第十二章 螺紋連接

1、 第十二章 螺紋連接 12-1 螺紋 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 12-3 螺旋副的受力分析、效率和自鎖 12-5 螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算 12-6 螺旋傳動(dòng) 基本要求基本要求 1.1.了解螺紋的形成及基本參數(shù)。了解螺紋的形成及基本參數(shù)。 2.2.掌握螺紋連接的基本類型和了解螺紋連接件。掌握螺紋連接的基本類型和了解螺紋連接件。 3.3.熟悉螺紋連接的預(yù)緊和防松措施。熟悉螺紋連接的預(yù)緊和防松措施。 4.4.了解螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的螺紋參數(shù)，掌握螺旋副的了解螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的螺紋參數(shù)，掌握螺旋副的 運(yùn)動(dòng)和受力分析、效率和自鎖。運(yùn)動(dòng)和受力分析、效率和自鎖。 第十二章

2、螺紋連接 一、螺紋的形成一、螺紋的形成 螺旋線螺旋線是指空間一點(diǎn)，在一回轉(zhuǎn)體的表面上既繞其軸是指空間一點(diǎn)，在一回轉(zhuǎn)體的表面上既繞其軸 線勻速回轉(zhuǎn)，同時(shí)又沿軸線方向作勻速移動(dòng)時(shí)所形成的軌線勻速回轉(zhuǎn)，同時(shí)又沿軸線方向作勻速移動(dòng)時(shí)所形成的軌 跡。若是多點(diǎn)，則形成多條螺旋線。跡。若是多點(diǎn)，則形成多條螺旋線。 螺紋螺紋是指沿著螺旋線所做出具有相同斷面的連續(xù)凸起是指沿著螺旋線所做出具有相同斷面的連續(xù)凸起 和溝槽。和溝槽。 12-1 螺紋 二、螺紋的類型二、螺紋的類型 1.1.按牙型分按牙型分 牙型牙型是指螺紋的軸向斷面（過軸線的截面）圖形。螺紋是指螺紋的軸向斷面（過軸線的截面）圖形。螺紋 有牙頂（波峰）和

3、牙底（波谷）之分。螺紋可分為有牙頂（波峰）和牙底（波谷）之分。螺紋可分為三角形三角形 螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒型螺紋螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒型螺紋等。等。 2.按螺紋的形成面分按螺紋的形成面分 外螺紋外螺紋是指在回轉(zhuǎn)體外表面上形成的螺紋。是指在回轉(zhuǎn)體外表面上形成的螺紋。 內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋是指在回轉(zhuǎn)體內(nèi)表面上形成的螺紋。是指在回轉(zhuǎn)體內(nèi)表面上形成的螺紋。 螺旋副螺旋副則是指由外螺紋（螺桿或螺旋）和內(nèi)螺紋（螺則是指由外螺紋（螺桿或螺旋）和內(nèi)螺紋（螺 母）所組成的空間運(yùn)動(dòng)副。母）所組成的空間運(yùn)動(dòng)副。 12-1 螺紋 3.3.按螺旋線旋向分按螺旋線旋向分 可分為可分為右旋螺紋和左旋螺紋右旋螺紋和

4、左旋螺紋。一般多用。一般多用右旋螺紋右旋螺紋，有特殊，有特殊 要求時(shí)才用左旋螺紋。要求時(shí)才用左旋螺紋。 12-1 螺紋 4.4.按螺旋線的線數(shù)分按螺旋線的線數(shù)分 可分為可分為單線和多線螺紋單線和多線螺紋。 單線螺紋：?jiǎn)尉€螺紋：在一條螺旋線的基礎(chǔ)上形成的螺紋。在一條螺旋線的基礎(chǔ)上形成的螺紋。 若將圓柱體底面的圓周分成兩等分，沿同一方向以其兩若將圓柱體底面的圓周分成兩等分，沿同一方向以其兩 分點(diǎn)向圓柱體上繞相同的平面圖形，形成兩條等距螺旋線，分點(diǎn)向圓柱體上繞相同的平面圖形，形成兩條等距螺旋線， 可形成雙線螺紋。同理，若將圓柱體底面的圓周分成三等可形成雙線螺紋。同理，若將圓柱體底面的圓周分成三等 分

