《螺纹连接解析》ppt课件

《《螺纹连接解析》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《螺纹连接解析》ppt课件（111页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、31 螺纹 3.2 螺纹连接的基本类型和标准连接 3.3 螺纹连接的预紧与放松 3.4 螺纹组连接的设计 3.5 单个螺栓连接的强度计算 3.6 提高螺栓连接强度的措施,第三章 螺纹联接,螺纹联接：是利用螺纹零件构成的一种可拆联接,3.1螺纹,左旋螺纹和右旋螺纹（常用右旋螺纹） 单线螺纹和多线螺纹（单线螺纹自锁性能好；多线螺纹传递效率高）,螺纹分为内螺纹和外螺纹，主要用于联接和传动。,螺纹的牙型,1 螺纹的类型及特点,三角形 矩形 梯形 锯齿形,主要用于联接,多用于传动,螺纹的分类,按螺纹的牙型分,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹

2、三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,螺纹的牙型,螺纹特点,1、三角形螺纹,特点：螺纹牙根 部的强度较高， 自锁性能好，用 于联接。按螺距 的大小分为粗牙 螺纹和细牙螺纹。,2、矩形螺纹,特点： 其传动效率高， 多用于传动。 牙根强度低， 螺纹牙磨损 后间隙难以 补偿。使传 动精度降低， 故已被梯形 螺纹所代替。,3 梯形螺纹,特点： 比矩形螺纹 效率略低，但工艺 性好、牙根强度高。 在螺旋传动中有广 泛应用,4 、锯齿形螺纹,特点：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。,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回

3、转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,设计：潘存云,设计：潘存云,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,单线螺纹 多线螺纹,一般: n 4,双线螺纹,单线螺纹,S = 2P,S =P,n线螺纹: S = n P,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺

4、纹,单线螺纹 多线螺纹,外螺纹 内螺纹,设计：潘存云,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,单线螺纹 多线螺纹,外螺纹 内螺纹,联接螺纹 传动螺纹,螺旋传动,联接螺纹,传动螺纹,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,单线螺纹 多线螺纹,外螺纹 内螺纹,联接螺纹 传动螺纹,圆柱螺纹 圆锥螺纹,圆柱螺纹,圆锥螺纹,管螺纹,

5、螺纹按工作性质分为联接用螺纹和传动用螺纹,螺纹有外螺纹与内螺纹之分,螺旋线一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。 螺纹一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。,螺纹形成,5-1 螺纹,大径d 是螺纹的公称直径。,小径d1常用于强度计算。,中径d2常用于几何计算。,螺距P 中径线上，相邻两螺纹牙上对应点间的轴向距离。,导程 S 沿螺纹上同一条螺旋线 转一周所移动的轴向距离，S = nP。,线数 n 螺纹的螺旋线数目。,牙型角a在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。,螺纹,牙型高度h牙顶和牙底间垂直于轴线的距离,螺纹旋向分左旋和右旋，

6、常用右旋螺纹,螺纹升角y螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。,二、螺纹几何参数,螺纹的主要参数包括： 牙型：常见的有三角形、梯形、锯齿形、矩形 直径：有三径。 线数：有单线和多线。 旋向：有左旋和右旋。 螺距和导程：单线时S=P，多线时S=nP,三、螺纹公差精度,螺纹公差的大小和公差等级国标将螺纹公差分为12个等级，其中1级最高，12级最低。在这12个等级中，高端和低端都不用，因此实际使用的等级为3-9级，其中对内螺纹的中径和小径规定均留下4、5、6、7、8共5级。因外螺纹比内螺纹易于加工，故外螺纹的中径规定留下3、4、5、6、7、8、9共7级，大径留下4、6、8共,螺纹公差的位置和基

