第5章螺紋連接和螺旋傳動機械設計

第5章螺紋連接和螺旋傳動§5-1

螺紋的主要參數和常用類型§5-2螺旋副的受力分析、效率和自鎖§5-3

螺紋連接和螺紋連接件§5-4

螺栓連接的強度計算§5-5

設計螺紋連接時應注意的問題聯接的分類：動聯接靜聯接

機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動一、螺紋的形成將一傾斜角為的直線繞在圓柱體上便形成一條螺旋線。取一平面圖形，使它沿著螺旋線運動，同時保證平面圖形運動時始終通過圓柱體的軸線，就得到螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋BAC5-1螺紋的主要參數和常用類型機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動d2螺旋線----一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉，同時沿軸向作等速移動的軌跡。螺紋----一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動二、螺紋的分類按螺紋的牙型分：螺紋的分類按螺紋的旋向分：按螺旋線根數分：按回轉體的內外表面分：按螺旋的作用分：按母體的形狀分：矩形螺紋、三角形螺紋梯形螺紋、鋸齒形螺紋右旋螺紋、左旋螺紋單線螺紋、多線螺紋外螺紋內螺紋螺紋副聯接螺紋、傳動螺紋圓柱螺紋、圓錐螺紋機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動螺紋的牙型矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋15o30o3o30o機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動左旋螺紋和右旋螺紋左旋右旋機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動雙線螺紋單線螺紋PSS=2PPSPS=P一般:n≤4n線螺紋:S=n

P單線螺紋、多線螺紋機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動外螺紋內螺紋螺紋副機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動聯接螺紋傳動螺紋機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動圓柱螺紋圓錐螺紋管螺紋機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動三、主要參數(以圓柱螺紋為例)d--螺紋大徑d1--螺紋小徑d2--螺紋中徑P--螺距n--線數S--導程（S=nP）--螺紋升角，--牙型角，牙側角機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動一、矩形螺紋

5.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖FnFRv展開中徑d2

圓柱面得一斜面.Fπd2SF----水平推力Fn----法向反力Fa----軸向載荷F’=fFn----摩擦力f----摩擦系數ρ

----摩擦角d2FFaFF’ρ

FaFR

----總反力v機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動FnFRvFπd2S滑塊在F、FR、Fa三力作用下處于平衡狀態(tài)d2FFaF

F’ρ

Fa

作力多邊形得：F=Fatan(

+ρ

)

驅動力矩：FaFFR

+ρ

列出力平衡方程：FR+

Fa

+F=0∠FRFa

=

+ρ

F’

=fFnFa---為阻力，F為驅動力，摩擦力F’沿斜面朝下。當螺紋擰緊(滑塊上升)時：FR=

Fn+F’機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動

-ρ

FFaFa---為驅動力，F成為阻力，摩擦力F’沿斜面朝上。ρ

FRvFRFa當螺紋擰松(滑塊下滑)時：∠FRFa

=

-ρ

滑塊在F、FR、Fa三力作用下處于平衡狀態(tài)

作力多邊形可得：

F=Fatg(

-ρ

)

驅動力矩：d2FFaFFnF’

-ρ

列出力平衡方程：FR+

Fa

+F=0F機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動若

>ρ

，則T為正值，其方向與螺母運動方向相反，是阻力；若

≤ρ

，則T為負值，其方向與預先假定的方向相反，而與螺母運動方向相同，成為放松螺母所需外加的驅動力矩。提問：當

≤ρ時，若沒有力矩T，螺母在Fa的作用下會運動嗎？不會！--這種現象稱為自鎖。Td2FaFFd2FaFFT機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動螺母α螺桿軸線軸線螺桿螺母FnFa二、非矩形螺紋矩形螺紋忽略升角的影響時有：Fn=Fa當

≠0o時，摩擦力為：摩擦系數為f的非矩形螺紋所產生的摩擦力與摩擦系數為fv，的矩形螺紋所產生的摩擦力相當。稱ρv為當量摩擦角FaβFnFa故稱fv為當量摩擦系數。機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動引入參數f’和ρ’就可象矩形螺紋那樣對非矩形螺紋進行力的分析。

滑塊上升：

滑塊下降：非矩形螺旋的自鎖條件：ψ≤ρv

對于聯接螺紋必須滿足自鎖條件機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動1.

螺栓連接一、螺紋連接的基本類型5.3螺紋連接和螺紋連接件機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動2.

雙頭螺柱聯接機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動3.螺釘聯接機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動4.

緊定螺釘聯接機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動二、螺紋連接件螺母螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱螺栓螺紋緊固件墊圈機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動LL0d六角頭LdL0小六角頭螺栓的結構形式機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動dL0L1LL1

-----座端長度L0

-----螺母端長度雙頭螺柱的結構形式機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動末端結構頭部結構螺釘的結構形式機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動螺母的結構形式六角螺母六角扁螺母六角厚螺母圓螺母墊圈的結構形式A型平墊圈B型平墊圈機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動一、螺栓連接的防松原因：在沖擊、振動或變載的情況下連接產生松脫。本質：螺紋連接防松的根本問題在于要防止螺旋副的相對運動。常用的防松方法:

摩擦防松

機械防松

永久防松

彈簧墊圈

對頂螺母

尼龍圈鎖緊螺母

開口銷

帶翅墊片

止動墊片機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動5.5設計螺紋連接時應注意的問題二、連接面平整三、扳手空間螺栓的失效形式：

1)螺栓桿拉斷；

2)螺紋的壓潰和剪斷；

3)磨損滑扣。螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據等強度原則及使用經驗規(guī)定的。采用標準件時，這些部分都不需要進行強度計算。螺栓聯接的計算:

1)主要是確定螺紋小徑d1;

2)然后按照標準選定螺紋公稱直徑d及螺距P等。機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動5.6螺旋傳動機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現傳動的。它主要用于將回轉運動轉變?yōu)橹本€運動，同時傳遞動力。1.按其用途不同，可分為:傳力螺旋：傳遞動力為主傳導螺旋：傳遞運動為主調整螺旋：調整零件間相對位置機械設計基礎——螺紋連接和螺旋傳動2.按其螺旋副摩擦性質的不同，