第六章螺紋連接

1、第六章第六章連 接 機(jī)械連接：機(jī)械連接：指實(shí)現(xiàn)機(jī)械零（部）件之間指實(shí)現(xiàn)機(jī)械零（部）件之間互相聯(lián)接功能的方法。互相聯(lián)接功能的方法。 機(jī)械連接分為兩大類：機(jī)械連接分為兩大類：2）機(jī)械靜連接，即被連接零（部）件之間）機(jī)械靜連接，即被連接零（部）件之間不允許有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。不允許有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。 1）機(jī)械動(dòng)連接，即被連接的零（部）件間可以）機(jī)械動(dòng)連接，即被連接的零（部）件間可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接，如各種運(yùn)動(dòng)副；有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接，如各種運(yùn)動(dòng)副；螺紋連接螺紋連接 ：螺紋連接是采用螺紋和螺紋連接螺紋連接是采用螺紋和螺紋連接件來(lái)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械靜連接件來(lái)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械靜連接。一、螺紋的類型與應(yīng)用一、螺紋的類型與應(yīng)用螺

2、紋螺紋: :螺旋線螺旋線在圓柱或圓錐母體表面上制出的螺旋線形在圓柱或圓錐母體表面上制出的螺旋線形的、具有特定截面的的、具有特定截面的連續(xù)凸起連續(xù)凸起部分部分。 右旋右旋左旋左旋1 螺紋的基本知識(shí)螺紋的基本知識(shí)車外螺紋車外螺紋車內(nèi)螺紋車內(nèi)螺紋工件工件卡盤卡盤車刀車刀工件旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)車刀沿軸向移動(dòng)車刀沿軸向移動(dòng)螺紋加工方法螺紋加工方法圓柱體圓柱體外表面外表面加工的螺紋叫加工的螺紋叫外螺紋外螺紋。圓柱體圓柱體內(nèi)表面內(nèi)表面加工出螺紋叫加工出螺紋叫內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋。1）普通螺紋：）普通螺紋：牙型角為牙型角為60（螺紋牙型兩側(cè)邊的夾（螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角），同一直徑按螺距大小分為粗牙和細(xì)牙，角），同一直徑按螺

3、距大小分為粗牙和細(xì)牙，一般一般連接多用粗牙；細(xì)牙用于薄壁零件和微調(diào)裝置連接多用粗牙；細(xì)牙用于薄壁零件和微調(diào)裝置。 常用的螺紋牙型有普通螺紋、管螺紋（圓柱、圓常用的螺紋牙型有普通螺紋、管螺紋（圓柱、圓錐）、梯形螺紋、鋸齒形螺紋和矩形螺紋。錐）、梯形螺紋、鋸齒形螺紋和矩形螺紋。2）管螺紋：用于有）管螺紋：用于有緊密性緊密性要求的管件聯(lián)接，要求的管件聯(lián)接，牙型角牙型角為為55，公稱直徑近似于管子內(nèi)徑，屬細(xì)牙三角螺紋。，公稱直徑近似于管子內(nèi)徑，屬細(xì)牙三角螺紋。 3）梯形螺紋：）梯形螺紋：牙型角為牙型角為30，內(nèi)徑和外徑處有相等間隙。，內(nèi)徑和外徑處有相等間隙。廣泛用于傳動(dòng)。廣泛用于傳動(dòng)。4）鋸齒型螺紋：

4、）鋸齒型螺紋：兩側(cè)牙型角分別為兩側(cè)牙型角分別為3和和30，3的一側(cè)的一側(cè)用來(lái)承受載荷，可得到較高效率；用來(lái)承受載荷，可得到較高效率；30一側(cè)用來(lái)增加牙一側(cè)用來(lái)增加牙根強(qiáng)度，適用于單向受載的傳動(dòng)螺紋。根強(qiáng)度，適用于單向受載的傳動(dòng)螺紋。5）矩形螺紋：）矩形螺紋：牙型角為牙型角為0，牙型為正方形，牙厚為螺，牙型為正方形，牙厚為螺距的一半，適于作傳動(dòng)螺紋。距的一半，適于作傳動(dòng)螺紋。 1）大徑）大徑：與：與外螺紋牙頂外螺紋牙頂或或內(nèi)螺紋牙底內(nèi)螺紋牙底相切的相切的 假想圓柱面的直徑。假想圓柱面的直徑。D、d2）小徑）小徑：與：與外螺紋牙底外螺紋牙底或或內(nèi)螺紋牙頂內(nèi)螺紋牙頂相切的相切的 假想圓柱面的直徑。假

