螺紋連接與螺旋傳動

關于螺紋連接與螺旋傳動第一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三

機器是零部件通過聯(lián)接實現(xiàn)的有機組合體。在機械中，聯(lián)接是指為實現(xiàn)某種功能，使兩個或兩個以上的零件相互接觸，并以某種方式保證一定的位置關系。如果被聯(lián)接件間相互位置固定，不能作相對運動，稱為靜聯(lián)接，能作相對運動的則稱為動聯(lián)接（如鉸鏈等）。習慣上，機械設計中的聯(lián)接通常指的是靜聯(lián)接，簡稱聯(lián)接。聯(lián)接的方法很多，有些聯(lián)接需要專門的聯(lián)接件，如箱體與箱蓋的螺紋聯(lián)接，軸與軸上零件（如齒輪、帶輪）的鍵聯(lián)接。聯(lián)接件又稱緊固件，常見的有螺栓、螺母、鍵、銷等；有些聯(lián)接則不需要專門的聯(lián)接件。引言：第二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三第三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2.1螺紋聯(lián)接的基本知識一、螺紋的形成二、螺紋的主要參數(shù)三、幾種常用螺紋的特點和應用第四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三一、螺紋的形成第五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三一、螺紋的形成螺旋線----將一與水平面傾斜角為的直線繞在圓柱體上，即可形成一條螺旋線。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。第六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按回轉體的內外表面分矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋第七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三螺紋的牙型第八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按回轉體的內外表面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第九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三按螺紋的牙型分螺紋的分類按螺紋的旋向分按回轉體的內外表面分

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外螺紋內螺紋螺紋副螺紋配合第十頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三第十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三二、螺紋的主要參數(shù)3.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。1.大徑d

與外螺紋牙頂(或內螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。2.

小徑d1

與外螺紋牙底(或內螺紋牙頂)相重合的假想圓柱體的直徑。4.螺距P

相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。第十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三二、螺紋的主要參數(shù)(5)導程SS=nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距P(6)螺紋升角ψ

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tgψ=πd2

nP

第十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三二、螺紋的主要參數(shù)(7)牙型角

α

軸向截面內螺紋牙型相鄰兩側邊的夾角。牙型側邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。牙側角

β

(8)接觸高度

h

內外螺紋旋合后，接觸面的徑向高度。第十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三二、螺紋的主要參數(shù)第十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三三、幾種常用螺紋的特點和應用1.普通螺紋的代號與標記（1）普通螺紋代號的組成：由螺紋代號M、公稱直徑、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成。粗牙普通螺紋用字母M及公稱直徑表示細牙普通螺紋用字母M及公稱直徑×螺距表示（2）普通螺紋標記：第十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三注：（1）當螺紋為左旋時，在螺紋代號之后加“LH”字、右旋螺紋不標注旋向代號。（2）旋合長度有長旋合長度L、中等旋合長度N和短旋合長度S三種，中等旋合長度N不標注。（3）公差帶代號中，前者為中徑公差帶代號，后者為頂徑公差帶代號，兩者一致時則只標注一個公差帶代號。內螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。（4）內、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內螺紋公差帶代號后者為外螺紋公差帶代號，中間用“/”分開。1.普通螺紋的代號與標記第十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三示例:普通螺紋的含義1、普通粗牙螺紋：M12LH--7g--L2、普通細牙螺紋：M12×1--7H8H3、內外配合螺紋：M12LH--6H/7gM12×1--6H/7g8g第十八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2.梯形螺紋的代號與標記說明：①單線螺紋只標注螺距，多線螺紋標注螺距和導程。②右旋螺紋不標注旋向代號，左旋螺紋用LH表示。③旋合長度有長旋合長度L、中等旋合長度N兩種，中等旋合長度N不標注。④公差帶代號中，螺紋只標注中徑公差帶代號。內螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。⑤內、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內螺紋公差帶代號，后者為外螺紋公差帶代號，中間用“/”分開。

