螺紋連接和螺紋傳動

第第頁螺紋連接和螺紋傳動螺紋連接學(xué)習(xí)要求：1.對于螺紋連接基本知識，應(yīng)了解螺紋及螺紋連接件的類型、

特性、標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場合及有關(guān)的防松方法等，以使在設(shè)計時能夠正確地選用它們；2.對于螺栓連接設(shè)計及強度計算部分，應(yīng)掌控其結(jié)構(gòu)設(shè)計原那么及強度計算的理論與方法，能夠較為合理地設(shè)計出牢靠的螺栓組連接；3、了解螺旋傳動的設(shè)計過程。

10-4-1螺一、螺紋的主要參數(shù)大徑d--是螺紋的公稱直徑。小徑d1--常用于強度計算。

紋5-1螺紋

中徑d2--常用于幾何計算。線數(shù)n--螺紋的螺旋線數(shù)目。

螺距P--相鄰兩螺紋牙上對應(yīng)點間的軸向距離。導(dǎo)程S--沿螺紋上同一條螺旋線

轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離，S=nP。牙型角a--在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。牙側(cè)角--在軸向截面內(nèi)，螺紋牙型一側(cè)邊與螺紋軸線的垂線之間的夾角。

螺紋的類型

螺tanySπd2nPπd2

紋

螺紋升角y--螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。

二、螺紋的類型螺紋分為

外螺紋內(nèi)螺紋

圓柱螺紋圓錐螺紋矩形螺紋梯形螺紋

左旋右旋

常用右旋

一般螺紋：效率低，易自鎖，多用于連接。按牙型的不同分為(詳見表10-3)此外，還有效率較高，主要用于螺旋傳動具體介紹

鋸齒形螺紋管螺紋：

主要用于管路的連接。

5-2螺紋連接

10-4--2螺紋連接

一、螺紋連接的基本類型

1、螺栓連接(1)一般螺栓連接特點：桿與通孔有間隙

運用不受被連接件材料限制受力：桿受拉應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力F力傳遞：fF外加

時，

被連接件不發(fā)生相對錯動優(yōu)點：通孔精度低，結(jié)構(gòu)簡約，

裝拆方便缺點：不能精確定位

螺紋連接(2)鉸制孔用螺栓連接特點：桿與通孔無間隙，采納基孔制過渡協(xié)作受力：桿受剪切力和擠壓力H7H7,m6n6

優(yōu)點：可精確定位缺點：通孔加工精度要求高螺栓連接應(yīng)用場合：被連接件不太厚，有通孔，且能從連接的兩邊進(jìn)行裝配

螺紋連接2、雙頭螺柱連接雙頭螺栓連接座端被旋入并擰緊在被連接件之一的螺紋孔中

特點及應(yīng)用場合：用于結(jié)構(gòu)上不能采納螺栓連接的場合且需要常常拆裝的場合。。

螺紋連接3、螺釘連接特點與應(yīng)用：螺釘連接不用螺母，結(jié)構(gòu)簡約緊湊，而且能有光整的外露表面；

應(yīng)用與雙頭螺柱連接相像，但不宜用于常常拆卸的連接，以免損壞被連接件的螺紋孔。雙頭螺柱連接和螺釘連接的主要尺寸關(guān)系：擰入深度H,當(dāng)帶螺紋孔材料為：鋼或青銅Hd;鑄鐵H1.25~1.5)d;(鋁合金H1.5~2.5)d;(

螺紋連接4、緊定螺釘連接

特

點：利用擰入的螺釘末端頂住另一個零件的表面或頂入相應(yīng)的凹坑中，以固定兩個零件的相對位置，并可同時傳遞不大的力或扭矩。

螺紋連接5、非常結(jié)構(gòu)的連接(1)地腳螺栓連接(2)吊環(huán)螺釘連接(3)T形槽螺栓連接

二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件

螺紋連接

二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件精度

螺紋連接

A級：公差小，精度最高，用于精確定位、裝配要求高的場合B級：精度居中，用于受載較大，且需要調(diào)整、裝拆的零件

C級：精度較低，用于一般場合的標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件留意：(1)標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、畫法等均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)

計時可查手冊。(2)自學(xué)表10-4,總結(jié)各標(biāo)準(zhǔn)連接件特點和應(yīng)用

螺紋連接的擰緊

螺紋連接

三、螺紋連接的擰緊

大多數(shù)螺紋連接在裝配時就已經(jīng)擰緊，稱之為預(yù)緊。預(yù)緊使連接中的零件所受的力稱為預(yù)緊力，用F0表示。預(yù)緊的目的：增大連接的剛性；提高緊密性；防松。分類緊螺栓連接：工作前安裝時就擰緊，各零件已受力松螺栓連接：工作前安裝時不擰緊，各零件不受力

