螺紋參數(shù)--ppt課件(PPT 108頁)

1、第五章 螺紋連接與螺旋傳動基本概念：螺紋連接是利用螺紋零件構成的 連接。特 點：構造簡單，拆裝方便，工作可靠，標準件，應用廣。1ppt課件第1頁，共108頁。d-螺紋大徑d1-螺紋小徑d2-螺紋中徑p-螺距n-線數(shù)S-導程y -螺紋升角，牙型角-牙型斜角旋向一、 螺紋的主要參數(shù)5.1 螺紋2ppt課件第2頁，共108頁。螺紋的線數(shù)和旋向3ppt課件第3頁，共108頁。二、螺紋副的受力關系、效率和自鎖 圓周力：擰緊時松開時效率：擰緊時松開時4ppt課件第4頁，共108頁。自鎖條件式中: -當量摩擦角 -當量摩擦系數(shù)F-軸向力, Nf-摩擦系數(shù)5ppt課件第5頁，共108頁。三 、常用螺紋的特點和

2、應用對螺紋的要求： 足夠的強度和良好的工藝性聯(lián)接螺紋：自鎖管 螺 紋：緊密性、氣密性傳動螺紋：效率高調(diào)整螺紋：精度高起重螺紋：效率高、自鎖性好螺紋的分類：按牙形：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋、管螺紋按母體形狀：圓柱螺紋、圓錐螺紋6ppt課件第6頁，共108頁。1 、普通螺紋(代號：M GB 192-81)特點：螺紋的牙型角=2=60。因牙型角大，所以當量摩擦系數(shù)大，自鎖性能好，主要用于連接。7ppt課件第7頁，共108頁。細牙螺紋與粗 牙螺紋的比較粗牙：常用細牙的缺點：牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣。細牙：自鎖性能更好。常用于承受沖擊、振動及變載荷、或空心、薄壁零件上及微調(diào)裝置中

3、。8ppt課件第8頁，共108頁。2 、矩形螺紋特點：牙形為正方形， =0，所以效率高，用于傳動,牙根強度弱，加工困難，常被梯形螺紋代替。9ppt課件第9頁，共108頁。3 、梯形螺紋(代號：T特點： =2=30。比矩形螺紋效率略低。 牙根強度高，易于對中，易于制造，剖分螺母可消除間隙，在螺旋傳動中有廣泛應用。 r GB 192-81)10ppt課件第10頁，共108頁。4、 鋸齒形螺紋(代號：S JB 923-66)特點：工作邊=3，非工作邊=30，便于加工。它綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強度高的優(yōu)點,能承受較大的載荷,但只能用于單向傳動。11ppt課件第11頁，共108頁。5 、圓柱

4、管螺紋 特點：用于管件連接的三角螺紋，=55螺紋面間沒有間隙，密封性好，適用于壓強在1.6MPa以下的連接。12ppt課件第12頁，共108頁。6、 圓錐螺紋特點：螺紋均布在錐度為1:16的管上,=55或60 螺紋面間沒有間隙，不用填料，靠牙變形，密封性好，適用于高溫、高壓的連接。13ppt課件第13頁，共108頁。7、 其它螺紋主要用于金屬薄板的連接14ppt課件第14頁，共108頁。 普通螺栓連接 絞制孔螺栓連接普通螺栓連接 螺栓和孔壁有間隙孔的加工精度低。絞制孔螺栓連接螺桿與孔用過渡配合，承受軸向載荷孔需精制?？善鸲ㄎ蛔饔谩?.2 螺紋連接的基本類型與標準螺紋連接件一 、螺紋連接的基本類

5、型1、 螺栓連接 15ppt課件第15頁，共108頁。特點：被連接件不宜做成通孔。不宜經(jīng)常拆卸。擰入深度：銅或青銅：H=d鑄 鐵：H=1.251.5d鋁 合 金： H=1. 52.5d2、 螺釘連接16ppt課件第16頁，共108頁。特點：被連接件不宜做成通孔又需要經(jīng)常拆卸或用螺釘無法安裝。擰入深度：銅或青銅：H=d鑄 鐵：H=1.251.5d鋁 合 金： H=1. 52.5d3、雙頭螺柱連接 17ppt課件第17頁，共108頁。4 、緊定螺釘連接旋入被連接件的螺紋孔中，頂住另一被連接件的表面或凹坑。固定兩個零件或傳遞不大的力矩。18ppt課件第18頁，共108頁。5、其它特殊結構的螺紋連接地

