《第4章 螺纹连接与螺旋传动汇总》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章 螺纹连接与螺旋传动汇总（102页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 螺纹连接与螺旋传动,4.1 螺纹 4.2 螺纹连接的类型与标准连接件 4.3 螺纹连接的预紧 4.4 螺纹连接的防松 4.5 螺纹连接组的设计 4.6 螺纹连接的强度计算 4.7 提高螺纹连接强度的措施 4.8 螺纹连接件的材料与许用应力 4.9 螺旋传动,第二篇 连接,一、概述,第二篇 连接,一、分类,静连接,可拆连接：不须毁坏连接中的任何一个零件就可拆开的连接。 例：螺纹连接、键连接 、销连接。,不可拆连接：至少毁坏连接中的一部分才能拆开的连接。 例：铆接、焊接、胶接等。,工作原理,摩擦锁合：靠连接配合面间的摩擦传递载荷。过盈连接。,形锁合：靠零件形状的嵌合来传递载荷。平键连接。,
2、材料锁合：靠被连接件间涂敷材料所产生分子力来传递载荷。胶接。,静连接：不允许相对运动的连接。 动连接：可以有相对运动。运动副之间的连接。,二、选用原则,使用要求和经济性要求。,不可拆连接多考虑制造及经济性因素。,可拆连接多考虑结构、安装、运输、维修上的因素。,板件与板件多选用螺纹连接、焊接、铆接或胶接。,杆件与杆件多选用螺纹连接或焊接。,轴与轮毂多选用键、花键连接或过盈连接。,轴与轴采用联轴器或离合器。,被连接零件类型,第二篇 连接,外螺纹 内螺纹,一、螺纹的分类,4.1 螺纹,共同组成螺旋副。,螺纹牙型,4.1 螺纹,一、螺纹的分类,母体形状,圆柱螺纹,圆锥螺纹,管螺纹,英制与米制,粗牙与细
3、牙,4.1 螺纹,一、螺纹的分类,螺纹的旋向:,右旋螺纹,左旋螺纹,螺旋线的根数 :,n 4,多线螺纹,单线螺纹,S = 2P,S =P,4.1 螺纹,一、螺纹的分类,连接螺纹：一般为单线、粗牙、右旋的三角螺纹。,螺纹线数：单线（连接）；多线（传动）。,4.1 螺纹,一、螺纹的分类,连接螺纹：自锁。如：紧固螺纹。 管螺纹：紧密性、气密性。如：用于气体、液体管道螺纹。 传动螺纹：效率高。如：车床传动丝杠。 调整螺纹：精度高。如：螺旋千分尺。 承载螺纹：效率高、自锁性好。如千斤顶。,对螺纹连接的要求：足够的连接强度和良好的工艺性。,4.1 螺纹,二 、常用螺纹的特点和应用,1 、普通螺纹（代号：M
4、 GB 192-81）,特点：牙型角=2=60。牙型半角大，当量摩擦系数大，自锁性能好，主要用于连接螺纹。,4.1 螺纹,二 、常用螺纹的特点和应用,细牙螺纹与粗牙螺纹,粗牙：常用。,细牙的缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。,细牙：自锁性能更好。常用于承受冲击、振动及变载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中。,1 、普通螺纹（代号：M GB 192-81）,4.1 螺纹,二 、常用螺纹的特点和应用,2 、矩形螺纹,特点：牙形为正方形。=0，效率高，用于传动，牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替。,4.1 螺纹,二 、常用螺纹的特点和应用,3 、梯形螺纹(代号：Tr GB 192-81),特
5、点： =2=30。比矩形螺纹效率略低。牙根强度高，易于对中，易于制造，剖分螺母可消除间隙，在螺旋传动中有广泛应用。,4.1 螺纹,二 、常用螺纹的特点和应用,4、 锯齿形螺纹(代号：S JB 923-66),特点：工作边=3，非工作边=30，便于加工。它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点,能承受较大的载荷,但只能用于单向传动。,4.1 螺纹,二 、常用螺纹的特点和应用,5 、圆柱管螺纹,特点：用于管件连接的三角螺纹，=55，螺纹面间没有间隙，密封性好，适用于压强在1.6MPa以下的连接。,4.1 螺纹,二 、常用螺纹的特点和应用,6、 圆锥管螺纹,特点：螺纹均布在锥度为1:16的管
6、上，=55或60 ，螺纹面间没有间隙，不用填料，靠牙变形，密封性好，适用于高温、高压的连接。,4.1 螺纹,二 、常用螺纹的特点和应用,大径d螺纹的公称直径。 小径d1连接的强度计算。 中径d2连接的几何计算。 螺距P螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。 牙型角a螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边 的夹角。 升角y螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面 间的夹角。 线数n螺纹的螺旋线数目。 导程S螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所 移动的轴向距离，S=nP。,升角y的计算式为：,4.1 螺纹,三、普通螺纹的主要参数,孔与螺杆之间留有间隙,螺纹伸出长度a=(0.20.3)d;,螺栓轴线到边缘的距离 e
