机械设计基础 螺纹 课件解析

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
按母体形状分
螺纹副
内螺纹 外螺纹
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
πd2
PS
α ββ
§10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
一、矩形螺纹β= 0º
螺旋副在轴向载荷Fa作 用下相对运动，可看作
展开中径d2 圆柱面得一斜面.
在中径的水平力F推动 滑块(重物)沿螺纹运动
Fa ----轴向载荷 Fn ----法向反力 f ----摩擦系数
F ----水平推力
F’=f Fn ----摩擦力
引入参数f ’和ρ’ 就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进 行力的分析。
水平推力 : F Fa tan( ')
滑块上升： 驱动力矩 :
T
d2 2
Fa
tan(
')
F Fa tan( ')
滑块下降：
T
d2 2
Fa
tan(
')
非矩形螺旋的自锁条件： ψ≤ρ’ 对于联接螺纹必须满足自锁条件
§10－1 螺纹参数
一、螺纹的形成
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。 d2
螺纹
按螺纹的牙型分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
螺 按螺纹的旋向分
纹
的 分
应两点间的轴向距离。
(5) 导程S S = nP
同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距Pψ
(于(67螺))纹牙螺轴型线纹的角升平面角α的夹ψ轴角向中截径面d内t2a圆螺n柱ψ纹上=牙，型πn螺相dP旋2邻线两的侧切边线的与夹垂角直。
(8)牙侧角 β:牙型侧
S
边与螺纹轴线的垂线间的夹
ψ
角。
Fn=Fa 当β≠ 0º时，摩擦力为：
F'
f
Fn
f
cos
Fa
螺杆 Fn
f 'Fa
轴
摩擦系数为f 的非矩形螺纹所产生 线
的摩擦力与摩擦系数为f ’ ，的矩
β
螺母 Fa
α
形螺纹所产生的摩擦力相当。 故称 f ’ 为当量摩擦系数。
β 螺杆 Fn Fa
f ' f tan ' cos
称 ρ’ 为当量摩擦角
第10章 连 接
1 明确螺纹参数 2 掌握螺旋副的受力分析、效率和自锁 3 了解机械制造常用螺纹 4 明确螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 5 掌握螺纹联接的预紧和防松 6 明确螺纹联接的强度计算 7 了解螺栓的材料和许用应力 8 提高螺栓联接强度的措施 9 了荽螺旋传动 10 了解键联接和花键联接及销联接
按螺旋线的根数分
类
按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
螺纹的牙型
30º
15º
30º
3º
矩形螺纹
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
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
分 类
按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
按母体形状分
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
若ψ≤ρ ，则T为负值，方向相反，其
方向与预先假定的方向相反，而与螺母 运动方向相同，成为放松螺母所需外加 T
的驱动力矩。
F
提问：当ψ≤ρ时，若没有力矩T，螺
母在Fa的作用下会运动吗？
不会！ --这种现象称为自锁。
F
d2 Fa
T
F
二、 非矩形螺纹β≠ 0º
轴
矩形螺纹忽略升角的影响时有： 线
Fa 螺母
v F’ F Fa
πd2
F
d2Fa
F
S
当螺纹拧紧(滑块上升)时： 滑块在F、FR 、Fa三力 作用下处于平衡状态
Fa ----阻力，F ---- 驱动力，
F’ ----摩擦力, 沿斜面朝下。
∠FRFa = ψ+ρ
FR = Fn +F’ FR =(1 + f ) Fn 列出力平衡方程：
FR + Fa +F =0
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
来自百度文库
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 n线螺纹: S = n P 多线螺纹 一般: n ≤ 4
分 类
按回转体的内外表面分
SP
P
SP
按螺旋的作用分
S =P
S = 2P
按母体形状分
单线螺纹
双线螺纹
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
ψ+ρ FR
Fa F
ψ+ρ
作力多边形
得： F=Fatan(ψ+ρ )
驱动力矩：
T
F
d2 2
d2 2
Fatg(
)
Fn
FR
ρ ψ
v
F
F’
ψ
Fa
πd2
F
d2 Fa
F
S
当螺纹拧松(滑块下滑)时：
Fa ----阻力，F ---- 驱动力， 滑块在F、FR 、Fa三力作 F’ ----摩擦力, 沿斜面朝下。 用下处于平衡状态
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
二、螺纹的主要几何参数
P/2 P/2
(1)大径d 与外螺纹牙顶(或内螺纹
牙底)相重合的假想圆柱体的直径。
(2) 小径 d1 与外螺纹牙底(或内
螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。
(3)中径d2 也是一个假想圆柱的直d d2 d1
径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度
相(4等)。螺距P 相邻两牙在中径线上对
∠FRFa = ψ-ρ
列出力平衡方程：
FR
Fn ψ ψ-ρ
ρ F’
FR + Fa +F =0 作力多边形可得：
v
F
ψ
Fa
F=Fatan(ψ-ρ )
ψ-ρ FR
驱动力矩：
Fa
T
F
d2 2
d2 2
Fa
tan(
)
F
F
d2Fa
F
T
d2 2
Fa
tan(
)
若ψ >ρ ，则T为正值，其方向与螺
母运动方向相同，是阻力； F
FR ----总反力
定角----由材料确定
tanρ =F’/Fn =f Fn/Fn =f ρ =tan-1 f ----摩擦角
螺 纹 的 拧 紧 ---- 螺 母 在 F 和 Fa 的 联 合 作 用 下 ， 逆 着 Fa 等 速 向上运动。
Fn FR ρ
v
螺 纹 的 拧 松 ---- 螺 母 在 F 和 Fa 的 联 合 作 用 下 ， 顺 着 Fa 等 速 向下运动。
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
螺旋传动
按母体形状分
联接螺纹
传动螺纹
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