5、、四等分，則可形成分、四等分，則可形成三線螺紋、四線螺紋三線螺紋、四線螺紋。為便于制造，。為便于制造， 很少采用四線以上的螺紋很少采用四線以上的螺紋。 5. .按螺桿的形狀分按螺桿的形狀分 可分為可分為圓柱螺紋和圓錐螺紋圓柱螺紋和圓錐螺紋。一般常用。一般常用圓柱螺紋圓柱螺紋。 12-1 螺紋 6.按螺距大小分按螺距大小分 可分為可分為粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋。 一般只有一般只有三角形螺紋三角形螺紋有粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋之分。有粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋之分。 粗牙螺紋粗牙螺紋是指同一公稱直徑下，具有最大標(biāo)準(zhǔn)螺距的螺紋。是指同一公稱直徑下，具有最大標(biāo)準(zhǔn)螺距的螺紋。 細(xì)牙螺紋細(xì)牙螺紋是指同一公稱

6、直徑下，除了最大標(biāo)準(zhǔn)螺距之外的螺是指同一公稱直徑下，除了最大標(biāo)準(zhǔn)螺距之外的螺 紋。紋。 三、螺紋的主要參數(shù)三、螺紋的主要參數(shù) 12-1 螺紋 d d2 d1 P 外 螺 紋 內(nèi) 螺 紋 60 P d d1 d2 內(nèi) 螺 紋 外 螺 紋 d d1 d2 內(nèi) 螺 紋 外 螺 紋 P 30 30 P d d1 d2 外 螺 紋 內(nèi) 螺 紋 3 三角形螺紋三角形螺紋 矩形螺紋矩形螺紋 梯形螺紋梯形螺紋 鋸齒型螺紋鋸齒型螺紋 12-1 螺紋 1.1.螺紋的直徑尺寸螺紋的直徑尺寸 螺紋大徑螺紋大徑D、d是指與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假是指與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假 想圓柱面的直徑，也稱為想圓

7、柱面的直徑，也稱為公稱直徑公稱直徑，是，是螺紋的名義尺寸螺紋的名義尺寸。 螺紋小徑螺紋小徑D1、d1是指與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的是指與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的 假想圓柱面的直徑。假想圓柱面的直徑。 螺紋中徑螺紋中徑D2、d2是指螺紋牙槽寬和牙厚相等的假想圓柱面是指螺紋牙槽寬和牙厚相等的假想圓柱面 的直徑，用于幾何計(jì)算和受力分析。理論上相互旋合的螺紋的直徑，用于幾何計(jì)算和受力分析。理論上相互旋合的螺紋 D D2 2= =d d2 2。 導(dǎo)程導(dǎo)程Ph和螺距和螺距P P的關(guān)系為的關(guān)系為Ph=nP。 導(dǎo)程是螺桿旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，螺桿的軸向位移導(dǎo)程是螺桿旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，螺桿的軸向位移。 2.螺紋的螺

8、距和導(dǎo)程螺紋的螺距和導(dǎo)程 螺距螺距是相鄰兩螺紋相應(yīng)點(diǎn)的軸向距離是相鄰兩螺紋相應(yīng)點(diǎn)的軸向距離P。 導(dǎo)程導(dǎo)程則是同一條螺旋線上相鄰兩螺牙相應(yīng)點(diǎn)的軸向距離則是同一條螺旋線上相鄰兩螺牙相應(yīng)點(diǎn)的軸向距離Ph。 12-1 螺紋 3.3.螺旋升角螺旋升角 螺旋升角螺旋升角是指在中徑圓柱面上螺旋線的切線與軸線垂是指在中徑圓柱面上螺旋線的切線與軸線垂 面間的夾角，用面間的夾角，用表示，其計(jì)算式為表示，其計(jì)算式為 4.4.螺紋的牙型角螺紋的牙型角和牙型斜角和牙型斜角（） 在軸斷面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角稱為在軸斷面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角稱為牙型角牙型角，用，用 表示；螺紋兩側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為表示；螺紋

