢丝属于
防松方法。
2. 5.6级螺栓的屈服极限是
螺纹连接作业.pptx
作业
按工作原理的不同，防松的方法可分为摩擦防松、机械防松 和永久防松（破坏螺纹副关系防松）等。 具体的防松装置有： 摩擦防松：对顶螺母、自锁螺母、弹簧垫圈； 机械防松：开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、圆螺母和带翅垫片、 串联钢丝； 破坏螺纹副关系防松：冲点法、粘接法、焊接法。
10-6图示螺栓连接结构中，进行预紧力计算时，螺栓的数目z.接合 面的数目m应取多少？
10-9 销有哪几种类型？各用于何种场合？
答：销有定位销、连接销和安全销三种类型。 定位销：用于固定零件的相互位置，是组合加工和装配时的重 要辅助零件。 连接销：传递不大的载荷。失效形式为剪断和压溃。 安全销：作安全装置中的过载剪断元件。
第5页/共23页
作业
10-10一牵曳钩用2个M10(d1=8.736mm)的普通螺栓固定于机体上。
满足强度条件
第18页/共23页
10-17 结构改错（在原图上改正）。
作业
a) 铰制孔用螺栓连接
b) 普通螺栓螺栓连接 c) 双头螺柱连接 d) 螺钉连接
第19页/共23页
作业
a) 铰制孔用螺栓连接
b) 普通螺栓螺栓连接
c) 双头螺柱连接
d) 螺钉连接
第20页/共23页
10-17 结构改错（在原图上改正）。
41.3 4400 7.792mm
120
取M10，d1=8.376mm>7.792mm
第16页/共23页
作业
10-16 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间采用普通平键连接。已知轴 传递的转矩T=1000 N·m，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器的材料为HT200，工作时 有轻微冲击，联接处轴及轮毂尺寸如图所示。试选择键的类型和尺寸，并校核其强度。
按工作原理的不同，防松的方法可分为摩擦防松、机械防松 和永久防松（破坏螺纹副关系防松）等。 具体的防松装置有： 摩擦防松：对顶螺母、自锁螺母、弹簧垫圈； 机械防松：开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、圆螺母和带翅垫片、 串联钢丝； 破坏螺纹副关系防松：冲点法、粘接法、焊接法。
10-6图示螺栓连接结构中，进行预紧力计算时，螺栓的数目z.接合 面的数目m应取多少？
10-9 销有哪几种类型？各用于何种场合？
答：销有定位销、连接销和安全销三种类型。 定位销：用于固定零件的相互位置，是组合加工和装配时的重 要辅助零件。 连接销：传递不大的载荷。失效形式为剪断和压溃。 安全销：作安全装置中的过载剪断元件。
第5页/共23页
作业
10-10一牵曳钩用2个M10(d1=8.736mm)的普通螺栓固定于机体上。
满足强度条件
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10-17 结构改错（在原图上改正）。
作业
a) 铰制孔用螺栓连接
b) 普通螺栓螺栓连接 c) 双头螺柱连接 d) 螺钉连接
第19页/共23页
作业
a) 铰制孔用螺栓连接
b) 普通螺栓螺栓连接
c) 双头螺柱连接
d) 螺钉连接
第20页/共23页
10-17 结构改错（在原图上改正）。
41.3 4400 7.792mm
120
取M10，d1=8.376mm>7.792mm
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作业
10-16 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间采用普通平键连接。已知轴 传递的转矩T=1000 N·m，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器的材料为HT200，工作时 有轻微冲击，联接处轴及轮毂尺寸如图所示。试选择键的类型和尺寸，并校核其强度。
10-5 螺纹联接的预紧和防松
系
Fa
F0
kb F kb kc
F1
F0
km F kb km
F0
1 kb F kb kc
kb和kc分别为螺栓和被连接件的刚度
螺栓的相对刚度 kb
其大小与螺栓和被kb 连kc接件的结构尺寸、材料以及垫
片、工作载荷的作用位置有关
相对刚度较大时，工作载荷作用后，总压力有较大 的增加。
