五螺紋聯(lián)接及螺旋機(jī)構(gòu)

1、5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型 螺紋聯(lián)接和螺旋機(jī)構(gòu)都是利用螺紋零件工作的。螺紋聯(lián)接和螺旋機(jī)構(gòu)都是利用螺紋零件工作的。 前者起緊固作用，要求保證聯(lián)接強(qiáng)度及緊密性；前者起緊固作用，要求保證聯(lián)接強(qiáng)度及緊密性； 后者是傳動(dòng)零件，要求保證傳動(dòng)精度、效率和后者是傳動(dòng)零件，要求保證傳動(dòng)精度、效率和 磨損壽命等。磨損壽命等。 聯(lián)接聯(lián)接 不可拆聯(lián)接：焊接、鉚接、膠接等。不可拆聯(lián)接：焊接、鉚接、膠接等。 可拆聯(lián)接：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接等可拆聯(lián)接：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接等 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型 一、

2、螺紋的形成一、螺紋的形成 根據(jù)平面圖形的形狀，根據(jù)平面圖形的形狀， 螺紋可分為三角形螺紋、螺紋可分為三角形螺紋、 矩形螺紋、梯形螺紋和矩形螺紋、梯形螺紋和 鋸齒形螺紋等。鋸齒形螺紋等。 外螺紋、內(nèi)螺紋外螺紋、內(nèi)螺紋 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型 按螺旋線的繞行方向，按螺旋線的繞行方向， 可分為左旋和右旋?？煞譃樽笮陀倚?。 按螺旋線的數(shù)目，可分按螺旋線的數(shù)目，可分 為單線、雙線、三線或?yàn)閱尉€、雙線、三線或 多線螺紋。單線螺紋通多線螺紋。單線螺紋通 常用于聯(lián)接，也用于傳常用于聯(lián)接，也用于傳 動(dòng)；雙線、三線、四線動(dòng)；雙線、三線、四線 螺

3、紋多用于傳動(dòng)。螺紋多用于傳動(dòng)。 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型 二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù) 大徑d 與外螺紋牙頂相重合的假想 圓柱體的直徑，亦稱公稱直徑，通常以公 稱直徑表示螺紋大小,如：M25 ； 小徑d1 與外螺紋牙底相重合的假想圓柱體的直徑,即危險(xiǎn)剖面直徑, (計(jì)算直 徑)； 中徑d2 在軸向剖面內(nèi)，母線通過(guò)牙厚等于牙槽寬的假想圓柱體直徑,即幾 何直徑； 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主

4、要參數(shù)及常用類型 螺距P 相鄰兩牙對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向 距離； 導(dǎo)程Ph 同一條螺旋線上的相鄰兩牙 對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離 (單線：Ph=P，多 線Ph=nP)； 螺旋升角 在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線平面的夾角: 2 tan h P d 牙型角 軸向截面內(nèi)，螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角；螺紋牙型的側(cè)邊與螺 紋軸線的垂直平面的夾角稱為牙側(cè)角，對(duì)稱牙型的牙側(cè)角 2 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型 主要用于聯(lián)接主要用于聯(lián)接 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型 主要用于傳動(dòng) 牛牛文庫(kù)

5、文檔分享 5.25.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖 一、矩形螺紋一、矩形螺紋 等速上升等速上升 tan()FQ 等速下降等速下降tan()FQ 當(dāng)擰緊螺母時(shí)，螺母轉(zhuǎn)一周所需的輸入功為當(dāng)擰緊螺母時(shí)，螺母轉(zhuǎn)一周所需的輸入功為 122 tan()AF dQd 等速上升等速上升等速下降等速下降 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.25.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖 此時(shí)舉起重物所做的有效功為此時(shí)舉起重物所做的有效功為 22 tanAQSQ d 旋轉(zhuǎn)螺母而舉起重物時(shí)，螺旋副的效率為旋轉(zhuǎn)螺母而舉起重物時(shí)，螺旋副的效率為 21 tantan()AA 令令tanta

6、n()0dddd 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，螺旋副的效率最高。一般取時(shí)，螺旋副的效率最高。一般取45 2 20 45 自鎖條件：自鎖條件： 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.25.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖 二、三角形螺紋二、三角形螺紋 2sin2cos QQ N 2 cos fv f FfNQf Q 當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù) cos v ff 三角形螺紋的摩擦阻力三角形螺紋的摩擦阻力 大于矩形螺紋大于矩形螺紋 各力之間的關(guān)系及效率公式等都與矩形螺紋中的分析相似，各力之間的關(guān)系及效率公式等都與矩形螺紋中的分析相似， 只需將只需將f和和 相應(yīng)的改為相應(yīng)的改為 和和 即可。即可。 v f v