9、兩側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為牙型斜牙型斜 角角，分別用，分別用和和表示。表示。 2 arctan h P d 12-1 螺紋 F/2 F/2 d0 F a d d0 l1 一、螺紋連接的基本類型一、螺紋連接的基本類型 螺紋連接螺紋連接是利用帶有螺紋的零件組成的可拆連接，用于是利用帶有螺紋的零件組成的可拆連接，用于 連接兩個(gè)或兩個(gè)以上被連接零件。連接兩個(gè)或兩個(gè)以上被連接零件。 螺紋連接一般采用三角形螺紋，基本類型有螺紋連接一般采用三角形螺紋，基本類型有螺栓連接、螺栓連接、 螺釘連接、雙頭螺柱連接及緊定螺釘連接螺釘連接、雙頭螺柱連接及緊定螺釘連接。 1.1.螺栓連接螺栓連接 螺栓連接有螺栓連

10、接有普通螺栓連接普通螺栓連接與與鉸制孔螺栓連接鉸制孔螺栓連接兩種。兩種。 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 普通螺栓連接普通螺栓連接 鉸制孔螺栓連接鉸制孔螺栓連接 2.2.雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接 螺桿兩端無釘頭，但均有螺桿兩端無釘頭，但均有 螺紋，裝配時(shí)一端旋入被連接螺紋，裝配時(shí)一端旋入被連接 件，另一端配以螺母。件，另一端配以螺母。 l2 H d l3H l2 d l1 3.3.螺釘連接螺釘連接 適用于被連接件之一較厚適用于被連接件之一較厚 （上帶螺紋孔），不（上帶螺紋孔），不需經(jīng)常裝需經(jīng)常裝 拆拆，一端有螺釘頭，不需螺母，一端有螺釘頭，不需螺母， 適用于受載較小情況適用于受載較小

11、情況。 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 4.4.緊定螺釘連接緊定螺釘連接 擰入后，利用桿末擰入后，利用桿末 端頂住另一零件表面或端頂住另一零件表面或 旋入零件相應(yīng)的缺口中旋入零件相應(yīng)的缺口中 以以固定零件的相對(duì)位置固定零件的相對(duì)位置 ?？??？蓚鬟f不大的軸向力傳遞不大的軸向力 或扭矩或扭矩。 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 5.5.特殊結(jié)構(gòu)的螺栓連接特殊結(jié)構(gòu)的螺栓連接 地腳螺栓連接地腳螺栓連接 吊環(huán)螺釘連接吊環(huán)螺釘連接 梯形槽螺栓連接梯形槽螺栓連接 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 二、螺紋連接件的主要類型二、螺紋連接件的主要類型 1.1.螺栓螺栓 螺栓頭部的形式很多

12、，其中最常用的是六角頭螺栓。螺螺栓頭部的形式很多，其中最常用的是六角頭螺栓。螺 栓可也用于螺釘連接中。栓可也用于螺釘連接中。 常用的標(biāo)準(zhǔn)連接件有常用的標(biāo)準(zhǔn)連接件有螺栓、螺釘、雙頭螺柱、螺母和墊螺栓、螺釘、雙頭螺柱、螺母和墊 圈圈等。等。 k lg kls do da 1530 r l s d e 輾制末端輾制末端 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 2.2.雙頭螺柱雙頭螺柱 雙頭螺柱兩端均制有螺紋，旋入被連接件螺紋孔的一端雙頭螺柱兩端均制有螺紋，旋入被連接件螺紋孔的一端 稱為稱為座端座端，另一端為，另一端為螺母端螺母端。 bm B型 X do A型 bm 輾制末端輾制末端 X 倒角端倒角

