第11章 連接-

1、第第1111章章 連接連接連接連接是指被連接件與連接件的組合。是指被連接件與連接件的組合。被連接件被連接件：軸與齒輪，輪圈與輪心，箱體與箱蓋等。：軸與齒輪，輪圈與輪心，箱體與箱蓋等。連接件連接件：又稱緊固件。如螺栓、螺母、鍵、銷、鉚釘：又稱緊固件。如螺栓、螺母、鍵、銷、鉚釘?shù)?。等。有些連接使用緊固件，有些則不使用。有些連接使用緊固件，有些則不使用。按拆開情況分類按拆開情況分類1.1.不可拆連接：不可拆連接：若不損壞組成零件就不能拆開的連接。若不損壞組成零件就不能拆開的連接。如鉚接、焊接、粘結(jié)。如鉚接、焊接、粘結(jié)。2.2.可拆連接：可拆連接：允許多次裝拆而無損于使用性能的連接。允許多次裝拆而無損

2、于使用性能的連接。如鍵連接、銷連接、螺紋連接。如鍵連接、銷連接、螺紋連接。11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用d2一、螺紋的形成一、螺紋的形成1. 1. 螺旋線的形成螺旋線的形成 一動(dòng)點(diǎn)在一一動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上，一邊圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)的軌沿軸向作等速移動(dòng)的軌跡。跡。11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用d2螺紋的形成螺紋的形成 取一平面圖形，使其一邊與圓柱體的母線取一平面圖形，使其一邊與圓柱體的母線貼合，沿著螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形平面始貼合，沿著螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形平面始終位于圓柱體的軸線平面內(nèi)，該平面圖形在

3、空間所終位于圓柱體的軸線平面內(nèi)，該平面圖形在空間所形成的軌跡就是相應(yīng)的螺紋。形成的軌跡就是相應(yīng)的螺紋。11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用1.1. 按牙型分類：按牙型分類： 矩形螺紋矩形螺紋 三角形螺紋三角形螺紋 梯形螺紋梯形螺紋 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用螺紋的牙型螺紋的牙型矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋1530330潘存云教授研制潘存云教授研制11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用2.2.按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分1) 1) 右旋右旋( (常用常用); ); 2) 2) 左旋左旋( (特殊情況用特殊情

4、況用) )。3.3.按螺旋線的根數(shù)按螺旋線的根數(shù)分分單線螺紋（單線螺紋（n=1n=1） 多用于連接多用于連接 多線螺紋（多線螺紋（n2n2） 用于傳動(dòng)用于傳動(dòng) 11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用4.4.按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分內(nèi)螺紋：內(nèi)螺紋：在在回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)體的內(nèi)表面形成的螺紋。的內(nèi)表面形成的螺紋。外螺紋：外螺紋：在在回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)體的外表面形成的螺紋。的外表面形成的螺紋。兩者旋合組成螺紋副或稱螺旋副。兩者旋合組成螺紋副或稱螺旋副。5.5.按螺旋的作用分按螺旋的作用分連接螺紋：連接螺紋：起連接作用的螺紋。包括普通螺紋，起連接作用的螺紋。包括普通螺紋，管螺紋。管螺紋。傳動(dòng)螺紋：

5、傳動(dòng)螺紋：起傳動(dòng)作用的螺紋。包括矩形螺紋，起傳動(dòng)作用的螺紋。包括矩形螺紋，梯形螺紋，鋸齒形螺紋。梯形螺紋，鋸齒形螺紋。11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用連接螺紋連接螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制傳動(dòng)螺紋傳動(dòng)螺紋11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用6.6.按母體形狀分按母體形狀分圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋潘存云教授研制潘存云教授研制管螺紋管螺紋11.1 螺紋11.1.1 螺紋類型與應(yīng)用按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺

6、紋的旋向分按螺旋線的根數(shù)分按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母體形狀分按母體形狀分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋單線螺紋單線螺紋多線螺紋多線螺紋外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋連接螺紋連接螺紋傳動(dòng)螺紋傳動(dòng)螺紋圓柱螺紋圓柱螺紋圓錐螺紋圓錐螺紋11.1 螺紋11.1.2 螺紋的主要參數(shù)1.1.大徑大徑d d：螺紋的最大直徑。螺紋的最大直徑。在標(biāo)準(zhǔn)中定為在標(biāo)準(zhǔn)中定為公稱直徑公稱直徑。2.2.小徑小徑d d1 1：螺紋的最小直徑。螺紋的最小直徑。也是外螺紋的也是外螺紋的危險(xiǎn)剖面的直徑