相对刚度尽量小（细长或者中空的螺栓） 相对刚度通过实验测定
一般计算流程：
选定螺纹小径(d1)、查手册选定大径（公称直径）d以 及螺距P
两种连接：
松连接和紧连接
松连接（类型Ⅰ）
不需要将螺纹拧紧，没有预紧力，只考虑轴向 的工作载荷
Fa
[]
d12 / 4
d1是螺纹小径，[σ]是许用拉应力
例10-3 起重吊钩的起吊重量是25kN，吊钩材料为35钢，许用 应力为60MPa，求吊钩尾部螺纹直径。
螺纹的预紧力F0，（横向）工作载荷为F
mfF0 CF
CF Fa F0 mf
C可靠性系数，取1.1~1.3之间；m为接触面数目 如果取f=0.15,C=1.2,m=1时， F0 8F 如果只靠摩擦力来承担横向载荷，预紧力至少是横 向工作载荷的8倍。
改进措施：
1. 采用键、套筒、销承担横向工作载荷。 2. 采用铰制孔螺栓。
rc
d0 dw 或者 4
rc
1 dw3 d03 3 dw2 d02
d0螺栓孔的直径，dw是螺母支撑面的外径
对于M10-M68的粗牙螺纹
T 0.2Fad d螺纹的公称直径
预紧的目的在于增强连接的可靠性和密封性；预紧力的大小 对于螺纹连接的可靠性、强度和密封性都有很大的影响
12螺纹连接预紧和防松(课件)《机械基础》
1）、摩擦防松
使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副 转动的摩擦阻力矩
弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母防松
机 械 基 础
螺纹连接的预紧和防松
2）机械防松
用简单的止动件约束螺纹副的相对转动（把螺母和螺栓联成一体
开口销、止动垫圈、串联钢丝防松
机 械 基 础
螺栓
开槽螺母 开口销
装配图
螺纹连接的预紧和防松 止动垫圈防松
机 械 基 础
串联钢丝防松
正确
螺纹连接的预紧和防松
3）永久性防松 焊接
机 械 基 础
铆冲
螺栓连接的强度计算
强度计算的目的：确定防止失效所需的螺栓直径。 强度计算内容，根据其可能的失效形式而定。
螺纹联接的受载形式基本分为：
机
轴向载荷（沿轴线方向）： 采用受拉螺栓
d1
4Fa
式中：d1－螺纹小径（mm）；
－ 螺栓的许用拉应力（Mpa)。
螺栓连接的强度计算
2. 紧螺栓连接
F
机 械
仅受预紧力的螺栓联接
在拧紧时, F`引起的拉应力：
F
4
d12
基
此外，还有拧紧力矩M引起的切应力。
础
经分析推导可知： 0.5
按第四强度理论计算当量应力，则
e 2 3 2 2 3(0.5 )2 1.3
强度条件验算公式：
e
1.3F
d12 / 4
[ ]
设计公式：
d1
1.3 4F
[ ]
F` F
F`
单个螺栓联接的强度计算
分析：由上式可知，当f=0.15,m=1,C=1.2则F`=8F，说明这 螺栓直径大，且在冲击振动变载下工作极不可靠。
使螺纹接触面间始终保持一定的压力，始终有阻止螺旋副 转动的摩擦阻力矩
弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母防松
机 械 基 础
螺纹连接的预紧和防松
2）机械防松
用简单的止动件约束螺纹副的相对转动（把螺母和螺栓联成一体
开口销、止动垫圈、串联钢丝防松
机 械 基 础
螺栓
开槽螺母 开口销
装配图
螺纹连接的预紧和防松 止动垫圈防松
机 械 基 础
串联钢丝防松
正确
螺纹连接的预紧和防松
3）永久性防松 焊接
机 械 基 础
铆冲
螺栓连接的强度计算
强度计算的目的：确定防止失效所需的螺栓直径。 强度计算内容，根据其可能的失效形式而定。
螺纹联接的受载形式基本分为：
机
轴向载荷（沿轴线方向）： 采用受拉螺栓
d1
4Fa
式中：d1－螺纹小径（mm）；
－ 螺栓的许用拉应力（Mpa)。
螺栓连接的强度计算
2. 紧螺栓连接
F
机 械
仅受预紧力的螺栓联接
在拧紧时, F`引起的拉应力：
F
4
d12
基
此外，还有拧紧力矩M引起的切应力。
础
经分析推导可知： 0.5
按第四强度理论计算当量应力，则
e 2 3 2 2 3(0.5 )2 1.3
强度条件验算公式：
e
1.3F
d12 / 4
[ ]
设计公式：
d1
1.3 4F
[ ]
F` F
F`
单个螺栓联接的强度计算
分析：由上式可知，当f=0.15,m=1,C=1.2则F`=8F，说明这 螺栓直径大，且在冲击振动变载下工作极不可靠。
《螺纹及螺纹紧固》PPT课件
螺纹及螺纹紧固件
螺纹的定义
当一个平面图形〔如三角形、梯形、矩形等〕绕着圆 柱面作螺旋运动时,形成的圆柱螺旋体称为螺纹.
在圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹称外螺纹 在圆柱或圆锥内表面上形成的螺纹称内螺纹
外螺纹
内螺纹
螺纹的分类
❖ 按标准化程度分类螺纹按其参数的标准化程度分 为标准螺纹、特殊螺纹和非标准螺纹.
<1>大径：与外螺纹的牙顶或内螺纹牙底相重 合的假想圆柱面的直径称为大径.大径即为公称直 径.内、外螺纹的大径分别用D、ｄ表示.
<2>小径：与外螺纹牙底与内螺纹牙顶相重 合的假想圆柱的直径称为螺纹小径.内、外螺纹 的小径分别用Ｄ1、ｄ1表示.
<3>中径：它是一个假想圆柱的直径,即在 大径和小径之间,其母线通过牙型上的沟槽和凸 起宽度相等的假想圆柱面的直径称为中径.内、 外螺纹的中径分别用Ｄ2、ｄ2表示.
3. 梯形螺纹 < Tr>
梯形螺纹为常用的传 动螺纹,牙型为等腰梯形 ,牙型角为30°,螺纹种 类代号为Tr.
4. 锯齿形螺纹 <B>
锯齿形螺纹是一种受 单向力的传动螺纹,牙型 为不等腰梯形,一侧边牙 型角为30°,另一边牙型 角为3°,螺纹种类代号为 B.
〔2〕螺纹直径 *公称直径：代表螺纹尺寸的直径〔普通螺纹 以其大径表示,管螺纹用尺寸代号表示〕
<1>普通螺 纹
〔1〕普通螺纹从大径处引出尺寸线,按标注尺寸的 形式进行标;
<2〕普通螺纹的公称直径为螺纹的大径;粗牙普通 螺纹不标注螺距,细牙普通螺纹必须注明螺距；
〔3〕右旋螺纹不标注,左旋螺纹标注代号"LH";
〔4〕普通螺纹必须标注螺纹的公差带代号,公差等 级在前,基本偏差代号在后.中径和顶径的公差带代 号不同时,先注中径、后注顶径的;
螺纹的定义
当一个平面图形〔如三角形、梯形、矩形等〕绕着圆 柱面作螺旋运动时,形成的圆柱螺旋体称为螺纹.
在圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹称外螺纹 在圆柱或圆锥内表面上形成的螺纹称内螺纹
外螺纹
内螺纹
螺纹的分类
❖ 按标准化程度分类螺纹按其参数的标准化程度分 为标准螺纹、特殊螺纹和非标准螺纹.
<1>大径：与外螺纹的牙顶或内螺纹牙底相重 合的假想圆柱面的直径称为大径.大径即为公称直 径.内、外螺纹的大径分别用D、ｄ表示.
<2>小径：与外螺纹牙底与内螺纹牙顶相重 合的假想圆柱的直径称为螺纹小径.内、外螺纹 的小径分别用Ｄ1、ｄ1表示.
<3>中径：它是一个假想圆柱的直径,即在 大径和小径之间,其母线通过牙型上的沟槽和凸 起宽度相等的假想圆柱面的直径称为中径.内、 外螺纹的中径分别用Ｄ2、ｄ2表示.
3. 梯形螺纹 < Tr>
梯形螺纹为常用的传 动螺纹,牙型为等腰梯形 ,牙型角为30°,螺纹种 类代号为Tr.
4. 锯齿形螺纹 <B>
锯齿形螺纹是一种受 单向力的传动螺纹,牙型 为不等腰梯形,一侧边牙 型角为30°,另一边牙型 角为3°,螺纹种类代号为 B.
