第2章 螺紋連接.

1、天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 第第2章聯(lián)接章聯(lián)接21概述概述22螺紋參數(shù)螺紋參數(shù)23螺旋副的受力、效率和自鎖螺旋副的受力、效率和自鎖25螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算27螺旋傳動簡介螺旋傳動簡介28鍵、花鍵和過盈聯(lián)接鍵、花鍵和過盈聯(lián)接24螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件26螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 連接連接2 21 概述概述可拆可拆連接連接不可拆不可拆連接連接螺紋螺紋連接連接鍵鍵連接連接花鍵花鍵連接連接銷銷連接連接過盈過盈連接連接焊焊接接粘粘接接鉚鉚接接天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制一、螺紋的主要參數(shù)

2、一、螺紋的主要參數(shù)2 22螺螺 紋參數(shù)紋參數(shù)d21、分類：、分類：螺紋的形成螺紋的形成:螺旋線螺旋線在圓柱體表面上的動點，一邊繞軸線等速回轉(zhuǎn)，在圓柱體表面上的動點，一邊繞軸線等速回轉(zhuǎn)，一邊沿軸向作等速移動時的軌跡。一邊沿軸向作等速移動時的軌跡。螺紋螺紋天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺紋螺紋分類分類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋線的頭數(shù)分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分2 22螺螺 紋紋 參參 數(shù)數(shù)天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺紋螺紋分類分類按螺紋的旋向分按螺

3、紋的旋向分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分三角形螺紋三角形螺紋矩形螺紋矩形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制螺紋的牙型螺紋的牙型潘存云教授研制矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋1530330潘存云教授研制潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺紋螺紋分類分類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋線的頭數(shù)

4、分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分三角形螺紋三角形螺紋矩形螺紋矩形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋潘存云教授研制按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺紋螺紋分類分類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分三角形螺紋三角形螺紋矩形螺紋矩形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋一般一般: n

5、 4PPhPh = 2PPPhPPh =Pn線螺紋線螺紋: Ph= n P單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋線的頭數(shù)分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺紋螺紋分類分類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋線的頭數(shù)分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分三角形螺紋三角形螺紋矩形螺紋矩形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋螺紋副螺紋副按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分天津

6、大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺紋螺紋分類分類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分三角形螺紋三角形螺紋矩形螺紋矩形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋按螺旋的作用分按螺旋的作用分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 連接螺紋連接螺

7、紋傳動螺紋傳動螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按螺旋線的頭數(shù)分按螺旋線的頭數(shù)分 按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋連接螺紋連接螺紋傳動螺紋傳動螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋按母體形狀分按母體形狀分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分按內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面分天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺

8、紋潘存云教授研制潘存云教授研制管螺紋管螺紋天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制(3)中徑中徑d2 也是一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。d1d2d(1)大徑大徑d 與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。(2) 小徑小徑 d1 與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱體的直徑。(4) 螺距螺距P 相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。(5) 導(dǎo)程導(dǎo)程Ph(6) 螺紋升角螺紋升角 中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角 (7)牙型角牙型角 軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。tan=d2

9、nP 牙型斜角牙型斜角 d2PhPh = nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距P2、螺紋的主要參數(shù)、螺紋的主要參數(shù)PhPP/2P/2 (8)接觸高度接觸高度 h 內(nèi)外螺紋旋合后，接觸面的徑向高度。h天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、常用螺紋二、常用螺紋普通螺紋以大徑普通螺紋以大徑d為為公稱直徑公稱直徑，同一公稱直徑可以有多種螺距，同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的稱為其中螺距最大的稱為粗牙粗牙螺紋，其余的統(tǒng)稱為螺紋，其余的統(tǒng)稱為細(xì)牙細(xì)牙螺紋螺紋。粗粗牙螺紋應(yīng)用最廣。牙螺紋應(yīng)用最廣。60細(xì)牙螺紋的優(yōu)點：細(xì)牙螺紋的優(yōu)點：升角小、小徑大、升角小、小徑大、自鎖性好自鎖性

10、好、強(qiáng)度高強(qiáng)度高缺點：缺點：不耐磨，不耐磨，易滑扣易滑扣。應(yīng)用：應(yīng)用：薄壁薄壁零件、受零件、受動載動載荷的連接和荷的連接和微調(diào)微調(diào)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。Pd粗牙粗牙dP細(xì)牙細(xì)牙dP細(xì)牙細(xì)牙天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 梯形梯形螺紋：螺紋：潘存云教授研制鋸齒形鋸齒形303潘存云教授研制梯梯 形形30鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋:常用于傳動。常用于傳動。= 15= 3普通螺紋的基本尺寸（機(jī)械設(shè)計手冊）普通螺紋的基本尺寸（機(jī)械設(shè)計手冊）梯形螺紋的直徑和螺距（機(jī)械設(shè)計手冊）梯形螺紋的直徑和螺距（機(jī)械設(shè)計手冊）天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 一、矩形螺紋一、矩形螺紋1. 旋緊旋緊螺旋副時的螺旋副時的受力受力軸向載荷

11、軸向載荷F螺母螺母擰緊擰緊重塊重塊爬坡爬坡旋緊力矩旋緊力矩1T2t2dF 簡化簡化模型模型（水平力（水平力Ft作用于中徑作用于中徑d2圓周）圓周）旋緊螺旋副旋緊螺旋副推重塊沿斜面上升推重塊沿斜面上升vFtF螺桿螺桿螺紋螺紋斜面斜面旋緊力矩旋緊力矩1T重塊重塊斜面斜面23螺旋副的受力、效率與自鎖螺旋副的受力、效率與自鎖天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 軸向載荷軸向載荷F旋緊力矩旋緊力矩1T簡化簡化模型模型2t2dF 1T（切向力（切向力Ft作用于中徑作用于中徑d2圓周）圓周）旋緊螺旋副旋緊螺旋副推重塊沿斜面上升推重塊沿斜面上升受力關(guān)系受力關(guān)系斜面反力FN摩擦力FN總反力FRRNNFFFtR0FF

