1、湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,螺纹联接和螺旋传动,1 螺纹,2 螺纹联接的类型及标准联接件,3 螺纹联接的预紧,5 螺纹联接的强度计算,7 螺栓的材料和许用应力,8 提高螺栓联接强度的措施,9 螺旋传动,4 螺纹联接的防松,6 螺栓组联接的设计,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,一、螺纹的形成,1 螺 纹,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,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺
2、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,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,螺纹的牙型,潘存云教授研制,潘存云教授研制,管螺纹：牙型角55,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,联接螺纹,传动螺纹,M,G,Tr,B,是最常用的联接螺纹,用于细小的精密或薄壁零件,用于水管、油管、气管等薄壁管子上，用于管路的联接。,用于各种机床的丝杠，做传动用。,只能传递单方向的动力。,常用的几种螺纹的特征代号及用途,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,按螺纹的牙型分,螺纹
3、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,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,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,潘存云教授研制,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,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
4、,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,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,车外螺纹,车内螺纹,螺纹的加工方法：,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,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,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,联接螺纹,传动螺
5、纹,潘存云教授研制,潘存云教授研制,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,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,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,圆柱螺纹,圆锥螺纹,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,(3)中径d2 也是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。,(1)大径d 与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。,(2) 小径
6、d1 与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。,(4) 螺距P 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。,(5) 导程S,(6) 螺纹升角 中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角,(7)牙型角 轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。,牙侧角 ,S = nP,同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P,二、螺纹的主要几何参数,(8)接触高度 h 内外螺纹旋合后，接触面的径向高度。,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。
7、,螺纹的精度等级:,A级,B级,C级,公差小，精度最高，用于配合精确，防振动等场合；,受载较大且经常拆卸，调整或承受变载荷的联接；,用于一般联接，最常用。,粗牙螺纹应用最广,细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高.,缺点：不耐磨 易滑扣。,应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,梯形螺纹：,为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角比三角形螺纹的要小得多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。,锯齿形螺纹:,= 15,= 3,粗牙普通螺纹、细牙
8、普通螺纹和梯形螺纹的基本尺寸见后续各表（或查阅相关机械设计手册）。,螺纹的基本尺寸：,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸 mm,标记示例：M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3),M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5),湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,梯形螺纹基本尺寸 mm,标记示例：Tr48X8(梯形螺纹，直径48，螺距8),湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,用螺纹密封的管螺纹
9、,普通细牙螺纹,管螺纹,非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁 = 55）,用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁 = 55）,60圆锥管螺纹,公称直径-管子的公称通径。强调与普通螺纹不同,非螺纹密封的管螺纹,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,52 螺纹联接的类型及标准联接件,一、 螺纹联接的基本类型,螺栓联接,基本类型,可承受横向载荷。,螺纹余留长度l1,铰制孔螺栓,孔与螺杆之间留有间隙,静载荷l1=(0.30.5)d;,变载荷l1=0.75d;,冲击载荷或弯曲载荷l1 d;,铰制孔用螺栓l1 0;,螺纹伸出长度a=(0.20.3)d;,螺栓轴线到边缘的距离e=d+(36) mm,