6、腳螺栓吊環(huán)螺釘T型槽螺栓19ppt課件第19頁，共108頁。二 、標準螺紋連接件各種螺栓20ppt課件第20頁，共108頁。雙頭螺柱各種螺釘21ppt課件第21頁，共108頁。各種螺釘緊定螺釘?shù)念^部和末端22ppt課件第22頁，共108頁。各種螺母與墊片23ppt課件第23頁，共108頁。三 、螺紋連接零件常用材料和機械性能等級1、常用材料：普通連接：低碳鋼，中碳鋼，如:Q215、Q235和10、15、35、45號鋼。變載荷或有沖擊、振動的重要連接：合金鋼，如: 40 Cr、15MnVB、30CrMnSi。螺母材料一般較相配合的螺栓的硬度低2040HBS。24ppt課件第24頁，共108頁。2

7、、螺栓、螺釘、螺柱、螺母性能等級25ppt課件第25頁，共108頁。5.3 螺紋連接的預緊26ppt課件第26頁，共108頁。1、預緊的作用：預緊可使連接在承受工作載荷之前就受到預緊力F的作用，以防止連接受載后被連接件之間出現(xiàn)間隙或橫向滑移。預緊也可以防松。2、控制預緊力的目的：預緊力過大，會使連接超載。預緊力不足，可能導致連接失效。重要的螺栓應控制預緊力。27ppt課件第27頁，共108頁。擰緊螺母時的力矩和預緊力3、擰緊力矩和預緊力的計算28ppt課件第28頁，共108頁。螺紋副摩擦力矩螺母與被連件摩擦力矩擰緊力矩29ppt課件第29頁，共108頁。 當鋼制螺紋M10M68時，由螺紋幾何關

8、系和摩擦系數(shù)可得：故：擰緊力矩系數(shù)30ppt課件第30頁，共108頁。4、裝配時控制預緊力的方法測力矩扳手31ppt課件第31頁，共108頁。定力矩扳手32ppt課件第32頁，共108頁。5.4 螺紋連接的防松一 、摩擦防松1 、雙螺母在螺母和螺栓之間形成內(nèi)力，保證摩擦力。結構簡單、使用方便?？煽啃圆桓摺Ｓ糜谄椒€(wěn)、低速、重載。33ppt課件第33頁，共108頁。2 、彈簧墊圈彈力保持一定壓力切口尖端逆向。34ppt課件第34頁，共108頁。3 、鎖緊螺母鑲嵌彈性環(huán)或尼龍圈擠入螺紋中橢圓口螺母。35ppt課件第35頁，共108頁。二、 機械防松 1 、開口銷與六角開槽螺母36ppt課件第36頁，

9、共108頁。2 、止動墊圈37ppt課件第37頁，共108頁。止動墊圈38ppt課件第38頁，共108頁。3 、串聯(lián)鋼絲39ppt課件第39頁，共108頁。三、 永久防松焊接 沖點 涂膠40ppt課件第40頁，共108頁。5.5 單個螺栓連接的強度計算一 、松螺栓連接41ppt課件第41頁，共108頁。MPamm強度條件 或許用應力MPa42ppt課件第42頁，共108頁。二 、緊螺栓連接1 、受橫向載荷的緊螺栓連接 （1） 普通螺栓連接靠接合面的摩擦力傳遞外力螺栓既受拉應力又受扭剪應力43ppt課件第43頁，共108頁。對于常用的M10M68的普通螺栓拉應力剪應力44ppt課件第44頁，共1

10、08頁。螺栓的當量應力（第四強度理論）螺栓的強度條件為：MPa校核公式：設計公式：45ppt課件第45頁，共108頁。當所需預緊力很大時，為了減小螺栓尺寸，采用套筒、鍵、銷來承受橫向載荷。46ppt課件第46頁，共108頁。（2）鉸制孔螺栓連接 螺栓桿的剪切強度條件為:螺栓與孔壁的擠壓強度條件為：MPaMPa47ppt課件第47頁，共108頁。螺栓抗剪面直徑，mm式中m 螺栓抗剪面數(shù)目螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度 mm，設計時應使螺栓的許用剪切應力，MPa 螺栓或孔壁材料的許用擠壓應力，MPa48ppt課件第48頁，共108頁。2 、受軸向工作載荷的緊螺栓連接汽缸蓋的連接49ppt課件第49頁

