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1、第十章第十章 联联 接接 101 螺纹参数螺纹参数 102 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁 104 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 概概 述述 103 机械制造常用螺纹机械制造常用螺纹 105 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松 106 螺纹联接的强度计算螺纹联接的强度计算 107 螺纹的材料和许用应力螺纹的材料和许用应力 109 螺旋传动螺旋传动（不讲）（不讲） 108 提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施 1010 滚动螺旋简介滚动螺旋简介（不讲）（不讲） 1011 键联接和花键联接键联接和花键联接 1012 销联接销联
2、接（简介）（简介） 联接是指被联接件与联接件的组合。常联接是指被联接件与联接件的组合。常见的机械联接有两类：见的机械联接有两类：一是机械一是机械动联接动联接，如运动副；，如运动副；二是机械二是机械静联接静联接，本章所学习内容是机械静，本章所学习内容是机械静联接问题。联接问题。联联 接接不可拆联接不可拆联接装拆方便，多次装拆无损于装拆方便，多次装拆无损于使用性能。如使用性能。如螺纹联接、键联螺纹联接、键联接、销联接接、销联接在拆开联接时会损坏联接在拆开联接时会损坏联接中的零件或使用性能。如中的零件或使用性能。如焊焊接、铆接、粘接接、铆接、粘接概概 述述可拆联接可拆联接（永久性联接）（永久性联接）
3、一、螺纹线、螺纹、螺纹副一、螺纹线、螺纹、螺纹副二、螺纹分类二、螺纹分类三、螺纹的主要几何参数三、螺纹的主要几何参数101 螺纹参数螺纹参数一、螺纹线、螺纹、螺纹副一、螺纹线、螺纹、螺纹副1、螺纹线：、螺纹线：将一倾斜角为将一倾斜角为的直线绕在圆柱的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。体上便形成一条螺旋线。2、螺纹：、螺纹：平平面面始始终终通通过过圆圆柱柱体体轴轴线线就就得得到到螺螺纹纹。若若改改变变平平面面图图形形的的形形状状，可可得得到到三三角角形形、梯梯形、锯齿形、矩形螺纹形、锯齿形、矩形螺纹。取一个平面图形沿螺旋线运动并使取一个平面图形沿螺旋线运动并使3、螺纹副：、螺纹副： 内外螺纹旋合
4、组成内外螺纹旋合组成螺旋副或称螺纹副。螺旋副或称螺纹副。二、螺纹分类二、螺纹分类1、螺纹的牙型：、螺纹的牙型：2、螺纹的、螺纹的旋向旋向：3、螺纹的、螺纹的线数线数（头数）：（头数）：4、母体形状：、母体形状：6 6、按位置：、按位置：三角形、梯形、锯齿形；三角形、梯形、锯齿形；左旋、右旋；左旋、右旋；单线、等距排列多线；单线、等距排列多线；圆柱螺纹、圆锥螺纹；圆柱螺纹、圆锥螺纹；内螺纹、外螺纹；内螺纹、外螺纹；5、按作用：、按作用：联接螺纹、传动螺纹；联接螺纹、传动螺纹；1 1、将螺纹轴线竖、将螺纹轴线竖直放置，螺旋线直放置，螺旋线自自左向右左向右逐渐逐渐升高升高的的是是右旋右旋螺纹。反之螺
5、纹。反之也成立。也成立。2 2、从端部沿轴线从端部沿轴线看去，当螺纹看去，当螺纹顺时顺时针针方向方向旋转旋转为为旋进旋进时，此螺纹为时，此螺纹为右旋右旋螺纹。螺纹。左旋左旋右旋右旋旋向判断方法：旋向判断方法：双线螺纹双线螺纹单线螺纹单线螺纹三、螺纹的主要几何参数：三、螺纹的主要几何参数：1）大径（外径）大径（外径）d（D） 与外与外（内）（内）螺纹牙顶螺纹牙顶（底）（底）相重合的假想圆柱体直径，亦称公称直径。相重合的假想圆柱体直径，亦称公称直径。2）小径（内径）小径（内径）d1 (D1) 与外螺纹牙底相重合的与外螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径。假想圆柱体直径。3）中径）中径d2 假想圆柱面的直