7、=d+(36) mm,1. 螺栓连接,普通螺栓,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,一、螺纹连接的基本类型,用于两被联件均不太厚的场合。,除起连接作用外，还起定位作用。,特点和应用：无须在被连接件上切制螺纹，使用不受被连接件材料的限制。构造简单，装拆方便，应用最广。用于可制通孔的场合。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,1. 螺栓连接,一、螺纹连接的基本类型,应用：凸缘联轴器,铰制孔螺栓,普通螺栓,对中榫,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,1. 螺栓连接,一、螺纹连接的基本类型,3. 双头螺柱连接,2. 螺钉连接,螺纹孔深度 H1=H+(22.5)P;,钻孔深度 H2=H1+(0.51)d
8、;,参数l1 、e、a与螺栓相同,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,一、螺纹连接的基本类型,特点：不用螺母，而且能有光整的外露表面。 应用：有一连接件较厚，但不宜用于时常装拆的连接，以免损坏被连接件的螺纹孔。,特点：座端旋入并紧定在被连接件之一的螺纹孔中。 应用：有一连接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只需拧下螺母即可。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,3. 双头螺柱连接,2. 螺钉连接,一、螺纹连接的基本类型,4. 紧定螺钉连接,特点和应用：旋入被连接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被连接件的表面或顶入相应的坑中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。,4.2 螺纹连接的类
9、型与标准连接件,一、螺纹连接的基本类型,其它：地脚螺栓 吊环螺栓 T形槽螺栓,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,一、螺纹连接的基本类型,精度分A、B、C三级，通用机械中多用C级。 螺纹有粗牙和细牙之分。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,两端螺纹可不同，螺柱可带退刀槽或制成腰杆，也可制成全螺纹。,双头螺柱,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,螺钉,头部形状：圆头、扁圆头、六角头、圆柱头和沉头等。 头部起子槽：一字槽、十字槽和内六角孔等形式。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,紧定螺钉,锥端：适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常
10、拆卸的场合； 平端：接触面积大，不伤零件表面，常用于硬度较大平面或经常拆卸的场合； 圆柱端：压入轴上的凹坑中，适用于紧定空心轴上的零件位置。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,自攻螺钉,头部形状：圆头、平头、半沉头及沉头等。 头部起子槽：一字槽、十字槽等形式。 末端形状：锥端和平端两种。 渗碳钢，硬度不低于45HRC，不预制螺纹。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,六角螺母,厚度：标准螺母和薄型螺母两种。 制造精度分为A、B、C三级。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,圆螺母与止动垫圈,圆螺母常与止动垫圈配用，装配时将垫圈内舌插