（1）梯形螺紋代號組成：特征代號Tr、公稱直徑、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成。第十九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三Tr24×10(p5)LH-7H示例:梯形螺紋的含義梯形螺紋公稱直徑導程螺距左旋中徑公差帶代號2.梯形螺紋的代號與標記第二十頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三3、管螺紋標記說明：①管螺紋尺寸代號不再稱作公稱直徑，也不是螺紋本身的任何直徑尺寸，只是一個無單位的代號。②管螺紋為英制細牙螺紋，其公稱直徑近似為管子的內孔直徑，以英寸為單位。③右旋螺紋不標注旋向代號，左旋螺紋則用LH表示。④非螺紋密封管螺紋的外螺紋的公差等級有A、B兩級，A級精度較高；內螺紋的公差等級只有一個，故無公差等級代號。⑤內、外螺紋配合在一起時，內、外螺紋的標注用“/”分開，前者為內螺紋的標注，后者為外螺紋的標注。

管螺紋用螺紋密封的管螺紋非螺紋密封的管螺紋第二十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三1）非螺紋密封的管螺紋：G1A-LH示例:管螺紋的含義2）螺紋密封的管螺紋：R2-LHRc2Rp2外螺紋公差等級代號圓錐內螺紋尺寸代號圓柱內螺紋圓錐外螺紋非螺紋密封管螺紋尺寸代號左旋尺寸代號尺寸代號左旋3、管螺紋標記第二十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三常用螺紋的類型特點和應用第二十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三常用螺紋的類型特點和應用第二十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三習題：1.螺紋的分類。2.螺紋的主要參數(shù)。3.解釋下列螺紋代號：M20-5H，M16-5H6H-L，M30X1-6H/5g6g4.有一普通螺栓，已知直徑d=20mm,中徑d2=18.376mm,小徑d1=17.294mm，螺距p=2.5mm，螺紋頭數(shù)n=2，試求：1）螺栓的導程S；2）螺栓的升角Ψ第二十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三習題：3.解釋下列螺紋代號：M20-5H，M16-5H6H-L，M30X1-6H/5g6g；普通內螺紋，公稱直徑為20mm，中徑和頂徑公差帶代號均為5H；普通內螺紋，公稱直徑為16mm,中徑公差帶代號為5H，頂徑公差帶代號為6H，長旋合長度公稱直徑為30mm，螺距為1mm的普通內、外螺紋配合。內螺紋的中徑與頂徑公差帶代號為6H；外螺紋的中徑公差帶代號為5g，頂徑公差帶代號為6g4.有一普通螺栓，已知直徑d=20mm,中徑d2=18.376mm,小徑d1=17.294mm，螺距p=2.5mm，螺紋頭數(shù)n=2，試求：1）螺栓的導程S；2）螺栓的升角Ψ第二十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2.2螺紋聯(lián)接的預緊和防松一、標準螺紋聯(lián)接件二、螺紋聯(lián)接的基本類型三、螺紋聯(lián)接的預緊四、螺紋聯(lián)接的防松第二十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三一、標準螺紋連接件

螺紋聯(lián)接件品種很多，大都已標準化。常用的標準螺紋聯(lián)接件有螺栓、螺釘、緊定螺釘、自攻螺釘、雙頭螺柱、螺母和墊圈。第二十八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三1.螺栓

機械零件，配用螺母的圓柱形帶螺紋的緊固件。由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。

按連接的受力方式分：分普通的和有鉸制孔用的。按頭部形狀分：有六角頭的，圓頭的，方形頭的，沉頭的等等。其中六角頭是最常用的。一般沉頭用在要求連接的地方。第二十九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2.螺釘（螺絲）

螺釘[Screw]，也有人叫它“螺絲”（螺絲釘）、“螺桿”（螺絲桿）。其實螺絲是通稱，而螺絲釘、螺絲桿都是互有區(qū)別的。螺絲釘一般叫木螺絲；是前端有尖頭的那種，螺距較大，一般用于緊固木制件、塑料件。螺絲桿是機螺絲（機械螺絲），是前端平頭的那種，螺距較小，均勻，一般用于緊固金屬、機器部件。