7、本偏差 内外螺纹公差带位置是指公差带相对于零线的距离，由 偏差的大小来确定。国标规定外螺纹的上偏差和内螺纹的下 偏差为基本偏差。其中内螺纹为G、H；外螺纹为h、g、f、e 四种。 旋合长度：分长（L）、中（N）、短（S）三种，其中中等旋合长度省略不标，其余的都标注。,三、螺纹公差精度,螺纹标记的含意 M24X26HL：表示：长旋合长度中径和小径公差带 为6H，单头、右旋、细牙螺距为2mm，公称大径为24mm的 普通内螺纹. M30X26H/5gS: 表示：短旋合长度外螺纹中径公 差带为5g，大径公差带为6g，内螺纹中径和小径公差带为 6H的单头、右旋、细牙螺距为2mm，公称大径为30mm的普

8、通螺纹配合.,& I1 O6 y, 0 G, n- ( |8 C7 Y4 q6 v1 l4 C9 k,以矩形螺纹为例：把螺母和重物简化为滑块FQ，螺母处受推力Ft的作用，假想在螺纹中径处展开，得一斜面，Ft为作用在中径处的水平推力。,四、螺旋副的受力分析、效率和自锁,FQ轴向力,由FN和fFN合力构成的总反力FR， FR与FN之间夹角 称为摩擦角。, 仅与摩擦系数f有关,FN 支反力,fFN 摩擦力 f 摩擦系数,V,FQ,Ft,fFN,FN,FR,FR,Ft,FQ,Ft旋转螺母的水平推力,由平衡条件可知：,螺纹力矩：,由此可以看出，螺纹力矩 T 随工作载荷 FQ 、螺纹升角 和摩擦角 的增大

9、而增大。,当滑块上升时， FR与FQ的夹角是+， 则：,自锁：即指没有外力作用时，物体自己不会下滑。 螺旋副自锁：无论轴向载荷FQ多大，如无外力矩作用，螺母和螺杆都不会产生相对轴向移动。 当千斤顶举重物到一定的高度，螺母停止转动，释去力矩T，螺母仍停在原处，而不因重物下滑。这种现象称为自锁。,自锁,滑块在FQ力作用下有下滑趋势时，摩擦力fN将反向。,V,FQ,Ft,fFN,FN,FR,FR,Ft,FQ,滑块在FQ力作用下有下滑趋势时，摩擦力fFN将反向，此时Ft变为支持力。 由平衡条件可知：,当 = 时,自锁条件：,当 时,由此可见，细牙螺纹比粗牙螺纹的自锁性能好。,输入功,输出功一部分举起重

10、物，另一部分克服摩擦力,有用功,则效率,效率,当螺母旋转一周，滑块沿力Ft的方向移动了d2的距离。,当不变时，效率 是 的函数。,对求导 =0，得,此时，效率 最大，但升角过大，制造困难，一般取 25,要满足自锁条件 ，则,一般取=6，为了保证自锁，可取 4.5,故50%，所以自锁螺纹的效率较低。,效率分析,3.2螺纹联接的基本类型和标准连接件,一.螺纹联接的类型、特点和应用,1.螺栓联接,2.双头螺柱联接,3.螺钉联接,4.紧定螺钉联接,常见螺纹联接件,常用的螺纹联接件有：螺栓、双头螺柱、螺钉、 螺母和垫片等。 这些零件都是标准件，结构、 形状、尺寸都制定有国家标准，设计时可根据 有关标准选

11、用。,1.螺栓联接,在被联接件上开有通孔，被联接件孔中 不加工螺纹。结构简单，装拆方便，使用 时不受被联接件材料的限制，应用极 广 。,普通螺栓联接 螺栓杆与被联接件孔壁之间有间隙。 通孔加工精度低，成本低，应用最广。,普通螺栓联接,孔与螺杆之间留有间隙,1.螺栓联接,铰制孔用螺栓联接 螺栓杆与被联接件孔壁之 间无间隙。能精确定位，能 承受横向载荷被联接件需钻 孔、铰孔，成本高。,铰制孔用螺栓联接,2.双头螺柱联接,用两头均有螺纹的螺柱和螺母 把被联接件联接起来, 被联接件 之一为光孔、另一个为螺纹孔。 适用于被联接件之一厚度很大， 而又不宜钻通孔，但又经常拆 卸的地方。,2.双头螺柱联接,3