13、端 do l b X d l 輾制末端輾制末端 X b 倒角端倒角端 d A A型：型： 有退刀槽有退刀槽 B B型：型： 無退刀槽無退刀槽 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 3.3.螺釘螺釘 螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形狀與螺栓類似，但螺釘頭部形式較多，其螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形狀與螺栓類似，但螺釘頭部形式較多，其 中中內(nèi)、外六角頭內(nèi)、外六角頭可施加較大的擰緊力矩，而可施加較大的擰緊力矩，而圓頭圓頭及及十字頭十字頭都都 不便于施加較大的擰緊力矩。不便于施加較大的擰緊力矩。 l dk R X t n b d 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 4.4.緊定螺釘緊定螺釘 其頭部和尾部形狀很多（如圖所示），可以

14、適應(yīng)不同擰其頭部和尾部形狀很多（如圖所示），可以適應(yīng)不同擰 緊程度的需要，其緊程度的需要，其中方頭能承受的擰緊力矩最大中方頭能承受的擰緊力矩最大。常用的。常用的 尾部形狀有尾部形狀有錐端、平端和圓柱端錐端、平端和圓柱端，一般均要求尾部有足夠一般均要求尾部有足夠 的硬度的硬度。 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 5. 5. 螺母螺母 和螺紋連接配套使用的有螺母和墊圈。和螺紋連接配套使用的有螺母和墊圈。 螺母的形狀有螺母的形狀有六角形、圓形、方形六角形、圓形、方形等，其中以六角螺母等，其中以六角螺母 應(yīng)用最普遍。六角螺母的厚度又有所不同，扁螺母用于尺寸應(yīng)用最普遍。六角螺母的厚度又有所不同，

15、扁螺母用于尺寸 受限制的地方，厚螺母用于經(jīng)常裝拆、易于磨損的場(chǎng)合。受限制的地方，厚螺母用于經(jīng)常裝拆、易于磨損的場(chǎng)合。 sm d e 30 15 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 6. 6. 墊圈墊圈 墊圈是絕大多數(shù)螺紋連接中不可缺少的附件。常用的有墊圈是絕大多數(shù)螺紋連接中不可缺少的附件。常用的有 平墊圈和彈簧墊圈。平墊圈和彈簧墊圈。 平墊圈斜墊圈 h d2 d1 平墊圈的作用有兩個(gè)：平墊圈的作用有兩個(gè)： 一是增加被連接件的支承面積，減小接觸處壓強(qiáng)，使螺一是增加被連接件的支承面積，減小接觸處壓強(qiáng)，使螺 母的壓力均勻分布到零件表面上；母的壓力均勻分布到零件表面上； 二是防止旋緊螺母時(shí)損傷被

16、連接件表面。二是防止旋緊螺母時(shí)損傷被連接件表面。 12-2 螺紋連接的基本類型和螺紋連接件 一、螺紋連接的預(yù)緊一、螺紋連接的預(yù)緊 多數(shù)螺紋連接在裝配時(shí)都須擰緊，使連接在承受工作載荷多數(shù)螺紋連接在裝配時(shí)都須擰緊，使連接在承受工作載荷 之前，預(yù)先受到力的作用。這個(gè)預(yù)加作用力稱為之前，預(yù)先受到力的作用。這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力預(yù)緊力，用，用F0 表示。表示。 松連接松連接：在裝配時(shí)不擰緊，只承受外載時(shí)才受到力的作用。：在裝配時(shí)不擰緊，只承受外載時(shí)才受到力的作用。 緊連接緊連接：在裝配時(shí)需擰緊，即在承載時(shí)，已預(yù)先受力，預(yù)：在裝配時(shí)需擰緊，即在承載時(shí)，已預(yù)先受力，預(yù) 緊力緊力F0 。 預(yù)緊的目的預(yù)緊的目

