螺纹连接机械设计课件

工件
卡盘
车刀
车外螺纹
车内螺纹
螺尾
螺纹收尾 退刀纹
退刀槽
外退刀槽
退出车刀
车刀 开始退刀
内退刀槽
车 刀
外螺纹制作：
把工件车到一 定的尺寸，用板牙 绞出外螺纹；
工程上大量制 造的尺寸较小的外 螺纹件用搓丝机制 作。
搓丝机搓板
板牙 工件
内螺纹制作 首先用钻头在工件上钻孔，再用丝锥攻
丝得到内螺纹。
§6-1 螺 纹
左旋
例2： Tr40×14(P7)－7H－L
梯形螺纹
长旋合长度
大径D＝40
中径、顶径
导程14螺距7线数2
公差带代号
右旋
例3： M20×2LH－5g6g－S
普通螺纹 大径d＝20 螺距P2 (细牙)
左旋
短旋合长度 顶径公差带代号 中径公差带代号
例4： Tr40×14(P7)－7H－L
梯形螺纹
长旋合长度
2．双头螺柱联接（常拆场合） 3．螺钉联接（不常拆场合） 4．紧定螺钉联接
★★普通螺栓既可用来承担轴向载荷也可用来承担 横向载荷，但铰制孔用螺栓一般用来承担横向载荷。
螺纹紧固件连接的基本形式有：
螺栓连接
双头螺柱连接
螺钉连接
普通螺栓连接
t 0.3d 2
l
t1
★ 被连接件的孔径=1.1d ★ 两块板的剖面线方向相反 ★ 螺栓、垫圈、螺母按不剖画 ★ 螺栓的有效长度按下式计算
螺纹
55°非密封管螺纹
螺纹
55°密封管螺纹（R）
55°
牙型角为55 ，牙顶呈圆弧形。螺纹分 布在1:16的圆锥管壁上。内外螺纹配合时 没有间隙，不用填料也可以保证不渗漏， 拧紧时可消除制造误差或磨损所产生的间 隙。
螺纹
梯形螺纹(Tr)
30°
牙型为等腰梯型，牙型角为30。梯形 螺纹的效率比矩形螺纹低，但牙根的强度 较高，易于加工，对中性好，当采用剖分 式螺纹时，还可以消除因磨损而产生的间 隙。
tg2O52'0.05
d0 1.1d D0 1.7d
d0
v6O3'0 1O 03'0
tg9O39'0.17
f 0.15
d
d2 1.041.08
d1
§6-2 螺纹联接的类型和标准联接件
一．基本类型（请掌握各联接的特点及适用场合）
•普通螺栓联接（受拉螺栓联接） 1．螺栓联接
•铰制孔用螺栓联接(受剪螺栓联接)
（6）螺纹的角度
大径d －－是螺纹的公称直径。 小径d1－－常用于强度计算。 中径d2－－常用于几何计算。
线数 n －－螺纹的螺旋线数目。
螺距P －－相邻两螺纹牙上对应点
间的轴向距离。
导程 S －－沿螺纹上同一条螺旋线 转一 周所移动的轴向距离，S = nP。
§5-1 螺纹
牙型角a－－在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。
★ 旋合部分按外螺纹画；其余部分按各自 的规定画。
画图步骤：
★ 画外螺纹 ★ 确定内螺纹的端面位置 ★ 画内螺纹及其余部分投影
大径线画粗实线
倒角圆不画
小径线画细实线 且画到倒角内 螺纹终止线
小径≈0.85d 画粗实线
小径圆约画3/4圈
外螺纹剖视画法：
A
A－A
大径 小径
A 螺纹终止线画一小段
剖面线画到大径线
螺距=导程
导程 螺距
单线螺纹：P=Ph 多线螺纹：P=Ph/n
单线螺纹
多线螺纹
螺距(P)
导程(L) P = L / n
⑸ 螺纹的旋向
左旋
右旋(常用)
注意：只有上述各要素完全相同的内、外 螺纹才能旋合在一起。
力用搬螺 习左紧旋 惯旋，在 。 则合上
顺乎方 时用用 针力右 方习旋 向惯， 是。则 搬反顺 紧之时 ，，针 合在方 乎下向 用方是
梯形螺纹
效率较高，主要用于螺旋传动
锯齿形螺纹
此外，还有 管螺纹： 主要用于管路的联接。
? ?
Fa
y d1 d2 d
令d 0 dy
得效率最大时 y 45O
2
tgy tg(y )
令d 0 dy
得效率最大时 y 45O
2
过大的螺旋升角制造困难,而 且当角度大于25度后效率相差 不大了.一般取不大于20---25 度.