7、危險(xiǎn)剖面的直徑( (強(qiáng)度直徑強(qiáng)度直徑) ) 。3.中徑中徑d d2 2：軸向軸向剖面內(nèi)牙厚等剖面內(nèi)牙厚等于牙寬的圓柱直徑，一般取于牙寬的圓柱直徑，一般取 d d2 2（ d d1 1 + + d d）/2/24.4.螺距螺距P P：相鄰兩牙平行側(cè)面相鄰兩牙平行側(cè)面間的間的軸向距離。軸向距離。5.5.導(dǎo)程導(dǎo)程S S：同一條螺旋線上同一條螺旋線上相相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的的軸向距離。軸向距離。 S=nP S=nPn n為螺旋線數(shù)。為螺旋線數(shù)。11.1 螺紋11.1.2 螺紋的主要參數(shù)6.6.螺紋升角螺紋升角: :在中徑在中徑d d2 2圓柱圓柱上上, ,螺旋線的切線

8、與垂直于螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。螺紋軸線的平面的夾角。7.7.牙型角牙型角：軸向軸向截面內(nèi)截面內(nèi)螺螺紋牙型紋牙型相鄰兩側(cè)邊相鄰兩側(cè)邊的夾角。的夾角。牙側(cè)角牙側(cè)角：軸向軸向截面內(nèi)截面內(nèi)螺紋螺紋牙型牙型側(cè)邊側(cè)邊與螺紋軸線的垂線與螺紋軸線的垂線間的夾角。間的夾角。對(duì)于對(duì)稱牙型：對(duì)于對(duì)稱牙型： = /2 = /22 2d dn nP P2 2d dS St ta an n11.2 螺紋副受力分析、效率與自鎖11.2.1 矩形螺紋1 1、受力分析、受力分析r2TFFa表示置于螺桿螺表示置于螺桿螺紋上的螺母紋上的螺母加在螺母上的載荷加在螺母上的載荷使螺母上升的外加力矩使螺母上升的外加力矩

9、力矩力矩T相當(dāng)于加在螺母上相當(dāng)于加在螺母上的水平驅(qū)動(dòng)力。的水平驅(qū)動(dòng)力。表示矩形螺桿表示矩形螺桿T=F r2FRr2TFFa FRr2TF + FRFar2TFFa +FRr2TFFa +FR 螺母沿螺紋上升螺母沿螺紋上升相當(dāng)于滑塊在斜面相當(dāng)于滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)。上運(yùn)動(dòng)。r2TFFa +FR2 r2s +FFaFRVAA 滑塊滑塊A A上升上升2 r2s +FFaFRVAA 滑塊滑塊A A上升上升2 r2s +FFaFRVAA F=Fatan ( +) +FRFFaT=Fd2/2=Fa(d2/2 ) tan ( +)2 r2s -F FaFRVAA滑塊滑塊A A下降下降下滑支持力下滑支持力主動(dòng)力主

10、動(dòng)力滑塊滑塊A A下降下降2 r2s -F FaVAA F = Fa tan ( -)FRFRF Fa -T=Fa(d2/2 ) tan ( -)11.2 螺紋副受力分析、效率與自鎖11.2.1 矩形螺紋2.2.螺旋副的效率螺旋副的效率當(dāng)螺旋副轉(zhuǎn)動(dòng)一圈需當(dāng)螺旋副轉(zhuǎn)動(dòng)一圈需輸入的功輸入的功為為 W W1 1=F=Fdd2 2= F= Fa atan(tan( +) +)dd2 2升舉重物所作的升舉重物所作的有效功有效功為為 W W2 2=F=Fa aS=FS=Fa add2 2tgtg螺旋副的螺旋副的效率效率為為 d2S ) )tan(tan(tantan1 1W W2 2W W11.2 螺紋副

11、受力分析、效率與自鎖11.2.1 矩形螺紋令令由于過大的升角加工困難，且效率增加也不顯著，由于過大的升角加工困難，且效率增加也不顯著，故故一般取一般取2525。時(shí)，效率最高。時(shí)，效率最高。 2 2 4545 可得可得 0,0,d d d d 11.2 螺紋副受力分析、效率與自鎖11.2.1 矩形螺紋3.3.自鎖條件自鎖條件自鎖：自鎖：在軸向力作用下在軸向力作用下, ,螺旋副不會(huì)自動(dòng)松脫的現(xiàn)象。螺旋副不會(huì)自動(dòng)松脫的現(xiàn)象。自鎖條件：自鎖條件：當(dāng)重物沿斜面等速下降時(shí)，摩擦力向上，這時(shí)當(dāng)重物沿斜面等速下降時(shí)，摩擦力向上，這時(shí)F F不是推力，不是推力，而是阻力。而是阻力。 由由 F=FF=Fa atg(