17、的在于增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，以防止受載在于增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，以防止受載 后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 預(yù)緊過緊預(yù)緊過緊：擰緊力：擰緊力F0過大，螺桿靜載荷增大、降低本身強(qiáng)過大，螺桿靜載荷增大、降低本身強(qiáng) 度。度。 預(yù)緊過松預(yù)緊過松：擰緊力：擰緊力F0過小，工作不可靠。過小，工作不可靠。 上式表明，對(duì)于已知直徑上式表明，對(duì)于已知直徑d d的螺紋連接件，擰緊力矩的螺紋連接件，擰緊力矩M M 與預(yù)緊力與預(yù)緊力F0成線性關(guān)系。因此，成線性關(guān)系。因此，對(duì)于只靠經(jīng)驗(yàn)而對(duì)預(yù)緊力對(duì)于只靠經(jīng)驗(yàn)而對(duì)預(yù)緊力 不加控制的重要連接，

18、不宜采用小于不加控制的重要連接，不宜采用小于M12M12M16M16的螺紋連接的螺紋連接 件件，以免預(yù)緊時(shí)連接件發(fā)生過載失效。，以免預(yù)緊時(shí)連接件發(fā)生過載失效。對(duì)于重要的連接，對(duì)于重要的連接， 裝配時(shí)需要用測(cè)力扳手或定力矩扳手裝配時(shí)需要用測(cè)力扳手或定力矩扳手，以達(dá)到控制預(yù)緊力，以達(dá)到控制預(yù)緊力 的目的。的目的。 擰緊螺母時(shí)，施于螺母的擰緊力矩（扳手力矩）擰緊螺母時(shí)，施于螺母的擰緊力矩（扳手力矩）M M， 需克服螺紋間的摩擦力矩和螺母環(huán)形支承面上的摩擦力需克服螺紋間的摩擦力矩和螺母環(huán)形支承面上的摩擦力 矩。對(duì)于矩。對(duì)于M10M10M68M68的常用粗牙普通鋼螺栓，擰緊力矩的的常用粗牙普通鋼螺栓，擰

19、緊力矩的 近似計(jì)算式為近似計(jì)算式為 M0.2F0d 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 二、螺紋連接的防松二、螺紋連接的防松 螺紋連接滿足自鎖條件，但是工作中的振動(dòng)以及載荷、螺紋連接滿足自鎖條件，但是工作中的振動(dòng)以及載荷、 溫度變化等因素仍會(huì)導(dǎo)致松脫，在重要的場(chǎng)合必須采取防溫度變化等因素仍會(huì)導(dǎo)致松脫，在重要的場(chǎng)合必須采取防 松措施。松措施。 防松可以是單個(gè)螺栓連接的防松，也可以是螺栓組的整防松可以是單個(gè)螺栓連接的防松，也可以是螺栓組的整 體防松。體防松。 防松的實(shí)質(zhì)是防止螺旋副之間（螺栓與螺母或螺釘與被防松的實(shí)質(zhì)是防止螺旋副之間（螺栓與螺母或螺釘與被 連接件）的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)連接件）的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 防松辦

20、法及措施防松辦法及措施： 1.1.摩擦防松摩擦防松是設(shè)法使螺紋副間的壓力不受外載荷及振動(dòng)是設(shè)法使螺紋副間的壓力不受外載荷及振動(dòng) 的影響，從而保持穩(wěn)定的摩擦阻力矩。的影響，從而保持穩(wěn)定的摩擦阻力矩。 雙螺母、彈簧墊圈、尼龍墊圈、自鎖螺母等。雙螺母、彈簧墊圈、尼龍墊圈、自鎖螺母等。 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 雙螺母雙螺母 下螺母 上螺母 螺 栓 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 彈簧墊圈彈簧墊圈 自鎖螺母自鎖螺母：螺母一端做成非圓形收口或開峰后徑面收口，螺母一端做成非圓形收口或開峰后徑面收口， 螺母擰緊后收口漲開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊。螺母擰緊后收口漲開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓

