1、第五章 螺纹联接与螺旋传动,51 螺纹的主要参数和常用类型,如用一个三角形K沿螺旋线运动并使K平面始终通过圆柱体轴线YY-这样就构成了三角形螺纹。同样改变平面图形K，可得到矩形、梯形、锯齿形、管螺纹,一、螺纹的形成,按牙型: 三角形螺纹、管螺纹 联接螺纹 矩形、梯形、锯齿形螺纹传动螺纹按位置： 内螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹 外螺纹在圆柱孔的外表面形成的螺纹三角形螺纹： 粗牙螺纹用于紧固件 细牙螺纹同样的公称直径下，螺距最小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等根据螺旋线绕行方向： 左旋如图 右旋常用根据螺旋线头数： 单头螺纹（n=1）用于联接 双头螺纹（n=2）如图 多线螺纹（n2）用于
2、传动,二、螺纹的类型,1）外径（大径）d（D）与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱 面直径，亦称公称直径2）内径（小径）d1(D1) 与外螺纹牙底相重合的假想圆柱 面直径3）中径d2 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱 面的直径，d20.5(d+d1),三、螺纹的主要参数,4）螺 距 P 相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间 的轴向距离5）导程（Ph）同一螺旋线上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6）线 数 z 螺纹螺旋线数目，一般为便于制造z4 螺距、导程、线数之间关系： Ph =zP,7）螺旋升角中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋 线轴线的平面的夹角8）牙型角 螺纹轴向
3、平面内螺纹牙型两侧边的夹角9）牙型斜角螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角,四、常用螺纹的种类、特点与应用,具体见p89 表5-1,螺旋副的自锁条件为：,螺旋副的传动效率为：,克服轴向力FQ匀速上升所需的圆周力：,52 螺旋副的受力分析、效率和自锁,一、矩形螺纹 p91 fig5-4,螺旋副的自锁条件为：,螺旋副的传动效率为：,二、非矩形螺纹 p93 fig5-6,称为当量摩擦系数,53 螺纹联接的类型及螺纹联接件,一、螺纹联接主要类型,1、螺栓联接,a) 普通螺栓联接被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆
4、方便，可多个装拆，应用较广。,b) 精密螺栓联接装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制孔螺栓联接,2、双头螺栓联接螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，另一端配以螺母。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。,3、螺钉联接适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况,特殊联接：地脚螺栓联接 , 吊环螺钉联接,4、紧定螺钉联接拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩。,二、螺纹联接件,2）双头螺柱两端带螺纹
5、A型有退刀槽 B型无退刀槽,1）螺栓 普通螺栓 六角头，小六角头，标准六角头，大六角头, 内六角 铰制孔螺栓螺纹部分直径较小螺母,4）紧定螺钉 锥 端适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 平 端接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大的平面，适于经常拆卸 圆柱端压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板,3）螺钉 与螺栓区别要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹,6）螺母 六角螺母：标准，扁，厚,5）自攻螺钉由螺钉攻出螺纹,圆螺母+止退垫圈带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧,7）垫圈,、松螺栓联接,如吊钩螺栓，工作前不拧紧，只有工作载荷F起拉伸作
6、用 p98fig5-13,强度条件为：,验算用,设计用,d1螺杆危险截面直径（mm）许用拉应力 N/mm2 (MPa),P102 表5-5,5 螺栓联接的强度计算,1、横向载荷的紧螺栓联接计算主要防止被联接件错动,特点：杆孔间有间隙，靠拧紧的正压力FQ0产生摩擦力来传递外载荷，保证联接可靠(不产生相对滑移)的条件为：,（1）普通螺栓联接 p99fig5-14,f 接缝面间的摩擦系数 n接缝界面数目 S防滑系数（可靠性系数） S=1.11.3,二、紧螺栓联接工作前有预紧力,强度条件验算公式：,设计公式：,分析：由上式可知，当f=0.2,i=1,S=1则QP=5R，说明这种联接螺栓直径大，且在冲击
7、振动变载下工作极不可靠,为增加可靠性，减小直径，简化结构，提高承载能力可采用如下减载装置： a)减载销 b)减载套筒 c)减载键,2、铰制孔螺栓联接防滑动,特点：螺杆与孔间紧密配合，无间隙，由光杆直接承受挤压和剪切来传递外载荷R进行工作,螺栓的剪切强度条件为：,螺栓与孔壁接触表面的挤压强度条件为：,F 横向载荷（N） d0螺杆或孔的直径（mm）h 被联接件中受挤压孔壁的最小长度（mm）螺栓许用剪应力，MPa,，,螺栓或被联接件中较弱者的许用挤压应力，MPa,铰制孔螺栓能承受较大的横向载荷，但被加工件孔壁加工精度较高，成本较高。,2、轴向载荷紧螺栓联接强度计算,FQr的取法: FQr =（1.5
8、1.8）FQ有密封要求 一般联接 FQr =（0.20.6） FQ载荷稳定 FQr =（0.61.0）FQ载荷不稳定,三、螺栓材料与许用应力 p102 表5-5， 5-6,与d 有关。 设计时，先假设d，进行试算，计算结果与估计直径相比较，如在原先估计直径所属范围内即可，否则需重新进行估算。,55 螺纹联接时应注意的问题,一、预紧,预紧目的保持正常工作。如汽缸螺栓联接，有紧密性要求，防漏气，接触面积要大，靠摩擦力工作，增大刚性等。增大刚性增加联接刚度、紧密性和提高防松能力。,过紧拧紧力过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度。过松拧紧力过小，工作不可靠 。,预紧,预紧力QP的控制：测力矩板手测出预紧力矩。定力矩板手达到固定的拧紧力矩T时，弹簧受压将自动打滑。测量预紧前后螺栓伸长量精度较高,1、防松原理消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。1、防松办法及措施,1）摩擦防松,双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等,二、螺纹防松,弹簧垫圈,自锁螺母螺母一端做成非圆形收口或开峰后径面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧,3）永久防松：端铆、冲点、点焊4）化学防松粘合,开槽螺母与开口销,圆螺母与止动垫圈,串联钢丝,2）机械防松：,
