机械设计基础第10章连接分析

§10—3 机械制造常用螺纹
表10-1 直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸mm
P/8
Dd D2 d2 D1 d1
P P/8
60˚
P/230˚
90˚
P/4
H/4
P/8
H=0.866P d2=d-0.6495P D、d ----内、外螺纹大径 D2、d2----内、外螺纹中径 D1、d1----内、外螺纹小径
机械设计基础 课程 环境本071-2 班级 09年 10月26日
章节名称
第10章连 接 §10-1 螺纹参数 §10-2 螺纹副的受力分析、效率和自锁 §10-3 机械制造常用螺纹 §10-4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件
教学内容
1、常用螺纹的类型和基本参数； 2、螺纹连接受力分析和自锁条件； 3、常用螺纹类型； 4、螺纹紧固件
P----螺距
d1=d-1.0825P
标记示例： M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3) M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5)
公称直径（大径） Dd
3 4 5 6 8 10
螺距P
0.5 0.7 0.8
1 1.25 1.5
粗
牙
中径 D2 d2 2.675
3.545
3.545
5.350 7.188
载荷Fa（此时为驱动力）
F a
2
阻力F
反力 FR21
滑块在三力作用下等速下降，则有： FGFR 0
FF ata n( )
§10—2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
1、矩形螺纹
正行程拧紧螺母所需的驱动力矩为：
T F d2 2
Fa
d2 2
tan()
反行程放松螺母所需的平衡力矩为：
T F d2 2
教学目的 与要求
1.掌握机械制造常用螺纹的类型和基本参数； 2.螺纹连接受力分析； 3.了解螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件；
重点
1. 常用螺纹的类型和基本参数； 2.螺纹连接受力分析； 3. 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件；
难点
1、螺纹连接受力分析
作业
P161：10-1；10-2；10-3；10-6
9.026
12
1.75
10.863
Biblioteka Baidu
(14) 16
2
12.701
2
14.701
(18) 20 (20) 24 (27) 30
2.5
16.376
2.5
18.376
2.5
20.376
3
22.052
3
25.052
3.5
27.727
注：括号内的公称直径为第二系列
小径 D1d1 2.459 3.242 4.134 4.918 6.647 8.376
第10章 连接
§10-1 螺纹参数 §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §10-3 机械制造常用螺纹 §10-4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 §10-5 螺纹连接的预紧和防松 §10-6 螺纹连接的强度计算 §10-7 螺拴的材料与许用应力 §10-8 提高螺纹连接强度的措施
第 18 次课授课计划
§10—2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
2、斜面机构受力分析
FR v12
滑块沿斜面等速上升（正行程）
F
滑块1受力：水平驱动力F
载荷Fa 反力FR
FR Fa
滑块在三力作用下等速上升，则有：
FFa FR 0
F
FF ata n()
FR Fa
1
F
2
Fa
FR v12
1
F
滑块沿斜面等速下降（反行程）
滑块1受力：
(5) 导程S S = np
(6) 螺纹升角
§10—1 螺纹参数
pl
d d2 d1
t an l np
d2 d2
(7)牙型角
牙侧角 β
d 2
l
ββ
§10—2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
一、受力分析
1、矩形螺纹 正行程拧紧螺母所需的驱动力矩为：
M F d2 2
F
d2G
斜面机构
F
G
l
F
d 2
Fa
d2 2
tan()
F
F
d2
a
F
Fa
l
F
d 2
§10—2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
3、 非矩形螺纹β≠ 0º
线轴
G 螺母
非矩形螺纹： FncosFa
f Fa f
Fa
cos
f
cos
Fa
f f tg f’---当量摩擦系数
cos
ρ’---当量摩擦角
正行程 反行程
TTd2d222FFaattaann (())
§10—1 螺纹参数
二、螺纹的分类
螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。 螺纹按牙齿形状分为：
螺纹的旋向分为左旋螺纹和右旋螺纹。 螺纹按工作性质分为联接螺纹和传动螺纹。
联接用螺纹的当量摩擦角较大，有利于实现可靠联接； 传动用螺纹的当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率。
三、螺纹的主要参数
(1)大径d (2) 小径 d1 (3)中径d2 (4) 螺距p
螺 FN 杆
轴 900
线
G
β
β 螺杆 FNΔ
§10—2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
二、螺纹副的自锁
>ρ时，T为阻力矩，阻止 螺母加速松退；
< ρ时，T为驱动力矩， 松动螺母所需外加的驱动力 矩。
F
G
l
d 2
反行程自锁条件：
§10—2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
螺纹副正行程的效率 定螺义旋螺转旋动副一的圈效时率，为有有效效功功为与Fa输S ,入输功入之功比为：2πT。 定义螺旋副的效率为有效功与输入功之比：
Fa S 2T
tg tg( )
当ρ’一定时，在ψ=45˚－ρ’ / 2 处效率曲线有极大值。
效率 100
对于联接螺纹，必须取： η%
80
f v=tanρv=0.1
ψ≤ρ’ = 5.7˚
60
自锁极限
对于传动螺旋，一般取：
40
25˚ ≥ ψ >ρ’
20
紧固螺纹区
0˚ 10˚ 20˚ 30˚ 40˚ 50˚
教学手段
多媒体
参考资料
《机械设计基础知识要点及习题解析》
联接
机械动联接（运动副）
螺纹联接
机械静联接 （固定联接）
可拆联接
键联接 销联接 型面联接
铆钉联接
不可拆联接 焊接
胶接
§4-4 运动副中的摩擦分析
一、螺旋线的形成
§10—1 螺纹参数
二、螺纹的分类
螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。
§10—3 机械制造常用螺纹
细牙普通螺纹基本尺寸 mm
中径D2、d2 d-1+0.773 d-1+0.675 d-1+0.513
小径D1、d1 d-1+0.621 d-1+0.459 d-1+0.188
10.106
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
细
牙
螺距P
0.35
0.5
1.25, 1 0.75 1.5, 1.25 0.5
1.5, 1
2, 1.5, 1
表10-2
螺距P 0.35 0.5 0.75
1 1.25 1.5
2 3