12、FFNvFRFtF+ttan()FFNNtanFF摩擦角=arctantan()F=22d2t2dF 1T=22dtan()FFNFRFtF平衡條件：平衡條件：水平力水平力天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 旋緊力矩旋緊力矩ttan()FF =arctan2t2dF 1T=22dtan()F水平力水平力摩擦角摩擦角等速旋緊螺母一周時的等速旋緊螺母一周時的有用功有用功2h2tanWF PFd1t22tan()WFdFdd2Ph等速旋緊螺母一周時的等速旋緊螺母一周時的輸入功輸入功2. 旋緊螺旋副時的旋緊螺旋副時的效率效率旋緊螺旋副時的旋緊螺旋副時的效率效率2212tantantan()tan()WF

13、dWFd天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 vFtFFNttan()FF3. 松退松退時的時的自鎖自鎖-FRFFt松退時的水平力（支持力）松退時的水平力（支持力）當(dāng)當(dāng) 時時0tF 螺旋副自鎖的條件螺旋副自鎖的條件FRFN天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、二、非矩形非矩形螺紋螺紋矩形螺紋（矩形螺紋（= 0）的摩擦力）的摩擦力F非矩形螺紋（非矩形螺紋（ 0）的摩擦力）的摩擦力FVcos令則VFF 當(dāng)量摩擦因數(shù)V當(dāng)量摩擦角 =arctan（）vvVarctan()cosFNFN1FcosFcosF天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1.旋緊旋緊螺旋副時的螺旋副時的受力受力ttan()FF2.旋緊螺旋

14、副時所需旋緊螺旋副時所需力矩力矩22d2t2dF 1T=tan()F3.旋緊螺旋副時的旋緊螺旋副時的效率效率tantan()4.螺旋副螺旋副自鎖自鎖的條件的條件V)2V)2dV)V天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 為提高傳動的效率而采為提高傳動的效率而采用用多線、小牙型斜角多線、小牙型斜角螺螺紋，如：矩形、梯形和鋸紋，如：矩形、梯形和鋸齒型螺紋。齒型螺紋。三、三、影響螺旋副效率和自鎖性能的幾何因素影響螺旋副效率和自鎖性能的幾何因素1.1.螺旋螺旋升角升角 的影響的影響 為提高連接的為提高連接的自鎖性而而采用采用大牙型斜角大牙型斜角、單線單線螺紋，如三角形螺紋、螺紋，如三角形螺紋、細(xì)細(xì)牙牙螺紋（

15、小螺距螺紋）。螺紋（小螺距螺紋）?？芍?，tan=d2 nP 由自鎖性n、P2d2.2.螺紋螺紋牙型斜角牙型斜角 的影響的影響VcosVarctan()cos天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1.在其他條件相同的前提下，矩形、梯形、鋸齒型和三角形螺紋在其他條件相同的前提下，矩形、梯形、鋸齒型和三角形螺紋中，哪一種螺紋的效率最高？哪一種螺紋的自鎖性最好？中，哪一種螺紋的效率最高？哪一種螺紋的自鎖性最好？思考題：思考題： 2.在普通螺紋中，在普通螺紋中，細(xì)牙細(xì)牙螺紋（小螺距螺紋）與粗牙螺紋比較有何螺紋（小螺距螺紋）與粗牙螺紋比較有何異同？異同？細(xì)牙細(xì)牙螺紋通常用在什么場合？螺紋通常用在什么場合？天津

16、大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。一、一、 螺紋連接的基本類型和緊固件的材螺紋連接的基本類型和緊固件的材料及精度料及精度螺栓連接螺栓連接基本基本類型類型螺釘連接螺釘連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接 2 24螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件普通螺栓連接普通螺栓連接鉸孔螺栓連接鉸孔螺栓連接eal1 1螺紋余留長度螺紋余留長度 l1 靜載荷靜載荷 l1 (0.30.5)d; 變載荷變載荷 l1 0.75d;沖擊載荷沖擊載荷 l1d;螺紋伸出長度螺紋伸出長度 a =(0.20.3)d; 螺栓軸線到被連接件邊緣的距離螺栓軸線到被連接件邊緣的距離 e=d+(

17、36) mmd潘存云教授研制潘存云教授研制螺栓連接螺栓連接普通螺栓連接普通螺栓連接孔與螺桿之孔與螺桿之間留有間隙間留有間隙潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 餃孔螺栓連接餃孔螺栓連接一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型螺栓連接螺栓連接基本基本類型類型螺釘連接螺釘連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接普通螺栓連接普通螺栓連接螺紋伸出長度螺紋伸出長度 a =(0.20.3)d; 螺栓連接螺栓連接鉸孔螺栓連接鉸孔螺栓連接a可承受橫向載荷。鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓d孔與螺桿之孔與螺桿之間過渡配合間過渡配合潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 雙頭螺柱連接雙

18、頭螺柱連接一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型螺栓連接螺栓連接基本基本類型類型螺釘連接螺釘連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接普通螺栓連接普通螺栓連接螺栓連接螺栓連接餃孔螺栓連接餃孔螺栓連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接潘存云教授研制螺釘連接螺釘連接潘存云教授研制用于被連件之一較厚且需經(jīng)常拆裝處。用于被連件之一較厚且不常拆裝處。天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型螺栓連接螺栓連接基本基本類型類型螺釘連接螺釘連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接普通螺栓連接普通螺栓連接螺栓連接螺栓連接餃孔螺栓連接餃孔螺栓連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接潘存云教授