12、.螺钉联接,被联接件之一为光孔、另 一个为螺纹孔。只用螺钉， 不用螺母，直接把螺钉拧 进被联接件的螺钉中。 适 用于载荷较轻，且不经常 装拆的场合。,3. 螺钉联接,4. 紧定螺钉联接,利用拧入被联接件螺纹孔中的螺钉末 端顶住另一零件的表面，以固定零件 的相对位置，可传递不大的力或扭矩。,4. 紧定螺钉联接,二、标准螺纹联接件,二、标准螺纹联接件,二、标准螺纹联接件,圆螺母常与止动垫圈配用，装配时将垫圈内舌插入轴上的槽内，而将垫圈的外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧。,二、标准螺纹联接件,二、标准螺纹 联接件,螺栓、螺柱、螺钉联接件头部形状有圆头、扁圆头、六角头、圆柱头和沉头等。头部起子槽有一

13、字槽、十字槽和内六角孔等形式,二、标准螺纹联接件,紧定螺钉、螺母。尖端适用于被紧定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的场合；平端接触面积大，不伤零件表面，常用于顶紧硬度较大的平面或经常拆卸的场合；圆柱端压入轴上的凹坑中，适用于坚定空心轴上的零件位置。,二、标准螺纹联接件,垫圈。用于同一螺纹直径的垫圈又分为特大、大、普通和小的四种规格，特大垫圈主要在铁木结构上使用。斜垫圈只用于倾斜的支承面上。,二、标准螺纹联接件,3.3、 螺纹联接的预紧和防松,1、 螺纹联接的预紧 在实际使用中，绝大多数的螺纹联接都必须在装配时将螺母拧紧，称为紧联接。预紧可以使螺栓在承受工作载荷之前就受到预紧力的作用，以防止联接受

14、载后被联接件之间出现间隙或横向滑移，也可以防松。所需预紧力的大小与工作载荷有关。,、预紧力过大，会使整个联接的结构尺寸增大；也会使联接在装配时因过载而断裂。 、预紧力不足，则又可能导致联接失效，重要的螺栓联接应控制预紧力。 ？预紧力的大小如何控制,拧紧的目的,1.提高联接的紧密性 2.防止联接松动 3.提高联接件强度,预紧力的控制：,1螺纹联接的预紧,螺纹联接的预紧,定力矩扳手,2.螺纹联接的防松,防松的实质,限制螺旋副的相对转动； 以防止联接的松动，影响正常工作。,防松方法：,、摩擦防松； 、机械防松； 、破坏螺纹副的永久防松。,摩擦防松 ：弹簧垫圈 ，结构简单、使用方便。,弹簧垫圈防松,尼

15、龙圈锁紧螺母,对顶螺母防松,摩擦防松 ：对顶螺母，结构简单、使用方便。,自锁螺母防松,摩擦防松 ：紧锁螺母。 结构简单、使用方便。,、机械防松,在联接中加入其它机械元件，开口销、止动垫圈，串联铁丝等。 适用于冲击振动载荷，重要场合使用，成本高。,开口销与开槽六角螺母,止动垫圈,止动垫圈,带翅垫片,串联钢丝,串联钢丝,机械防松,止动垫片防松,机械防松,机械防松,止动垫片防松,永久防松：粘、铆、焊等。,焊接 铆冲,不可拆卸防松,冲点法,粘合法,焊点法,2019/1/7,机械设计基础,75,螺栓组连接的结构设计 螺栓组连接的受力分析与计算,3.4 螺栓组连接的设计,2019/1/7,机械设计基础,76,1 、连接结合面的几何形状常设计成轴对称的简单几何形状,2019/1/7,机械设计基础,77,2、 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理,2019/1/7,机械设计基础,78,3 、螺栓的排列应有合理的间距、边距,2019/1/7,机械设计基础,79,扳手空间,2019/1/7,机械设计基础,80,4、分布在同一圆周上的螺栓数目，应 取4, 6, 8等偶数，以便钻孔时在圆周上分度和画线,2019/1/7,机械设计基础,81,5 、避免螺栓承受偏心载荷,产生偏心载荷的原因,2019/1/