第五章_螺纹连接和螺旋传动

②螺母转动 螺杆移动 螺母
④螺杆固 定螺母转 动和移动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
螺 母 （ 旋 转 ） 螺杆
螺 杆
螺母 （转动 并移动）
螺母
螺杆（转动 并移动）
40
螺杆
（二）螺旋传动的类型与特点 螺杆与螺母直接 接触，彼此间为 滑动摩擦状态.
螺旋面间装有滚动 体的螺旋传动，为 滚动摩擦状态.
主要用来传 递动力的螺 旋传动.
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螺钉联接
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主要错误 A、 采用螺钉联接时，被联接件之一应有大于螺栓大径的光孔，而另一被联 接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被联接件没有做成大于螺栓 大径的光孔，下边被联接件的螺纹孔又过大，与螺钉尺寸不符，且螺纹孔画 法不对，小径不应为细实线； B、 若上边被联接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没加工。
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α
S
P d2
P/2 P/2
P
S
h
d d d1 2

α
β
18
β
二、常用螺纹的特点及应用
30 º 30º
15º
3º
三角形螺纹
矩形螺纹
梯形螺纹
锯齿形螺纹
连接：效率低、自锁性好。
传动：效率高、自锁性差。
单线，用于连接
双线或多线，常用于传动
∴连接螺纹：一般为单线、右旋的三角螺纹。
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三、螺栓连接的类型
铰制孔螺栓连接
• • 特点：孔与杆间无间隙、被连接件 上无需切制螺纹、装拆方便 适用场合：连接件不厚且经常装拆 的一般场合，承受横向载荷的场合
•
2.双头螺栓、螺钉连接
双头螺栓连接
螺钉连接
• 特点：被连接件上无需切制螺纹、 • 特点：不用螺母、被连接件上无 需切制螺纹、装拆方便 装拆方便 • 适用场合：用于被连接件之一较 • 适用场合：被连接件之一较厚， 且不常装拆的场合 厚、经常装拆的场合
16、若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，则可 A、在被联接件间加橡胶垫片 C、采用精制螺栓 B、增大螺栓长度 D、加防松装置
17、在螺栓、螺钉和双头螺柱联接中，被联接件的光孔直径为什么比螺纹外径大？
可以降低孔的加工精度要求；安装方便；可避免在装拆时碰坏螺栓的螺纹。 18、铰制孔螺栓的螺纹外径为什么比无螺纹部分的直径小？ 为了确保无螺纹部分承受横向载荷，且可避免损坏螺栓螺纹和铰制孔。
3.两被联接件之一较厚，盲孔且经常拆卸时，常用（）。 C.螺钉联接 A.螺栓联接 B.双头螺柱联接
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4．常用联接的螺纹是( )。
A 三角形螺纹 B 梯形螺纹 C 锯齿形螺纹 螺纹
D 矩形
5．承受横向载荷的紧螺栓联接，联接中的螺栓受( )作 用。 A 剪切 B 拉伸 C 剪切和拉伸
6．当两个被联接件不厚,通孔，且需要经常拆卸时，往往 采用( )。
螺旋千斤顶
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位移方向判定：左右手定则
右旋--- 右手
n--- 4指
n
n
此情况判定方法：母指的反向 此情况判定方法：母指的方向
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2、双螺旋机构
1）差动机构：两螺旋副的螺纹旋向相同 可移动螺母相对机架的移动距离S(mm) S = ( L1 - L2 ) n
n
L1: 螺母1的导程 L2: 螺母2的导程 n : 螺杆转过的圈数
A 螺钉联接 钉联接
B 螺栓联接 C 双头螺柱联接 D 紧定螺
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7．采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支撑面是为了( A .减少预紧力 B .减少挤压力 C. 避免螺栓受弯曲应力 D .便于放置垫圈
)。
8.在螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触表 面处需要加工，这是为了 。 A.不致损伤螺栓头和螺母 B.增大接触面积，不易松脱 C.防止产生附加偏心载荷 D.便于装配。 9.设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这 主要是为了 （ ）。 A.美观 B.受力最小 C.联接方便 D.接合面受力较均匀 10.螺纹连接的基本形式有哪几种？各适用于何种场合？有何特 点？ 11.为什么螺纹连接通常要采用防松设施？常用的防松方法和装 置有哪些？ 12.常见的螺栓失效形式有哪几种？失效发生的部位通常在何处？
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控制拧紧力矩的方法
冲击扳手
测力矩扳手
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定力矩扳手
（二）防松
• 静载荷：< (自锁) + 预紧后摩擦力→防止松动
冲击、振动、变载荷下 温度变化较大时
螺旋副摩擦力Ff减小或瞬时消失
松动
• 螺纹连接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动
• 螺纹连接防松的方法按工作原理可分为: 1 摩擦防松 2 锁住防松 3 其它：破坏螺纹副关系（铆冲、粘接、焊接）
按母体形状分 圆柱螺纹 圆锥螺纹
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螺纹旋向判断
• 旋向(螺旋线方向)：常用右旋，特殊要求 时用左旋 （思考左旋的场合与原因） • 旋向判断: (1)顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左 旋，右边高则为右旋。