種類有開槽普通螺釘、內六角螺釘、十字槽普通螺釘、吊環(huán)螺釘?shù)?。第三十頁，共一百一十頁，編輯?023年，星期三3.緊定螺釘（支頭螺釘、定位螺釘）

專供固定機件相對位置用的一種螺釘。使用時，把緊定螺釘旋入待固定的機件的螺孔中，以螺釘?shù)哪┒司o壓在另一機件的表面上，即使前一機件固定在后一機件上。第三十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三4.自攻螺釘

自攻螺釘，是在金屬或非金屬材料之預鉆孔中自行攻鉆出所配合陰螺紋之一種有螺紋扣件。自攻螺釘多用于薄的金屬板（鋼板、鋸板等）之間的連接。連接時，先對被連接件制出螺紋底孔，再將自攻螺釘擰入被連接件的螺紋底孔中。由于自攻螺釘?shù)穆菁y表面具有較高的硬度（≥45HRC），可在被連接件的螺紋底孔中攻出內螺紋，從而形成連接。

螺釘頭部形狀有圓頭，平頭，半沉頭及沉頭等。由于其自行成型或攻出其配合螺紋，因此在組合上具有高防松能力，且可以裝卸。在小形螺絲上其尺寸，螺紋型式，頭型，攻鉆性能在工程用途上幾乎無可限量。第三十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三5.雙頭螺柱（雙頭螺栓）

用于連接機械的固定鏈接功能，雙頭螺栓兩頭都有螺紋，中間的螺桿，有粗的也有細的。一般用于礦山機械，橋梁，汽車，摩托車，鍋爐鋼結構，吊塔，大跨度鋼結構和大型建筑等。主要用途：

1.用在主體為大型設備，需要安裝附件，比如視鏡、機械密封座、減速機架等。這時就用到雙頭螺栓，一端擰入主體，安裝好附件后另一端帶上螺母，由于附件是經常拆卸的，螺紋會磨損或損壞，使用雙頭螺栓更換會非常方便。

2.用于連接體厚度很大，螺栓長度非常長時，會用雙頭螺栓。

3.用于連接厚板和不便使用六角螺栓連接的地方，如混凝土屋架、屋面梁懸掛單軌梁懸掛件等。第三十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三6.螺母

螺母就是螺帽,與螺栓或螺桿擰在一起用來起緊固作用的零件，所有生產制造機械必須用的一種元件。根據(jù)材質的不同，分為碳鋼、不銹鋼、有色金屬（如銅）等幾大類型。螺母是具有內螺紋并與螺栓配合使用的緊固件,具有內螺紋并與螺桿配合使用用以傳遞運動或動力的機械零件。

六角螺母(Hexagonnut)與螺栓、螺釘配合使用，起連接緊固機件作用。其中經1型六角螺母應用最廣，C級螺母用于表面比較粗糙、對精度要求不高的機器、設備或結構上；A級和B級螺母用于表面比較光潔、對精度要求較高的機器、設備或結構上。2型六角螺母的厚度m較厚，多用于常經常需要裝拆的場合。六角薄螺母的厚度m較薄，多用于被連接機件的表面空間受限制的場合。第三十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三7.墊圈

指墊在被連接件與螺母之間的零件。一般為扁平形的金屬環(huán)，用來保護被連接件的表面不受螺母擦傷，分散螺母對被連接件的壓力。

平墊圈一般用在連接件中一個是軟質地的，一個是硬質地較脆的，其主要作用是增大接觸面積，分散壓力，防止把質地軟的壓壞。而彈簧墊圈的彈簧的基本作用是再螺母擰緊之后給螺母一個力，增大螺母和螺栓之間的摩擦力。彈簧墊圈在一般機械產品的承力和非承力結構中應用廣泛，其特點是成本低廉、安裝方便，適用于裝拆頻繁的部位。但是彈簧墊圈的防松能力很低，尤其在歐美各國要求可靠性高的產品中采用率極低，特別是重要的承力結構連接部位早已被拋棄。第三十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三標準螺紋聯(lián)接件實物第三十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三二、螺紋聯(lián)接的基本類型1.螺栓聯(lián)接

