第五章螺紋聯(lián)接

1、第五章 螺紋聯(lián)接與螺旋傳動 51 螺 紋 第二篇 聯(lián) 接如用一個三角形K沿螺旋線運(yùn)動并使K平面始終通過圓柱體軸線YY-這樣就構(gòu)成了三角形螺紋。同樣改變平面圖形K，可得到矩形、梯形、鋸齒形、管螺紋一、螺紋的形成一、螺紋的形成按牙型: 三角形螺紋、管螺紋 聯(lián)接螺紋 矩形、梯形、鋸齒形螺紋傳動螺紋按位置： 內(nèi)螺紋在圓柱孔的內(nèi)表面形成的螺紋 外螺紋在圓柱孔的外表面形成的螺紋三角形螺紋： 粗牙螺紋用于緊固件 細(xì)牙螺紋同樣的公稱直徑下，螺距最小，自鎖性好，適于薄壁細(xì)小零件和沖擊變載等根據(jù)螺旋線繞行方向： 左旋如圖 右旋常用根據(jù)螺旋線頭數(shù)： 單頭螺紋（n=1）用于聯(lián)接 雙頭螺紋（n=2）如圖 多線螺紋（n2

2、）用于傳動二、螺紋的類型二、螺紋的類型1）外徑（大徑）d（D）與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱 面直徑，亦稱公稱直徑2）內(nèi)徑（小徑）d1(D1) 與外螺紋牙底相重合的假想圓柱 面直徑3）中徑d2 在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱 面的直徑，d20.5(d+d1)三、螺紋的主要參數(shù)三、螺紋的主要參數(shù)4）螺 距 P 相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應(yīng)兩點間 的軸向距離5）導(dǎo)程（S）同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線 上的對應(yīng)兩點間的軸向距離6）線 數(shù) n 螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n4 螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：L=nP 7）螺旋升角中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋 線軸線的平面的夾

3、角8）牙型角 螺紋軸向平面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角9）牙型斜角螺紋牙的側(cè)邊與螺紋軸線垂直平面的夾角22/dnParctgdarctgL1。矩形螺紋T擰緊力矩 Q軸向力Q一、矩形螺紋一、矩形螺紋TZZB假定：螺母與螺桿間的作用力是作用在中徑d2的螺旋線上 螺旋副中力的作用可看成是滑塊和斜面間力的作用A22dA 螺母 B 螺桿 F22dFT 四、螺旋副的受力分析、效率及自鎖四、螺旋副的受力分析、效率及自鎖 螺旋副的受力關(guān)系A(chǔ)B 軸向力（相當(dāng)于被聯(lián)接件的板通過螺母作用在螺桿相當(dāng)于被聯(lián)接件的板通過螺母作用在螺桿 上的由彈性變形而引起的軸向力上的由彈性變形而引起的軸向力） F 假想的水平力 當(dāng)擰緊螺母時：

4、 螺旋副可簡化為滑塊螺旋副可簡化為滑塊沿斜面勻速上升沿斜面勻速上升FRfNNRF擰緊力：)tg( QFQQQ)tg(f摩擦角 當(dāng)松開螺母時當(dāng)松開螺母時：2)tg(222dFdFTa擰緊力矩：RFABFR水平支持力：13QQ)tg(QF 矩形螺紋螺旋副的自鎖BANfNnFN（自鎖條件） 螺紋聯(lián)接被擰緊后，若不施加反向的外力矩,雖然受有相當(dāng)大的被聯(lián)接件的彈性恢復(fù)力，也不會自動松開，即為現(xiàn)象cossinQFQFnt若自鎖,須滿足：fNFttFQtgtg11 矩形螺紋螺旋副的效率)(tg2tgTSFa輸入功有效功)( f一定時，當(dāng).1）（0;,42. 2max二、非矩形螺紋二、非矩形螺紋矩非矩NNco

5、scosffQffQfN非矩當(dāng)量摩擦角令： tgf五、常用螺紋的種類、特點與應(yīng)用五、常用螺紋的種類、特點與應(yīng)用具體見表4-1對螺紋的要求：對螺紋的要求： 足夠的強(qiáng)度和良好的工藝性足夠的強(qiáng)度和良好的工藝性聯(lián)接螺紋：聯(lián)接螺紋：自鎖自鎖管管 螺螺 紋：紋：緊密性、氣密性緊密性、氣密性傳動螺紋：傳動螺紋：效率高效率高調(diào)整螺紋：調(diào)整螺紋：精度高精度高起重螺紋：起重螺紋：效率高、自鎖性好效率高、自鎖性好rvarctgfftgcos1)(vtgtg2)(2)(22dQtgdFTQtgFvv螺旋副的自鎖條件為：螺旋副的傳動效率為：克服軸向力Q勻速上升所需的圓周力：1 、普通螺紋、普通螺紋(代號：代號：M GB