7、力的關(guān)系力的關(guān)系 tan() v FQ 自鎖條件自鎖條件 v 效率效率 tan tan() v 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.35.3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件 一、螺紋聯(lián)接的基本類型一、螺紋聯(lián)接的基本類型 1、螺栓聯(lián)接 鉸制孔螺栓聯(lián)接 普通螺栓聯(lián)接 普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接 鉸制孔螺栓聯(lián)接 多采用基孔制過(guò)渡配 合 被聯(lián)接件必須被聯(lián)接件必須 打成通孔打成通孔 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.35.3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件 2、雙頭螺柱聯(lián)接3、螺釘聯(lián)接4、緊定螺釘聯(lián)接 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.35.3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)

8、度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 螺栓聯(lián)接的計(jì)算，通常是先根據(jù)聯(lián)接的裝配螺栓聯(lián)接的計(jì)算，通常是先根據(jù)聯(lián)接的裝配 情況、外載荷的大小和方向以及是否需要在外情況、外載荷的大小和方向以及是否需要在外 載荷作用下補(bǔ)充擰緊等來(lái)確定螺栓的載荷作用下補(bǔ)充擰緊等來(lái)確定螺栓的受力受力，然，然 后再按強(qiáng)度條件確定螺栓后再按強(qiáng)度條件確定螺栓危險(xiǎn)截面的尺寸危險(xiǎn)截面的尺寸。 螺栓的其他尺寸以及螺母、墊圈的尺寸均螺栓的其他尺寸以及螺母、墊圈的尺寸均 可隨之由標(biāo)準(zhǔn)選定?？呻S之由標(biāo)準(zhǔn)選定。 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 一、松螺栓聯(lián)接一、松螺栓聯(lián)接 強(qiáng)度條件為強(qiáng)度條件為 2 1 4 QQ Ad

9、1 4 Q d 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 二、緊螺栓聯(lián)接二、緊螺栓聯(lián)接 1.受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接 為防止相對(duì)滑動(dòng)，要滿足如下條件：為防止相對(duì)滑動(dòng)，要滿足如下條件： ps ps fQ ziK F QK Ffzi F F 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 擰緊螺母時(shí)，危險(xiǎn)截面上既有擰緊螺母時(shí)，危險(xiǎn)截面上既有拉應(yīng)力拉應(yīng)力，又有，又有扭轉(zhuǎn)切扭轉(zhuǎn)切 應(yīng)力應(yīng)力，根據(jù)第四強(qiáng)度理論，對(duì)于普通螺栓，其螺紋，根據(jù)第四強(qiáng)度理論，對(duì)于普通螺栓，其螺紋 部分的部分的強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件： F F 設(shè)計(jì)式為設(shè)計(jì)式為： p Q

10、d 3 . 14 1 2 1 4 1.3() cp Qd 校核式為： 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 min 0 d 鉸制孔螺栓連接 p s p d F min0 4/ 2 0 dm F 剪切強(qiáng)度剪切強(qiáng)度 失效形式失效形式： 擠壓強(qiáng)度擠壓強(qiáng)度 d d0 0桿抗剪面直徑桿抗剪面直徑 mm抗剪面數(shù)目抗剪面數(shù)目 許用剪許用剪應(yīng)力應(yīng)力 pp - -螺栓或孔壁較弱的材料螺栓或孔壁較弱的材料 螺栓剪斷螺栓剪斷 接觸表面壓潰接觸表面壓潰 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 減荷裝置 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的

11、強(qiáng)度計(jì)算 2.受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接 雖然，這種螺栓是在受預(yù)緊 力Qp的基礎(chǔ)上，又受工作拉力Q。 但是，螺栓的總拉力 p QQF p 氣缸螺栓連接圖 D F P Q 2 /4p D F z 預(yù)緊力預(yù)緊力QpQp 單個(gè)螺栓工作拉力單個(gè)螺栓工作拉力Q Q： 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 L T L T P Q 預(yù)緊時(shí)預(yù)緊時(shí)受工作載荷后受工作載荷后 () LL Q )( TTp Q Qp殘余預(yù)緊力殘余預(yù)緊力 螺栓： 被聯(lián)接件被聯(lián)接件： Tp Q F Q F P Q 螺栓的總拉力為螺栓的總拉力為 a L p QQF Qp P Q P Q P

12、Q F Q 0 Q P Q P Q 牛牛文庫(kù)文檔分享 強(qiáng)度條件驗(yàn)算公式： 2 1 1.3 4 ca Q d 1 1.34 Q d 設(shè)計(jì)公式： 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 可用載荷變形圖分析各力之間的關(guān)系?？捎幂d荷變形圖分析各力之間的關(guān)系。 螺栓的剛度螺栓的剛度 ： CL 被聯(lián)接件的剛度：CT T T 力 變形 L P Q 力 變形 o 力 變形 o P Q Q 0 Q T T L b P Q LL Ctan TT Ctan Q CC C Q TL L L L L 變形協(xié)調(diào)條件：變形協(xié)調(diào)條件： 螺栓總拉力：