〔2〕螺纹直径 *公称直径：代表螺纹尺寸的直径〔普通螺纹 以其大径表示,管螺纹用尺寸代号表示〕
<1>普通螺 纹
〔1〕普通螺纹从大径处引出尺寸线,按标注尺寸的 形式进行标;
<2〕普通螺纹的公称直径为螺纹的大径;粗牙普通 螺纹不标注螺距,细牙普通螺纹必须注明螺距；
〔3〕右旋螺纹不标注,左旋螺纹标注代号"LH";
〔4〕普通螺纹必须标注螺纹的公差带代号,公差等 级在前,基本偏差代号在后.中径和顶径的公差带代 号不同时,先注中径、后注顶径的;
螺纹联接的预紧与防松课件
根据螺纹联接的强度要求、材料特性、工况条件等因素，通过计算确定所需的预 紧力大小。
预紧力控制
采用适当的工具和工艺，如扭矩控制法、伸长量控制法等，确保实际施加的预紧 力符合设计要求。
预紧力的实现方法
机械预紧
通过拧紧螺栓或螺母，使 螺纹联接产生预紧力。
热预紧
利用加热的方法使联接件 受热膨胀，然后在冷却过 程中产生预紧力。
石油化工
用于管道、压力容器等设 备的密封和连接。
02
螺纹联接的预紧
预紧力的作用与要求
预紧力作用
确保螺纹联接在承受工作载荷之前已经紧密结合，防止在装配或使用过程中出 现松动。
预紧力要求
预紧力的大小应适当，过小可能导致联接松动，过大则可能导致联接损坏或降 低其使用寿命。
预紧力的计算与控制
预紧力计算
在更换螺纹联接时，应选择与 原规格相符的配件，确保其正 常工作。
维修和更换后应进行测试，确 保其性能达到要求。
感谢您的观看
THANKS
最大伸长能量理论。
确定载荷
根据实际工作条件确定联接所 承受的载荷，包括预紧力和工 作载荷。
计算应力
根据所选的强度理论和确定的 载荷，计算螺纹联接的应力。
比较与判断
将计算出的应力与材料的许用 应力进行比较，判断是否满足
强度要求。
强度校核的注意事项
考虑温度影响
在实际使用中，温度变化可能对 材料的性能产生影响，因此在强
摩擦防松
粘合剂防松
利用粘合剂将螺纹紧密粘合，如厌氧 胶、环氧树脂等。
利用螺纹间的摩擦力来防止松动，如 涂层防松、螺纹锁固胶等。
防松方法的选用与实施
根据使用环境和工况 选择合适的防松方法。
定期检查和维护，确 保防松措施的有效性。
预紧力控制
采用适当的工具和工艺，如扭矩控制法、伸长量控制法等，确保实际施加的预紧 力符合设计要求。
预紧力的实现方法
机械预紧
通过拧紧螺栓或螺母，使 螺纹联接产生预紧力。
热预紧
利用加热的方法使联接件 受热膨胀，然后在冷却过 程中产生预紧力。
石油化工
用于管道、压力容器等设 备的密封和连接。
02
螺纹联接的预紧
预紧力的作用与要求
预紧力作用
确保螺纹联接在承受工作载荷之前已经紧密结合，防止在装配或使用过程中出 现松动。
预紧力要求
预紧力的大小应适当，过小可能导致联接松动，过大则可能导致联接损坏或降 低其使用寿命。
预紧力的计算与控制
预紧力计算
在更换螺纹联接时，应选择与 原规格相符的配件，确保其正 常工作。
维修和更换后应进行测试，确 保其性能达到要求。
感谢您的观看
THANKS
最大伸长能量理论。
确定载荷
根据实际工作条件确定联接所 承受的载荷，包括预紧力和工 作载荷。
计算应力
根据所选的强度理论和确定的 载荷，计算螺纹联接的应力。
比较与判断
将计算出的应力与材料的许用 应力进行比较，判断是否满足
强度要求。
强度校核的注意事项
考虑温度影响
在实际使用中，温度变化可能对 材料的性能产生影响，因此在强
摩擦防松
粘合剂防松
利用粘合剂将螺纹紧密粘合，如厌氧 胶、环氧树脂等。
利用螺纹间的摩擦力来防止松动，如 涂层防松、螺纹锁固胶等。
防松方法的选用与实施
根据使用环境和工况 选择合适的防松方法。
定期检查和维护，确 保防松措施的有效性。
螺纹连接(机械设计课件)
a）螺栓
标记: 螺栓 标准号 螺纹规格 × 有效长度
螺纹紧固件连接
例:螺纹规格D=M12，性能等级为10级，不经表面处理，A级的六角螺母。 螺母 GB/T 6170-2000 M12
b）螺母
标记: 螺母 标准号 螺纹规格
螺纹紧固件连接
例: 标准系列，公称尺寸d=8，性能等级为140HV，不经表面处理的平垫圈 垫圈 GB/T 97.1-2000 8
联接的类型：
螺纹联接
键联接、花键联接、销联接
弹性环联接等
铆接
焊接
粘接
联接
可拆 联接
不可拆 联接
过盈联接
（介于两者之间）
螺纹的形成
d2
螺旋线——一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。
螺纹——一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。
螺纹
牙顶
牙顶
小径
大径
外螺纹
内螺纹
牙顶
牙底
牙底
牙顶
大径 D、d
小径D1、d1
中径D2、d2
螺纹的中径：
一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
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。
六角螺母
盖形螺母
开槽六角螺母
翼形螺母
螺纹连接
§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：
被联接件之间相互完全固定。（形锁合、摩擦锁合、材料锁合）
被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。