2.雙頭螺柱聯(lián)接

3.螺釘聯(lián)接

4.緊定螺釘聯(lián)接第三十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三1.螺栓聯(lián)接第三十八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2.雙頭螺柱聯(lián)接工作原理：螺栓受拉力，承受外載應用：被聯(lián)接件較厚，且常拆卸處第三十九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三3.螺釘聯(lián)接工作原理：螺栓受拉承受外載應用：一被聯(lián)件較厚，但不常拆卸處第四十頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三4.緊定螺釘聯(lián)接工作原理：靠擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住另一個零件的表面，或者頂入相應的凹坑中，將零件固定。應用：薄壁件聯(lián)接第四十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三三、螺紋聯(lián)接的預緊

大多數(shù)螺紋聯(lián)接在承受工作載荷之前，裝配時就已經擰緊，稱之為預緊。螺紋聯(lián)接在承受工作載荷之前預先受到的一個擰緊作用力叫做預緊力。裝配時預緊的螺栓聯(lián)接稱為緊螺栓聯(lián)接。預緊的目的防止聯(lián)接松脫，增強可靠性。

被聯(lián)接件結合面具有足夠的緊密性。使結合面產生摩擦力，以承受橫向載荷。第四十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三三、螺紋聯(lián)接的預緊1.預緊力的控制可以通過控制擰緊力矩T來實現(xiàn)擰緊后螺紋聯(lián)接件的預緊應力不得超過其材料的屈服極限的80%。注意：對于重要的聯(lián)接，應盡量不采用直徑過?。?lt;M12）的螺栓。第四十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三三、螺紋聯(lián)接的預緊1.預緊力的控制可以通過控制擰緊力矩T來實現(xiàn)第四十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三三、螺紋聯(lián)接的預緊2.預緊力F0的控制手段（1）測力矩扳手——測出預緊力矩第四十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三三、螺紋聯(lián)接的預緊2.預緊力F0的控制手段（2）定力矩扳手——達到固定的擰緊力矩T時，彈簧受壓將自動打滑第四十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三三、螺紋聯(lián)接的預緊2.預緊力F0的控制手段（3）測量預緊前后螺栓伸長量——精度較高第四十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三三、螺紋聯(lián)接的預緊2.預緊力F0的控制手段（4）控制力臂的長度第四十八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松1.防松目的在實際工作中，外載荷有振動、變化、材料高溫蠕變等會造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接松動，如經反復作用，螺紋聯(lián)接就會松弛而失效。因此，必須進行防松，否則會影響正常工作，造成事故。

2.防松原理消除（或限制）螺紋副之間的相對運動，或增大相對運動的難度。第四十九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松3.防松辦法及措施（1）摩擦防松

A、對頂螺母原理：兩螺母對頂擰緊后，上下兩螺母與螺栓螺紋接觸面相反，使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力的作用。特點：結構簡單，適用于平穩(wěn)、低速和重載的固定裝置的聯(lián)接。第五十頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松3.防松辦法及措施（1）摩擦防松

B、彈簧墊圈原理：螺母擰緊后，靠墊圈壓平而產生的彈性反力使旋合螺紋間壓緊，同時墊圈斜口的尖端抵住螺母與被聯(lián)接件的支撐面也有防松作用。特點：結構簡單，使用方便，但在振動沖擊載荷作用下，防松效果較差，一般用于不甚重要的聯(lián)接。第五十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松3.防松辦法及措施（1）摩擦防松

C、自鎖螺母原理：螺母一端制成非圓形收口或開封后徑向收口。當螺母擰緊后，收口漲開，利用收口的回彈力使旋合螺紋間壓緊。特點：結構簡單，防松可靠，可多次裝卸而不降低防松性能。第五十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松3.防松辦法及措施（2）機械防松

A、開槽螺母與開口銷原理：六角開槽螺母擰緊后，將開口銷穿入螺栓尾部小孔和螺母的槽內，并將開口銷尾部掰開與螺母側面貼緊。特點：適用于有較大沖擊、振動的高速機械中運動部件的聯(lián)接。第五十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松3.防松辦法及措施（2）機械防松