螺纹孔深度 H1=H+(2~2.5)P; 钻孔深度 H2=H1+(0.5~1)d;
H2 l1 H1 H
H2 l1 H1 H
8
2.309
线数
1
1
2
4
1
旋向
右
左
右
右
右
导程 3.5
1.5
10
32
2.309
小径 26.211 18.376
18.50
30.291
大径
30
20
24
40
33.249
螺纹的标记
标注示例
例1： M20×2－5g6g－S－ LH
普通螺纹 大径d＝20 螺距P=2 (细牙)
短旋合长度 顶径公差带代号 中径公差带代号
牙型斜角β－－在轴向截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂
线之间的夹角。
螺纹升角y－－螺
旋线的切线与垂直 于螺纹轴线的平面 间的夹角。
tany S nP
πd2 πd2
（7）螺纹连接的画法
A
A－A
按不剖画
A 旋入深度
画图要点：
内、外螺为纹剖什面么线方？向相反
★ 大径线和大径线对齐；小径线和小径线 对齐。
基 螺栓联接
本
类
L1
型
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; d 铰制孔用螺栓l1≈ 0;
螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d; 螺栓轴线到边缘的距离
e=d+(3~6) mm
L1
铰制孔螺栓
铰制孔螺栓
•双头螺柱联接
不能采用螺栓的场合,例如:连接件之 一太厚不宜采用通孔,材料又比较软.
大径线画细实线
倒角圆不画
小径线画粗实线 A
螺纹终止线 大径圆约画3/4圈
A－A
A 剖面线画到小径线 即粗实线位置
（8）螺纹的标注 ⒈ 标注的基本格式
特征代号 公称直径 × 导程(P螺距) 旋向
－ 公差带代号 － 旋合长度代号
右旋
左旋
中径和顶径
长：L 中等：N
公差带代号
短：S
☆单线螺纹 导程(P螺距) 改为 螺距 。 ☆粗牙螺纹不标注螺距。 ☆右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注LH。 ☆公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代号。
l计=t1+t2+0.15d(垫圈厚) +0.8d(螺母厚)+0.3d
计算后查表取标准值
普通螺栓联接
普通螺栓联接
普通螺栓联接
普通螺栓联接
普通螺栓联接
铰制孔用螺栓联接
铰制孔用螺栓联接
铰制孔用螺栓联接
铰制孔用螺栓联接
•普通螺栓联接
（受拉螺栓联接）
•铰制孔用螺栓联接
(受剪螺栓联接)
螺纹联接的基本类型
螺纹紧固件连接
c）垫圈
标记: 垫圈 标准号 公称直径
例: 标准系列，公称尺寸d=8，性能等级为 140HV，不经表面处理的平垫圈
垫圈 GB/T 97.1-2000 8
螺纹的类型
外螺纹 螺纹分为
内螺纹
圆柱螺纹 圆锥螺纹
左旋
？
右旋 常用右旋
按牙型的不同分为
普通螺纹： 效率低，易自锁，多用于联接。
矩形螺纹
六角螺栓
紧定螺钉
自攻螺钉
十字螺钉
内六角螺栓 翼形螺钉
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
圆头螺钉
六角螺母 盖形螺母
开槽六角螺母 翼形螺母
§6-0 引 言
由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器 中很多零件需要彼此联接。 机械零件之间的联接分为：
静联接：被联接件之间相互完全固定。（形锁合、摩擦锁合、材料锁合）
动联接：被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。
☆旋合长度为中等时，“N”可省略。
注意事项
单线螺纹 导程(P螺距) 改为 螺距 。
粗牙螺纹不标注螺距。
右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注LH 。
公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代 号。内螺纹G、H两种；外螺纹e、f、g、h四种。 若中径和顶径的公差带相同时，只注一个。
管螺纹公称直径为英寸，近似等于管子的通径。 其公差等级代号外螺纹为A、B两级，内螺纹仅一 种公差等级 ，故不标注。
⑴ 螺纹的牙型
在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹
的轮廓形状。
牙型
常用的有：
三角形
梯形
锯齿形
⑵ 螺纹的大径、小径和中径
大径：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的 假想圆柱面的直径。D、d
小径：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的
假想圆柱面的直径。 D1、d1
牙底
牙顶
