机械设计-大学工科-第2讲.

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1、第二讲第二讲 第五章第五章 螺纹连接和螺纹传动螺纹连接和螺纹传动 （章节：第五章第（章节：第五章第1-41-4节，页数：节，页数：50-5950-59） 连接连接 螺纹连接螺纹连接 键连接、花键连接、销连接键连接、花键连接、销连接 弹性环连接等弹性环连接等 连接连接 可拆连接可拆连接 不可拆连接不可拆连接 粘接粘接 铆接铆接 焊接焊接 过盈连接 通常所说的机械连接都是将被连接零件间的相互固定并且不通常所说的机械连接都是将被连接零件间的相互固定并且不 能作相对运动，按照拆开时需要破坏连接件或被连接件分为能作相对运动，按照拆开时需要破坏连接件或被连接件分为 ： 合页，表带，折叠椅，机械人 组合桌椅

2、，机床底座 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1 5.1 螺纹螺纹 螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。 螺纹按工作性质分为连接用螺纹和传动用螺纹 螺纹连接：利用螺纹零件构成的连接；比如一般的螺钉、螺栓连接； 螺旋传动：利用具有螺纹的零件来实现回转运动与直线运动之间的转 换，同时也传递力和转矩。比如一维、二维、三维平移台 。 5.1 5.1 螺纹的主要参数螺纹的主要参数 d-螺纹大径 公称直径 d1-螺纹小径 校核直径 d2-螺纹中径 基准直径 p-螺距 相邻两牙 n-线数 螺旋线数 S-导程 同一螺旋线 -螺纹升角 牙型角 -牙侧角 旋向 5.1 5.1 螺纹螺纹 以普通圆柱螺纹为例以

3、普通圆柱螺纹为例 5.1.1 5.1.1 螺纹的主要参数螺纹的主要参数 螺纹的形成螺纹的形成 典型的多线螺纹：罐头瓶口的螺纹（非车削） 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1 5.1 螺纹的主要参数螺纹的主要参数 右旋左旋 单头双头三头 头数与旋向头数与旋向 左端高右端高 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.2 5.1.2 螺纹副的受力关系、效率和自锁螺纹副的受力关系、效率和自锁 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.2 5.1.2 螺纹副的受力关系、效率和自锁螺纹副的受力关系、效率和自锁 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.3 5.1.3 常用螺纹的特点与应用常用螺纹的特点与应用 按母体形状分： 根据螺纹

4、在螺杆轴 向剖面上的形状： 矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 管螺纹 圆柱螺纹 圆锥螺纹 普通螺钉 木螺丝（俗称） 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.3 5.1.3 常用螺纹的特点与应用常用螺纹的特点与应用 螺纹是螺纹连接和螺旋传动的关键部分，须具备下列性能： 足够的强度（牙根和杆的断面）和良好的工艺性；足够的强度（牙根和杆的断面）和良好的工艺性； 连接螺纹 管螺纹 调整螺纹及传递运动的螺纹 起重螺纹 自锁 紧密性 精度 较高的工作行程效率 & 自锁性 上述要求取决于合理选择螺纹的牙型与参数 传动螺纹高效率 1 1 、普通螺纹、普通螺纹( (代号：代号：M GB 192-81)M G

5、B 192-81) 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.3 5.1.3 常用螺纹的特点与应用常用螺纹的特点与应用 结构特点：螺纹的牙型角=2=60 适用场合：冲击、振动及变载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置 优点：当量摩擦系数大，自锁性能好 细牙螺纹与粗牙螺纹的比较细牙螺纹与粗牙螺纹的比较 粗牙：常用粗牙：常用 细牙的缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣 适用场合：冲击、振动及变载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中 细牙的优点：螺杆强度较高，自锁性能更好 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.3 5.1.3 常用螺纹的特点与应用常用螺纹的特点与应用 2 2 、矩形螺纹、矩形螺纹 缺点：螺母与螺杆的同

6、心度差，牙根强度弱，磨损后不好补偿 适用场合：传动，但没有标准化。经常被梯形螺纹所替代 优点：牙形为正方形， =0，效率高 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.3 5.1.3 常用螺纹的特点与应用常用螺纹的特点与应用 3 3 、梯形螺纹、梯形螺纹( (代号：代号：T r GB 192-81)T r GB 192-81) 结构特点： =2=30 缺点：与矩形螺纹相比，效率要低些 适用场合：螺旋传动 优点：牙根强度高，易于对中，易于制造（车、铣、磨削均可），剖分螺母可 消除磨损间隙 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.3 5.1.3 常用螺纹的特点与应用常用螺纹的特点与应用 4 4、 锯齿形螺纹锯齿形

7、螺纹( (代号：代号：S JB 923-66)S JB 923-66) 结构特点：工作边=3，非工作边=30 缺点：只能单向传动 适用场合：起重螺旋、螺旋压力机、大型螺栓连接（如水压机立柱）、 等单向受力的传动和连接机构中。 优点：传动效率高，便于加工（车、铣削），牙根强度高，易于对中，综 合矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点。能够承受较大载荷 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.3 5.1.3 常用螺纹的特点与应用常用螺纹的特点与应用 5 5 、圆柱管螺纹、圆柱管螺纹 结构特点：用于管件连接的三角螺纹，=55 适用场合：压强在1.6MPa以下的管路连接 优点：螺纹面间没有间隙，密封性好（