标记: 螺栓 标准号 螺纹规格 × 有效长度
螺纹紧固件连接
例:螺纹规格D=M12，性能等级为10级，不经表面处理，A级的六角螺母。 螺母 GB/T 6170-2000 M12
b）螺母
标记: 螺母 标准号 螺纹规格
螺纹紧固件连接
例: 标准系列，公称尺寸d=8，性能等级为140HV，不经表面处理的平垫圈 垫圈 GB/T 97.1-2000 8
联接的类型：
螺纹联接
键联接、花键联接、销联接
弹性环联接等
铆接
焊接
粘接
联接
可拆 联接
不可拆 联接
过盈联接
（介于两者之间）
螺纹的形成
d2
螺旋线——一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。
螺纹——一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。
螺纹
牙顶
牙顶
小径
大径
外螺纹
内螺纹
牙顶
牙底
牙底
牙顶
大径 D、d
小径D1、d1
中径D2、d2
螺纹的中径：
一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
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。
六角螺母
盖形螺母
开槽六角螺母
翼形螺母
螺纹连接
§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：
被联接件之间相互完全固定。（形锁合、摩擦锁合、材料锁合）
被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。
螺纹连接的防松PPT课件
螺纹连接的防 松
1.摩擦防松
1）对顶螺母 2）弹簧垫圈 3）自锁螺母
1）对顶螺母
对顶螺母的特点及应用： 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。工作载荷有变动 时。该摩擦力仍然存在。旋合 螺纹间的接触情况如右图所示， 下螺母螺纹牙受力较小，其高 度可小些，但为了防止装错， 两螺母的高度取成相等为宜。 结构简单。适用于平稳、低速 和重载的固定装置上的连接。
2）冲点
冲点的特点及应用： 用冲头在螺栓杆末端与螺母的
旋合缝处打冲，利用冲点防松。 冲点可以在端面，也可以在侧 面，冲点中心一般在螺纹的小 径处。 这种防松方法可靠，但拆卸后 连接件也不能再使用。
3）涂胶粘剂
涂胶粘剂的特点及应用 在旋合螺纹间涂以液体胶粘剂，
拧紧螺母后，胶粘剂硬化、固着， 防止螺纹副的相对运动。
2）弹簧垫圈
弹簧垫圈的特点及应用； 螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生
的弹性反力使旋合螺纹间压紧。 同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与 被连接件的支承面也有防松作用。 结构简单、使用方便。但由于垫 圈的弹力不均。在冲击、振动的 工作条件下，其防松效果较差， 一般用于不重要的连接。
பைடு நூலகம் 3）自锁螺母
自锁螺母的特点及应用: 螺母一端制成非圆形收口或开缝
That’s all, thank you everyone.
内，将各螺钉串联起来，使其相 互制动。使用时必须注意钢丝的 穿入方向（上图正确，下图错 误）。 适用于螺钉组连接，防松可靠， 但装卸不便
3.破坏螺旋副运动关系防松
1）铆合 2）冲点 3）涂胶粘剂
1）铆合
铆合的特点及应用：
螺栓杆末端外露长度为(1～1.5）
P（螺距），当螺母拧紧后把螺 栓末端伸出部分铆死。 这种防松方法可靠，但拆卸后连 接件不能重复使用。
1.摩擦防松
1）对顶螺母 2）弹簧垫圈 3）自锁螺母
1）对顶螺母
对顶螺母的特点及应用： 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。工作载荷有变动 时。该摩擦力仍然存在。旋合 螺纹间的接触情况如右图所示， 下螺母螺纹牙受力较小，其高 度可小些，但为了防止装错， 两螺母的高度取成相等为宜。 结构简单。适用于平稳、低速 和重载的固定装置上的连接。
2）冲点
冲点的特点及应用： 用冲头在螺栓杆末端与螺母的
旋合缝处打冲，利用冲点防松。 冲点可以在端面，也可以在侧 面，冲点中心一般在螺纹的小 径处。 这种防松方法可靠，但拆卸后 连接件也不能再使用。
3）涂胶粘剂
涂胶粘剂的特点及应用 在旋合螺纹间涂以液体胶粘剂，
拧紧螺母后，胶粘剂硬化、固着， 防止螺纹副的相对运动。
2）弹簧垫圈
弹簧垫圈的特点及应用； 螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生
的弹性反力使旋合螺纹间压紧。 同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与 被连接件的支承面也有防松作用。 结构简单、使用方便。但由于垫 圈的弹力不均。在冲击、振动的 工作条件下，其防松效果较差， 一般用于不重要的连接。
பைடு நூலகம் 3）自锁螺母
自锁螺母的特点及应用: 螺母一端制成非圆形收口或开缝
That’s all, thank you everyone.