思考：
右旋
左旋
(2)右手旋，前进—右旋 左手旋，前进—左旋
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螺旋线的数目(线数):单线（连接）、多线（传动）
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13.如下图所示，a、b、c三种螺纹联接，依次为____联接。
（1）螺栓、螺柱、螺钉（2）螺钉、螺柱、螺栓 （3）螺柱、螺钉、螺栓 （4）螺栓、螺钉、螺柱 （5）螺钉、螺柱、螺栓 （6）螺柱、螺栓、螺钉
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14. 为什么大多数螺纹连接都要拧紧？拧紧力矩要克服哪些力矩？ 答：为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度，因此 大多数螺纹联接都要拧紧。 拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。 15、在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制做沉头座或 凸台其目的是 。 A、避免螺栓受附加弯曲应力作用 C、为安置防松装置 B、便于安装 D、为避免螺栓受拉力过大 。
正确
错误
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3 不可拆防松：破坏螺纹副关系
• 焊接
• 铆冲
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36
螺旋传动
普通车床
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螺旋千斤顶
平口钳
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五、
螺旋传动
①螺杆转动 螺母移动 ⒊ 运 动 形 式
（一）螺旋传动的组成与功用 ⒈组成：螺旋传动是由螺杆与螺母与机架 构成的
⒉功用：将回转运动转变为直线运动
③螺母固 定螺杆转 动和移动
台式虎钳
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（三）滑动螺旋传动常用螺纹种类及其特点
①矩形螺纹
滑动螺旋传 动常用螺纹 种类
②梯形螺纹 牙形为梯形，已经标准化。特点 是当量摩擦系数较矩形螺纹高，效率 低。但加工容易、牙根强度高、对中 性好、间隙可以调整。
牙形为矩形，无通用 标准。其特点为：当量摩 擦系数小，效率高，但加 工较难，牙根强度较弱， 磨损后间隙不能调整。
按照螺旋 传动的用 途分类 调整 螺旋
传导 螺旋
优点：传动摩 擦损失和磨损都很 小，效率很高； 缺点：需要有 一套油路装置，结 构复杂。
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优点：摩擦损失 比滑动螺旋小，故而 效率高； 缺点：滚动体需 要返回通道，体积大， 制造成本高。
主要用于 调整、固 定零件位 置的螺旋 传动.
通过螺杆 与螺母之间的 相对运动，将 旋转运动变为 直线运动，实 现传递力或调 整零件间的相 对位置。
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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(双螺母)防 松
镶嵌弹性环或尼龙圈挤入螺纹中 椭圆口螺母
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对顶螺母防松
• 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
• 对顶螺母防松
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2 、锁住防松
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19、试找出图中螺纹联接结构中的错误，说明原因，并改正。已知被联接件材料均为 Q235，联接件均为标准件。1）普通螺栓联接；2）螺钉联接；3）双头螺柱联接；4） 紧定螺钉联接。
普通螺栓联接
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普通螺栓联接
主要错误
A、 螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装； B、 普通螺栓联接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被联接件孔与螺 栓杆间无间隙； C、 被联接件表面没加工，应做出沉头座孔并刮平，以保证螺栓头及螺母 支承面平整且垂直于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力； D、 一般联接，不应采用扁螺母； E、 弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对； F、 螺栓长度不标准，应取标准长度L=60mm； G、螺栓中螺纹部分长度短了，应取长30mm。
L1
L2
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a起重螺旋
增力螺旋
b 压力螺旋
传导螺旋图
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2）复式螺旋机构：两螺旋副的螺纹旋向相反
可移动螺母相对机架的移动距离S(mm) L = ( L1 + L2 ) n
右旋
L1: 螺母1的导程 L2: 螺母2的导程
左旋
n : 螺杆转过的圈数
电线杆钢索拉紧装置
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镗刀差动螺旋微调结构
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正、反螺旋快速调整结构
P P
S P
S
S =P
S = 2P
单线螺纹 连接螺纹
双线螺纹 传动螺纹
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按母体形状分