預(yù)緊力的掌握：規(guī)定，擰緊后螺紋連接件在預(yù)緊力F作用下產(chǎn)生的預(yù)緊應(yīng)0力不得超過其材料屈服極限的80%s

推舉：

碳素鋼螺栓F(0.6~0.7)A0s1合金鋼螺栓F0(0.5~0.6)sA1

螺紋連接掌握預(yù)緊力的方法：通常，通過掌握擰緊力矩M來掌握預(yù)緊力?？刹杉{測力矩扳手或定力矩扳手掌握擰緊力矩。對于重要的螺栓連接，也可以通過掌握螺栓的伸長量來掌握預(yù)緊力。預(yù)緊力和預(yù)緊力矩之間的關(guān)系：0.2FdT0其中：d——螺栓公稱直徑T——扳手的擰緊力矩標(biāo)準(zhǔn)扳手長度L15d,假設(shè)擰緊力F,TFLF075F

留意：對于重要的連接，盡可能不采納直徑過小(M12)的螺栓。

螺紋連接紋連接的防松四、螺紋連接的防松螺紋連接一般都能滿意自鎖條件不會自動松脫。但在沖擊、振動或變載荷作用下，或在溫度改變較大的狀況下，螺紋連接可能會產(chǎn)生松脫現(xiàn)象。

防松的本質(zhì)在于防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動。按工作原理的不同，防松方法分三類：(詳見表10-5)

摩擦防松機(jī)械防松具體說明

破壞螺旋副關(guān)系放松(永久防松)

單個螺栓連接的強度計算以螺栓連接為代表，爭論強度計算問題，其方法和結(jié)論也適用于其他形式的螺紋連接。5-3單個螺栓連接的強度

螺栓連接強度計算的目的是：確定防止失效所需的螺栓直徑。

連接的強度計算內(nèi)容，依據(jù)其可能的失效形式而定。螺紋連接的受載形式基本分為：軸向載荷(沿軸線方向):采納受拉螺栓橫向載荷(⊥軸線方向):可用受剪螺栓，也

可用受拉螺栓。下面按螺栓類型和受載形式的不同，分別爭論其強度計算方法。一、受剪螺栓連接的強度計算其主要失效形式為：

螺栓被剪斷——剪切強度孔壁被壓潰——擠壓強度

受剪螺栓的強度

單個螺栓連接的強度計算F

1)螺栓桿的剪切強度條件為：42

d0iLminF

式中：F-螺栓所受的工作剪力(N);d0-螺栓剪切面的直徑(mm);i-螺栓受剪面數(shù)；-螺栓材料的許用切應(yīng)力。2)螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為：Fd0Lmin

d0

F

P

P

式中：Lmin-螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度(mm),設(shè)計時；-螺栓或孔壁材料的許用擠壓應(yīng)力(Mpa)。[p]

Lmin1.25d0

受拉螺栓的強度

單個螺栓連接的強度計算靜載：塑性變形或拉斷。變載：疲憊斷裂。(90%)

二、受拉螺栓連接的強度計算

受拉螺栓的失效形式主要是：受拉螺栓連接

松連接：不預(yù)緊的。緊連接：預(yù)緊的。

1.松螺栓連接的強度計算工作中，松螺栓只受工作拉力F。設(shè)計準(zhǔn)那么：拉伸強度計算。強度條件為：設(shè)計式為：F2πd1

/44F實例

d1

≥

式中：d1-螺紋小徑(mm);-螺栓的許用拉應(yīng)力(Mpa)。

僅受預(yù)緊力的螺栓連接

單個螺栓連接的強度計算F0

2.緊螺栓連接的強度計算1)僅受預(yù)緊力F0的緊螺栓連接這種連接在擰緊的瞬間最危急，此時：

F0引起的拉應(yīng)力：

F0

4

d1

2

此外，還有螺紋摩擦力矩T1引起的切應(yīng)力。經(jīng)分析推導(dǎo)可知：0.5F0

按第四強度理論計算當(dāng)量應(yīng)力，那么

ca32

2

3(0.5)1.322

單個螺栓連接的強度計算承受軸向載荷的緊螺栓連接

強度條件為：設(shè)計式為：

ca1.3

1.3F0

d

21

4

d1

41.3F0

F

2)承受軸向載荷的緊螺栓連接如右圖所示的氣缸蓋上的連接即屬此種類型。雖然，這種螺栓是在受預(yù)緊力F0的基礎(chǔ)上，又受工作拉力F。但是，螺栓的總拉力F2F0F。為什么？DDp

承受軸向載荷的緊螺栓2

單個螺栓連接的強度計算bmF0

F1-殘余預(yù)緊力

F2F

F2

FF0a

F1

F0F1

F1FF0

F2

螺栓的總拉力為

預(yù)緊時螺栓：F0b被連接件：0mF

受工作載荷后F2(b)

F2F1F

F1(m)

承受軸向載荷的緊螺栓3

單個螺栓連接的強度計算tanbCbF

可用載荷變形圖分析各力之間的關(guān)系。螺栓的剛度：CbF0Cbb

被連接件的剛度：Cm力

F0Cmm

tanmCm

FFF

CbCbCmF

力

力

Fb

F0

m

b