中國石油大學(xué)華東機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件螺紋聯(lián)接教材

1、 作業(yè)：作業(yè)：10.110.1，10.410.4，10.510.5（平時(shí)作業(yè)）（平時(shí)作業(yè)） 10.1410.14，10.1810.18（上交作業(yè)）（上交作業(yè)）10.1 螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接10.2 鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接0 0、概述、概述聯(lián)接分類：聯(lián)接分類：聯(lián)接的分類動(dòng)聯(lián)接：機(jī)器工作時(shí)，零部件之間可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 例如：機(jī)械原理中，各種運(yùn)動(dòng)副之間的聯(lián)接。靜聯(lián)接：在機(jī)器工作中，不允許零部件之間存在相對(duì) 運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。靜聯(lián)接可拆聯(lián)接：不須毀壞聯(lián)接中的任何一個(gè)零件就可拆開的聯(lián)接。 例如：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接。不可拆聯(lián)接：至少毀壞聯(lián)接中的一部分才能拆開的聯(lián)接。 例如：鉚接、焊接等。典型的多線螺紋：罐頭瓶口的螺紋（非車削）

2、單頭單頭雙頭雙頭三頭三頭 直徑大徑d：公稱直徑。M20d=20mm小徑d1：螺紋的最小直徑。中徑d2：牙厚=槽寬處的直徑，幾何計(jì)算用。 一般?。篸2=(d+d1)/2 螺距p 線數(shù)n：n=1時(shí)用于聯(lián)接；n1時(shí)用于傳動(dòng)； n，但為便于制造n4 牙形角：螺紋牙兩側(cè)面夾角。1、螺紋的主要參數(shù)102、螺紋的類型右旋左旋螺紋位置：內(nèi)螺紋螺母；外螺紋螺釘。旋向判定：順著軸線方向看，可見側(cè)左邊高則為左旋，右邊高則為右旋。螺紋旋向：左旋螺紋，右旋螺紋（常用）。 中徑升角：2arctandnp 導(dǎo)程s ：s=np聯(lián)接：效率低、自鎖性好。傳動(dòng)：效率高、自鎖性差。螺紋牙形：三角形、矩形、梯形、鋸齒形等3033060

3、三角形梯形鋸齒形矩形單線，用于聯(lián)接雙線或多線，常用于傳動(dòng)粗牙：一般情況下使用。細(xì)牙：d相同，p小， 小，牙淺，自鎖性好，但不耐磨，易滑扣。 用于變載荷場(chǎng)合。 聯(lián)接螺紋：一般為單線、粗牙、右旋的三角螺紋。螺紋線數(shù)：?jiǎn)尉€（聯(lián)接）；多線（傳動(dòng)）。三角螺紋三角螺紋 梯形螺紋梯形螺紋 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋 矩形螺紋矩形螺紋按螺旋的作用分：聯(lián)接螺紋；傳動(dòng)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋傳動(dòng)螺紋傳動(dòng)螺紋tg =Ff/Fn螺紋的擰松-螺母在F和Fa的聯(lián)合作用下，順著Fa等速向下運(yùn)動(dòng)。螺紋的擰緊-螺母在F和Fa的聯(lián)合作用下，逆著Fa等速向上運(yùn)動(dòng)。1、矩形螺紋= 0二、螺旋副的受力分析、效率和自鎖二、螺旋副的受力分析、效率和

4、自鎖展開中徑d2 圓柱面得一斜面.F -水平推力Fn -法向反力Fa -軸向載荷Ff=f Fn -摩擦力f -摩擦系數(shù)FR -總反力 =tg-1 f -摩擦角=f Fn/Fn =fRann 作力多邊形得： F=Fatg(+ ) 驅(qū)動(dòng)力矩：)(22tgFda22dFT 列出力平衡方程：FR + Fa +F =0 FRFa = + Fa -阻力，F(xiàn) - 驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)螺紋擰緊(滑塊上升)時(shí)：FR = Fn +Ff Ff -摩擦力, 沿斜面朝下。當(dāng)螺紋擰松(滑塊下滑)時(shí)：FRFa = - 作力多邊形可得： F=Fatg(- )阻力矩：22dFT )(22tgFda 列出力平衡方程：FR + Fa +F

5、=0 Fa -驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn) -阻力，F(xiàn)f -摩擦力, 沿斜面朝上。)(22tgFdTa若 ，則T為正值，其方向與螺 母運(yùn)動(dòng)方向相反，是阻力；若 ，則T為負(fù)值，方向相反，其方向與預(yù)先假定的方向相反，而與螺母運(yùn)動(dòng)方向相同，成為放松螺母所需外加的驅(qū)動(dòng)力矩。當(dāng)時(shí)，若沒有力矩T，螺母在Fa的作用下會(huì)運(yùn)動(dòng)嗎？不會(huì)！-這種現(xiàn)象稱為。引入?yún)?shù)f 和 就可象矩形螺紋那樣對(duì)非矩形螺紋進(jìn)行力的分析。2、非矩形螺紋摩擦阻力：fFfFFanfa) fFfFfFFbnf aacos) cosfff 當(dāng)量摩擦系數(shù)，當(dāng)量摩擦系數(shù)，式中：式中： cosaFFn arctgf 增壓效應(yīng) 滑塊上升：) (2:) (:2tgFdTtg