B、止動墊圈原理：螺母擰緊后，將單耳或雙耳止動墊圈分別向螺母和被聯(lián)接件的側面折彎貼緊，即可將螺母鎖住。若兩個螺栓需要雙聯(lián)鎖緊時，可采用雙聯(lián)止動墊圈，使兩個螺母相互制動。特點：結構簡單，使用方便，防松可靠。第五十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松3.防松辦法及措施（2）機械防松

C、串聯(lián)鋼絲原理：用鋼絲穿入各螺釘頭部的孔內，將各螺釘串聯(lián)起來，使其相互制動。但需注意鋼絲的穿入方向。特點：適用于螺釘組聯(lián)接，但是拆卸不方便。第五十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松3.防松辦法及措施（3）永久防松端鉚、沖點、點焊

第五十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三四、螺紋聯(lián)接的防松3.防松辦法及措施（4）化學防松——粘合在螺紋副間或支撐面間涂膠。

第五十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三習題：1.為什么要防松？2.防松的原理？3.零件防松的辦法及措施？第五十八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2.3單個螺栓連接的強度計算一、松螺栓聯(lián)接二、緊螺栓聯(lián)接第五十九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三針對不同零件的不同失效形式，分別擬定其設計計算方法，則失效形式是設計計算依據(jù)和出點。1、失效形式和原因

受拉螺栓——螺栓桿和螺紋可能發(fā)生塑性變形或斷裂受剪螺栓——螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生壓潰或被剪斷b）失效原因：應力集中

a）失效形式

工程中螺栓聯(lián)接多數(shù)為疲勞失效

受拉螺栓：設計準則為保證螺栓的疲勞拉伸強度和靜強度受剪螺栓：設計準則為保證螺栓的擠壓強度和剪切強度

應力集中促使疲勞裂紋的發(fā)生和發(fā)展過程2、設計計算準則與思路第六十頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三失效形式：

1.螺栓桿拉斷（普通螺栓）

2.螺紋壓潰和剪斷（受剪螺栓）

3.經常裝拆因磨損而發(fā)生滑扣普通螺栓主要為螺紋部分發(fā)生斷裂受剪螺栓(鉸制孔螺栓)主要為壓潰和剪切第六十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三一、松螺栓聯(lián)接如吊鉤螺栓，工作前不擰緊，只有工作載荷F起拉伸作用強度條件為：——驗算用

——設計用

d1——螺桿危險截面直徑（mm）

[σ]——許用拉應力N/mm2(MPa)

σs——材料屈服極限Mpa表4-8N——安全系數(shù)，表4-9第六十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三二、緊螺栓聯(lián)接——工作前有預緊力QP工作前擰緊，在擰緊力矩T作用下：預緊力QP→產生拉伸應力σ復合應力狀態(tài):接第四強度理論：∴強度條件為：第六十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三式中：QP——預緊力（N）

T1——螺紋摩擦力矩，起扭剪作用，又稱螺紋扭矩，N.mm1.3——系數(shù)將外載荷提高30%，以考慮螺紋力矩對螺栓聯(lián)接強度的影響，這樣把拉扭的復合應力狀態(tài)簡化為純拉伸來處理，大大簡化了計算手續(xù)，故又稱簡化計算法第六十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三1、橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接計算——主要防止被聯(lián)接件錯動

特點：桿孔間有間隙，靠擰緊的正壓力(QP)產生摩擦力來傳遞外載荷，保證聯(lián)接可靠(不產生相對滑移)的條件為：（1）普通螺栓聯(lián)接

f——接縫面間的摩擦系數(shù)

i——接縫界面數(shù)目

KS——防滑系數(shù)（可靠性系數(shù)）

KS=1.1~1.3第六十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三強度條件驗算公式：

設計公式：

分析：由上式可知，當f=0.2,i=1,KS=1則QP=5R，說明這種聯(lián)接螺栓直徑大，且在沖擊振動變載下工作極不可靠

為增加可靠性，減小直徑，簡化結構，提高承載能力可采用如下減載裝置：

a)減載銷

b)減載套筒

c)減載鍵第六十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2、鉸制孔螺栓聯(lián)接——防滑動特點：螺桿與孔間緊密配合，無間隙，由光桿直接承受擠壓和剪切來傳遞外載荷R進行工作螺栓的剪切強度條件為：螺栓與孔壁接觸表面的擠壓強度條件為：R——橫向載荷（N）d0——螺桿或孔的直徑（mm）