8、在密封面间加填料） 5.1 5.1 螺纹螺纹 5.1.3 5.1.3 常用螺纹的特点与应用常用螺纹的特点与应用 6 6、 圆锥管螺纹圆锥管螺纹 结构特点：螺纹均布在锥度为1:16的管上，=55或60 适用场合：高温高压系统的管路连接 优点：螺纹面间没有间隙，不用填料，靠牙变形，密封性好 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.1 5.2.1 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型 基基 本本 类类 型型 螺栓连接螺栓连接 螺钉连接螺钉连接 双头螺柱连接双头螺柱连接 紧定螺钉连接紧定螺钉连接 普通螺栓连接普通螺栓连接 铰制孔用螺栓连接铰制孔用螺

9、栓连接 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.1 5.2.1 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型 1 1、 螺栓连接螺栓连接 普通螺栓联接普通螺栓联接 结构特点：用螺栓穿过被连接件的光孔后拧紧螺母实现连接 适用场合：连接两个都不太厚的零件 优点：被连接件的孔不需要加工螺纹，且不受被连接件材料限制，结构 简单，装拆方便，损坏后容易更换 受拉螺栓连接受拉螺栓连接 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.1 5.2.1 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型 1 1、 螺栓连接螺栓连接 铰制

10、孔螺栓联接铰制孔螺栓联接 优点：承受横向载荷，兼顾两被连接件的精确定位作用 缺点：由于采用基孔制过渡配合，故孔需精制（铰孔） 受剪螺栓连接受剪螺栓连接 表达螺纹两条线 摸得到的画粗线 摸不到的画细线 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.1 5.2.1 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型 2 2、 螺钉连接螺钉连接 螺钉联接螺钉联接 拧入深度拧入深度： 铜或青铜：H=d 铸 铁：H=1.251.5d 铝 合 金： H=1. 52.5d 当被连接件受结构限制，不能在其上穿通孔、或希望结构紧凑、或希望 有光整的外露表面或无法装拆螺母时，可采

11、用螺钉连接 适用场合：不宜用于经常装拆的场合，以免磨损被连接件的螺孔 拧 入 深 度 钻 孔 深 度 螺 纹 长 度 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.1 5.2.1 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型 3 3、 双头螺柱连接双头螺柱连接 双双 头头 螺螺 柱柱 联联 接接 适用场合：需螺钉连接又需要经常拆卸或用螺钉无法安装的场合 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.1 5.2.1 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型 4 4、 紧定螺钉连接紧定螺钉连接 紧定螺钉联接紧定螺钉

12、联接 利用紧定螺钉旋入一零件的螺纹孔中，其末端顶紧另一零件的表面或顶 入相应的凹坑中。 适用场合：用于固定两个零件的相对位置，有时可传递较小的力或力矩 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.1 5.2.1 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型 其他螺纹情况其他螺纹情况 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.2 5.2.2 标准螺纹连接件标准螺纹连接件 从螺纹连接的基本类型可知，螺纹连接零件主要有：从螺纹连接的基本类型可知，螺纹连接零件主要有： 螺栓、螺钉、双头螺柱、紧定螺钉、螺母、垫

13、圈及防松零件螺栓、螺钉、双头螺柱、紧定螺钉、螺母、垫圈及防松零件 大多已标准化，建立国家标准。大多已标准化，建立国家标准。 螺纹连接零件的制造精度分为螺纹连接零件的制造精度分为A A、B B、C C三级，三级， 其中其中A A级精度最高，用于要求装配精度高及受振动、变载荷等级精度最高，用于要求装配精度高及受振动、变载荷等 重要连接；重要连接； C C级用于一般连接，最为常用。级用于一般连接，最为常用。 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.2 5.2.2 标准螺纹连接件标准螺纹连接件 1 1、 螺栓螺栓 一般受拉螺栓 细杆螺栓，受冲击、载

14、荷或变载荷处 铰制孔用螺栓 机械防松螺栓 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.2 5.2.2 标准螺纹连接件标准螺纹连接件 2 2、 螺钉螺钉 头部形状多种多样，以适应不同的装配空间、拧紧程度、连接外观等方 面的需要。 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.2 5.2.2 标准螺纹连接件标准螺纹连接件 3 3、 双头螺柱双头螺柱 区分旋入端和螺母端 两端的螺纹旋向？ 相同or相反？ 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.2 5

15、.2.2 标准螺纹连接件标准螺纹连接件 4 4、 紧定螺钉紧定螺钉 头部 末端 圆柱端顶入被顶零件的坑中，可传递一定的力或力矩。 锥端用于被顶表面硬度较低或不常调整的场合 平端用于被顶表面硬度较高或常需调整相对位置的连接 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.2 5.2.2 标准螺纹连接件标准螺纹连接件 5 5、 螺母螺母 六角螺母应用最普六角螺母应用最普 遍，其厚度有标准遍，其厚度有标准 的和薄的两种。的和薄的两种。 防松 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.2 5.2.2 标准

16、螺纹连接件标准螺纹连接件 6 6、 垫圈垫圈 用以保护被连接件的支承表面 防松 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 5.2.3 5.2.3 常用材料和机械性能等级常用材料和机械性能等级 选择材料选择材料 普通连接：普通连接： 低碳钢，中碳钢，如:Q215、Q235和10、15、35、45号钢 变载荷或有冲击、振动的重要连接：变载荷或有冲击、振动的重要连接： 合金钢，如: 15Cr、20Cr、40Cr、15MnVB、30CrMnSi 防腐蚀或导电：防腐蚀或导电： 铜或其他有色金属 螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低2040HBS2040HBS，以减少，以减少 螺栓磨损？螺栓磨损？ 5.2 5.2 螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件螺纹连接的基本类型与标准螺纹连接件 表 3.2 螺栓、