小径 大径
牙顶
牙底
螺纹的中径：
一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通 过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
l
bm t
螺柱长度: l计= t +0.15d+0.8d+0.3d
bm同螺钉, 由被联接件的 材料决定。
基 螺栓联接 本 双头螺柱联接 类 型 螺钉联接
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
例:螺纹规格d=M12，公称长度L=80，性能等 级为4.8级，不进行表面处理，全螺纹，C级 的六角头螺栓：
螺栓 GB/T 5780-2000 M12×80
螺纹紧固件连接
b）螺母
标记: 螺母 标准号 螺纹规格
例:螺纹规格D=M12，性能等级为10级， 不经表面处理，A级的六角螺母。
螺母 GB/T 6170-2000 M12
传 梯形螺纹 Tr 动
螺
纹
锯齿形 螺纹
B
是最常用的联接螺纹
用于细小的精密或薄壁零件 用于水管、油管、气管等 薄壁管子上，用于管路的 联接。 用于各种机床的丝杠，做 传动用。
只能传递单方向的动力。
内螺纹 外螺纹
形成
卡盘
螺旋线
A
制在回转体外表面 的螺纹为外螺纹
车刀
制在回转体内表面 的螺纹为内螺纹
螺尾和退刀槽 螺纹的加工方法：
Ff 2fN
Q2Ncos
Ff
2 fN
2f
Q
2 cos
f
cos Q fvQ
传动应效率高,希望螺旋升角大 紧固要求自锁,希望螺旋升角小 牙型角小摩擦就小，易于传 动，但太小则牙根强度不够。、 牙型角大摩擦就大，易于紧固 连接，但太大拧紧费力
V
D0
d2 0.9d
y1O42'3O2'
大径D＝40
中径、顶径
导程14螺距P7线数2
公差带代号
右旋
螺纹紧固件连接 2）螺母
六角螺母
3）垫圈
六角开槽螺母
圆螺母
平垫圈
弹簧垫圈
圆螺母用止动垫圈
螺纹紧固件连接
4）螺纹紧固件的标记方法
名称 标准编号 形式与尺寸
材料 热处理 表面处理
螺纹紧固件连接
a）螺栓
标记:
螺栓 标准号 螺纹规格 × 有效长度
牙底
牙顶
小径D1、d1 中径D2、d2 大径 D、d
牙顶 内螺纹
牙底 外螺纹
⑶ 螺纹的线数n
沿一条螺旋线形成的螺 纹叫做单线螺纹；沿两条或 两条以上在轴向等距分布的 螺旋线所形成的螺纹叫做多 线螺纹。
单线螺纹
双线螺纹
⑷ 螺距和导程
螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点 之间的轴向距离P称为螺距。
同一条螺纹上相邻两牙在中径线上对 应两点之间的轴向距离Ph称为导程。
螺纹连接机械设计课 件
螺纹联接和螺旋传动
第六章 螺纹联接和螺旋传动
§6-1 螺 纹 §6-2 螺纹联接的类型和标准联接件 §6-3 螺纹联接的预紧 §6-4 螺纹联接的防松 §6-5 单个螺栓联接的强度计算 §6-6 螺栓组联接的设计 §6-7 提高螺纹联接强度的措施
螺纹连接
螺纹连接
一字螺钉
本课程介绍的联接主要是静联接。
联接的类型：
可拆
联 联接 接 过盈联接
不可拆 联接
螺纹联接
键联接、花键联接、销联接
弹性环联接等 铆接
（介于两者之间）
焊接
粘接
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
螺纹
锯齿形螺纹(B)
3° 30°
牙型为锯齿型，工作面的牙型边倾斜角 为3，非工作面的牙型边倾斜角为30。比 梯形螺纹牙根强度高。
螺纹
标准螺纹与非标准螺纹
以上的螺纹有些只要标注牙型代号， 就能分辨出螺纹种类，称为标准螺纹。
有些螺纹，必须画出牙型才能加 工，例如方牙螺纹，称为非标准螺纹。
螺纹
矩形螺纹
圆柱体的轴线，就得到螺纹。
d2
螺纹
螺纹
普通螺纹(M)
60° 牙型角为60,牙根较厚，强度较高。 同一公称直径的普通螺纹可分为粗牙、 细牙。
螺纹
55°非密封管螺纹(G)
55°
牙型角为55 ，牙顶呈圆弧形。其公称直 径近似为管子的孔径，以英寸为单位。旋合 螺纹之间没有径向间隙，紧密性好。如果要 求连接具有密封性时，需添加密封物。
螺纹各种数据的 查表
标记 M30 M20× 1.5-6g-LTHr24× 10(p5)B40× 32(P8) G1
牙型 螺纹
三角形60
普通度粗牙
名称 螺纹
三角形60
普通度细牙 螺纹
梯形30度
梯形螺纹
锯齿形30
锯齿度形螺 纹
三角形55
普通度粗牙 螺纹
公称
尺寸
30
20
24
40
1英寸
螺距 3.5
1.5
5
螺纹牙型为正方形，牙厚是螺距的一 半。矩形螺纹不是标准螺纹，没有代号。 标注时应注出大径、小径和螺距。
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
常用的几种螺纹的特征代号及用途
特征 螺 纹 种 类 代号 外 形 图
用途
联 普 通 粗牙 M 接 螺 纹 细牙 螺 纹 管螺纹 G