12、tg( )當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， F F0 0 ，即不加支持力，即不加支持力F,F,重物在軸向力重物在軸向力F Fa a的作用下，的作用下，也不會(huì)自動(dòng)滑下。即螺旋副具有自鎖作用。也不會(huì)自動(dòng)滑下。即螺旋副具有自鎖作用。所以所以, ,自鎖條件是：自鎖條件是： 11.2 螺紋副受力分析、效率與自鎖11.2.2 非矩形螺紋 0 0，包括三角形螺紋、，包括三角形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋等。梯形螺紋、鋸齒形螺紋等。略去升角的影響略去升角的影響，非，非矩形螺矩形螺紋的摩擦力為紋的摩擦力為 f fF Fa a/cos=f/cos=f F Fa a 式中式中f f 稱為稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)。 f f =f/c

13、os=tan=f/cos=tan 稱為稱為當(dāng)量摩擦角當(dāng)量摩擦角。只要將只要將f f改為改為f f ，改為改為 ，就可象矩形螺紋那樣對(duì)非矩就可象矩形螺紋那樣對(duì)非矩形螺紋進(jìn)行分析。形螺紋進(jìn)行分析。1.1.受力分析受力分析 F FF Fa atan(tan(+ ) )2.2.效率效率3.3.自鎖條件自鎖條件: : ) )t ta an n( (t ta an n11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件機(jī)械制造常用螺紋一、連接用螺紋一、連接用螺紋 要求自鎖性好。要求自鎖性好。 三角形螺紋當(dāng)量摩擦系數(shù)三角形螺紋當(dāng)量摩擦系數(shù)f 較大，自鎖性較較大，自鎖性較好，好，連接用螺紋多使用三角形螺紋。連接用螺紋多使

14、用三角形螺紋。 三角形螺紋主要有普通螺紋和管螺紋。三角形螺紋主要有普通螺紋和管螺紋。 普通螺紋多用于普通螺紋多用于緊固連接緊固連接。 管螺紋用于各種管道的管螺紋用于各種管道的緊密連接緊密連接。11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件機(jī)械制造常用螺紋1.1.普通螺紋普通螺紋牙型角牙型角=60=60，牙側(cè)角，牙側(cè)角=30=30。普通螺紋普通螺紋以大徑以大徑d d為公稱直徑，為公稱直徑，同一公稱直徑可以有多種螺距，其中同一公稱直徑可以有多種螺距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余的統(tǒng)稱為細(xì)牙螺紋。螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余的統(tǒng)稱為細(xì)牙螺紋。粗牙螺紋應(yīng)用最廣。粗牙螺紋應(yīng)用最廣。細(xì)牙螺紋的優(yōu)點(diǎn)：細(xì)牙螺紋

15、的優(yōu)點(diǎn)：升角小、小徑大、自鎖性好、強(qiáng)度高。升角小、小徑大、自鎖性好、強(qiáng)度高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不耐磨、易滑扣。不耐磨、易滑扣。應(yīng)用：應(yīng)用：薄壁零件、受動(dòng)載荷的連接和微調(diào)機(jī)構(gòu)。薄壁零件、受動(dòng)載荷的連接和微調(diào)機(jī)構(gòu)。Pd粗牙粗牙dP細(xì)牙細(xì)牙dP細(xì)牙細(xì)牙6011.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件機(jī)械制造常用螺紋55 非螺紋密封的管非螺紋密封的管螺紋螺紋d dd d2 2d d1 1P P2.2.管螺紋管螺紋普通細(xì)牙螺紋普通細(xì)牙螺紋用于薄壁管件的連接。用于薄壁管件的連接。非螺紋密封管螺紋（圓柱管壁非螺紋密封管螺紋（圓柱管壁= 55）螺紋面間沒有間隙，密封性好，適用于壓強(qiáng)在螺紋面間沒有間隙，密封性好，適用于壓

16、強(qiáng)在1.61.6MPaMPa以下以下的的連接，連接，多用于水、煤氣、多用于水、煤氣、潤(rùn)滑管路系統(tǒng)。潤(rùn)滑管路系統(tǒng)。11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件機(jī)械制造常用螺紋d dd d2 2d d1 1P P用螺紋密封的管用螺紋密封的管螺紋螺紋55 2用螺紋密封管螺紋（圓錐管壁用螺紋密封管螺紋（圓錐管壁 = 55）螺紋分布在螺紋分布在錐度為錐度為1：16（=14724）的圓錐管壁上。螺紋）的圓錐管壁上。螺紋旋合后，利用本身的變形就可以保證連接的緊密性，不需要任旋合后，利用本身的變形就可以保證連接的緊密性，不需要任何填料，密封簡(jiǎn)單。何填料，密封簡(jiǎn)單。用于高溫高壓系統(tǒng)及潤(rùn)滑系統(tǒng)。用于高溫高壓系統(tǒng)及潤(rùn)滑