5、想圓柱面的直徑。D1、d1牙頂牙頂牙頂牙頂牙底牙底牙底牙底小徑小徑大徑大徑二、螺紋要素二、螺紋要素 外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋牙頂牙頂牙底牙底牙底牙底牙頂牙頂大徑大徑 D、d小徑小徑D1、d1中徑中徑D2、d23）螺紋的中徑）螺紋的中徑：在軸向剖面內(nèi)，螺紋牙厚度與牙間：在軸向剖面內(nèi)，螺紋牙厚度與牙間寬度相等處的寬度相等處的假想圓柱直徑假想圓柱直徑。 D2、d24）螺距）螺距P和導(dǎo)程和導(dǎo)程Ph 螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離軸向距離P 稱為螺距。稱為螺距。 同一條螺紋上同一條螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離

6、點(diǎn)之間的軸向距離Ph稱為導(dǎo)程。稱為導(dǎo)程。單線螺紋單線螺紋: :Ph= =P多線螺紋：多線螺紋：Ph= nP螺距螺距 =導(dǎo)程導(dǎo)程螺距螺距導(dǎo)程導(dǎo)程5）螺紋升角）螺紋升角螺紋升角螺紋升角：在中徑：在中徑d2的圓柱面上，螺紋線的切線的圓柱面上，螺紋線的切線與垂直軸線的平面間夾角。與垂直軸線的平面間夾角。22tandnPdPh升角與導(dǎo)程關(guān)系：升角與導(dǎo)程關(guān)系：6）螺紋的線數(shù)）螺紋的線數(shù)n 沿沿一條螺旋線一條螺旋線形成的螺紋形成的螺紋叫做叫做單線螺紋單線螺紋；沿；沿兩條或兩兩條或兩條以上條以上在軸向等距分布的螺在軸向等距分布的螺旋線所形成的螺紋叫做旋線所形成的螺紋叫做多線多線螺紋螺紋。單線螺紋單線螺紋雙線螺

7、紋雙線螺紋7）旋向）旋向 螺紋旋進(jìn)的方向，一般常用右旋螺紋。螺紋旋進(jìn)的方向，一般常用右旋螺紋。三、螺紋標(biāo)記三、螺紋標(biāo)記 螺紋代號(hào)螺紋代號(hào)公稱直徑公稱直徑螺距螺距( (導(dǎo)程導(dǎo)程/ /線數(shù)線數(shù)) )旋向旋向 公差帶代號(hào)公差帶代號(hào) 旋合長(zhǎng)度代號(hào)旋合長(zhǎng)度代號(hào)粗牙螺紋允許不標(biāo)注螺距；粗牙螺紋允許不標(biāo)注螺距；旋合長(zhǎng)度為中等時(shí)，旋合長(zhǎng)度為中等時(shí)，“N”可省略。可省略。單線螺紋允許不標(biāo)注導(dǎo)程與線數(shù)；單線螺紋允許不標(biāo)注導(dǎo)程與線數(shù)；右旋螺紋省略右旋螺紋省略“右右”字，左旋時(shí)則標(biāo)注字，左旋時(shí)則標(biāo)注LH; ;右旋右旋左旋左旋長(zhǎng)長(zhǎng)：L 中等中等：N短短：S 中徑和頂徑中徑和頂徑 公差帶代號(hào)公差帶代號(hào)M 20 2 LH

8、-5g6g - s普通螺紋普通螺紋大徑大徑d20螺距螺距P=2 (細(xì)牙細(xì)牙)短旋合長(zhǎng)度短旋合長(zhǎng)度頂徑公差帶代號(hào)頂徑公差帶代號(hào)左旋左旋中徑公差帶代號(hào)中徑公差帶代號(hào)例例1：例例2：Tr407(14/2)7HL梯形螺紋梯形螺紋大徑大徑D40螺距螺距P=7導(dǎo)程導(dǎo)程14線數(shù)線數(shù)2中徑公差帶代號(hào)中徑公差帶代號(hào)長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度長(zhǎng)旋合長(zhǎng)度右旋右旋2 螺紋連接的類型及應(yīng)用螺紋連接的類型及應(yīng)用一、螺紋連接的類型一、螺紋連接的類型1、螺栓聯(lián)接、螺栓聯(lián)接2、雙頭螺柱聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接3、螺釘聯(lián)接、螺釘聯(lián)接4、緊定螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接5、特殊聯(lián)接、特殊聯(lián)接地腳螺栓聯(lián)地腳螺栓聯(lián)接接 吊環(huán)螺釘聯(lián)接吊環(huán)螺釘聯(lián)接二、螺紋連接的應(yīng)用

