第五章 螺紋聯(lián)接及螺旋機(jī)構(gòu)

第五章螺紋聯(lián)接及螺旋機(jī)構(gòu)第1頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋聯(lián)接和螺旋機(jī)構(gòu)都是利用螺紋零件工作的。前者起緊固作用，要求保證聯(lián)接強(qiáng)度及緊密性；后者是傳動(dòng)零件，要求保證傳動(dòng)精度、效率和磨損壽命等。聯(lián)接不可拆聯(lián)接：焊接、鉚接、膠接等。可拆聯(lián)接：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接等第2頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型一、螺紋的形成根據(jù)平面圖形的形狀，螺紋可分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。外螺紋、內(nèi)螺紋第3頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型按螺旋線的繞行方向，可分為左旋和右旋。按螺旋線的數(shù)目，可分為單線、雙線、三線或多線螺紋。單線螺紋通常用于聯(lián)接，也用于傳動(dòng)；雙線、三線、四線螺紋多用于傳動(dòng)。第4頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型第5頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型二、螺紋的主要參數(shù)⑴大徑d

——與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱體的直徑，亦稱公稱直徑，通常以公稱直徑表示螺紋大小,如：M25

；⑵小徑d1

——與外螺紋牙底相重合的假想圓柱體的直徑,即危險(xiǎn)剖面直徑,(計(jì)算直徑)；⑶中徑d2

——在軸向剖面內(nèi)，母線通過(guò)牙厚等于牙槽寬的假想圓柱體直徑,即幾何直徑；第6頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型⑷螺距P——相鄰兩牙對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離；

⑸導(dǎo)程Ph

——同一條螺旋線上的相鄰兩牙對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離(單線：Ph=P，多線Ph=n·P)；⑹螺旋升角

——在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線平面的夾角:

⑺牙型角——軸向截面內(nèi)，螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角；螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角稱為牙側(cè)角，對(duì)稱牙型的牙側(cè)角第7頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型主要用于聯(lián)接第8頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型主要用于傳動(dòng)第9頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖一、矩形螺紋等速上升等速下降當(dāng)擰緊螺母時(shí)，螺母轉(zhuǎn)一周所需的輸入功為等速上升等速下降第10頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖此時(shí)舉起重物所做的有效功為旋轉(zhuǎn)螺母而舉起重物時(shí)，螺旋副的效率為令當(dāng)時(shí)，螺旋副的效率最高。一般取自鎖條件：第11頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖二、三角形螺紋當(dāng)量摩擦系數(shù)三角形螺紋的摩擦阻力大于矩形螺紋各力之間的關(guān)系及效率公式等都與矩形螺紋中的分析相似，只需將f和相應(yīng)的改為和即可。力的關(guān)系自鎖條件效率第12頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件一、螺紋聯(lián)接的基本類型1、螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接多采用基孔制過(guò)渡配合被聯(lián)接件必須打成通孔第13頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件2、雙頭螺柱聯(lián)接3、螺釘聯(lián)接4、緊定螺釘聯(lián)接第14頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件第15頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

螺栓聯(lián)接的計(jì)算，通常是先根據(jù)聯(lián)接的裝配情況、外載荷的大小和方向以及是否需要在外載荷作用下補(bǔ)充擰緊等來(lái)確定螺栓的受力，然后再按強(qiáng)度條件確定螺栓危險(xiǎn)截面的尺寸。螺栓的其他尺寸以及螺母、墊圈的尺寸均可隨之由標(biāo)準(zhǔn)選定。第16頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算一、松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件為第17頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算二、緊螺栓聯(lián)接1.受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接為防止相對(duì)滑動(dòng)，要滿足如下條件：第18頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算擰緊螺母時(shí)，危險(xiǎn)截面上既有拉應(yīng)力，又有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，根據(jù)第四強(qiáng)度理論，對(duì)于普通螺栓，其螺紋部分的強(qiáng)度條件：設(shè)計(jì)式為：校核式為：第19頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算鉸制孔螺栓連接剪切強(qiáng)度失效形式：擠壓強(qiáng)度d0——桿抗剪面直徑m——抗剪面數(shù)目[τ]——許用剪應(yīng)力[σp]-螺栓或孔壁較弱的材料螺栓剪斷接觸表面壓潰第20頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算減荷裝置第21頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算2.受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接

雖然，這種螺栓是在受預(yù)緊力Qp的基礎(chǔ)上，又受工作拉力Q。但是，螺栓的總拉力

氣缸螺栓連接圖預(yù)緊力－Qp單個(gè)螺栓工作拉力Q：第22頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算預(yù)緊時(shí)受工作載荷后Q’p－殘余預(yù)緊力螺栓：被聯(lián)接件：螺栓的總拉力為L(zhǎng)dμQp第23頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三強(qiáng)度條件驗(yàn)算公式：

設(shè)計(jì)公式：

5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算第24頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算可用載荷變形圖分析各力之間的關(guān)系。螺栓的剛度：

CL被聯(lián)接件的剛度：CT力變形力變形力變形變形協(xié)調(diào)條件：螺栓總拉力：第25頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算3.預(yù)緊力與擰緊力矩為獲得一定的預(yù)緊力Q0，所需的擰緊力矩T由兩部分組成：一部分由克服螺紋中的摩擦阻力矩T1，另一部分用于克服螺母與支承面的摩擦阻力矩Tf，即T=T1+Tf。第26頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算預(yù)緊力QP的控制：測(cè)力矩板手——測(cè)出預(yù)緊力矩，如上圖定力矩板手——達(dá)到固定的擰緊力矩T時(shí)，彈簧受壓將自動(dòng)打滑，如下圖測(cè)量預(yù)緊前后螺栓伸長(zhǎng)量——精度較高第27頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題一、螺紋聯(lián)接的防松根本問(wèn)題：防止螺紋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)頂螺母防松彈簧墊圈防松自鎖螺母防松槽形螺母與開(kāi)口銷防松止動(dòng)墊圈防松串聯(lián)鋼絲防松第28頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題第29頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題第30頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題第31頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題第32頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）螺栓組的布置應(yīng)盡可能對(duì)稱，以使接合面受力比較均勻，一般都將接合面設(shè)計(jì)成對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀，并應(yīng)使螺栓組的對(duì)稱中心與接合面的形心重合，如圖所示.1.螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第33頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題（2）螺栓布置要有合理的距離。在布置螺栓時(shí)，螺栓中心線與機(jī)體壁之間、螺栓相互之間的距離，要根據(jù)扳手活動(dòng)所需的空間大小來(lái)決定.如下圖扳手空間

（3）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)，應(yīng)取為4、6、8等易于等分的數(shù)目，以便于加工。第34頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題2.避免附加彎曲應(yīng)力第35頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題第36頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題3.采用均載螺母第一圈：Δp最大，受力最大第8~10圈后幾乎不受力各圈受載不均P:螺距第37頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題∴采用加高螺母不能提高聯(lián)接強(qiáng)度。

常用方法（變形一致）

——

減小螺栓螺母螺距變化差第38頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5.5設(shè)計(jì)螺紋