6、径，该圆柱的母线上假想圆柱面的直径，该圆柱的母线上牙形沟槽和凸起宽度相。牙形沟槽和凸起宽度相。4 4）螺）螺 距距 P P 相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。两点间的轴向距离。5 5）导程（）导程（S S） 同一螺旋线上同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离。的母线上的对应两点间的轴向距离。6 6）线数）线数n n 螺纹螺旋线数目，一般为便于制造螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n4n4。 螺距、导程、线数之间关系：螺距、导程、线数之间关系：S=nP S=nP 7 7）螺螺旋旋升升角角中中径径圆圆柱柱面面上
7、上螺螺旋旋线线的的切切线线与与垂垂直直于于螺旋线轴线的平面的夹角。螺旋线轴线的平面的夹角。 t tg =nP/d=nP/d2 28 8）牙牙型型角角轴轴向向截截平平面面内内螺螺纹纹牙牙型型相相邻邻两两侧侧边边的的夹夹角角。牙牙型型侧侧边边与与螺螺纹纹轴轴线线的的垂垂线线间间夹夹角角称称为为牙牙侧侧角角（牙牙型斜角）型斜角）。 对称牙侧角对称牙侧角 /2 /2一、一、矩形螺纹矩形螺纹二、二、非矩形螺纹非矩形螺纹102 螺旋副的受力分析、螺旋副的受力分析、 效率和自锁效率和自锁三、三、螺旋副螺旋副效率效率一、矩形螺纹一、矩形螺纹（ =0=0) )1、螺纹受力分析、螺纹受力分析摩擦角摩擦角： 滑块在
8、水平面上，受到外力滑块在水平面上，受到外力R（F+Fa）作用，）作用，同时还受到法向反力同时还受到法向反力Fn与摩擦力与摩擦力Ff的作用，令法的作用，令法向反力与摩擦力的总反力为向反力与摩擦力的总反力为Fr，则，则FR与与Fn方向之方向之间所夹的锐角间所夹的锐角被称为被称为摩擦角摩擦角。FnFrFfRFaFtg= Ff /Fn； Ff = Fntg= Fnf f = tg称为摩擦系数。称为摩擦系数。FaFFnFrf Fn （1）把螺旋副在）把螺旋副在力矩力矩和和轴向载荷轴向载荷作用下的运动，作用下的运动，看看 成作用在中径的水平力推动滑块沿螺纹运动。成作用在中径的水平力推动滑块沿螺纹运动。（2
9、）将矩形螺纹沿中径）将矩形螺纹沿中径d2展开得一斜面。展开得一斜面。 图中图中为螺旋升角，为螺旋升角， Fa为轴向载荷，为轴向载荷， F为水平推力，为水平推力，Fn为法向反力，为法向反力， Ff为为摩擦力，摩擦力， f为摩擦系数，为摩擦系数，为为摩擦角，摩擦角，法向反力法向反力Fn与摩擦力与摩擦力Ff的的总反力为总反力为Fr 。F= Fa tg (+ )（3）其受力状况可以理解为：）其受力状况可以理解为：作用在滑块上作用在滑块上F为一驱动力，轴向载荷为一驱动力，轴向载荷 Fa为为一阻力，总反力为一阻力，总反力为Fr 。FaFFnFrf Fn v若使滑块等速沿斜面上升，滑块所受三力平衡：可得：
10、+ FaFFrF +Fa +Fr=0拧紧时：拧紧时：F= Fa tg ( - )松开时：松开时：相当于使滑块等速沿斜相当于使滑块等速沿斜面面下滑下滑，轴向载荷轴向载荷 FaFa变为驱动力，变为驱动力， F F变为维变为维持持滑块等速运动所需的滑块等速运动所需的平衡力。平衡力。FaFFrf Fnv Fn FFrFa - 可得：（1） - 0， ， F 0分析：0， ， F 0分析： 说明滑块在重力作用下下滑，必须给以止动力，说明滑块在重力作用下下滑，必须给以止动力，防止加速下滑。防止加速下滑。（2） - 0， ， F 0 说明滑块说明滑块不能不能在重力作用下下滑。这一现象称在重力作用下下滑。这一
11、现象称为为自锁自锁现象现象。螺旋千斤顶就是利用这一原理工作的。螺旋千斤顶就是利用这一原理工作的。2、螺纹、螺纹自锁自锁：二、非矩形螺纹二、非矩形螺纹（ =0=0) )三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹1、螺纹受力分析：、螺纹受力分析：唯一差别是：唯一差别是： 法向力比矩形螺纹大。法向力比矩形螺纹大。（忽略升角（忽略升角的影响）的影响）这时这时螺纹的螺纹的摩擦阻力为：摩擦阻力为：在在Fa的作用下，法向反力比矩形螺纹大为：的作用下，法向反力比矩形螺纹大为：f 称为当量摩擦系数称为当量摩擦系数称为当量摩擦角称为当量摩擦角这时把法向力的增加看成摩擦系数的增加。这时把法向力