11、，共108頁。（1） 受力分析(見動畫)50ppt課件第50頁，共108頁。螺栓受力被連接件受力51ppt課件第51頁，共108頁。螺栓的相對剛度剩余預緊力52ppt課件第52頁，共108頁。（2）靜強度計算MPamm式中 緊螺栓連接的許用拉應力校核公式：設計公式：53ppt課件第53頁，共108頁。（3）疲勞強度計算 對于受變載荷的螺栓連接，按靜強度設計尺寸后，還需進行疲勞強度校核。54ppt課件第54頁，共108頁。疲勞強度條件為MPaMPa式中有效應力集中系數(shù)螺紋制造工藝系數(shù) 尺寸系數(shù)安全系數(shù)螺栓材料的對稱拉壓疲勞極限55ppt課件第55頁，共108頁。三、 螺栓連接的許用應力56ppt

12、課件第56頁，共108頁。螺栓許用剪應力及許用擠壓應力57ppt課件第57頁，共108頁。5.6 螺栓組連接設計一、螺栓組連接的結構設計1 、連接結合面的幾何形狀常設計成軸對稱的簡單幾何形狀58ppt課件第58頁，共108頁。2、 螺栓的布置應使各螺栓的受力合理59ppt課件第59頁，共108頁。3 、螺栓的排列應有合理的間距、邊距60ppt課件第60頁，共108頁。扳手空間61ppt課件第61頁，共108頁。4、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應 取4, 6, 8等偶數(shù)，以便鉆孔時在圓周上分度和畫線62ppt課件第62頁，共108頁。5 、避免螺栓承受偏心載荷產(chǎn)生偏心載荷的原因63ppt課件第6

13、3頁，共108頁。斜墊圈的應用凸面和沉頭座的應用避免偏載的結構64ppt課件第64頁，共108頁。二、 螺栓組連接的受力分析 1 、受軸向載荷Q的螺栓組連接設定有z個螺栓則：單個螺栓受外力65ppt課件第65頁，共108頁。2 、受橫向載荷R的螺栓組連接、（1） 普通螺栓連接式中： f 接合面間摩擦系數(shù) m 接合面數(shù) Kf 考慮摩擦系數(shù)不穩(wěn)定及靠摩擦傳力有時不可靠而引入的可靠性系數(shù) 一般Kf =1.11.366ppt課件第66頁，共108頁。(2) 用絞制孔螺栓連接螺栓受力：剪切力Fs67ppt課件第67頁，共108頁。3、受旋轉(zhuǎn)力矩 T 的螺栓組連接(1) 采用普通螺栓連接時，靠預緊后在接合

14、面上各螺栓處摩擦力對形心的力矩之和平衡外加力矩T。68ppt課件第68頁，共108頁。式中: r1 、r2、. rz 各螺栓中心至螺栓 組形 心O的距離 Kf 可靠性系數(shù) f 接合面間摩擦系數(shù)69ppt課件第69頁，共108頁。（2）采用絞制孔用螺栓連接時，忽略接合面上的摩擦力，外加力矩T靠螺栓所受剪力對底板旋轉(zhuǎn)中心的力矩之和來平衡。70ppt課件第70頁，共108頁。71ppt課件第71頁，共108頁。4、 受傾覆力矩M的螺栓組連接72ppt課件第72頁，共108頁。73ppt課件第73頁，共108頁。 受傾覆力矩的螺栓組連接除要求螺栓強度足夠外，還應保證接合面既不出縫隙也不被壓饋。接合面右

15、端應滿足：MPaMPa （5-39）74ppt課件第74頁，共108頁。左端應滿足：MPaMPa （5-41）由式5-39，5-41求得預緊力F，并取兩者較大值,和工作拉力Fmax求得作用在螺栓上的總拉力F0后，再求出所需螺栓直徑。75ppt課件第75頁，共108頁。5.7 提高螺栓連接強度的措施一 、改善螺紋牙上載荷的分配76ppt課件第76頁，共108頁。均載螺母177ppt課件第77頁，共108頁。均載螺母278ppt課件第78頁，共108頁。均載螺母3鋼絲螺套79ppt課件第79頁，共108頁。二、提高疲勞強度1 減小應力幅減小螺栓剛度螺母下加彈性元件、中空螺桿、減小螺桿直徑80ppt