19、研制ae ee edl1 1l1 1l4l4l5l5螺釘連接螺釘連接l3l3參數(shù)參數(shù)l1 、 a 、 e與螺栓相同與螺栓相同 擰入深度擰入深度l 3：鋼或青銅鋼或青銅 l 3 d鑄鐵鑄鐵 l 3 (1.251.5)d鋁合金鋁合金 l 3 (1.52.5)d螺紋孔深度螺紋孔深度 l 4 l 3 +(22.5)P;鉆孔深度鉆孔深度 l 5 l 4 +(0.51)d;天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型螺栓連接螺栓連接基本基本類型類型螺釘連接螺釘連接雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接緊定螺釘連接緊定螺釘連接緊定螺釘緊定螺釘普通螺栓連接普通螺栓連接鉸孔螺

20、栓連接鉸孔螺栓連接天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺栓的結(jié)構(gòu)形式螺栓的結(jié)構(gòu)形式lbd六角頭六角頭ldb小六角頭小六角頭墊圈墊圈 螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接螺紋緊螺紋緊固件固件螺栓螺栓一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型dL0L1LL1 座端長度座端長度L0 螺母端長度螺母端長度墊圈墊圈 螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連

21、接螺紋緊螺紋緊固件固件雙頭螺柱雙頭螺柱天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型墊圈墊圈 螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接螺紋緊螺紋緊固件固件雙頭螺柱雙頭螺柱螺釘螺釘 末端末端結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)頭部頭部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 、緊定螺釘、緊定螺釘天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型墊圈墊圈 螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接螺紋緊螺紋緊固件固件專用螺紋連接專用螺紋連接潘存云教授

22、研制地腳螺栓地腳螺栓 潘存云教授研制潘存云教授研制起吊螺釘起吊螺釘 T 型螺栓型螺栓 天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。六角螺母六角螺母六角扁螺母六角扁螺母六角厚螺母六角厚螺母潘存云教授研制圓螺母圓螺母墊圈墊圈 螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接螺紋緊螺紋緊固件固件螺母螺母二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 用于經(jīng)常拆裝易磨損之處。墊圈墊圈 螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接螺紋緊螺紋緊固件固件二

23、、二、螺紋緊固件螺紋緊固件一、一、 螺紋連接的基本類型螺紋連接的基本類型平墊圈平墊圈斜墊圈斜墊圈彈簧墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈 墊圈的作用：墊圈的作用： 1）增加支撐面積，減小壓強(qiáng)。保護(hù)被連接件表增加支撐面積，減小壓強(qiáng)。保護(hù)被連接件表面，避免擰緊螺母時擦傷。面，避免擰緊螺母時擦傷。 2）遮蓋遮蓋被連接件表面的不平，避免螺栓受偏載被連接件表面的不平，避免螺栓受偏載荷。荷。 3）防松。）防松。天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 三、螺紋緊固件的精度三、螺紋緊固件的精度按公差等級分為：按公差等級分為：A、B、C三級，三級， C級最低用于一般連接，級最低用于一般連接， A級最級最高用于

24、有配合精度處。高用于有配合精度處。螺栓、螺柱、螺釘性能等級分螺栓、螺柱、螺釘性能等級分10 級，級，其力學(xué)性質(zhì)見表其力學(xué)性質(zhì)見表2-4。四、常用材料四、常用材料普通連接：碳鋼（普通連接：碳鋼（Q215、Q235、35、45）重要連接：合金鋼（重要連接：合金鋼（15Cr、20Cr、40Cr、15MnVB）五、螺紋連接的預(yù)緊及其控制五、螺紋連接的預(yù)緊及其控制1. 何謂預(yù)緊何謂預(yù)緊 螺紋連接在工作前裝配時螺紋連接在工作前裝配時,將其擰緊到一定程度將其擰緊到一定程度,稱為預(yù)緊。稱為預(yù)緊。2預(yù)緊的目的預(yù)緊的目的（1）增強(qiáng)連接剛性）增強(qiáng)連接剛性（2）提高連接緊密性）提高連接緊密性 (3) 能起到放松作用能

25、起到放松作用天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3. 3. 預(yù)緊力預(yù)緊力連接裝配擰緊時連接裝配擰緊時, ,螺栓桿受拉螺栓桿受拉, ,被連接件受壓被連接件受壓, ,兩者的受力為作用兩者的受力為作用與反作用關(guān)系與反作用關(guān)系, ,故大小相等故大小相等, ,方向相反。方向相反。4 4預(yù)緊力的控制預(yù)緊力的控制（1 1）控制預(yù)緊力的原因）控制預(yù)緊力的原因 預(yù)緊力過小預(yù)緊力過小起不到預(yù)緊的作用；起不到預(yù)緊的作用； 預(yù)緊力過大預(yù)緊力過大易導(dǎo)致緊固件損壞。易導(dǎo)致緊固件損壞。（2 2）控制預(yù)緊力的方法）控制預(yù)緊力的方法主要是控制裝配時擰緊力矩的大小。主要是控制裝配時擰緊力矩的大小。 擰緊力矩為擰緊力矩為 M = F