21、緊。 自鎖螺母自鎖螺母 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 2.2.機(jī)械防松機(jī)械防松 是利用附加的機(jī)械元件構(gòu)成約束而防止螺旋副間的相對(duì)是利用附加的機(jī)械元件構(gòu)成約束而防止螺旋副間的相對(duì) 轉(zhuǎn)動(dòng)。這兩種防松方法均可用于轉(zhuǎn)動(dòng)。這兩種防松方法均可用于可拆連接可拆連接。 槽螺母與開口銷，槽螺母與開口銷， 圓螺母與止動(dòng)墊圈，彈圓螺母與止動(dòng)墊圈，彈 簧墊片，軸用帶翅墊片，簧墊片，軸用帶翅墊片， 止動(dòng)墊片，串聯(lián)鋼絲等。止動(dòng)墊片，串聯(lián)鋼絲等。 開開 槽槽 螺螺 母母 與與 開開 口口 銷銷 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 圓圓 螺螺 母母 與與 止止 動(dòng)動(dòng) 墊墊 圈圈 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 (b)不正確 (

22、a)正確 3.3.永久防松永久防松 永久防松永久防松是改變連接性質(zhì)的方法，屬于永久止動(dòng)，是改變連接性質(zhì)的方法，屬于永久止動(dòng)，只能用只能用 于不擬拆卸的連接于不擬拆卸的連接。如：端鉚、沖點(diǎn)、點(diǎn)焊。如：端鉚、沖點(diǎn)、點(diǎn)焊。 串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲 12-4 螺紋連接的預(yù)緊和防松 螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變換形式是把回轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)，螺旋副螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變換形式是把回轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)，螺旋副 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系與螺紋旋向和主動(dòng)件的轉(zhuǎn)向有關(guān)。的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系與螺紋旋向和主動(dòng)件的轉(zhuǎn)向有關(guān)。 一、螺旋副的運(yùn)動(dòng)分析一、螺旋副的運(yùn)動(dòng)分析 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 1.螺紋旋向的判定螺紋旋向的判定 順著螺桿軸線看去，螺旋線向右上升

23、的為右旋螺紋，而順著螺桿軸線看去，螺旋線向右上升的為右旋螺紋，而 向左上升的為左旋螺紋。當(dāng)只畫圖示傾斜線時(shí)，將手自然向左上升的為左旋螺紋。當(dāng)只畫圖示傾斜線時(shí)，將手自然 張開，拇指與軸線平行，傾斜線與左手四指指向大致相同張開，拇指與軸線平行，傾斜線與左手四指指向大致相同 者為左旋螺紋；與右手四指指向大致相同者為右旋螺紋。者為左旋螺紋；與右手四指指向大致相同者為右旋螺紋。 轉(zhuǎn)向判斷為順時(shí)針或逆時(shí)針，一般是以其投影為圓的基轉(zhuǎn)向判斷為順時(shí)針或逆時(shí)針，一般是以其投影為圓的基 本視圖（主、俯、左）中的轉(zhuǎn)向?yàn)闇?zhǔn)。本視圖（主、俯、左）中的轉(zhuǎn)向?yàn)闇?zhǔn)。 2.2.螺桿移動(dòng)方向的判定螺桿移動(dòng)方向的判定 當(dāng)螺桿以當(dāng)螺桿

24、以n n 的轉(zhuǎn)向繞軸線回轉(zhuǎn)時(shí)，可利用的轉(zhuǎn)向繞軸線回轉(zhuǎn)時(shí)，可利用“左、右手定左、右手定 則則”的方法判斷其移動(dòng)方向：的方法判斷其移動(dòng)方向：左旋螺紋伸左手，右旋螺紋左旋螺紋伸左手，右旋螺紋 伸右手伸右手，四指并攏與大拇指成一角度，然后四指彎曲，按四指并攏與大拇指成一角度，然后四指彎曲，按 n n的方向的方向“握握”住軸線住軸線，則，則拇指的方向即為螺桿移動(dòng)的方拇指的方向即為螺桿移動(dòng)的方 向；而螺母移動(dòng)的方向與螺桿的方向相反向；而螺母移動(dòng)的方向與螺桿的方向相反。 n n 左旋右旋 螺旋機(jī)構(gòu)主螺旋機(jī)構(gòu)主 動(dòng)件（螺桿或動(dòng)件（螺桿或 螺母）回轉(zhuǎn)一螺母）回轉(zhuǎn)一 周，螺桿與螺周，螺桿與螺 母間的相對(duì)位母間的相