17、系統(tǒng)。60圓錐管螺紋圓錐管螺紋螺紋分布在錐度為螺紋分布在錐度為1：16的圓錐管壁上。的圓錐管壁上。用于氣體或液體管路系統(tǒng)用于氣體或液體管路系統(tǒng)依靠螺紋密封的連接螺紋依靠螺紋密封的連接螺紋（水、煤氣管道除外）。（水、煤氣管道除外）。管螺紋的公稱直徑是管子的管螺紋的公稱直徑是管子的公稱通徑。公稱通徑。11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件機(jī)械制造常用螺紋二、傳動(dòng)用螺紋二、傳動(dòng)用螺紋要求效率較高。要求效率較高。1.1.梯形螺紋梯形螺紋= 1515。工藝性好，牙根強(qiáng)度高。用剖分螺母時(shí)，可調(diào)整間隙。應(yīng)用較廣。工藝性好，牙根強(qiáng)度高。用剖分螺母時(shí)，可調(diào)整間隙。應(yīng)用較廣。2.2.鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋工作面工

18、作面= = 3 3，非工作面，非工作面= = 3030，效率較高，牙根強(qiáng)度高。用于單向受力，效率較高，牙根強(qiáng)度高。用于單向受力的傳力螺紋。的傳力螺紋。梯梯 形形30鋸齒形鋸齒形30311.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件機(jī)械制造常用螺紋螺紋的精度等級(jí)螺紋的精度等級(jí)A A級(jí)級(jí)公差小，精度最高，用于配合精確，防振動(dòng)等場(chǎng)公差小，精度最高，用于配合精確，防振動(dòng)等場(chǎng)合；合；B B級(jí)級(jí)用于受載較大且經(jīng)常拆卸，調(diào)整或承受變載荷的用于受載較大且經(jīng)常拆卸，調(diào)整或承受變載荷的連接；連接；C C級(jí)級(jí)用于一般連接，最常用。用于一般連接，最常用。11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.1 螺紋連接的基本類型

19、連接用的螺紋絕大多數(shù)是單線三角形連接用的螺紋絕大多數(shù)是單線三角形螺紋，升角螺紋，升角=1.5-5=1.5-5。11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.1 螺紋連接的基本類型 螺栓連接是利用螺栓連接是利用一端有頭另一一端有頭另一端有螺紋的螺栓端有螺紋的螺栓穿過穿過被連接件被連接件的孔的孔并旋上螺母，將被連接件并旋上螺母，將被連接件連在一起。連在一起。 這種連接無需在被連接件上切這種連接無需在被連接件上切制螺紋，構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，制螺紋，構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便，成本較低，使用時(shí)不受被連接成本較低，使用時(shí)不受被連接材料的限制，材料的限制，應(yīng)用較廣應(yīng)用較廣。 主要用于被連接件不太厚并能主要用于

20、被連接件不太厚并能從連接兩邊進(jìn)行裝配的場(chǎng)合。從連接兩邊進(jìn)行裝配的場(chǎng)合。 鉸制孔用螺栓鉸制孔用螺栓，螺栓桿與孔壁，螺栓桿與孔壁之間沒有間隙。這種螺栓能精之間沒有間隙。這種螺栓能精確固定被連接件的相對(duì)位置，確固定被連接件的相對(duì)位置，并并能承受橫向載荷。能承受橫向載荷。eaal1 1l1 1鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓潘存云教授研制潘存云教授研制dd1.1.螺栓連接螺栓連接11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.1 螺紋連接的基本類型螺釘連接不用螺母，而是直接把螺釘連接不用螺母，而是直接把螺釘?shù)穆菁y部分?jǐn)Q進(jìn)被連接件之螺釘?shù)穆菁y部分?jǐn)Q進(jìn)被連接件之一的螺紋孔中實(shí)現(xiàn)連接。一的螺紋孔中實(shí)現(xiàn)連接。主要用于被

21、連接件之一太厚或結(jié)主要用于被連接件之一太厚或結(jié)構(gòu)上受限制不能采用螺栓連接，構(gòu)上受限制不能采用螺栓連接，且不需經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。且不需經(jīng)常拆裝的場(chǎng)合。2.2.螺釘連接螺釘連接11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.1 螺紋連接的基本類型潘存云教授研制3.3.雙頭螺柱連接雙頭螺柱連接d 雙頭螺柱的雙頭螺柱的兩端均有螺紋兩端均有螺紋。 連接時(shí)，其一端的螺紋緊固連接時(shí)，其一端的螺紋緊固在被連接件之一的螺紋孔中，在被連接件之一的螺紋孔中，另一端則穿過另一被連接件另一端則穿過另一被連接件的孔并用螺母擰緊，從而將的孔并用螺母擰緊，從而將被連接件連在一起。被連接件連在一起。 拆卻時(shí)，只需旋下螺母，螺拆