Lmin——被聯(lián)接件中受擠壓孔壁的最小長度（mm），如圖所示[τ]——螺栓許用剪應力，MPa，，——螺栓或被聯(lián)接件中較弱者的許用擠壓應力，MPa鉸制孔螺栓能承受較大的橫向載荷，但被加工件孔壁加工精度較高，成本較高第六十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三3、軸向載荷緊螺栓聯(lián)接強度計算①工作特點：工作前擰緊，有QP；工作后加上工作載荷F

工作前、工作中載荷變化②工作原理：靠螺桿抗拉強度傳遞外載F③解決問題：

a)保證安全可靠的工作，QP=？

b)工作時螺栓總載荷，Q=？④分析：

圖1，螺母未擰緊螺栓螺母松馳狀態(tài)

第六十八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三

圖２，擰緊—預緊狀態(tài)凸緣—壓—λm—QP栓桿—拉—λb

→QP

第六十九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三

圖3，加載F后→工作狀態(tài)栓桿—繼續(xù)拉—凸緣—放松———殘余預緊力

——總載第七十頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三⑤作圖，為了更明確以簡化計算（受力變形圖）設：材料變形在彈性極限內，力與變形成正比

單個緊螺栓聯(lián)接受力變形圖

左圖——擰緊螺母時,螺栓與被聯(lián)接件的力與變形

右圖——將上兩圖合并，并施加工作載荷F從圖線可看出，螺栓受工作載荷F時，螺栓總載荷：

第七十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三變形協(xié)調條件：

凸緣→壓力減量

變形縮小Δλm

栓桿→拉力增量

變形縮小Δλb

變形協(xié)調條件——

第七十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三∴由圖可知，螺栓剛度：

被聯(lián)接件剛度：

——稱螺栓相對于聯(lián)接的剛度，稱螺栓的相對剛度

ΔF——部分工作載荷

第七十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三對殘余預緊力的要求，為保證受載后接合面聯(lián)接的緊密性應使QP′的取法:

QP′=（1.5~1.8）F——有密封要求一般聯(lián)接

QP′=（0.2~0.6）F載荷穩(wěn)定

QP′=（0.6~1.0）F載荷不穩(wěn)

QP′>F

地腳螺栓聯(lián)接

第七十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三討論：

１）最不利的情況

２）最理想的情況

３）不允許的情況——有縫隙存在，漏氣

４）降低螺栓受力的措施：

a)必須采用剛度小螺栓（空心、加長、細頸）b)加硬墊片或直接擰在凸緣上均可提高強度

５）為聯(lián)接緊密、不漏氣，要求

第七十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三6）計算時可根據(jù)已知條件選擇其一進行計算a）軸向靜力緊螺栓聯(lián)接強度計算

靜力F不變，Q為靜力，但考慮補充擰緊——防斷

強度條件驗算公式：

設計公式：

b）軸向變載荷緊螺栓聯(lián)接強度計算

分析：當工作載荷，由0→F

螺栓總載，由Qp→Q→QP

部分載荷，由0→ΔF→0第七十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三3、當驗算不滿足時→措施：b)最好改善結構、降低應力集中。包括：工藝、結構、制造、Cm↑Cb↓，適當提高QP等綜合措施a)例子：書本P93-P94第七十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2.5螺栓組連接的設計計算與實例分析一、結構設計原則二、螺栓組受力分析第七十八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三工程中螺栓皆成組使用，單個使用極少。因此，必須研究栓組設計和受力分析。它是單個螺栓計算基礎和前提條件。螺栓組聯(lián)接設計的順序——選布局、定數(shù)目、力分析、設計尺寸