10、用于经常拆装易磨损之处。,潘存云教授研制,潘存云教授研制,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,不穿通螺纹孔的画法:,钻孔,攻丝,容易出错的地方,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,螺纹的标注, 标注的基本格式,特征代号,公称直径,导程(P螺距),旋向,公差带代号,旋合长度代号,粗牙螺纹不标注螺距。,旋合长度为中等时，“N”可省略。,右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注LH。,公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代号。,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,标注示例,M202LH5g6gS,例1：,例2：,Tr4014(P7)7HL,右旋,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,M202,标注方法,M
11、20-7H,G1,记住：尺寸界线应 从大径引出！,注：G右面的数字不是管螺纹的大径，而是它的尺寸代号。,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,一、 螺纹联接的基本类型,螺栓联接,基本类型,螺钉联接,座端拧入深度H，当螺孔材料为：,双头螺柱联接 联接件厚，允许拆装。,钢或青铜 H=d;,铸铁 H=(1.251.5)d,铝合金 H=(1.52.5)d,螺纹孔深度 H1=H+(22.5)P;,钻孔深度 H2=H1+(0.51)d;,参数l1 、e、a与螺栓相同,结构简单，省了螺母，不宜经常拆装，以免损坏螺孔而修复困难。,52 螺纹联接的类型及标准联接件,湖北工学院专用
12、作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,一、 螺纹联接的基本类型,螺栓联接,基本类型,螺钉联接,双头螺柱联接,紧定螺钉联接,52 螺纹联接的类型及标准联接件,潘存云教授研制,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,二、螺纹紧固件,螺栓,螺纹紧固件,螺栓的结构形式,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,二、螺纹紧固件,螺纹紧固件,双头螺柱,螺栓,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,二、螺纹紧固件,螺纹紧固件,末端结构,头部结构,螺钉、紧定螺钉,双头螺柱,螺栓,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,二、螺纹紧固件,螺纹紧固件,螺钉、紧定螺钉,双头螺柱,螺栓,专用
13、螺纹联接,T 型螺栓,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,二、螺纹紧固件,螺纹紧固件,用于经常拆装易磨损之处。,用于尺寸受限制之处。,国标罗列有六十余种不同结构的螺母,螺母,螺钉、紧定螺钉,双头螺柱,螺栓,专用螺纹联接,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,其它螺母：,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,其它螺母：,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,垫圈,平垫圈,薄平垫圈,螺母,螺钉、紧定螺钉,双头螺柱,二、螺纹紧固件,螺栓,螺纹紧固件,斜垫圈,弹簧垫圈,圆螺母用止动垫圈,作用：增加支撑面积以减小压强，避免拧紧螺母擦伤表面、防松。,专用螺纹联接,湖北工学院专用
14、作者： 潘存云教授,53 螺纹联接的预紧,预紧力：大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。,预紧的目的：增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对移动。,预紧力的确定原则： 拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。,一、概述,一般螺纹联接在装配时都必须拧紧，这时螺纹联接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹联接，应控制其预紧力，因为的大小对螺纹联接的可靠性，强度和密封均有很大影响。,碳素钢螺栓：,F0(0.60.7) s A1,合金钢螺栓：,F0 (0.50.6) s A1,A1 -危险截面
15、积， A1 d21/4,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,二、 拧紧力矩,T1克服螺纹副相对转动的阻力矩；,T2克服螺母支撑面上的摩擦阻力矩；,设预紧力为F0 或预紧力（不受轴向载荷）,fc摩擦系数。 无润滑时取： fc =0.15,rf支撑面摩擦半径。 rf =(dw+d0)/4,简化公式： 适用于M10M60的粗牙螺纹， f=0.15, fc=0.15,T 0.2 F0 d,Fa是由联接要求决定的，为了发挥螺栓的工作能力和保证预紧 可靠，应取：,总力矩：,注意：对于重要的联接，应尽可能采用M12的螺栓。,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,测力矩扳手,预紧力控制方法:,联
16、接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，联接仍有可能松动。高温下的螺栓联接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松。即防止相对转动。,定力矩扳手,通常螺纹联接拧紧是凭工人的经验来决定的，重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。,1)凭手感经验；,2)测力矩扳手；,3)定力矩扳手；,4)测定伸长量。,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,联接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时，不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下，预紧力可能在某一瞬时消失，联接
17、仍有可能松动而失效。高温下的螺栓联接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必须考虑防松，即防止相对转动。,防松的方法：,1. 利用附加摩擦力防松,弹簧垫圈,对顶螺母,53 螺纹联接的防松,防松-防止螺旋副相对转动。,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,开口销与六角开槽螺母,串联钢丝,2. 采用专门防松元件防松,圆螺母用止动垫圈,潘存云教授研制,止动垫圈,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,3. 其他方法防松,涂粘合剂,湖北工学院专用 作者： 潘存云教授,55 螺纹联接的强度计算,螺栓联接的主要失效形式：,滑扣 因经常拆装,受拉螺栓,塑性变形 螺纹部分,疲劳断裂,受剪螺栓,剪断,压溃 螺杆和孔壁的贴合面,经常拆卸,断裂,-轴向变载荷,