26、L=M1+M2M = FL=M1+M2 式中的式中的F F為作用在扳手手柄上的力；為作用在扳手手柄上的力；L L為扳手力臂長。為扳手力臂長。 M1為擰緊螺母時螺紋牙表面上的摩擦阻力矩，由下式得知：為擰緊螺母時螺紋牙表面上的摩擦阻力矩，由下式得知： (當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角) )tan(221dFM 天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 M2M2為螺母支承面上的摩擦阻力矩，由下式得知：為螺母支承面上的摩擦阻力矩，由下式得知：則擰緊力矩則擰緊力矩 KtKt稱為擰緊力矩因數(shù)，稱為擰緊力矩因數(shù)，其值與螺紋參數(shù)、其值與螺紋參數(shù)、表面摩擦因數(shù)等有關(guān)，表面摩擦因數(shù)等有關(guān)，常取常取Kt =0.2 Kt =0.2 。

27、 2020303023dDdDFMsdFKMt天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 當(dāng)螺紋的參數(shù)等情況不變時，當(dāng)螺紋的參數(shù)等情況不變時，M M越大，則越大，則F F越大。當(dāng)越大。當(dāng)F F過大時，很容易過大時，很容易將螺桿擰斷。因此采用小直徑螺栓（小于將螺桿擰斷。因此采用小直徑螺栓（小于M12M12）應(yīng)特別謹(jǐn)慎。）應(yīng)特別謹(jǐn)慎。 裝配時擰緊力矩大小可通過力矩扳手控制。裝配時擰緊力矩大小可通過力矩扳手控制。1)1)憑手感（經(jīng)驗）憑手感（經(jīng)驗）2)2)測力矩扳手測力矩扳手3)3)定力矩扳手定力矩扳手4)4)測定伸長量測定伸長量 測力矩扳手測力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手L LM ML LS S天津大學(xué)專用

28、作者： 潘存云教授 六、螺紋連接的防松六、螺紋連接的防松1 1、目的、目的（1 1）通常對于標(biāo)準(zhǔn)的螺紋連接件）通常對于標(biāo)準(zhǔn)的螺紋連接件螺紋升角螺紋升角 1.71.70 0330 0 當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角9.79.70 0可見滿足自鎖條件可見滿足自鎖條件 （2 2） 螺母和螺釘頭與被連接件的支承面之間存在摩擦阻力螺母和螺釘頭與被連接件的支承面之間存在摩擦阻力故在條件故在條件、下，一般情況螺紋連接不會自動松脫。下，一般情況螺紋連接不會自動松脫。 在溫度變化或受到?jīng)_擊、振動及變載荷的作用時，螺紋連接在溫度變化或受到?jīng)_擊、振動及變載荷的作用時，螺紋連接會發(fā)生松動。會發(fā)生松動。 天津大學(xué)專用 作者： 潘

29、存云教授 2 2、螺紋連接的防松、螺紋連接的防松 防松關(guān)鍵：防松關(guān)鍵：防止螺旋副發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。防止螺旋副發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。防松原理：防松原理： 1 1）利用）利用摩擦摩擦防松防松2 2）機(jī)械機(jī)械防松防松3 3）破壞螺旋副關(guān)系破壞螺旋副關(guān)系防松防松天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 尼龍圈鎖緊螺母尼龍圈鎖緊螺母1）利用）利用摩擦摩擦防松防松彈簧墊圈彈簧墊圈對頂螺母對頂螺母天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 開口銷與六開口銷與六角開槽螺母角開槽螺母串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲2）機(jī)械機(jī)械防松防松圓螺母用止動墊圈圓螺母用止動墊圈潘存云教授研制止動墊圈止動墊圈潘存云教授研制潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授

30、沖點防松法沖點防松法3）破壞螺旋副關(guān)系破壞螺旋副關(guān)系防松防松11.5P用沖頭沖用沖頭沖2至至3點點粘合法防松粘合法防松涂粘合劑涂粘合劑天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2 25螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺栓連接螺栓連接的主要失的主要失效形式效形式滑扣滑扣 因經(jīng)常拆裝受拉螺栓受拉螺栓塑性變形塑性變形 螺紋部分疲勞斷裂疲勞斷裂受剪螺栓受剪螺栓 塑性變形或剪斷塑性變形或剪斷（螺栓受剪面）（螺栓受剪面）壓潰壓潰 （螺桿或孔壁貼合面螺桿或孔壁貼合面）經(jīng)常拆卸：經(jīng)常拆卸： 變載荷變載荷斷裂斷裂天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制FaFa1.只受工作載荷的螺栓（松連接）強(qiáng)度計算只受工作

31、載荷的螺栓（松連接）強(qiáng)度計算強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件21 /4Fd式中式中 d1 螺紋小徑螺紋小徑 mm 許用應(yīng)力許用應(yīng)力力除以面積裝配時不需要擰緊一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1.只受工作載荷的螺栓（松連接）強(qiáng)度計算只受工作載荷的螺栓（松連接）強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算2.只受預(yù)緊力的螺栓強(qiáng)度計算只受預(yù)緊力的螺栓強(qiáng)度計算平衡條件平衡條件SKFFmSKFFm 強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件V21.341Fd或或K 可靠性可靠性系數(shù)，常取系數(shù)，常取 K=1.11.3;摩擦因數(shù)，對鋼和鑄鐵，取摩擦因數(shù)，對鋼和鑄鐵，取 =0.10.

