机械设计基础之机械设计第章螺纹连接
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第八章
☞引言
☞螺纹的种类及主要参数
☞螺纹副的受力分析与自锁
☞螺纹紧固件与螺纹联接的类型☞螺纹联接的预紧与防松
☞螺栓联接的设计计算
☞螺栓组联接的设计计算
☞螺旋传动
第一节
☞引言
☞螺纹的种类及主要参数
☞螺纹副的受力分析与自锁
☞螺纹紧固件与螺纹联接的类型☞螺纹联接的预紧与防松
☞螺栓联接的设计计算
☞螺栓组联接的设计计算
☞螺旋传动
标准件
⏹尺寸、结构、材料、精度、公差配合以及
制图要求等具有统一标准的零部件，如螺
栓、螺钉、螺母、垫圈、铆钉、销、键等
连接件以及滚动轴承、联轴器等部件
⏹标准件是机械产品中使用数量大的零部件
⏹标准件由专业厂按照标准进行大批量生产，
可降低成本、保证质量和可靠性、提高互
换性
联接与动力源组合零件构件机构机器
静联接
动联接
(运动副)静联接
动联接（运动副）
可拆联接：螺纹联接、键联接、销联接等不可拆联接：铆接、焊接、胶接等联接联接件与被联接件的组合
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第二节
☞引言
☞螺纹的种类及主要参数☞螺纹副的受力分析与自锁
☞螺纹紧固件与螺纹联接的类型☞螺纹联接的预紧与防松
☞螺栓联接的设计计算
☞螺栓组联接的设计计算
☞螺旋传动
螺纹的形成
⏹螺纹联接件表面形状为螺纹
⏹倾斜线绕在圆柱体上形成螺旋线
⏹平面图形沿螺旋线形成螺纹
螺旋线
平面图形
螺纹的类型(1)用途
固定螺纹
联接螺纹
测量螺纹
传动螺纹
螺纹的类型(2)螺旋线方向（旋向）
右旋螺纹：常用
左旋螺纹：特殊要求
旋向判断
(1)轴线垂直时，
右边高—右旋
左边高—左旋
(2)右手旋，前进—右旋
左手旋，前进—左旋
螺纹的类型(2)补充（左旋螺纹应用）
自行车的左侧脚踏船用螺旋桨
螺纹的类型(3)螺旋线数目
单头螺纹：易自锁
多头螺纹：传动能力强
螺纹的类型(4)轴向剖面形状（螺纹牙型）三角形螺纹：常用于联接
矩形螺纹：用于传动
梯形螺纹：常用于传动
锯齿形螺纹：常用于传动，单向受载
螺纹的类型(5)
公（外）螺纹与母（内）螺纹，组合称为螺纹联接
螺纹的类型(5)
补充（加工方法）
碾制
车削
Header blank
Moving die plate
Fixed die plate
螺纹的类型(6)
母体形状圆柱螺纹与圆锥螺纹
螺纹的主要参数
大径d、D：最大直径—公称直径小径d
1
：外螺纹的危险剖面直径
—强度直径
中径d
2、D
2
：假想直径，牙型沟
槽宽与牙的宽度相等—计算直径
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y：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
M8
第三节
☞引言
☞螺纹的种类及主要参数
☞螺纹副的受力分析与自锁☞螺纹紧固件与螺纹联接的类型
☞螺纹联接的预紧与防松
☞螺栓联接的设计计算
☞螺栓组联接的设计计算
☞螺旋传动
螺纹副（螺旋副）的力学特性
⏹螺纹副作为一种空间运动副，其接触面为螺旋面⏹螺纹在旋紧或松开过程中，螺纹之间相对移动⏹当螺杆和螺母之间受到轴向力Q时，拧动螺杆或
螺母，螺旋面间将产生摩擦力
⏹螺纹副的受力决定其效率和自锁条件
✹螺旋副（螺母与螺杆）的相对运动⇒滑块沿斜面运动✹
假设：1)载荷分布在中线上; 2)单面产生摩擦力
✹螺旋升角F
d 2d
d 1y
2
d πs =z p
v 12
r
R
n
n F t
F
y
2
2tan d p z d s ππy ==
拧紧力
)
tan(r y +⋅=F F t )
tan(2
22
21r y +=⋅=F d d F T t 拧紧力矩
防松力
)
tan('r y -⋅=F F t )
tan(2
2''2
2r y -=⋅=F d d F T t 防松力矩自锁条件0
)tan('≤-=r y F F t y≤r
效率)tan(/tan /r y y η+==d r W W
反力摩擦力当量摩擦角
F
F n ’F n ’
ββ
900-β
900-β
β
β
F
F F F e
n
f
μμβ
μ===cos '2F
F n =βcos '2β
μ
μr cos arctan
arctan ==e e 拧紧力拧紧力矩)
tan(2
2''2
2e t F d d F T r y -=⋅=)tan(e t F F r y +⋅=)tan(2
2
221e
t F d d F T r y +=⋅=)
tan('e t F F r y -⋅=防松力
防松力矩
效率
自锁条件
)tan('≤-=e t F F r y y ≤r e
)
tan(/tan /e d r W W r y y η+==1. 矩形螺纹和三角螺纹哪一种效率高，宜用于传动？2. 矩形螺纹和三角螺纹哪一种易自锁，宜用于联接？