11、入轴上的槽内，而将垫圈的外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,垫圈,平垫圈：A级和C级两种。 垫圈：特大、大、普通和小的四种规格，特大垫圈主要在铁木结构上使用。 斜垫圈：用于倾斜的支承面上。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,机械制造中常见的螺纹连接件的结构型式和尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。,4.2 螺纹连接的类型与标准连接件,二、标准螺纹连接件,装配时拧紧，承受工作载荷前，预先受到力的作用。 这个预加作用力称为预紧力。,防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。,拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超
12、过其材料的屈服极限ss的80%。,预紧力：,预紧的目的：,预紧力的确定原则：,连接刚度 防松能力 紧密性,一般连接用的钢制螺栓连接的预紧力F0：,碳素钢螺栓,合金钢螺栓,4.3 螺纹连接的预紧,拧紧力矩T=？,4.3 螺纹连接的预紧,rf支承面摩擦半径,kt拧紧力矩系数,(M10M64),4.3 螺纹连接的预紧,拧紧力矩T=？,以螺母分析：T=T1+T2,利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 通常-采用测力矩扳手或定力矩扳手， 重要-采用测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。,注意：对于重要的连接，应尽可能不采用直径过小(M12)的螺栓。,预紧力的控制：,预紧力和预紧力矩之间的关系：,严格控制
13、预紧力时，dM12M16,标准扳手长度L=15d，若拧紧力为F，则： T=FL=F15d=0.2F0d F0=75F 若F=200N，则 F0=15000N。 小于M12，则易拉断。,4.3 螺纹连接的预紧p,定力矩扳手,控制拧紧力矩； 规定螺母拧紧圈数； 测量螺栓的伸长量或控制应力或应变。,测力矩扳手,4.3 螺纹连接的预紧,测力矩扳手或定力矩扳手，准确性较差，也不适用于大型的螺栓连接。,测量螺栓伸长量,4.3 螺纹连接的预紧,控制拧紧力矩； 规定螺母拧紧圈数； 测量螺栓的伸长量或控制应力或应变。,可以采用测量螺栓伸长量的方法来控制预紧力。,在冲击、振动或变载荷作用下，或在高温或温度变化较大
14、的情况下，螺纹连接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致连接失效。,防松方法： 摩擦防松对顶螺母防松、弹簧垫圈防松、自锁螺母防松。 机械防松开口销与六角螺母防松、止动垫圈防松、串联钢丝防松。 永久防松如铆冲防松、在旋合螺纹间涂胶防松等。（不可拆连接）,防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。,4.4 螺纹连接的防松,对顶螺母防松,自锁螺母防松,4.4 螺纹连接的防松,摩擦防松,弹簧垫圈,开口方向：斜向右下方,弹簧垫圈防松,摩擦防松,4.4 螺纹连接的防松,开口销与六角螺母防松,止动垫圈 防松,4.4 螺纹连接的防松,机械防松,串联钢丝防松,机械防松,4.4 螺纹连接的防松,胶接,4.4
15、 螺纹连接的防松,永久防松,为了便于加工制造和对称布置螺栓，保证联接结合面受力均匀，通常联接结合面的几何形状都设计成轴对称的简单几何形状。,大多数机械中螺栓都是成组使用的。,螺栓间距离：保证联接可靠性、考虑装拆方便，留有足够的扳手空间。,根据被联接件的结构和联接的用途，确定螺栓数目和分布形式。,4.5 螺栓组连接的设计,一、螺栓组连接的结构设计,螺栓布置应使各螺栓的受力合理。,合理,不合理,为便于圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同一圆周上的螺栓数目取成4、6、8等偶数。,4.5 螺栓组连接的设计,一、螺栓组连接的结构设计,螺栓的排列应有合理的间距、边距。,4.5 螺栓组连接的设计,一、螺栓
16、组连接的结构设计,避免螺栓承受附加的弯曲载荷。,引起附加弯曲应力因素：螺纹孔不正、被联件表面不平、发生变形等。,4.5 螺栓组连接的设计,一、螺栓组连接的结构设计,避免螺栓承受附加的弯曲载荷。,凸台,沉头座,斜面垫圈,采用球面垫片,4.5 螺栓组连接的设计,一、螺栓组连接的结构设计,1受横向载荷,2受转矩,3受轴向载荷,4受倾覆力矩,受力分析的目的：求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便按单个螺栓 连接的进行强度计算。,受力分析时所作假设：所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；,受载后连接接合面仍保持为平面。,受力分析的类型：,二、螺栓组连接的受力分析,螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合；,4.5 螺栓组连接的设计,1）铰制孔用螺栓连接（图b），每个螺栓所受工作剪力为：,2）普通螺栓连接（图a）