32、15;m 結(jié)合面數(shù)結(jié)合面數(shù);若取若取=0.15， K=1.2, m=1, 則則F 8Fs結(jié)構(gòu)尺寸大結(jié)構(gòu)尺寸大FSFS/2FS/2FF裝配時需要擰緊應(yīng)力分析應(yīng)力分析22VT3=1.3對于對于M10M68的普通螺紋的普通螺紋T 0. 5天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 pp1.只受工作載荷的螺栓（松連接）強(qiáng)度計算只受工作載荷的螺栓（松連接）強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算2.只受預(yù)緊力的螺栓強(qiáng)度計算只受預(yù)緊力的螺栓強(qiáng)度計算3. 既既受受預(yù)緊力又受工作載荷預(yù)緊力又受工作載荷的螺栓的螺栓強(qiáng)度計算強(qiáng)度計算F0F0潘存云教授研制Dp 預(yù)緊狀態(tài)預(yù)緊狀態(tài)受工作載荷受工作載荷松弛狀態(tài)

33、松弛狀態(tài)12FFFFFF潘存云教授研制潘存云教授研制FFFFF0F0FF潘存云教授研制FFFFFF0FFF0V21 1.43Fd0FFF天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1變形力F1.剩余預(yù)緊力剩余預(yù)緊力FFF0FF變形力2F2F121力變形螺栓螺栓受力受力-變形變形被連接件被連接件受力受力-變形變形4. 受力變形關(guān)系受力變形關(guān)系2.螺栓總拉力螺栓總拉力F03.螺栓的強(qiáng)度條件螺栓的強(qiáng)度條件F選取（表選?。ū?-3）天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算3. 既受預(yù)緊力又受工作載荷的螺栓強(qiáng)度計算既受預(yù)緊力又受工作載荷的螺栓強(qiáng)度計算（1）受軸向靜載荷

34、時螺栓連接的強(qiáng)度計算）受軸向靜載荷時螺栓連接的強(qiáng)度計算（2）受軸向循環(huán)載荷時螺栓連接的強(qiáng)度計算）受軸向循環(huán)載荷時螺栓連接的強(qiáng)度計算 用上述方法進(jìn)行靜強(qiáng)度計算。用上述方法進(jìn)行靜強(qiáng)度計算。必須校核其疲勞強(qiáng)度。必須校核其疲勞強(qiáng)度。 0V21 1.43Fd天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 h2二、鉸制孔（二、鉸制孔（受剪）受剪）螺栓連接的強(qiáng)度計算螺栓連接的強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算1）塑性變形或剪斷）塑性變形或剪斷（螺栓受剪面）（螺栓受剪面）2）壓潰）壓潰 （螺桿或孔壁貼合面螺桿或孔壁貼合面）失效形式：失效形式：擠壓強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件 SPP

35、SFd h S2S4Fmd潘存云教授研制h1鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓FsFsdSm受剪面數(shù)目受剪面數(shù)目天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、二、受剪受剪螺栓連接的強(qiáng)度計算螺栓連接的強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算一、受拉螺栓連接的強(qiáng)度計算三、螺栓材料和許用應(yīng)力三、螺栓材料和許用應(yīng)力螺栓許用應(yīng)力螺栓許用應(yīng)力（表（表2-6、表、表2- 7）受拉螺栓受拉螺栓許用應(yīng)力（表許用應(yīng)力（表2-6）受剪螺栓受剪螺栓許用應(yīng)力（表許用應(yīng)力（表2-7） SS SPpSSSS天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 四、螺栓組連接受力分析與計算四、螺栓組連接受力分析與計算 受力分析時的幾點假設(shè)：受力分析時的幾點假設(shè)：各螺栓

36、尺寸、規(guī)格、所受預(yù)緊力相同。各螺栓尺寸、規(guī)格、所受預(yù)緊力相同。被連接件為剛體（不變形）。被連接件為剛體（不變形）。螺栓變形在彈性范圍之內(nèi)。螺栓變形在彈性范圍之內(nèi)。1.受軸向工作載荷的螺栓組受力分析與計算受軸向工作載荷的螺栓組受力分析與計算 典型的為壓力容器的螺栓組連接。典型的為壓力容器的螺栓組連接。 （1）總載荷）總載荷FQ：（作用在容器蓋上的總軸向載荷：（作用在容器蓋上的總軸向載荷FQ） 式中，式中，p為容器內(nèi)壓力為容器內(nèi)壓力 pDFQ24天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 （2）每個螺栓所受軸向載荷）每個螺栓所受軸向載荷F：（由于（由于FQ通過螺栓組形心，作用在各螺栓上的工作載荷通過螺栓組形

37、心，作用在各螺栓上的工作載荷F相等。）相等。）式中，式中，Z螺栓總個數(shù)。螺栓總個數(shù)。通過以上分析后，可按單個螺栓進(jìn)行計算。通過以上分析后，可按單個螺栓進(jìn)行計算。 zFFQ0V21 1.43Fd天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2、受橫向工作載荷的螺栓組受力分析與計算、受橫向工作載荷的螺栓組受力分析與計算載荷垂直螺栓軸線；載荷通過螺栓對稱中心。載荷垂直螺栓軸線；載荷通過螺栓對稱中心。1) 普通螺栓連接普通螺栓連接 按被連接件沿結(jié)合面不產(chǎn)生按被連接件沿結(jié)合面不產(chǎn)生 相對滑動的條件：相對滑動的條件：每個螺栓所加的預(yù)緊力為：每個螺栓所加的預(yù)緊力為： szsKFmFzmzKFFssz天津大學(xué)專用 作者：

38、 潘存云教授 2 26螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計 了解螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，掌握螺栓組連接的受力分析了解螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，掌握螺栓組連接的受力分析和計算方法。和計算方法。 進(jìn)行連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計、對螺栓組進(jìn)行受力分析，確定受力最大進(jìn)行連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計、對螺栓組進(jìn)行受力分析，確定受力最大的螺栓及其力的大小、按單個螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計算。的螺栓及其力的大小、按單個螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計算。螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計基本要求：設(shè)計基本要求： 1、便于加工、便于加工 結(jié)合面形狀簡單，螺栓對稱布置、圓周布置時螺栓數(shù)宜采用結(jié)合面形狀簡單，螺栓對稱布置、圓周布置時螺栓數(shù)宜采用4、6、8