9、實(shí)例二、螺紋連接的應(yīng)用實(shí)例 螺紋連接在機(jī)械應(yīng)用極為廣泛，可用于緊固、螺紋連接在機(jī)械應(yīng)用極為廣泛，可用于緊固、定位或用于零件位置調(diào)整。定位或用于零件位置調(diào)整。1）緊固）緊固 見教材圖見教材圖6-4、5、7、10、112）定位）定位 見教材圖見教材圖6-93）調(diào)整）調(diào)整 見教材圖見教材圖6-6、8課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：見教材圖見教材圖-123 螺紋連接螺紋連接的防松的防松與預(yù)緊與預(yù)緊一、螺紋連接的防松一、螺紋連接的防松 連接螺紋在變載荷、沖擊、振動(dòng)下，連接螺紋在變載荷、沖擊、振動(dòng)下，螺紋副螺紋副之間的之間的摩擦力會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)消失或減小；在高溫或溫度變化較摩擦力會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)消失或減??；在高溫或溫度變化較大

10、時(shí)，材料發(fā)生蠕變和應(yīng)力松弛，也會(huì)使摩擦力減小。大時(shí)，材料發(fā)生蠕變和應(yīng)力松弛，也會(huì)使摩擦力減小。因而在多次作用下就會(huì)造成連接的逐漸松脫。因而在多次作用下就會(huì)造成連接的逐漸松脫。 機(jī)械中連接的失效（松脫），輕者會(huì)造成工作不正機(jī)械中連接的失效（松脫），輕者會(huì)造成工作不正常，重者要引起嚴(yán)重事故。因此，螺紋連接的防松是工常，重者要引起嚴(yán)重事故。因此，螺紋連接的防松是工程工作中必須考慮的問(wèn)題之一。程工作中必須考慮的問(wèn)題之一。常用的防松方法常用的防松方法: : 摩擦防松摩擦防松 機(jī)械防松機(jī)械防松: : 永久防松永久防松彈簧墊圈彈簧墊圈對(duì)頂螺母對(duì)頂螺母自鎖螺母自鎖螺母開口銷開口銷帶翅墊片帶翅墊片止動(dòng)墊片止動(dòng)墊

11、片機(jī)械、摩擦防松為可拆卸防松，永久防松為不可拆卸防松。機(jī)械、摩擦防松為可拆卸防松，永久防松為不可拆卸防松。點(diǎn)焊點(diǎn)焊鉚接鉚接粘合粘合常見摩擦防松：常見摩擦防松：利用彈簧墊圈、自鎖螺母及對(duì)頂螺母等利用彈簧墊圈、自鎖螺母及對(duì)頂螺母等。 彈簧墊圈彈簧墊圈對(duì)頂螺母對(duì)頂螺母尼龍圈自鎖螺母尼龍圈自鎖螺母常見機(jī)械防松常見機(jī)械防松：利用開口銷、止動(dòng)墊片及串鋼絲繩等：利用開口銷、止動(dòng)墊片及串鋼絲繩等。開口銷開口銷止動(dòng)墊片止動(dòng)墊片沖邊法沖邊法常見永久防松常見永久防松：利用沖邊、粘接及點(diǎn)焊等：利用沖邊、粘接及點(diǎn)焊等。粘合法粘合法焊點(diǎn)法焊點(diǎn)法二、螺紋連接的預(yù)緊二、螺紋連接的預(yù)緊 在實(shí)用中，大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都必須擰

12、在實(shí)用中，大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都必須擰緊，使聯(lián)接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作緊，使聯(lián)接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用。這個(gè)力稱為預(yù)緊力。用。這個(gè)力稱為預(yù)緊力。 預(yù)緊目的是保證聯(lián)接的可靠性和密封性，防止預(yù)緊目的是保證聯(lián)接的可靠性和密封性，防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。碳素鋼螺栓：碳素鋼螺栓：合金鋼螺栓：合金鋼螺栓： 式中：式中：A1為螺栓的危險(xiǎn)剖面面積。為螺栓的危險(xiǎn)剖面面積。1)7 . 06 . 0(AQsp1)6 . 05 . 0(AQsp 螺栓在裝配時(shí)，對(duì)于一般普通螺栓連接，預(yù)緊力靠螺栓在裝配時(shí)，對(duì)于一般普通螺栓連接，預(yù)緊力