22、卻時(shí)，只需旋下螺母，螺柱仍留在螺紋孔中，故螺紋柱仍留在螺紋孔中，故螺紋孔不易損壞?？撞灰讚p壞。 主要用于被連接件之一太厚主要用于被連接件之一太厚而又需經(jīng)常拆裝或結(jié)構(gòu)上受而又需經(jīng)常拆裝或結(jié)構(gòu)上受限制不能采用螺栓連接的場(chǎng)限制不能采用螺栓連接的場(chǎng)合。合。11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.1 螺紋連接的基本類型潘存云教授研制p 緊定螺釘連接是把緊定緊定螺釘連接是把緊定螺釘旋入一被連接件的螺釘旋入一被連接件的螺紋孔中，其末端頂住螺紋孔中，其末端頂住另一被連接件的表面或另一被連接件的表面或進(jìn)入該零件上相應(yīng)的凹進(jìn)入該零件上相應(yīng)的凹坑中，以固定兩零件的坑中，以固定兩零件的相對(duì)位置。相對(duì)位置。p

23、 這種連接多用于軸與軸這種連接多用于軸與軸上零件的連接，可以傳上零件的連接，可以傳遞不大的力或扭矩。遞不大的力或扭矩。緊定螺釘緊定螺釘4.4.緊定螺釘連接緊定螺釘連接11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.2 螺紋緊固件螺紋緊固件的品種很多，在機(jī)械制造中常見的有螺紋緊固件的品種很多，在機(jī)械制造中常見的有螺栓、螺釘、雙頭螺柱、螺母、墊圈等。螺栓、螺釘、雙頭螺柱、螺母、墊圈等。這些零件的結(jié)構(gòu)和尺寸都這些零件的結(jié)構(gòu)和尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化已標(biāo)準(zhǔn)化，是一種，是一種商品商品性零件性零件。它們的它們的公稱尺寸為大徑公稱尺寸為大徑d d。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)d d的大的大小在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)手冊(cè)

24、中查出其它尺寸。小在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)手冊(cè)中查出其它尺寸。11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件潘存云教授研制潘存云教授研制螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件螺栓的結(jié)構(gòu)形式螺栓的結(jié)構(gòu)形式LL0d六角頭六角頭LdL0小六角頭小六角頭11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.2 螺紋緊固件dL0L1LL1 -座端長(zhǎng)度座端長(zhǎng)度L0 -螺母端長(zhǎng)度螺母端長(zhǎng)度二、二、螺紋緊固件螺紋緊固件螺螺紋紋緊緊固固件件雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.2 螺紋緊固件螺螺紋紋緊緊固固件件末端末端結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)頭部頭部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓11.3

25、 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.2 螺紋緊固件潘存云教授研制螺螺紋紋緊緊固固件件潘存云教授研制地腳螺栓地腳螺栓 潘存云教授研制起吊螺釘起吊螺釘 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接T 型螺栓型螺栓 11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.2 螺紋緊固件六角螺母六角螺母六角扁螺母六角扁螺母六角厚螺母六角厚螺母圓螺母圓螺母螺螺紋紋緊緊固固件件螺母螺母螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓專用螺紋連接專用螺紋連接11.3 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件11.3.2 螺紋緊固件墊圈墊圈 平墊圈平墊圈薄平墊圈薄平墊圈A型平墊圈型平

26、墊圈B型平墊圈型平墊圈螺母螺母 螺釘、緊定螺釘螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱雙頭螺柱螺栓螺栓螺螺紋紋緊緊固固件件斜墊圈斜墊圈彈簧墊圈彈簧墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈作用：增加支撐面積以減作用：增加支撐面積以減小壓強(qiáng)，避免擰緊螺母擦小壓強(qiáng)，避免擰緊螺母擦傷表面，防松。傷表面，防松。專用螺紋連接專用螺紋連接11.4 螺紋連接的預(yù)緊與防松11.4.1 螺紋連接的預(yù)緊按螺紋連接裝配時(shí)是否擰緊，分為緊連接和松連按螺紋連接裝配時(shí)是否擰緊，分為緊連接和松連接。接。松連接松連接只在承受外載荷時(shí)螺栓才受到力的作用。只在承受外載荷時(shí)螺栓才受到力的作用。大多數(shù)螺紋連接在裝配時(shí)必須擰緊螺母，此時(shí)螺大多數(shù)螺紋連接在裝配

27、時(shí)必須擰緊螺母，此時(shí)螺栓所受的軸向拉力叫栓所受的軸向拉力叫預(yù)緊力預(yù)緊力。這種連接叫。這種連接叫緊螺栓緊螺栓連接連接。1.1.預(yù)緊的目的預(yù)緊的目的u提高連接剛度、緊密性和防松能力。提高連接剛度、緊密性和防松能力。u受拉螺栓連接，可提高疲勞強(qiáng)度；受剪螺栓連接，受拉螺栓連接，可提高疲勞強(qiáng)度；受剪螺栓連接，可增大摩擦力?？稍龃竽Σ亮?。11.4 螺紋連接的預(yù)緊與防松11.4.1 螺紋連接的預(yù)緊2.2.預(yù)緊力的確定預(yù)緊力的確定預(yù)緊力預(yù)緊力F F0 0的值由螺紋連接的要求決定。的值由螺紋連接的要求決定。為了充分發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預(yù)緊可靠，螺為了充分發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預(yù)緊可靠，螺栓的栓的預(yù)緊應(yīng)力一