39、、12等。等。便于加工制造，保證結(jié)合面受力均勻。便于加工制造，保證結(jié)合面受力均勻。 天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 dhD2、螺栓受力應(yīng)均勻、螺栓受力應(yīng)均勻 鉸制孔螺栓組，在平行于工作載荷的方向上，螺栓排列數(shù)鉸制孔螺栓組，在平行于工作載荷的方向上，螺栓排列數(shù)量不宜超過量不宜超過68個，防止載荷分布過于不均。個，防止載荷分布過于不均。3、合理的間距、邊距和扳手空間、合理的間距、邊距和扳手空間(見表見表14-12。) 潘存云教授研制潘存云教授研制60CC60ABEE天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 4 4螺栓螺母支承面應(yīng)平整且與螺栓軸線垂直螺栓螺母支承面應(yīng)平整且與螺栓軸線垂直( (盡量盡量 避免

40、附加載荷避免附加載荷) )結(jié)構(gòu)措施：凸臺、沉孔（魚眼坑）結(jié)構(gòu)措施：凸臺、沉孔（魚眼坑）附加載荷：如偏心載荷使螺桿產(chǎn)生的附附加載荷：如偏心載荷使螺桿產(chǎn)生的附 加彎曲應(yīng)力。加彎曲應(yīng)力。潘存云教授研制支承面不平支承面不平采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)采用凸臺或沉孔結(jié)構(gòu)潘存云教授研制潘存云教授研制切削加工支承面切削加工支承面潘存云教授研制支承面傾斜支承面傾斜支承面傾斜支承面傾斜潘存云教授研制斜墊圈斜墊圈天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制5、采用卸載裝置減小橫向載荷、采用卸載裝置減小橫向載荷潘存云教授研制 在承受較大的橫向載荷時，可采用抗剪零件來承受橫向載荷。

41、在承受較大的橫向載荷時，可采用抗剪零件來承受橫向載荷。天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 一、螺旋傳動的類型和應(yīng)用一、螺旋傳動的類型和應(yīng)用調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋靜壓螺旋靜壓螺旋類類型型運動形式有運動形式有2 27螺旋傳動螺旋傳動螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動 螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動的。作用：回轉(zhuǎn)運動作用：回轉(zhuǎn)運動 直線運動，同時傳遞動力。直線運動，同時傳遞動力。螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動 刀架刀架 按用按用途分途分傳力螺旋傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋傳導(dǎo)螺旋滑動螺旋滑動螺旋滾動螺旋滾動螺旋按摩擦按摩擦性質(zhì)分性質(zhì)分傳遞動力傳遞動力 傳遞運動傳遞運動, ,要求精度高

42、要求精度高調(diào)整相對位置調(diào)整相對位置應(yīng)用實例為車床刀架溜板天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 應(yīng)用實例應(yīng)用實例 起重設(shè)備（起重設(shè)備（千斤頂千斤頂）鍛壓機(jī)械鍛壓機(jī)械(壓力機(jī)壓力機(jī))潘存云教授研制潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 應(yīng)用實例應(yīng)用實例 工件夾緊裝置(鋸床)潘存云教授研制潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 應(yīng)用實例應(yīng)用實例 潘存云教授研制鉗工虎鉗鉗工虎鉗 潘存云教授研制千分尺千分尺 天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 整體螺整體螺母母組合螺組合螺母母剖分螺剖分螺母母螺母結(jié)構(gòu)螺

43、母結(jié)構(gòu)潘存云教授研制組合螺母組合螺母潘存云教授研制調(diào)整楔快調(diào)整楔快固定螺釘固定螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘二、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料二、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料 滑動螺旋的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支滑動螺旋的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 潘存云教授研制剖分螺母剖分螺母天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制螺旋副材料要求：螺旋副材料要求：足夠的強(qiáng)度、耐磨性、摩擦因子小足夠的強(qiáng)度、耐磨性、摩擦因子小2. 滑動螺旋的材料滑動螺旋的材料螺桿材料螺桿材料: :

44、Q257、45、50鋼，或鋼，或T12、40Cr、65Mn 螺母材料螺母材料: : ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZCuAl10Fe3.螺桿螺桿- -螺母材料螺母材料 滑動速度滑動速度 m/min m/min 許用壓力許用壓力/MPa/MPa 摩擦因子摩擦因子 低速低速 181825 25 3 11 3 1118 18 6 61212 7 710 10 1515 1 12 淬火鋼青銅淬火鋼青銅 鋼青銅鋼青銅 鋼鑄鐵鋼鑄鐵 鋼鋼鋼鋼 6 61212 10 1013 0.060.08 2.42.4 13 1318 6 61212 4 47 低速低速 7.57.513 0.11 0

45、.110.170.17 0.080.080.1 0.120.120.15 滑動螺旋副材料的許用壓力滑動螺旋副材料的許用壓力pp及摩擦因子及摩擦因子 天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制三、滑動螺旋傳動的設(shè)計計算三、滑動螺旋傳動的設(shè)計計算承受載荷承受載荷: 轉(zhuǎn)矩、軸向力轉(zhuǎn)矩、軸向力 設(shè)計準(zhǔn)則：設(shè)計準(zhǔn)則：按耐磨損確定直徑，選擇螺距按耐磨損確定直徑，選擇螺距校核螺桿、螺母強(qiáng)度等。校核螺桿、螺母強(qiáng)度等。主要失效形式主要失效形式: 螺牙的磨損螺牙的磨損滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力許用應(yīng)力許用應(yīng)力/MPa螺旋副材料螺旋副材料螺桿螺桿 鋼鋼 /(35)螺母螺母青銅青銅 406