6、FFaa驅(qū)動(dòng)力矩水平推力 滑塊下降：) (2) (2tgFdTtgFFaa非矩形螺旋的自鎖條件： 對(duì)于聯(lián)接螺紋必須滿足自鎖條件定義螺旋副的效率為有效功與輸入功之比：TSFa22)(dStgFFaa當(dāng)一定時(shí)，在=45-/2 處效率曲線有極大值。對(duì)于傳動(dòng)螺旋，一般取：對(duì)于聯(lián)接螺紋，必須取：升角過大, 制造困難，且效率增高也不明顯。 p，可采用如下措施：（1）鍵長L，但Lmax=（1.61.8)d，否則承載不均。（2）采用雙鍵，按180布置，考慮承載不均，按1.5個(gè)計(jì)算。但對(duì)軸削弱大。 采用雙鍵時(shí)，不能相隔180,應(yīng)位于軸的同一母線上。 為什么？2、布置1、特性 1）鍵的擺動(dòng)適應(yīng)轂鍵槽的斜度； 2）

7、側(cè)面為工作面，傳T，不能傳軸向力； 3）特別適于錐形軸端； 4）對(duì)軸削弱大，用于輕載。三、半圓鍵三、半圓鍵四、斜鍵聯(lián)接四、斜鍵聯(lián)接鍵的一個(gè)工作面為斜面：斜度1:100 工作面：上下面，兩側(cè)面有間隙 靠摩擦和互壓傳載：T和單向軸向力 方便拆卸：鉤頭楔鍵1、楔鍵b)方頭1:100c)鉤頭1:100a)圓頭工作面軸轂1:100工作面：上、下兩面靠互壓傳載，有一個(gè)面必須與軸線共面，雙向T需用雙鍵(120)。2、切向鍵：兩個(gè)單面斜楔構(gòu)成工作面轂1:100軸五、花鍵聯(lián)接五、花鍵聯(lián)接1、組成：內(nèi)花鍵、外花鍵2、類型：齒形矩形花鍵Dd軸B轂C漸開線花鍵軸轂3、定心方式：矩形內(nèi)徑定心；漸開線齒面定心；4、特性：

8、 （1）齒對(duì)稱布置，受載均勻； （2）齒淺，應(yīng)力集中； （3）承載； （4）定心好； （5）可用于“動(dòng)”、“靜”；（6）漸開線較矩形根部， 承載， 定心精度高，宜用于 載荷大、尺寸大場(chǎng)合。 總結(jié)總結(jié)2.2.螺紋副的受力、效率和自鎖螺紋副的受力、效率和自鎖(1) (1) 螺紋副的效率螺紋副的效率()tgtg三角形螺紋效率低、用于聯(lián)接三角形螺紋效率低、用于聯(lián)接其余三種用于傳動(dòng)其余三種用于傳動(dòng)(2) (2) 螺紋的自鎖條件螺紋的自鎖條件三角形螺紋三角形螺紋最大，自鎖性好最大，自鎖性好用于聯(lián)接用于聯(lián)接細(xì)牙螺紋螺距細(xì)牙螺紋螺距小，升角小，升角p小小易滿足自鎖條件易滿足自鎖條件 F=Fatg(- )3.

9、3. 螺紋聯(lián)接的主要類型螺紋聯(lián)接的主要類型選用依據(jù):1)被連接件厚度及是否經(jīng)常拆卸2)主要承受的工作載荷3. 3. 螺紋防松螺紋防松防的是螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)防的是螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)串聯(lián)金屬絲串聯(lián)金屬絲機(jī)械防松開口銷開口銷止動(dòng)墊片止動(dòng)墊片摩擦防松摩擦防松雙螺母（對(duì)頂螺母）雙螺母（對(duì)頂螺母）自鎖螺母彈性墊圈彈性墊圈防松防松破壞螺紋副關(guān)系沖點(diǎn)沖點(diǎn)點(diǎn)焊點(diǎn)焊膠接膠接10105 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接的主要失的主要失效形式：效形式：滑扣滑扣 因經(jīng)常拆裝受拉螺栓受拉螺栓塑性變形塑性變形 螺紋部分疲勞斷裂疲勞斷裂受剪螺栓受剪螺栓 剪斷剪斷壓潰壓潰 螺桿和孔壁的貼合面經(jīng)常拆卸經(jīng)

10、常拆卸 -軸向變載荷軸向變載荷4.螺栓聯(lián)接的失效螺栓聯(lián)接的失效(2) (2) 受軸向載荷的普通螺栓聯(lián)接受軸向載荷的普通螺栓聯(lián)接1) 螺栓和被聯(lián)接件的受力與變形螺栓和被聯(lián)接件的受力與變形螺栓所受總拉力螺栓所受總拉力F0 = 工作拉力工作拉力F + 剩余預(yù)緊力剩余預(yù)緊力F”2) 強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件)()3 . 1 (44/21021MPadFdFv3) 保證聯(lián)接的緊密性保證聯(lián)接的緊密性剩余預(yù)緊力剩余預(yù)緊力0F3. 緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算214 (1.3 ) ()FMPad(1) (1) 受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接1.3的意義的意義(3) (3) 受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件420mdFS桿受剪：桿受剪：桿與壁受擠壓：桿與壁受擠壓：0PSPhdF4.4.螺紋聯(lián)接主要參數(shù)螺紋聯(lián)接主要參數(shù)螺紋的公稱直徑螺紋的公稱直徑大徑大徑10109 鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接6 6、鍵聯(lián)接的類型、鍵聯(lián)接的類型類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。平鍵平鍵聯(lián)接聯(lián)接特點(diǎn)：定心好、裝拆方便。特點(diǎn)：定心好、裝拆方便。種類種類普通平鍵普通平鍵導(dǎo)向