内，将各螺钉串联起来，使其相 互制动。使用时必须注意钢丝的 穿入方向（上图正确，下图错 误）。 适用于螺钉组连接，防松可靠， 但装卸不便
3.破坏螺旋副运动关系防松
1）铆合 2）冲点 3）涂胶粘剂
1）铆合
铆合的特点及应用：
螺栓杆末端外露长度为(1～1.5）
P（螺距），当螺母拧紧后把螺 栓末端伸出部分铆死。 这种防松方法可靠，但拆卸后连 接件不能重复使用。
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
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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。
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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
螺纹连接防松方法PPT学习教案
第3页/共9页
4
尼龙防松
原理：利用螺母上端嵌有尼龙圈来起到防松作用（见图2），在螺栓未 拧入前，尼龙圈没有螺纹。装配时，靠螺栓外螺纹在尼龙环上攻出螺纹，靠 尼龙的弹性变形产生有效力矩实现防松。
特点：螺母在螺栓失去轴向力时，无论螺 母拧入还是拧出，因为尼龙的存在，均需一定 的扭矩，因此能够有效地抑制螺纹副之间的转 动，防松性能优良，可重复使用。
内齿弹性垫圈
特 点 ： 只防止了螺栓或螺母相对于被连接件的转动，不能 限制螺 纹副之 间的相 对转动 。其在 振动条 件下， 防松效 果较差 。 应 用 ： 日本汽车行业已逐渐减少弹簧垫圈的使用而美国汽 车工业 已淘汰 了这种 防松方 式。这 种防松 方式趋 于逐渐 被粘结 防松方 式取代 。
外齿弹性垫圈
优点：可用于冲击、振动等较恶劣的工况。 缺点：使用温度在100度以内，尼龙易老 化。 应用：减速器上下盖的连接
第4页/共9页
5
施必牢螺母防松（spiralock）
定 义 ： 施必牢螺母与标准螺母的区别在于其螺纹底径上有 一30度 的锥面 ，而相 配合的 螺栓螺 纹仍是 标准螺 纹（如 右图） 。 原 理 ： 螺母拧紧在螺栓上时，外螺纹的牙顶紧紧地贴在内 螺纹牙 根30度 的锥面 上，产 生很大 的径向 锁紧力 ，使螺 母具有 很强的 抗击横 向振动 能力。
第5页/共9页
6
机械防松
原理：利用各种止动零件阻止拧紧螺纹零件的相对运动。
1.止动垫圈：螺母拧紧之后，将
单耳或双耳止动垫圈分别向螺母
和被连接件侧面折弯贴紧，即可
将螺母锁住。若是两个螺栓需要
特点：防松可靠，结构复杂，空间要求高，装配时需要配做，适用于小
双联锁紧，可采用双联止动垫圈， 批量的不易检查处和对防松要求非常严格的螺纹连接（较大冲击、振动、
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尼龙防松
原理：利用螺母上端嵌有尼龙圈来起到防松作用（见图2），在螺栓未 拧入前，尼龙圈没有螺纹。装配时，靠螺栓外螺纹在尼龙环上攻出螺纹，靠 尼龙的弹性变形产生有效力矩实现防松。
特点：螺母在螺栓失去轴向力时，无论螺 母拧入还是拧出，因为尼龙的存在，均需一定 的扭矩，因此能够有效地抑制螺纹副之间的转 动，防松性能优良，可重复使用。
内齿弹性垫圈
特 点 ： 只防止了螺栓或螺母相对于被连接件的转动，不能 限制螺 纹副之 间的相 对转动 。其在 振动条 件下， 防松效 果较差 。 应 用 ： 日本汽车行业已逐渐减少弹簧垫圈的使用而美国汽 车工业 已淘汰 了这种 防松方 式。这 种防松 方式趋 于逐渐 被粘结 防松方 式取代 。
外齿弹性垫圈
优点：可用于冲击、振动等较恶劣的工况。 缺点：使用温度在100度以内，尼龙易老 化。 应用：减速器上下盖的连接
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施必牢螺母防松（spiralock）
定 义 ： 施必牢螺母与标准螺母的区别在于其螺纹底径上有 一30度 的锥面 ，而相 配合的 螺栓螺 纹仍是 标准螺 纹（如 右图） 。 原 理 ： 螺母拧紧在螺栓上时，外螺纹的牙顶紧紧地贴在内 螺纹牙 根30度 的锥面 上，产 生很大 的径向 锁紧力 ，使螺 母具有 很强的 抗击横 向振动 能力。
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机械防松
原理：利用各种止动零件阻止拧紧螺纹零件的相对运动。
1.止动垫圈：螺母拧紧之后，将
单耳或双耳止动垫圈分别向螺母
和被连接件侧面折弯贴紧，即可
将螺母锁住。若是两个螺栓需要
特点：防松可靠，结构复杂，空间要求高，装配时需要配做，适用于小
双联锁紧，可采用双联止动垫圈， 批量的不易检查处和对防松要求非常严格的螺纹连接（较大冲击、振动、
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适用于螺钉组联接，但是拆 卸不方便。
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（3）永久防松：端铆、冲点、点焊
冲点法防松
焊住防松
18
5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
3、防松办法及措施
（4）化学防松——粘合 在螺纹副间或支撑面涂胶
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（1）摩擦防松
C、自锁螺母
原理：螺母一端制成非圆形 收口或开封后径向收口。当 螺母拧紧后，收口涨开，利 用收口的回弹力使旋合螺纹 间压紧。
特点：结构简单，防松可靠 ，可多次装卸而不降低防松 1性2 能。
5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
2、预紧力F0的控制手段
电动定力矩板手
5
5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
2、预紧力F0的控制手段 （3）测量预紧前后螺栓伸长量——精度较高
6