28、般可達(dá)材料屈服極限的預(yù)緊應(yīng)力一般可達(dá)材料屈服極限的50-70%50-70%。11.4 螺紋連接的預(yù)緊與防松11.4.1 螺紋連接的預(yù)緊3.3.擰緊力矩?cái)Q緊力矩T = TT = T1 1+ T+ T2 2式中式中T T1 1 螺母支承面上的摩擦阻力矩。螺母支承面上的摩擦阻力矩。T T2 2 螺旋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩。螺旋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩。對(duì)于對(duì)于M10-M68M10-M68的粗牙螺紋，可取的粗牙螺紋，可取T = 0.2 FT = 0.2 F0 0d d Nmm Nmm式中式中d d 螺紋公稱直徑，螺紋公稱直徑，mmmm；F F0 0 預(yù)緊力，。預(yù)緊力，。11.4 螺紋連接的預(yù)緊與防松11.4.1

29、 螺紋連接的預(yù)緊. .控制擰緊力矩的方法控制擰緊力矩的方法使用測(cè)力矩扳手或定力矩使用測(cè)力矩扳手或定力矩扳手。扳手。由于摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，這兩種由于摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，這兩種方法的準(zhǔn)確性較差。方法的準(zhǔn)確性較差。測(cè)量擰緊時(shí)螺栓的伸長(zhǎng)量。測(cè)量擰緊時(shí)螺栓的伸長(zhǎng)量。規(guī)定開始擰緊后的扳動(dòng)角規(guī)定開始擰緊后的扳動(dòng)角度或圈數(shù)。度或圈數(shù)。對(duì)重要的有強(qiáng)度要求的螺栓連接，對(duì)重要的有強(qiáng)度要求的螺栓連接，如無控制擰緊力矩的措施，不宜如無控制擰緊力矩的措施，不宜采用小于采用小于1212的螺栓。的螺栓。測(cè)力矩扳手測(cè)力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手11.4 螺紋連接的預(yù)緊與防松11.4.2 螺紋連接的防松連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在

30、靜載荷和工作溫連接用三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時(shí)，不會(huì)自動(dòng)松脫。度變化不大時(shí)，不會(huì)自動(dòng)松脫。但在但在沖擊、振動(dòng)和變載條件沖擊、振動(dòng)和變載條件下，預(yù)緊力可能在某一瞬下，預(yù)緊力可能在某一瞬時(shí)消失，連接仍有可能松動(dòng)而失效。時(shí)消失，連接仍有可能松動(dòng)而失效。高溫下高溫下的螺栓連接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)的螺栓連接，由于溫度變形差異等，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象。生松脫現(xiàn)象。因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮防松，即因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮防松，即防止螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。防止螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。11.4 螺紋連接的預(yù)緊與防松11.4.2 螺紋連接的防松潘存云教授研制防松的方法，按原理分為三類：防松的方法，按原理分

31、為三類： 1. 利用附加摩擦力防松：比較簡(jiǎn)單方便，但不可靠。利用附加摩擦力防松：比較簡(jiǎn)單方便，但不可靠。尼龍圈鎖緊螺母尼龍圈鎖緊螺母彈簧墊圈彈簧墊圈對(duì)頂螺母對(duì)頂螺母11.4 螺紋連接的預(yù)緊與防松11.4.2 螺紋連接的防松潘存云教授研制潘存云教授研制開口銷與六開口銷與六角開槽螺母角開槽螺母串聯(lián)鋼絲串聯(lián)鋼絲2. 采用專門防松元件防松采用專門防松元件防松圓螺母用止動(dòng)墊圈圓螺母用止動(dòng)墊圈潘存云教授研制止動(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈11.4 螺紋連接的預(yù)緊與防松11.4.2 螺紋連接的防松3. 其他方法防松其他方法防松11.5P用沖頭沖用沖頭沖23點(diǎn)點(diǎn)沖點(diǎn)防松法沖點(diǎn)防松法粘合法防松粘合法防松涂粘合劑涂粘合劑11.5