46、0 3040鑄鐵鑄鐵 4555 40鋼鋼 (0.10.2) 0.6 b 注：注：1) s 為材料的屈服極限；為材料的屈服極限； 2)載荷穩(wěn)定時，許用應(yīng)力取大值。載荷穩(wěn)定時，許用應(yīng)力取大值。天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 對螺旋傳動的要求對螺旋傳動的要求: : 強(qiáng)度足夠強(qiáng)度足夠, , 耐磨耐磨, , 摩擦因子小摩擦因子小. .螺桿材料螺桿材料: : Q257、45、50鋼，或鋼，或T12、40Cr、65Mn螺母材料螺母材料: : ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZCuAl10Fe3。失效形式失效形式: : 磨損磨損 通常先由耐磨性條件，計算螺桿直徑和螺母高度，再參照標(biāo)準(zhǔn)確定螺旋

47、各主要參數(shù)，而后對可能發(fā)生的其它失效一一校核。耐磨性計算耐磨性計算校核公式：校核公式：影響磨損的原因很多，目前還沒有完善的計算方法，通常是限制螺紋接觸處的壓強(qiáng)。p = p d2 hzFaFa為軸向力；為軸向力； z z為參加接觸的螺紋圈數(shù)；為參加接觸的螺紋圈數(shù)； d2為螺紋中為螺紋中徑；徑；h h為螺紋的工作高度；為螺紋的工作高度； p p 為許用壓強(qiáng)。為許用壓強(qiáng)。速度速度v4 精密螺桿或水平安裝精密螺桿或水平安裝螺桿的穩(wěn)定性條件為螺桿的穩(wěn)定性條件為螺桿長度系數(shù)，由下表確定。螺桿長度系數(shù)，由下表確定。I 為螺桿危險截面的慣性矩 l(2)當(dāng)螺桿一端以螺母支承時，當(dāng)螺桿一端以螺母支承時， l 取取

48、從螺母中部到另一支點上的距離。從螺母中部到另一支點上的距離。l 為螺桿的工作長度為螺桿的工作長度:(1) 當(dāng)螺桿兩端支承時，當(dāng)螺桿兩端支承時， l 取兩支點取兩支點間的距離；間的距離；lcrscSFSSF2cr2,()E IFl4164dI 天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 (1)若采用滑動支承時，則以軸承長度若采用滑動支承時，則以軸承長度l0與直徑與直徑d0的比值來確定：的比值來確定： l0 / d0 3 為固定支承。為固定支承。(3) 若以剖分螺母作為支承時，可作為不完全固定支承。若以剖分螺母作為支承時，可作為不完全固定支承。(2) 若以整體螺母作為支承時，仍按上述方法確定。但取若以整體螺

49、母作為支承時，仍按上述方法確定。但取 l /H 判斷螺桿端部支承情況的方法：判斷螺桿端部支承情況的方法：H為螺母高度(4) 若采用滾動軸承支承，且有徑向約束時，可作為鉸支；若采用滾動軸承支承，且有徑向約束時，可作為鉸支； 有徑向和軸向約束時，可作為固定支承。有徑向和軸向約束時，可作為固定支承。螺桿長度系數(shù)螺桿長度系數(shù)兩端支承情況兩端支承情況 長度系數(shù)長度系數(shù) 兩端固定兩端固定 0.50一端固定，一端不完全固定一端固定，一端不完全固定 0.60一端鉸支，一端不完全固定一端鉸支，一端不完全固定 0.70兩端不完全固定兩端不完全固定 0.75兩端鉸支兩端鉸支 1.00一端固定，一端自由一端固定，一端

50、自由 2.0天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 臨界載荷臨界載荷F Fcrcr與材料、螺桿長細(xì)比與材料、螺桿長細(xì)比=l / i 有關(guān)。有關(guān)。（1 1）當(dāng)）當(dāng)100100時時, , 臨界載荷為臨界載荷為Fcr = N(l)22EIi 螺桿危險截面的慣性半徑，若危險截面面積螺桿危險截面的慣性半徑，若危險截面面積A=d12/4則則 i = I/A =d1/4E螺桿的彈性模量螺桿的彈性模量, ,對于鋼對于鋼 E E=2.06=2.0610105 5 MPa MPa系數(shù)含義隨后解釋I危險截面慣性距危險截面慣性距, , I I= =d14/642cr2()E IFl天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 （2 2

51、）當(dāng)）當(dāng)4040 100100時時Fc = (304- -1.12) 4d12對對B 370 MPa的碳素鋼，取的碳素鋼，取Fc = (461- -2.57) 4d12對對B 470 MPa的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如35、40鋼），取鋼），?。? 3）當(dāng)）當(dāng)40 810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.8 1217 5 5 1056 3.0 2.3 1722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.25 2230 8 7 1890 4.0 3.3 3038 10 8 22110 5.0 3.3

52、 3844 12 8 28140 5.0 3.3 4450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.4 5058 16 10 45180 6.5 4.3 5865 18 11 50200 7.0 4.4 6575 20 12 56220 7.5 4.9 7585 22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.6天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制2. 半圓鍵半圓鍵連接連接優(yōu)點：優(yōu)點：定心好，裝配方便。定心好，裝配方便。因半圓鍵能在軸槽中擺動以適應(yīng)輪轂槽底面。缺點：缺點：對軸的削弱較大，只適對軸的削弱較大，只適 用于輕載連接。用于輕載連接。特別