5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
2、预紧力F0的控制手段 （4）控制力臂的长度
7
5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
2、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大
相对运动的难度。
8
5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
3、防松办法及措施
（1）摩擦防松（By Supplementary Friction ） A、对顶螺母（jam nut ）
原理：两螺母对顶拧紧后，上下两螺母与螺栓螺纹接触面相 反，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，适用于平稳、低速和重载的固定装置的联接。
9
5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（1）摩擦防松 B、弹簧垫圈（spring washer）
原理： 螺母拧紧后，靠垫圈压平而 产生的弹性反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，一般用于不甚重要的联接。
使接合面产生摩擦力，以承受横向载荷
1
5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
1、预紧力的控制可以通过控制拧紧力矩T来实现
拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限 s的80%。
注意：对于重要的连接，应尽可能不采用直径过小(＜M12) 2的螺栓。
5-3 螺纹连接的预紧和防松
一、螺纹连接的预紧
——螺纹升角 v——当量摩擦角
3fc——摩擦系数 f v arctan1.155
5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
2、预紧力F0的控制手段 （1）测力矩板手——测出预紧力矩
（2）定力矩板手——达 到固定的拧紧力矩T时， 弹簧受压将自动打滑
4
5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧（Tightening of Bolted Joints）
大多数螺纹联接在承受工作载荷之前，装配 时就已经拧紧，称之为预紧。
螺纹连接在承受工作载荷之前预先受到的一个拧 紧作用力叫预紧力。
装配时预紧的螺栓联接称为紧螺栓连接
防止联接松脱，增强可靠性
预紧的目的 被联接件接合面具有足够的紧密性
(preventing unintentional unscrewing of screw joints )
1、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕
变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬 间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经 反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必须 进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。
1、预紧力的控制可以通过控制拧紧力矩T来实现
拧紧螺母时：T = T1 + T2 T—拧紧力矩
T1—螺纹摩擦阻力矩 T2—螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩
T
F0 tan(
v) d 2
2
1 3fcF0来自D03 D02d
3 0
d
2 0
KF0d
F0——预紧力 d——螺纹公称直径 K——拧紧力矩系数
3、防松办法及措施
（1）摩擦防松 C、自锁螺母
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松
3、防松办法及措施
（2）机械防松
By Special Locking Devices
A、开槽螺母与开口销
split cotter pin
原理： 六角开槽螺母拧紧后，将
开口销穿入螺栓尾部小孔和螺 母的槽内，并将开口销尾部掰 开与螺母侧面贴紧。 特点：
适用于有较大冲击、振动的 高14 速机械中运动部件的联接。
5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（2）机械防松 B、止动垫圈
原理： 螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫
圈分别向螺母和被联接件的侧面折弯 贴紧，即可将螺母锁住。若两个螺栓 需要双联锁紧时，可采用双联止动垫 圈，使两个螺母相互制动。
特点： 结构简单，使用方便，防松可靠。
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
3、防松办法及措施
（2）机械防松 B、止动垫圈
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（2）机械防松
C、串联钢丝
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：
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（3）永久防松：端铆、冲点、点焊
冲点法防松
焊住防松
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
3、防松办法及措施
（4）化学防松——粘合 在螺纹副间或支撑面涂胶
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（1）摩擦防松
C、自锁螺母
原理：螺母一端制成非圆形 收口或开封后径向收口。当 螺母拧紧后，收口涨开，利 用收口的回弹力使旋合螺纹 间压紧。
特点：结构简单，防松可靠 ，可多次装卸而不降低防松 1性2 能。
