机械设计基础 第二章2

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潘存云教授研制 作者：
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基 螺栓连接 本 螺钉连接 类 双头螺柱连接 型 紧定螺钉连接
紧定螺钉
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长江大学专用
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三、螺纹连接的拧紧和防松
1、螺纹连接的拧紧及控制 分为紧连接和松连接。 拧紧可提高连接的紧密性、紧固性和可靠性。 预紧力过大，螺栓可能被拧断，螺纹牙可能被剪断而划
管螺纹：α=55度 用于有紧密性要求的管件连接。 矩形螺纹：α=0度 梯形螺纹：α=30度 牙根强度高，工艺性和对中性好，可补 偿磨损后的间隙。
锯齿形螺纹：工作面β1=3度，非工作面β2=30度 兼用矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点，用 于单向受力的传动中。
螺纹的牙型
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矩形螺纹
型
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H，当螺孔材料为：
钢或青铜 H=d;
铸铁 H=(1.25~1.5)d 铝合金 H=(1.5~2.5)d
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螺纹孔深度 H1=H+(2~2.5)P; 钻孔深度 H2=H1+(0.5~1)d;
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H2 l1 HH1
H2 l1 HH1
e
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螺旋副的材料应具有足够的强度、较好的 耐磨性、较小的摩擦因数及良好的工艺性。
一般传动螺杆：45钢 重要传动螺杆：40Cr 精密传动螺杆：CrWMn 一般传动螺母：ZCuSn10Pl 低速重载传动螺母：ZCuAl10Fe3 低速轻载传动螺母：耐磨铸铁和灰铸铁。
2-6 联轴器和离合器
作用： 主要用于将两根轴联接在一起，使它们一起旋转，并 传递扭矩，也可用作安全装置。
2-4 螺纹连接及螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动都是利用螺纹零件工作的。 螺纹连接结构简单、装拆方便、类型多样，是机械和 结构中应用最广泛的紧固件连接。螺旋传动将回转运 动变成直线运动，是一种常用的机械传动。
一、螺纹的类型和应用 1、螺纹及其主要参数
沿一条螺旋线形成的为单线螺纹，其自锁性好， 常用于连接。
运动形式有
螺杆转动，螺母移动 刀架 螺母固定，螺杆转动并移动
传力螺旋 传递动力 按用 传导螺旋 传递运动,要求精度高 类 途分 调整螺旋 调整相对位置
型
滑动螺旋
按摩擦 性质分
滚动螺旋
静压螺旋
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滑动螺旋：结构简单，制造方便，工作平稳，易于 自锁，但摩擦阻力大，传动效率低，定位精度差， 磨损较快，广泛用于对传动精度和效率要求不高的 场合。
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（2）套筒联轴器
结构：用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定
螺钉来实现轴向固定。
型式： 半圆键 普通平键
特点：结构简单、径向尺寸
小，使用不便、传递 扭矩较大，但不能缓
套筒联轴器
冲减振。
应用：两轴线严格对中，载 荷较平稳的两轴联接。
被联接的两轴不能精确或对其组中合。
两轴线的相对位移: 轴向、径向、角度、综合。
x
y
轴向
径向 x
角度
y
α
α
综合
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1、刚性联轴器
（1）凸缘联轴器
结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联轴器的凸
缘联接在一起。 普通凸缘联轴器
型式： 有对中榫的凸缘联轴器
对中榫
绞制孔螺栓
普通螺栓
▲ 联轴器---- 用于将两轴联接在一起，机器运转时两轴不 能分离，只有在机器停车时才可将两轴分离。
▲ 离合器---- 在机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离 的一 种装置。 它可用来操纵机器传动的断续，以便进行变 速或换向。
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制造误差 安装误差 受载变形 温度变化
由于制造、安装或工作时零件的变形等原因， 被联接的两轴不一定能精确对中，因此会出 现两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移，
夹角 λ=arctan（s/πd2） = arctan（nP/πd2） 8、牙型角α——螺纹牙两侧面夹角
牙型角β ——螺纹牙侧边与轴线的夹角
2、螺纹的类型、特点及应用
普通螺纹：α=60度
粗牙螺纹常用于一般连接；细牙螺纹自锁性好，强度高，但 不耐磨，常用于细小零件、薄壁管件，或用于受冲击、振动 和变载荷的连接，有时也作为调整螺纹用于微调机构。
滚动螺旋：在螺旋副中填充滚珠。
静压螺旋：在螺旋副中注入高压油，它们克服了滑 动螺旋的上述缺点，传动效率高，但结构复杂，无 自锁功能，成本较高，用于要求高效率、高精度的 重要传动中。
五、滑动螺旋副的结构和材料
滑动螺旋传动采用梯形螺纹居多。为补偿 螺旋副的磨损，消除轴向间隙，避免反转时的 空程，可采用补偿机构。
30º
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三角形螺纹
15º
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梯形螺纹
30º 3º 潘存云教授研制
锯齿形螺纹
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二、 螺纹连接的基本类型及应用
e
基 螺栓连接
本
用于经常拆装易磨损之处。
类
孔与螺杆之
型
间留有间隙 l1
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螺纹余留长度l1 静载荷l1>=(0.3~0.5)d; 变载荷l1>=0.75d; 冲击载荷或弯曲载荷l1≥ d; 铰制孔用螺栓l1≈ d;
沿两条或两条以上等距螺旋线形成的为多线螺纹， 其效率高常用于传动。
1、大径d—公称直径 2、小径d1—（经常作为危险截面） 3、中径d2 — 确定螺纹几何参数和配合性质 4、线数n —螺纹的螺旋线数目 5、螺距P —螺纹相邻两个牙型上对应点间
的轴向距离 6、导程S —螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离 7、螺纹升角λ—螺旋线的切线与垂直于螺纹轴心线的平面之间的
扣，被连接件可能被压溃；预紧力过小，紧固件可能松脱， 螺栓疲劳寿命下降，被连接件可能出现滑移或分离。
采用指针式测力矩扳手或预置式定力矩扳手控制拧紧力 矩的方法精度较高。 2、螺纹连接的防松措施 （1）摩擦防松 （2）锁住防松 （3）不可拆防松
四、螺旋传动的类型、特点和应用
作用：回转运动
直线运动，同时传递动力。
螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d; 螺栓轴线到被连接件边缘的
距离
e=d+(3~6) mm
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a d
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可承受横向载荷。
d a l1
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铰制孔用螺栓
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基 螺栓连接
本
螺钉连接 结构简单，省了螺母，不宜经常拆 装，以免损坏螺孔而修复困难。
类 双头螺柱连接 连接件厚，允许拆装。