32、 螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算11.5.1 螺紋連接的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則1 1、失效形式、失效形式受拉螺栓受拉螺栓螺栓桿和螺紋可能發(fā)生塑性變形或斷裂螺栓桿和螺紋可能發(fā)生塑性變形或斷裂受剪螺栓受剪螺栓螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生壓潰或被剪斷螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生壓潰或被剪斷靜載荷螺栓連接：靜載荷螺栓連接：靜載荷螺栓連接：多數(shù)為疲勞失效靜載荷螺栓連接：多數(shù)為疲勞失效 受拉螺栓：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證螺栓的拉伸強(qiáng)度受拉螺栓：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證螺栓的拉伸強(qiáng)度受剪螺栓：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度受剪螺栓：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 2 2、設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則與思路、設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則與思路11.5 螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算1

33、1.5.2 松螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算F如吊鉤螺栓，工作前不擰緊，只有工作載荷如吊鉤螺栓，工作前不擰緊，只有工作載荷F F起拉伸作用。起拉伸作用。強(qiáng)度條件為：強(qiáng)度條件為：421dF41Fd 驗(yàn)算用驗(yàn)算用 設(shè)計(jì)用設(shè)計(jì)用 d d1 1螺桿危險(xiǎn)截面直徑（螺桿危險(xiǎn)截面直徑（mmmm）許用拉應(yīng)力許用拉應(yīng)力 N/mm2 (MPa)N/mm2 (MPa) 11.5 螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算11.5.3 緊螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算、緊螺栓連接、緊螺栓連接工作前有預(yù)緊力工作前有預(yù)緊力0工作前擰緊，在擰緊力矩工作前擰緊，在擰緊力矩T作用下：作用下：預(yù)緊力預(yù)緊力0產(chǎn)生拉伸應(yīng)力產(chǎn)生拉伸應(yīng)力螺紋摩擦力矩螺紋摩擦力矩T1產(chǎn)生剪應(yīng)力產(chǎn)生剪應(yīng)

34、力 復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)復(fù)合應(yīng)力狀態(tài):21041dF31201161)(2dtgdFWTT接第四強(qiáng)度理論：接第四強(qiáng)度理論：3.1322ca 強(qiáng)度條件為：強(qiáng)度條件為：43.1210dFca11.5 螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算11.5.3 緊螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算43.1210dFca式中：式中：F0 預(yù)緊力（預(yù)緊力（N） 1.31.3系數(shù)將外載荷提高系數(shù)將外載荷提高30%30%，以考慮螺紋力矩對(duì)，以考慮螺紋力矩對(duì)螺栓連接強(qiáng)度的影響，這樣把拉扭的復(fù)合應(yīng)力螺栓連接強(qiáng)度的影響，這樣把拉扭的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)簡(jiǎn)化為純拉伸來處理，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算手狀態(tài)簡(jiǎn)化為純拉伸來處理，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算手續(xù)，故又稱簡(jiǎn)化計(jì)算法。續(xù)，故又稱簡(jiǎn)化計(jì)算法。1

35、1.5 螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算11.5.3 緊螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算受橫向載荷的受拉緊螺栓連接計(jì)算受橫向載荷的受拉緊螺栓連接計(jì)算QpQpRRRRLmind0特點(diǎn)：桿孔間有間隙，靠擰緊的正壓力特點(diǎn)：桿孔間有間隙，靠擰緊的正壓力( (F0) )產(chǎn)產(chǎn)生摩擦力來傳遞外載荷，保證連接可靠生摩擦力來傳遞外載荷，保證連接可靠( (不產(chǎn)生相對(duì)滑移不產(chǎn)生相對(duì)滑移) )的條件為：的條件為：CFFfm0mfCFF0f接合面間的摩擦系數(shù)；接合面間的摩擦系數(shù)；m接合面數(shù)目；接合面數(shù)目；C防滑系數(shù)（可靠性系數(shù)）防滑系數(shù)（可靠性系數(shù)） C=1.11.3 11.5 螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算11.5.3 緊螺紋連接強(qiáng)度的計(jì)算 當(dāng)當(dāng)f=0.1

36、5，C=1.2，m=1時(shí)：時(shí)：F0=8F，預(yù)緊力應(yīng)至少，預(yù)緊力應(yīng)至少為橫向工作載荷的為橫向工作載荷的8倍。倍。 為增加可靠性，減小直徑，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高承載能力為增加可靠性，減小直徑，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高承載能力可采用如下減載裝置：可采用如下減載裝置： a)a)減載銷減載銷 b)b)減載套筒減載套筒 c)c)減載鍵減載鍵mfCFF011.9 鍵及花鍵連接11.9.1 鍵連接鍵連接的作用：鍵連接的作用：鍵可實(shí)現(xiàn)鍵可實(shí)現(xiàn)軸與軸上軸與軸上零件零件之間的之間的周向固周向固定定以傳遞轉(zhuǎn)矩以傳遞轉(zhuǎn)矩。也可實(shí)現(xiàn)也可實(shí)現(xiàn)軸向固定軸向固定或軸向移動(dòng)或軸向移動(dòng)鍵連接的鍵連接的類型類型按裝配時(shí)是否需要打緊按裝配時(shí)是否需要打