5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
2、预紧力F0的控制手段
电动定力矩板手
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
2、预紧力F0的控制手段 （3）测量预紧前后螺栓伸长量——精度较高
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
2、预紧力F0的控制手段 （4）控制力臂的长度
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
2、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大
相对运动的难度。
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
3、防松办法及措施
（1）摩擦防松（By Supplementary Friction ） A、对顶螺母（jam nut ）
原理：两螺母对顶拧紧后，上下两螺母与螺栓螺纹接触面相 反，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，适用于平稳、低速和重载的固定装置的联接。
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（1）摩擦防松 B、弹簧垫圈（spring washer）
原理： 螺母拧紧后，靠垫圈压平而 产生的弹性反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，一般用于不甚重要的联接。
使接合面产生摩擦力，以承受横向载荷
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
1、预紧力的控制可以通过控制拧紧力矩T来实现
拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限 s的80%。
注意：对于重要的连接，应尽可能不采用直径过小(＜M12) 2的螺栓。
5-3 螺纹连接的预紧和防松
一、螺纹连接的预紧
——螺纹升角 v——当量摩擦角
3fc——摩擦系数 f v arctan1.155
5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
2、预紧力F0的控制手段 （1）测力矩板手——测出预紧力矩
（2）定力矩板手——达 到固定的拧紧力矩T时， 弹簧受压将自动打滑
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧
5-3 螺纹连接的预紧和防松 一、螺纹连接的预紧（Tightening of Bolted Joints）
大多数螺纹联接在承受工作载荷之前，装配 时就已经拧紧，称之为预紧。
螺纹连接在承受工作载荷之前预先受到的一个拧 紧作用力叫预紧力。
装配时预紧的螺栓联接称为紧螺栓连接
防止联接松脱，增强可靠性
预紧的目的 被联接件接合面具有足够的紧密性
(preventing unintentional unscrewing of screw joints )
1、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕
变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬 间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经 反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必须 进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。
1、预紧力的控制可以通过控制拧紧力矩T来实现
拧紧螺母时：T = T1 + T2 T—拧紧力矩
T1—螺纹摩擦阻力矩 T2—螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩
T
F0 tan(
v) d 2
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1 3fcF0来自D03 D02d
3 0
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F0——预紧力 d——螺纹公称直径 K——拧紧力矩系数
3、防松办法及措施
（1）摩擦防松 C、自锁螺母
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松
3、防松办法及措施
（2）机械防松
By Special Locking Devices
A、开槽螺母与开口销
split cotter pin
原理： 六角开槽螺母拧紧后，将
开口销穿入螺栓尾部小孔和螺 母的槽内，并将开口销尾部掰 开与螺母侧面贴紧。 特点：
适用于有较大冲击、振动的 高14 速机械中运动部件的联接。
5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（2）机械防松 B、止动垫圈
原理： 螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫
圈分别向螺母和被联接件的侧面折弯 贴紧，即可将螺母锁住。若两个螺栓 需要双联锁紧时，可采用双联止动垫 圈，使两个螺母相互制动。
特点： 结构简单，使用方便，防松可靠。
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5-3 螺纹连接的预紧和防松 二、螺纹防松
3、防松办法及措施
（2）机械防松 B、止动垫圈
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5-3 螺纹连接的预紧和防松
二、螺纹防松 3、防松办法及措施
（2）机械防松
C、串联钢丝
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：