25、對(duì)位 移為一個(gè)導(dǎo)程。移為一個(gè)導(dǎo)程。 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 由靜力平條件可知由靜力平條件可知 NQ，F(xiàn)1F 將將F1fN代入上式，可得代入上式，可得 F1FfN=fQ 將力將力N和和F1合力合力R（R稱為總反力），設(shè)稱為總反力），設(shè) R與法向反力與法向反力N之間的夾角為之間的夾角為r r，r r稱為稱為 摩擦角，顯然摩擦角，顯然 1 tan FfN f NN r 二、摩擦角和當(dāng)量摩擦角二、摩擦角和當(dāng)量摩擦角 1 平滑塊平滑塊 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 由靜力平條件可知由靜力平條件可知 Q=2Nsind，或或 因因 2sin Q N d 1 22 sin f FFf

26、NQ d 令令 ，可得，可得 sin v f f d v Ff Q Fv稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)，與之相應(yīng)的摩擦角稱為當(dāng)量摩擦角，稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)，與之相應(yīng)的摩擦角稱為當(dāng)量摩擦角， 用用rv表示，表示，rv=arctanfv 2 楔形滑塊楔形滑塊 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 1.1.矩形螺紋的受力分析矩形螺紋的受力分析 三、螺旋副的受力分析三、螺旋副的受力分析 水平力水平力F F相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)螺母時(shí)加在螺紋中徑處的水平推力，相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)螺母時(shí)加在螺紋中徑處的水平推力， N為為法向反力法向反力，f為摩擦系數(shù)，為摩擦系數(shù)，fN為為摩擦力摩擦力。當(dāng)推動(dòng)滑塊沿。當(dāng)推動(dòng)滑塊沿 斜面等速上升時(shí)，斜面等速上升

27、時(shí)，fN的方向沿斜面向下，的方向沿斜面向下，R R為為N N和和fN的合力，的合力， 為為R與與N的夾角，稱為的夾角，稱為摩擦角摩擦角，=arctanarctanf 。 Q Q Q Q g g 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 勻速下滑 勻速上升 F fN Q F Q R N F R Q R 由上兩式消去由上兩式消去R R，整理后可得，周向水平推力，整理后可得，周向水平推力 tan()FQr 旋轉(zhuǎn)力矩或螺紋阻力矩旋轉(zhuǎn)力矩或螺紋阻力矩 2 tan() 2 d TQr 當(dāng)滑塊勻速下降時(shí)，當(dāng)滑塊勻速下降時(shí)，Q Q變?yōu)轵?qū)動(dòng)力，而變?yōu)轵?qū)動(dòng)力，而F F變?yōu)楸３只瑝K勻速變?yōu)楸３只瑝K勻速 下滑的制動(dòng)力。

28、周向水平推力下滑的制動(dòng)力。周向水平推力 tan()FQr 勻速下滑 勻速上升 F fN Q F Q R N F R Q R 由靜力平衡條件可知由靜力平衡條件可知 0,cossinsin0 0,sincoscos0 x y FFRQ FFRQ r r 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 現(xiàn)以三角形螺紋為例分析其受力情況?，F(xiàn)以三角形螺紋為例分析其受力情況。 2.2.三角形螺紋和其他非矩形螺紋的受力分析三角形螺紋和其他非矩形螺紋的受力分析 三角形螺紋的摩擦阻力為三角形螺紋的摩擦阻力為 sincos/ 2 V fQfQ fNf Q d V V= =arctanarctanfV 為當(dāng)量摩擦角為當(dāng)量摩