53、適用于錐形軸端的連接。特別適用于錐形軸端的連接。潘存云教授研制工作面工作面天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制3. 楔鍵楔鍵連接和切向鍵連接連接和切向鍵連接結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：鍵的上表面有鍵的上表面有1:100的斜度，的斜度， 輪轂槽的底面也有輪轂槽的底面也有1:100的斜度。的斜度。缺點：缺點：定心精度不高。定心精度不高。應(yīng)用：應(yīng)用：只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷只能應(yīng)用于定心精度不高，載荷 平穩(wěn)和低速的連接。平穩(wěn)和低速的連接。安裝時用安裝時用力打入力打入工作面工作面潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制d類型類型：普通楔鍵、鉤頭楔鍵。普通楔鍵

54、、鉤頭楔鍵。鉤頭是用來拆卸用的拆卸空間拆卸空間斜度斜度1:100在重型機(jī)械中常采用在重型機(jī)械中常采用切向鍵切向鍵一對楔鍵組成。一對楔鍵組成。裝配時將兩楔鍵楔緊，鍵的窄面是工作面，所產(chǎn)生的壓力沿切向方向分布，當(dāng)雙向傳遞扭矩時，需要兩對切向鍵分布成120130 。窄面窄面工作面工作面潘存云教授研制潘存云教授研制天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制d4、平鍵連接的強(qiáng)度校核、平鍵連接的強(qiáng)度校核鍵的材料：鍵的材料：B 370 MPa的碳素鋼，常用的碳素鋼，常用45鋼。鋼。 鍵的截面尺寸鍵的截面尺寸b、h查表選取，長度查表選取，長度L參照輪轂長參照輪轂長度從標(biāo)準(zhǔn)中選取。度從標(biāo)準(zhǔn)中選取。鍵的主要

55、失效形式：鍵的主要失效形式：壓潰、磨損壓潰、磨損(動連接動連接)、剪斷。剪斷。Lbh/2(1)平鍵連接的強(qiáng)度平鍵連接的強(qiáng)度p =SFt(d/2)(h/2)lT=p d h l4T=l=L-bl=L一般不會出現(xiàn)潘存云教授研制d擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)力：bA型型bB型型lFF天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 bdT潘存云教授研制p d h l4Tp=對于導(dǎo)向平鍵連接，計算依據(jù)是磨損，應(yīng)限制壓強(qiáng)：對于導(dǎo)向平鍵連接，計算依據(jù)是磨損，應(yīng)限制壓強(qiáng)：鋼鋼 125150 100120 6090表表6-2鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力鍵連接的許用擠壓應(yīng)力、許用壓力 許用值許用值 輪轂材料輪轂材料靜載荷靜載荷 輕微沖擊輕

56、微沖擊 沖沖 擊擊載載 荷荷 性性 質(zhì)質(zhì)鑄鐵鑄鐵 7080 5060 3045鋼鋼 50 40 30 p p 2)半圓鍵連接強(qiáng)度計算半圓鍵連接強(qiáng)度計算p kl d 2Tp =lkFyd/2l近似為公稱長度用于靜連接，失效形式為表面壓潰天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制d潘存云教授研制若強(qiáng)度不足時，可采用雙鍵連接?？紤]到載荷分布若強(qiáng)度不足時，可采用雙鍵連接?？紤]到載荷分布的不均勻性，校核強(qiáng)度時按的不均勻性，校核強(qiáng)度時按1.5個鍵計算。個鍵計算。雙鍵布置規(guī)則：雙鍵布置規(guī)則：平鍵：平鍵： 按按180布置；布置；半圓鍵：同一條母線上；半圓鍵：同一條母線上；楔鍵：楔鍵： 夾角

57、成夾角成120 130 120 130 天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、花鍵連接二、花鍵連接(1)均勻受力；均勻受力；結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：沿周向均布多個鍵齒。齒側(cè)為工作面。沿周向均布多個鍵齒。齒側(cè)為工作面。組成：組成： 外花鍵、內(nèi)花鍵。外花鍵、內(nèi)花鍵。優(yōu)點：優(yōu)點：(2)對軸的削弱程度小對軸的削弱程度小;(3)載能力高載能力高; 齒數(shù)多，總接觸面積大(4)軸上零件與軸的對中性好；軸上零件與軸的對中性好；對高速及精密機(jī)器很重要(5)導(dǎo)向性好導(dǎo)向性好; 對動連接很重要(6)可用磨削方法提高加工精度可用磨削方法提高加工精度及連接質(zhì)量。及連接質(zhì)量。潘存云教授研制潘存云教授研制因齒槽淺，齒根應(yīng)力集中

58、小軸和輪轂直接而均勻制出齒與槽缺點：缺點：齒根仍有應(yīng)力集中，需專齒根仍有應(yīng)力集中，需專 用設(shè)備制造，成本高。用設(shè)備制造，成本高。天津大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制應(yīng)用：應(yīng)用：定心精度要求高、載荷大，或經(jīng)?；频倪B接。定心精度要求高、載荷大，或經(jīng)?；频倪B接。潘存云教授研制類型類型潘存云教授研制制造容易，應(yīng)用最廣。制造容易，應(yīng)用最廣。用于高強(qiáng)度連接。用于高強(qiáng)度連接。用于薄壁零件連接。用于薄壁零件連接。 矩形花鍵矩形花鍵 漸開線花鍵漸開線花鍵 三角形花鍵三角形花鍵 (1)矩形花鍵矩形花鍵輕系列：輕系列：輕系列的承載能力較小，多用于靜連接和輕系列的承載能力較小，多用于靜連接和 輕載連接；輕載連接；按齒高的不同，矩形花鍵的齒型尺寸