12、的增加看成摩擦系数的增加。 为牙型斜角为牙型斜角 用用f 取代取代f，用，用取代取代，就可像矩形螺纹那样对，就可像矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行受力分析非矩形螺纹进行受力分析上升：上升：F= Fa tg (+ )下滑：下滑：F= Fa tg (- )2、螺纹、螺纹自锁自锁条件为：条件为： 三、螺旋副效率为：螺旋副的效率问题是由于摩擦引起的：螺旋副的效率问题是由于摩擦引起的：上升：上升： 在同样的载荷在同样的载荷Fa，同样的牵引速度同样的牵引速度V，走过同样，走过同样的距离的距离S情况下：情况下：F= Fa tg ()若不考虑摩擦时：若不考虑摩擦时：若考虑摩擦时：若考虑摩擦时：F= Fa tg (
13、+ )没有摩擦时，需要的输入功没有摩擦时，需要的输入功=FS= Fa S tg ()考虑摩擦时，需要的输入功考虑摩擦时，需要的输入功=FS= Fa Stg (+ )理论上理论上实际上实际上 FaFFr + FaFFr所以：所以：从上式可以看出：从上式可以看出： 当当 不变时，不变时， 与与的关系如右图所示。的关系如右图所示。取：取：可得：可得： 当当=45 - 时时效率最高效率最高。常取常取25左。左。 太大太大会引起制造困难，且会引起制造困难，且效率增高也不显著效率增高也不显著。一、一、三角形螺纹三角形螺纹二、二、梯形和锯齿形螺纹梯形和锯齿形螺纹103 机械制造常用螺纹机械制造常用螺纹三、三
14、、螺纹标注螺纹标注四、四、例题例题1 三角形螺纹，主要有三角形螺纹，主要有普通螺纹普通螺纹和和管螺纹管螺纹，前者多，前者多用于用于紧固联接紧固联接和后者用于和后者用于紧密联接紧密联接。三角形螺纹三角形螺纹1、普通螺纹、普通螺纹 在我国的国家标准中，把牙在我国的国家标准中，把牙型角型角=60=60的三角形米制螺纹称的三角形米制螺纹称为普通螺纹为普通螺纹，以大径，以大径d为公称直径。为公称直径。（1）普通螺纹种类）普通螺纹种类 因为因为同一公称直径可以有多种螺距的同一公称直径可以有多种螺距的螺纹螺纹，其中，其中螺距最大螺距最大的称为的称为粗牙螺纹粗牙螺纹，其余的称为，其余的称为细牙细牙螺纹螺纹。一
15、、三角形螺纹一、三角形螺纹（2）粗、细螺纹特点、适用范围）粗、细螺纹特点、适用范围细牙螺纹：细牙螺纹：升角小，小径大，自锁性能好，强升角小，小径大，自锁性能好，强度高，但不耐磨损，易滑扣，用于度高，但不耐磨损，易滑扣，用于薄壁零件、受动载荷的联接和微调薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构的调整。机构的调整。粗牙螺纹：粗牙螺纹：应用最广。应用最广。粗牙螺纹粗牙螺纹细牙螺纹细牙螺纹2、管螺纹、管螺纹管螺纹种类：管螺纹种类： 管螺纹除普通细牙螺纹外，还有管螺纹除普通细牙螺纹外，还有60、55的圆柱的圆柱管螺纹和管螺纹和60、55的圆锥管螺纹。的圆锥管螺纹。 管螺纹广泛用于水、汽、油管路联接中。管螺纹广
16、泛用于水、汽、油管路联接中。管螺纹公称直径是管子的公称通径。管螺纹公称直径是管子的公称通径。二、梯形二、梯形（双向）（双向）和锯齿形和锯齿形（单向）（单向）螺纹螺纹 梯形螺纹与锯齿形螺纹一般用于梯形螺纹与锯齿形螺纹一般用于传动传动，效率高效率高。它们的它们的牙侧角牙侧角 比三角形螺纹小的多，可以比三角形螺纹小的多，可以减少摩擦减少摩擦和和提高效率提高效率。梯形螺纹梯形螺纹牙侧角牙侧角 =15=15效率效率比锯齿形螺纹比锯齿形螺纹低。低。锯齿形螺纹锯齿形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹牙侧角牙侧角 =3=3。锯齿形螺纹只能用于锯齿形螺纹只能用于承承受单向轴向载荷受单向轴向载荷。M106g三、螺纹标注三、螺纹标注M202LH5g6g40M202LH6G5H40Tr2012（P6）6g50B2012（P6）5HG1/2AG1/2LHRc1/2有粗牙普通螺纹有粗牙普通螺纹M10和和M68，请说明在静载，请说明在静载荷下这两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数荷下这两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数f = 0.10.15）例题例题11、首先求螺纹升角、首先求螺纹升角 。解：解：M10螺纹：螺纹：M6