16、課件第80頁，共108頁。增大被連接件剛度去掉彈性密封墊、加密封環(huán)81ppt課件第81頁，共108頁。2 減小應力集中82ppt課件第82頁，共108頁。減小應力集中83ppt課件第83頁，共108頁。5.8 螺旋傳動一 、螺旋傳動的類型和應用螺旋傳動按其類型可分為： 調(diào)整螺旋：如機床進給的微調(diào)螺旋 傳力螺旋：如千斤頂 傳動螺旋：如機床絲杠84ppt課件第84頁，共108頁。螺旋傳動按其螺紋間摩擦性質(zhì)的不同,可分為: 滑動螺旋：滑動摩擦，結構簡單，加工方便，應用最廣。 滾動螺旋：滾動摩擦 靜壓螺旋：液體摩擦滑動螺旋牙形：多用梯形螺紋,重載起重螺旋也有用鋸齒形螺紋, 對效率要求高時可用矩形螺紋。

17、85ppt課件第85頁，共108頁。螺旋傳動的應用86ppt課件第86頁，共108頁。螺旋傳動的應用立式加工中心87ppt課件第87頁，共108頁。二維數(shù)控臺原理圖螺旋傳動的應用88ppt課件第88頁，共108頁。二維數(shù)控臺螺旋傳動的應用89ppt課件第89頁，共108頁。滾珠絲杠螺旋傳動的應用90ppt課件第90頁，共108頁。螺旋千斤頂螺旋傳動的應用91ppt課件第91頁，共108頁。螺旋受力：滑動螺旋工作時，螺桿承受軸向載荷和轉(zhuǎn)矩；螺桿和螺母的螺紋牙承受擠壓、彎曲和剪切?；瑒勇菪氖问接校郝菁y磨損，螺桿斷裂，螺紋牙根剪斷和彎斷，受壓螺桿很長時還可能失穩(wěn)。二 、滑動螺旋的失效形式和材料

18、92ppt課件第92頁，共108頁。螺桿的材料：要求有足夠的強度，常用35、45號鋼;需經(jīng)熱處理以達到高硬度的重要螺桿，則常用合金鋼，如65Mn、40Cr、T12、20CrMnTi等。螺母材料：除要有足夠的強度外，還要求在與螺桿配合時摩擦系數(shù)小和耐磨。常用材料有鑄造青銅，如ZCuSn10Pb1, ZCuSn5Pb5Zn593ppt課件第93頁，共108頁。螺母材料選用：重載低速使用強度較高的鑄造青銅ZCuAl10Fe3或鑄造黃銅ZCuZn25Al6Fe3Mn3 。低速不重要的螺旋傳動也可用耐磨鑄鐵或灰鑄鐵。三、滑動螺旋的設計計算1 、耐磨性計算 耐磨性計算主要是限制螺紋工作表面的壓強，以防止過

19、度磨損。94ppt課件第94頁，共108頁。假想螺紋牙可以展成一長條，設螺旋的軸向載荷為F，螺母旋合高度為H、螺距為p，螺紋旋合圈數(shù)為Z=H/p、螺紋工作高度為h、承壓面積為A，螺紋工作面上的壓強為 ps。則螺紋的耐磨性條件為：MPa若按耐磨性條件設計螺紋中徑d2時，可引用系數(shù)以消去H95ppt課件第95頁，共108頁。mm對于矩形和梯形螺紋，h=0.5p, 則對于鋸齒形螺紋，h=0.75p, 則96ppt課件第96頁，共108頁。系數(shù)的值：可根據(jù)螺母結構選定，整體式螺母，磨損后間隙不能調(diào)整，取=1.22.5;剖分式螺母:=2.53.5;對于傳動精度較高時,允許=4由于旋合各圈受力不均, 應使Z10計算出d2后, 應選為標準值, 螺紋的其它參數(shù)根據(jù)d2 按標準選取。97ppt課件第97頁，共108頁。2、 螺桿強度計算螺桿危險截面的強度條件為（第四強度理論）:起重螺旋:矩形和鋸齒螺紋 梯形螺紋98ppt課件第98頁，共108頁。式中:d1 -螺桿螺紋小徑,mm -螺桿材料許用應力 F-螺桿所受軸向力, N T-螺桿所受轉(zhuǎn)矩, N.mm99ppt課件第99頁，共108頁。螺紋牙根部的剪切強度計算:MPa螺紋牙根部