一、結構設計原則

1、布局要盡量對稱分布，栓組中心與聯(lián)接結合面形心重合（有利于分度、劃線、鉆孔），以受力均勻2、受剪螺栓組（鉸制孔螺栓聯(lián)接）時，不要在外載作用方向布置8個以上，螺栓要使其受力均勻，以免受力太不均勻，但彎扭作用螺栓組，要適當靠接縫邊緣布局，否則受力太不均3、合理間距，適當邊距，以利用扳手裝拆第七十九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三4、避免偏心載荷作用

a）被聯(lián)接件支承面不平突起

b）表面與孔不垂直

c）鉤頭螺栓聯(lián)接防偏載措施：a）凸合；b）凹坑（魚眼坑）；c）斜墊片

二、螺栓組受力分析

目的——求受力最大載荷的螺栓第八十頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三前提（假設）：①被聯(lián)接件為剛性不變形，只有地基變形。②各螺栓材料、尺寸、擰緊力均相同③受力后材料變形在彈性范圍內④接合面形心與螺栓組形心重合，受力后其接縫面仍保持平面1、受軸向載荷螺栓組聯(lián)接

單個螺栓工作載荷為：

F=P/Z

P——軸向外載

Z——螺栓個數(shù)

第八十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接特點：普通螺栓，鉸制孔用螺栓皆可用，外載垂直于螺栓軸線、防滑普通螺栓——受拉伸作用鉸制孔螺栓——受橫向載荷剪切、擠壓作用。單個螺栓所承受的橫向載荷相等R=RL/Z第八十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三3、受橫向扭矩螺栓組聯(lián)接

（1）圓形接合面：單個螺栓所受橫向載荷（2）矩形接合面

a)普通螺栓聯(lián)接

由靜平衡條件則各個螺栓所需的預緊力為∴聯(lián)接件不產生相對滑動的條件為：第八十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三b)鉸制孔螺栓聯(lián)接組

由變形協(xié)調條件可知，各個螺栓的變形量和受力大小與其中心到接合面形心的距離成正比由假設——板為剛體不變形，工作后仍保持平面，則剪應變與半徑成正比。在材料彈性范圍內，應力與應變成正比

由靜平衡條件第八十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三4、受傾覆（縱向）力矩螺栓組聯(lián)接

特點：M在鉛直平面內，繞O-O回轉，只能用普通螺栓，取板為受力對象，由靜平衡條件

設單個螺栓工作載荷為Fi

第八十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三①螺栓桿不拉斷的條件

設計公式

驗算公式

②右側不壓潰條件（被聯(lián)接件）

QP作用下接合面的擠壓應力

M作用下接合面的擠壓應力

第八十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三③左側不開縫的條件

④若受有橫向載荷PH，板不滑動條件為：

——被聯(lián)接件相對剛度

實際使用中螺栓組聯(lián)接所受的載荷是以上四種簡單受力狀態(tài)的不同組合。計算時只要分別計算出螺栓組在這些簡單受力狀態(tài)下每個螺栓的工作載荷，然后按向量疊加起來，便得到每個螺栓的總工作載荷，再對受力最大的螺栓進行強度計算即可第八十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三說明：①工程中受力情況很復雜，但均可轉化為四種典型情況進行解決。②計算公式在對稱分布情況下推導，但不對稱也可以用③取轉軸不同，公式計算精度不同。

總設計思路：螺栓組結構設計（布局、數(shù)目）→螺栓組受力分析（載荷類型、狀態(tài)、形式）→求單個螺栓的最大工作載荷（判斷哪個最大）→按最大載荷的單個螺栓設計（求d1—標準）→全組采用同樣尺寸螺栓（互換的目的）

第八十八頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2.5提高螺栓連接強度的措施影響聯(lián)接強度的因素很多，如材料、結構、尺寸、工藝、螺紋牙間、載荷分布、應力幅度、機械性能，而螺栓聯(lián)接的強度又主要取決于螺栓的強度。

改善螺紋牙間的載荷分配減小螺紋的應力副減小附加彎曲應力第八十九頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三螺紋聯(lián)接組的設計1設計螺栓組連接時，通常是先進行結構設計，即確定結合面的形狀、螺栓布置方式和數(shù)目，然后按螺栓組的結構和承載狀況進行受力分析。為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證連接結合面受力均勻，通常聯(lián)接結合面的幾何形狀都設計成軸對稱的簡單幾何形狀。螺栓布置應使各螺栓的受力合理。