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
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3、 主要参数
d1 • 大径d、D：最大直径—公称直径 • 小径d1：外螺纹的最小直径 —强度直径 D, d • 中径d2、D2：假想直径，牙型沟槽宽与牙 的宽度相等 • 螺距P：相邻两牙轴向距离 • 导程S：同一条螺纹线的相邻两牙间的轴 向距离，S = nP • 升角 ：螺纹与其轴线的垂直平面所成的 夹角 • 牙型角a ：螺纹两侧边的夹角 • 牙侧角β：螺纹一侧边与螺纹轴线垂线间 的夹角
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5-2螺纹的基本知识
一、螺纹的形成和类型
1、螺纹的形成
螺纹----一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形始终在 通过圆柱轴线的平面内 ，就得到螺纹。 d2
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2、螺纹类型、特点及应用 三角形螺纹 矩形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 螺 左旋螺纹 纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 的 多线螺纹 外螺纹 分 按回转体的内外表面分 类 内螺纹 连接螺纹 按螺纹的作用分 传动螺纹
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3.紧定螺钉连接
适用场合： • 多用于轴上零件的固定， 传递较小的力
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• 锥端螺钉连接 • 平端螺钉连接 • 圆柱端螺钉连接
4.其他连接
• 地脚螺栓连接、吊环螺栓连接、 T形槽螺栓连接
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标准螺纹连接件
• 螺栓
– 普通螺栓 – 铰制孔螺栓
• 双头螺栓 • 螺钉
– 连接螺钉 – 紧定螺钉、自攻螺钉
• 用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对 转动的可能性
• 开口销、止动垫圈、串联钢丝防松
螺栓 开槽螺母
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开口销
装配图
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止动垫圈防松
• 用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之间相对 转动的可能性
止动垫圈
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串联钢丝防松
• 用机械装置把螺母和螺栓联成一体，消除了它们之 间相对转动的可能性
• 螺栓连接
– 普通螺栓连接
– 铰制孔螺栓连接 • 双头螺栓连接 • 螺钉连接 – 螺钉连接
– 紧定螺钉、自攻螺钉连接
• 其它连接：地脚螺栓、吊环螺钉
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1.螺栓连接
普通螺栓连接
• 特点：孔与杆间有间隙、被连接件 上无需切制螺纹、装拆方便 适用场合：连接件不厚且经常装拆 的一般场合，承受轴向载荷
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• 螺母：六角螺母、圆螺母 • 垫圈：平垫圈、斜垫圈
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四、 螺纹连接的预紧和防松
（一）螺纹的预紧力和预紧力矩 受载之前 拧紧螺母 预紧力F0
F0
• 目的：防止松动→提 高可靠性、强度、紧 密性
方法：
T2
T
F0
T1
一般情况凭经验，拧紧即可。 定力矩扳手 测力矩扳手 测量螺栓伸长量：（大型螺栓连接）
③锯齿形螺纹
牙形为非等腰梯形，效率与矩形螺纹相近，有梯形 螺纹的牙根强度高、对中性好；但只适用于单向载荷。
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1.单螺旋副机构
1）螺母固定，螺杆转 动并轴向移动 2）螺杆固定，螺母 转动并轴向移动
台式虎钳
动画
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螺旋千斤顶
螺纹传动位移的计算
S = Ln
L—导程 （mm） n—转过圈数速 S --螺纹传动位移 (mm)
主要用来传 递运动的螺 旋传动.
滑动螺旋 传动
优点：结构 简单、制造方便、 传动平稳、噪声 小，可获得很大 的减速比，从而 能够承受较大的 轴向载荷，并可 实现自锁。 缺点：磨损大、 效率低。
按照螺纹 副的摩擦 性质分类 静压螺 旋传动
滚动螺 旋传动
螺旋面间注 入静压油， 为液体摩擦 状态。
传力 螺旋
左螺旋 右螺旋
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滚珠螺旋传动
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复习思考题
1．在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 ( )。 A .三角形螺纹 B. 梯形螺纹 C .锯齿形螺纹 D . 矩形螺纹 2．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且 联接不需要经常拆卸时，往往采用( )。 A 螺栓联接 B 螺钉联接 C 双头螺柱联接 D 紧定 螺钉联接
螺纹连接和螺旋传动
1
变速箱装配图
观察变速箱座和变速 箱盖用什么联接方式？
2
工程应用
桑 塔 纳 轿 车
3
工程应用
机 床
4
工程应用
摩 托 车
5
工程应用
飞 机 机 翼
6
工程应用
发 动 机 气 缸
7
工程应用
化 工 管 道
8
工程应用
自 行 车
9
工程应用
锁 紧 螺 母
10
工程应用
汽 车 轮 胎