13、螺栓總拉力： TL p QF Q 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 3.預(yù)緊力與擰緊力矩預(yù)緊力與擰緊力矩 為獲得一定的預(yù)緊力為獲得一定的預(yù)緊力Q0，所需的，所需的 擰緊力矩?cái)Q緊力矩T由兩部分組成：一部由兩部分組成：一部 分由克服分由克服螺紋螺紋中的摩擦阻力矩中的摩擦阻力矩T1， 另一部分用于克服另一部分用于克服螺母與支承面螺母與支承面 的摩擦阻力矩的摩擦阻力矩Tf，即，即T=T1+Tf。 22 10 tan() 22 v dd TFQ 0ff TQ fr 2 00 tan() 2 vf d TQQ fr 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.45.4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接

14、的強(qiáng)度計(jì)算 預(yù)緊力QP的控制： 測(cè)力矩板手測(cè)出預(yù)緊力矩，如上圖 定力矩板手達(dá)到固定的擰緊力矩T時(shí)，彈簧受壓將 自動(dòng)打滑，如下圖 測(cè)量預(yù)緊前后螺栓伸長(zhǎng)量精度較高 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 一、螺紋聯(lián)接的防松一、螺紋聯(lián)接的防松 根本問(wèn)題根本問(wèn)題：防止螺紋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。：防止螺紋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 對(duì)頂螺母防松對(duì)頂螺母防松 彈簧墊圈防松彈簧墊圈防松 自鎖螺母防松自鎖螺母防松 槽形螺母與開(kāi)口銷防松槽形螺母與開(kāi)口銷防松止動(dòng)墊圈防松止動(dòng)墊圈防松串聯(lián)鋼絲防松串聯(lián)鋼絲防松 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋

15、聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 （1）螺栓組的布置應(yīng)盡可能對(duì)稱，以使接合 面受力比較均勻，一般都將接合面設(shè)計(jì)成對(duì)稱 的簡(jiǎn)單幾何形狀，并應(yīng)使螺栓組的對(duì)稱中心與 接合面的形心重合，如圖所示. 1.螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意

16、的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 （2）螺栓布置要有合理的距離。在布置螺栓時(shí)，螺栓中心線與機(jī)體壁之間、螺栓相 互之間的距離，要根據(jù)扳手活動(dòng)所需的空間大小來(lái)決定.如下圖 扳手空間 （3）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)，應(yīng)取為4、6、8等易于等分的數(shù)目，以便 于加工。 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 2.避免附加彎曲應(yīng)力避免附加彎曲應(yīng)力 a)螺栓受偏心載荷 e F b)被聯(lián)接件剛度不夠 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

17、3.采用均載螺母采用均載螺母 第一圈：第一圈：pp最大，受力最大最大，受力最大 第第810810圈后幾乎不受力圈后幾乎不受力 各圈受載不均各圈受載不均 P:螺距 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 采用加高螺母不能采用加高螺母不能 提高聯(lián)接強(qiáng)度。提高聯(lián)接強(qiáng)度。 常用方法（變形一致）常用方法（變形一致） 減小螺栓螺母螺距變化差減小螺栓螺母螺距變化差 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 4.降低螺栓剛度，增加被聯(lián)接件剛度降低螺栓剛度，增加被聯(lián)接件剛度 措施：措施： 1 1）螺栓長(zhǎng)度螺栓長(zhǎng)度 光桿直徑光桿

18、直徑 采用細(xì)長(zhǎng)采用細(xì)長(zhǎng)/ /空心螺栓空心螺栓 2 2）增加被聯(lián)接件剛度）增加被聯(lián)接件剛度 a)用密封墊片 b)用密封環(huán) 密封墊片密封環(huán) 牛牛文庫(kù)文檔分享 p Q p Q 0 Q p Q Q 5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 減小螺栓剛度、增大被連接件剛度，同時(shí)增加預(yù)緊力 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.15.1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型 主要用于傳動(dòng) 牛牛文庫(kù)文檔分享 5.25.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖 一、矩形螺紋一、矩形螺紋 等速上升等速上升 tan()FQ 等速下降等速下降tan()FQ 當(dāng)擰緊螺母時(shí)，螺母轉(zhuǎn)一周所需的輸入功為當(dāng)擰緊螺母時(shí)，螺母轉(zhuǎn)一周所需的輸入功為 122 tan()AF dQd 等速上升等速上升等速下降