為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成4、6、8等偶數(shù)。螺栓的排列應有合理的間距、邊距。各螺栓之間的距離大小既要保證聯(lián)接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應留有足夠的扳手空。

改善螺紋牙間的載荷分配提高螺紋連接強度的措施第九十頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三§5-5提高螺栓強度的措施

工作中，螺栓受拉，螺母受壓，從而產生螺距差，導致旋合的各圈螺紋牙受載不均。提高螺栓連接強度的措施改善螺紋牙間的載荷分配螺栓受拉伸，其螺紋的螺距增大；螺母受壓縮，其螺紋的螺距減小。約有1/3的載荷集中作用在第一圈，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷

第九十一頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三１、懸置螺母螺桿與懸置螺母同時受拉力，使兩者變形協(xié)調，可使旋合螺紋牙的載荷均勻分配。提高螺栓連接強度的措施２、環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母和螺栓在支承面處的變形性質相同（均受拉），從而改善了旋合圈螺紋的受載狀況。３、內斜螺母將螺母旋入端制成10～15的內錐，使螺栓受力較大的螺紋圈之受力點外移，螺栓疲勞強度可提高約20%。第九十二頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三減小螺栓的應力幅增加螺栓的長度減小無螺紋部分螺桿的直徑螺桿制成中空結構（柔性螺栓）在螺母下安裝彈性元件措施提高螺栓連接強度的措施減小螺栓剛度或增大被連接件的剛度，都能使應力幅減小

第九十三頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三采用合理的制造工藝。減小附加彎曲應力冷鐓、碾壓、氮化、噴丸等工藝均可提高螺栓的強度。提高螺栓連接強度的措施球面墊圈帶環(huán)腰的螺栓第九十四頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三一、螺旋傳動的類型、特點與應用

1、應用

螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉運動變?yōu)橹本€運動將直線運動變?yōu)榛剞D運動，同時傳遞運動或動力。

2、傳動形式：

a)螺桿轉螺母移

b)螺桿又轉又移（螺平固定）——用得多

c)螺母轉螺桿移

d)螺母又轉又移（螺桿固定）——用得少

2.6螺旋傳動第九十五頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三按用途分三類：

1）傳力螺旋——舉重器、千斤頂、加壓螺旋特點：低速、間歇工作，傳遞軸向力大、自鎖

2）傳導螺旋——機床進給匯杠—傳遞運動和動力特點：速度高、連續(xù)工作、精度高

3）調整螺旋——機床、儀器及測試裝置中的微調螺旋。特點：是受力較小且不經常轉動

3、螺旋傳動類型螺旋傳動按摩擦副的性質分：

1、滑動螺旋：構造簡單、傳動比大，承載能力高，加工方便、傳動平穩(wěn)、工作可靠、易于自鎖缺點：磨損快、壽命短，低速時有爬行現(xiàn)象（滑移），摩擦損耗大，傳動效率低（30~40%）傳動精度低第九十六頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三2、滾動螺旋傳動——摩擦性質為滾動摩擦。滾動螺旋傳動是在具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母之間連續(xù)裝填若干滾動體（多用鋼球），當傳動工作時，滾動體沿螺紋滾道滾動并形成循環(huán)。按循環(huán)方式有：內循環(huán)、外循環(huán)兩種

特點：傳動效率高（可達90%），起動力矩小，傳動靈活平穩(wěn)，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆運動效率相同，可實現(xiàn)逆?zhèn)鲃?。缺點：不自鎖，需附加自鎖裝置，抗振性差，結構復雜，制造工藝要求高，成本較高。

第九十七頁，共一百一十頁，編輯于2023年，星期三3、靜壓螺旋——液體摩擦，靠外部液壓系統(tǒng)提高壓力油，壓力油進入螺桿與螺母螺紋間的油缸，促使螺桿、螺母、螺紋牙間產生壓力油膜而分隔開

特點：