37、緊分為分為松鍵連接：松鍵連接：裝配時(shí)裝配時(shí)不需要打緊，如不需要打緊，如平鍵平鍵連連接，接，半圓鍵半圓鍵連接。連接。緊鍵連接：緊鍵連接：裝配時(shí)裝配時(shí)需要打緊，如需要打緊，如楔鍵楔鍵連接，連接，切向鍵切向鍵連接。連接。11.9 鍵及花鍵連接11.9.1 鍵連接1.1.平鍵連接平鍵連接鍵的鍵的兩側(cè)面是工作面兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間，上表面與輪轂槽底之間留有間隙。定心性好，裝拆方便，隙。定心性好，裝拆方便，應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛。普通平鍵普通平鍵用于靜連接，起周向固定作用，應(yīng)用廣泛。用于靜連接，起周向固定作用，應(yīng)用廣泛。A A型：型：軸槽用指狀銑刀加工，鍵在軸槽中固定良好，軸槽用指狀銑刀加

38、工，鍵在軸槽中固定良好，但鍵頭部不能充分利用，而且軸上鍵槽端部應(yīng)力集中但鍵頭部不能充分利用，而且軸上鍵槽端部應(yīng)力集中較大。較大。B B型：型：軸槽用盤形銑刀加工，軸的應(yīng)力集中較小，但軸槽用盤形銑刀加工，軸的應(yīng)力集中較小，但鍵在軸槽中固定不好。鍵的承載面積大，適用于鍵在軸槽中固定不好。鍵的承載面積大，適用于傳力傳力較大的場(chǎng)合較大的場(chǎng)合。C C型：型：軸槽用指狀銑刀加工，常用于軸槽用指狀銑刀加工，常用于軸的端部軸的端部。11.9 鍵及花鍵連接11.9.1 鍵連接潘存云教授研制普通普通平鍵平鍵結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單圓頭單圓頭(C型型)圓頭圓頭(A型型)平頭平頭(B型型)用指狀銑刀加工，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。

39、用指狀銑刀加工，固定良好，軸槽應(yīng)力集中大。用盤銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。用盤銑刀加工，軸的應(yīng)力集中小。用于軸端。用于軸端。普通平鍵應(yīng)用最廣。普通平鍵應(yīng)用最廣。A型型B型型C型型盤銑刀盤銑刀 11.9 鍵及花鍵連接11.9.1 鍵連接潘存云教授研制工作面工作面間隙間隙軸軸11.9 鍵及花鍵連接11.9.1 鍵連接普通平鍵連接應(yīng)用舉例普通平鍵連接應(yīng)用舉例11.9 鍵及花鍵連接11.9.1 鍵連接起鍵螺孔起鍵螺孔(2)導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵固定螺釘固定螺釘帶轂零件可以在軸上沿著帶轂零件可以在軸上沿著導(dǎo)鍵移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)連接，導(dǎo)鍵移動(dòng)，構(gòu)成動(dòng)連接，用于軸上零件移動(dòng)量不大用于軸上零件移動(dòng)量不大的場(chǎng)合，如變速箱中的

40、滑的場(chǎng)合，如變速箱中的滑移齒輪。移齒輪。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需用螺釘固定在軸上。長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需用螺釘固定在軸上。為便于裝拆，鍵中部制有起鍵螺孔。為便于裝拆，鍵中部制有起鍵螺孔。潘存云教授研制起鍵螺孔起鍵螺孔固定螺釘固定螺釘11.9 鍵及花鍵連接11.9.1 鍵連接兩側(cè)面是工作面兩側(cè)面是工作面，定心性，定心性好，能在軸槽中擺動(dòng)以適好，能在軸槽中擺動(dòng)以適應(yīng)轂槽底面，裝配方便。應(yīng)轂槽底面，裝配方便。用于靜連接，起周向固定用于靜連接，起周向固定作用作用。缺點(diǎn)是鍵槽較深，對(duì)軸的削弱較大，只適用于缺點(diǎn)是鍵槽較深，對(duì)軸的削弱較大，只適用于輕載連接輕載連接。錐形軸端錐形軸端用半圓鍵連接較為方便。用半圓鍵連接較為方便。2.2.半圓鍵連接：半圓鍵連接：11.9 鍵及花鍵連接11.9.1 鍵連接用于靜連接，用于靜連接，上下面是工作面。上下面是工作面。楔鍵連接楔鍵連接（1）普通楔鍵）普通楔鍵（2）鉤頭楔鍵）鉤頭楔鍵 工作時(shí)主要工作時(shí)主要靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，并能靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，并能受單向軸向力。受單向軸向力。 適用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)適用于定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的連接。和低速的連接。3.