29、擦角, , 為牙型角。為牙型角。 d d 滑塊勻速上升滑塊勻速上升 滑塊勻速下降滑塊勻速下降 tan() V FQr 2 tan() 2 V d TQr tan() V FQr 2 tan() 2 V d TQr 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 四、螺旋副的自鎖和效率四、螺旋副的自鎖和效率 自鎖自鎖是指螺旋副若不加反向外力矩，無論軸向載荷有是指螺旋副若不加反向外力矩，無論軸向載荷有 多大，螺桿和螺母間都不會(huì)有自動(dòng)松開的相對(duì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。多大，螺桿和螺母間都不會(huì)有自動(dòng)松開的相對(duì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。 螺旋副自鎖的條件是螺旋副自鎖的條件是 V r 螺旋副的效率是指當(dāng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，克服負(fù)載螺旋副的效率是指

30、當(dāng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，克服負(fù)載Q Q使滑使滑 塊（重物）上升所作的有效功塊（重物）上升所作的有效功W W2 2和周向推力和周向推力F F所作的輸入所作的輸入 功功W W1 1的比值，用的比值，用表示。表示。 22 tanWQsQ d 122 tan() V WF dQ dr 2 1 tan tan() V W W r 當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角V V越大，效率越低，當(dāng)越大，效率越低，當(dāng)V V一定時(shí)，效率一定時(shí)，效率 只是螺紋升角的函數(shù)只是螺紋升角的函數(shù)。 自鎖與效率是相互制約的。自鎖與效率是相互制約的。 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 例：左圖所示為一單線矩形螺紋千斤頂。已知螺紋大徑例：左圖所示

31、為一單線矩形螺紋千斤頂。已知螺紋大徑d=24mm，小徑，小徑 d1=20mm，螺距，螺距s=4mm，手柄長(zhǎng)度，手柄長(zhǎng)度l=300mm，螺紋中的摩擦系數(shù)，螺紋中的摩擦系數(shù)f=0.1。 若不計(jì)托杯支撐面的摩擦，試求該千斤頂?shù)男?。此千斤頂能否自鎖？若不計(jì)托杯支撐面的摩擦，試求該千斤頂?shù)男?。此千斤頂能否自鎖？ 若作用手柄上的力若作用手柄上的力F=100N，此千斤頂能舉起的重量，此千斤頂能舉起的重量Q（起重量）為多少？（起重量）為多少？ 1 2 2420 20 (mm) 22 dd d 2 1 4 arctanarctan3 18 14 22 ns d arctanarctan0.15 42 38f

32、r tantan3 18 14 36.4% tan()tan(3 18 145 42 38 ) r 2 tan() 2 d MQr 2 17175 (N) tan() 2 M Q d r 100 30030000 (N m)MFL 解：解： 因因rr，故此千斤頂能自鎖。，故此千斤頂能自鎖。 F產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為 此千斤頂?shù)钠鹬亓繛榇饲Ы镯數(shù)钠鹬亓繛?7175N 12-3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖 作業(yè)作業(yè) P136 習(xí)題習(xí)題12-4 12-5 螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算 一、受橫向工作載荷的螺栓連接計(jì)算一、受橫向工作載荷的螺栓連接計(jì)算 二、受軸向工作載荷的螺栓連接計(jì)算二、受軸向工作載荷的螺栓連接計(jì)算 利用螺旋副把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€移動(dòng)，稱為利用螺旋副把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€移動(dòng)，稱為螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)。 螺旋傳動(dòng)平穩(wěn)性好，能獲得很大的機(jī)械效益，可實(shí)現(xiàn)螺旋傳動(dòng)平穩(wěn)性好，能獲得很大的機(jī)械效益，可實(shí)現(xiàn) 自鎖和具有精密位移等優(yōu)點(diǎn)。螺旋傳動(dòng)可采用梯形螺紋、自鎖和具有精密位移等優(yōu)點(diǎn)。螺旋傳動(dòng)可采用梯形螺紋、 鋸齒形螺紋或矩形螺紋。鋸齒形螺紋或矩形螺紋。