13、靠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)控制，對(duì)于較重要的普通螺栓連接，則借助于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)控制，對(duì)于較重要的普通螺栓連接，則借助于測(cè)力矩扳手或定力矩扳手控制。測(cè)力矩扳手或定力矩扳手控制。 擰緊時(shí)扳手力矩為擰緊時(shí)扳手力矩為T=T1+T2=KF0d式中式中K為擰緊力矩系數(shù)為擰緊力矩系數(shù)T 可由測(cè)力矩扳手測(cè)定?？捎蓽y(cè)力矩扳手測(cè)定。預(yù)緊力控制方法：預(yù)緊力控制方法： 螺栓連接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度，提高螺螺栓連接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度，提高螺栓強(qiáng)度有以下幾種措施：栓強(qiáng)度有以下幾種措施：改善螺紋牙間載荷分配改善螺紋牙間載荷分配內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母懸置螺母懸置螺母螺紋連接強(qiáng)度提高措施螺紋連接強(qiáng)度提高措施減小螺栓應(yīng)力變化

14、幅度減小螺栓應(yīng)力變化幅度 減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件剛度等皆可以使螺栓減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件剛度等皆可以使螺栓的應(yīng)力變化幅度減小。的應(yīng)力變化幅度減小。減小螺栓剛度的方法減小螺栓剛度的方法a.柔性螺栓柔性螺栓b.彈性元件彈性元件增大被連接件剛度方法增大被連接件剛度方法a.金屬墊片金屬墊片b.密封環(huán)密封環(huán)減小應(yīng)力集中減小應(yīng)力集中避免附加彎曲應(yīng)力避免附加彎曲應(yīng)力 1、剛性凸緣聯(lián)軸器用四只鉸制孔螺栓聯(lián)接，、剛性凸緣聯(lián)軸器用四只鉸制孔螺栓聯(lián)接， 螺栓螺栓 中心的圓直徑中心的圓直徑D=200mm，軸傳遞扭矩，軸傳遞扭矩T=180N.m，則作用在每個(gè)螺栓上的力則作用在每個(gè)螺栓上的力?課堂練習(xí)課堂練習(xí)2、

15、調(diào)整螺旋，采用雙線粗牙螺紋，螺距為、調(diào)整螺旋，采用雙線粗牙螺紋，螺距為3mm，為，為使螺母相對(duì)螺桿沿軸向移動(dòng)使螺母相對(duì)螺桿沿軸向移動(dòng)12mm，螺桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈。，螺桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈。4 其他連接其他連接一、鍵聯(lián)接一、鍵聯(lián)接 鍵主要用于連接軸和軸上零件（如齒輪、皮帶輪鍵主要用于連接軸和軸上零件（如齒輪、皮帶輪等）以傳遞扭矩。也有的鍵具有導(dǎo)向的作用。等）以傳遞扭矩。也有的鍵具有導(dǎo)向的作用。常用鍵有普通平鍵、半圓鍵和鉤頭楔鍵常用鍵有普通平鍵、半圓鍵和鉤頭楔鍵 普通平鍵主要用于靜聯(lián)接。普通平鍵按端部形狀普通平鍵主要用于靜聯(lián)接。普通平鍵按端部形狀不同分為不同分為A型（圓頭）、型（圓頭）、B型（平頭）、型（平頭

16、）、C型（半圓型（半圓頭）三種型式，如圖所示。頭）三種型式，如圖所示。 特點(diǎn)：鍵的兩側(cè)面是工作面，靠鍵與鍵槽的側(cè)面特點(diǎn)：鍵的兩側(cè)面是工作面，靠鍵與鍵槽的側(cè)面擠壓來(lái)傳遞扭矩；平鍵聯(lián)接不能承受軸向力，因而擠壓來(lái)傳遞扭矩；平鍵聯(lián)接不能承受軸向力，因而對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定作用。對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定作用。1）平鍵聯(lián)接）平鍵聯(lián)接 半圓鍵用于靜聯(lián)接，其兩側(cè)面是工作面。鍵槽用半半圓鍵用于靜聯(lián)接，其兩側(cè)面是工作面。鍵槽用半圓圓 鍵銑刀銑出，鍵在槽中能繞其幾何中心擺動(dòng)以適應(yīng)轂鍵銑刀銑出，鍵在槽中能繞其幾何中心擺動(dòng)以適應(yīng)轂上鍵槽的傾斜度，工藝性好。缺點(diǎn)是鍵槽較深，對(duì)軸的上鍵槽的傾斜度，工藝性好。缺點(diǎn)

17、是鍵槽較深，對(duì)軸的強(qiáng)度影響較大。強(qiáng)度影響較大。2）半圓鍵聯(lián)接）半圓鍵聯(lián)接3）花鍵聯(lián)接）花鍵聯(lián)接 由具有多個(gè)凸齒的軸和相應(yīng)凹槽的轂孔構(gòu)成的連接由具有多個(gè)凸齒的軸和相應(yīng)凹槽的轂孔構(gòu)成的連接稱為稱為花鍵連接花鍵連接。工作面為齒的側(cè)面，靠工作面擠壓傳遞。工作面為齒的側(cè)面，靠工作面擠壓傳遞扭矩。因多齒傳遞載荷，具有承載力高、軸和轂受力均扭矩。因多齒傳遞載荷，具有承載力高、軸和轂受力均勻、定心性和導(dǎo)向性好等優(yōu)點(diǎn)。勻、定心性和導(dǎo)向性好等優(yōu)點(diǎn)。二、銷連接二、銷連接 銷聯(lián)接也是工程中常用的一種重要聯(lián)接形式，主銷聯(lián)接也是工程中常用的一種重要聯(lián)接形式，主要用來(lái)固定零件之間的相對(duì)位置，當(dāng)載荷不大時(shí)也可要用來(lái)固定零件之

18、間的相對(duì)位置，當(dāng)載荷不大時(shí)也可以用作傳遞載荷的聯(lián)接，同時(shí)可作為安全裝置中的過(guò)以用作傳遞載荷的聯(lián)接，同時(shí)可作為安全裝置中的過(guò)載剪斷元件。載剪斷元件。銷連接分類銷連接分類開口銷開口銷 圓柱銷圓柱銷圓錐銷圓錐銷定位銷：定位銷： 用來(lái)固定零件之間的相對(duì)位置，它是組合加用來(lái)固定零件之間的相對(duì)位置，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件。通常不受載荷或只工和裝配時(shí)的重要輔助零件。通常不受載荷或只受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按受很小的載荷，故不作強(qiáng)度校核計(jì)算，其直徑按結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于結(jié)構(gòu)確定，數(shù)目一般不少于2個(gè)。個(gè)。安全銷：安全銷： 作為安全裝置中的過(guò)載剪切元件。安全銷在過(guò)作為安全裝置中的過(guò)

19、載剪切元件。安全銷在過(guò)載時(shí)被剪斷，因此，銷的直徑應(yīng)按剪切條件確定。載時(shí)被剪斷，因此，銷的直徑應(yīng)按剪切條件確定。為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通為了確保安全銷被剪斷而不提前發(fā)生擠壓破壞，通?？稍诎踩N上加一個(gè)銷套。?？稍诎踩N上加一個(gè)銷套。連接銷：連接銷： 用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩零件之間的連接，可用來(lái)傳遞不大用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩零件之間的連接，可用來(lái)傳遞不大的載荷。其類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根的載荷。其類型可根據(jù)工作要求選定，其尺寸可根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范確定。必要時(shí)再按據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范確定。必要時(shí)再按剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算。剪切和擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算。三、鉚接三、鉚接 鉚接就利用鉚釘將兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體連接在鉚接就利用鉚釘將兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體連接在一起的方法一起的方法 。如一部分橋架、起重機(jī)架等。如一部分橋架、起重機(jī)架等。1）活動(dòng)鉚接。結(jié)合件可相互轉(zhuǎn)動(dòng)。不是剛性連接。）活動(dòng)鉚接。結(jié)合件可相互轉(zhuǎn)動(dòng)。不是剛性連接。 如：剪刀，鉗子。如：剪刀，鉗子。 2）固定鉚接。結(jié)合件不能相互活動(dòng)。剛性連接。）固定鉚接。結(jié)合件不能相互活動(dòng)。剛性連接。 如：角尺、三環(huán)鎖上的銘牌、橋梁建筑。如：角尺、三環(huán)鎖上的銘牌、橋梁建筑。 3）密縫鉚接。鉚縫嚴(yán)密，不漏氣體、液體。剛體連接。）密縫鉚接。鉚縫嚴(yán)密，不漏氣