6、 192-81)特點：特點：螺紋的牙型角螺紋的牙型角 =2 =60 。因牙型角。因牙型角 大，大，所以當(dāng)量摩擦系數(shù)大，自鎖性能好，主要用于所以當(dāng)量摩擦系數(shù)大，自鎖性能好，主要用于連接。連接。細(xì)牙螺紋與粗細(xì)牙螺紋與粗 牙螺紋的比較牙螺紋的比較粗牙：粗牙：常用常用細(xì)牙的缺點：細(xì)牙的缺點：牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣。牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣。細(xì)牙：細(xì)牙：自鎖性能更好。常用于承受沖擊、振動及變自鎖性能更好。常用于承受沖擊、振動及變載荷、或空心、薄壁零件上及微調(diào)裝置中。載荷、或空心、薄壁零件上及微調(diào)裝置中。2 、矩形螺紋矩形螺紋特點：特點：牙形為正方形，牙形為正方形， =0 ，所以效率高，用于

7、傳動，所以效率高，用于傳動, ,牙根強(qiáng)度弱，加工困難，常被梯形螺紋代替。牙根強(qiáng)度弱，加工困難，常被梯形螺紋代替。3 、梯形螺紋、梯形螺紋(代號：代號：T特點：特點： =2 =30 。比矩形螺紋效率略低。比矩形螺紋效率略低。 牙根強(qiáng)度高，易于對中，易于制造，剖分螺母可消除牙根強(qiáng)度高，易于對中，易于制造，剖分螺母可消除間隙，在螺旋傳動中有廣泛應(yīng)用。間隙，在螺旋傳動中有廣泛應(yīng)用。 r GB 192-81)4、 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋(代號：代號：S JB 923-66)特點：特點：工作邊工作邊 =3 ，非工作邊，非工作邊 =30 ，便于加工。，便于加工。它綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的優(yōu)點

8、它綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的優(yōu)點, ,能承受較大的載荷能承受較大的載荷, ,但只能用于單向傳動。但只能用于單向傳動。5 、圓柱管螺紋、圓柱管螺紋 特點：特點：用于管件連接的三角螺紋，用于管件連接的三角螺紋， =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，適用于壓強(qiáng)在1.61.6MPaMPa以下的連接。以下的連接。6、 圓錐螺紋圓錐螺紋特點：特點：螺紋均布在錐度為螺紋均布在錐度為1:16的管上的管上, =55 或或60 螺紋面間沒有間隙，不用填料，靠牙變形，密封性好，適螺紋面間沒有間隙，不用填料，靠牙變形，密封性好，適用于高溫、高壓的連接。用于高溫、

9、高壓的連接。7、 其它螺紋其它螺紋主要用于金屬薄板的連接主要用于金屬薄板的連接52 螺紋聯(lián)接的類型及螺紋聯(lián)接件 一、螺紋聯(lián)接主要類型1、螺栓聯(lián)接a) 普通螺栓聯(lián)接被聯(lián)接件不太厚，螺桿帶釘頭，通孔不帶螺紋，螺桿穿過通孔與螺母配合使用。裝配后孔與桿間有間隙，并在工作中不許消失，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，可多個裝拆，應(yīng)用較廣。b) 精密螺栓聯(lián)接裝配后無間隙，主要承受橫向載荷，也可作定位用，采用基孔制過渡配合(鉸制孔螺栓聯(lián)接)2、雙頭螺栓聯(lián)接螺桿兩端無釘頭，但均有螺紋，裝配時一端旋入被聯(lián)接件，另一端配以螺母。適于常拆卸而被聯(lián)接件之一較厚時。折裝時只需拆螺母，而不將雙頭螺栓從被聯(lián)接件中擰出。3、螺釘聯(lián)接適于被

10、聯(lián)接件之一較厚（上帶螺紋孔），不需經(jīng)常裝拆，一端有螺釘頭，不需螺母，適于受載較小情況4、緊定螺釘聯(lián)接擰入后，利用桿末端頂住另一零件表面或旋入零件相應(yīng)的缺口中以固定零件的相對位置?？蓚鬟f不大的軸向力或扭矩。5、其它特殊結(jié)構(gòu)的螺紋連接地腳螺栓吊環(huán)螺釘T型槽螺栓二二 、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件各種螺栓各種螺栓雙頭螺柱雙頭螺柱各種螺釘各種螺釘各種螺釘各種螺釘緊定螺釘?shù)念^部緊定螺釘?shù)念^部和末端和末端各種螺母與墊片各種螺母與墊片53 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的預(yù)緊目的目的：防止松動提高可靠性、強(qiáng)度、緊密性F0擰緊阻力矩 T 的大小的大?。?擰緊時預(yù)緊力預(yù)緊力F0螺紋阻力矩螺紋阻力矩 T1 : 1F d

11、2/2F0 tg() d2 /2螺母支持面上的摩擦阻力矩螺母支持面上的摩擦阻力矩T2: TT1T20.2F0d 因 F0 =5T/d 若d小，則F0很大 對于重要的聯(lián)結(jié)，不宜采用對于重要的聯(lián)結(jié)，不宜采用M12的螺栓的螺栓螺栓螺栓預(yù)緊拉力預(yù)緊拉力 被聯(lián)接件被聯(lián)接件預(yù)緊壓力預(yù)緊壓力12T2 fc F0 r m54 螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接的防松 螺栓聯(lián)接擰緊(自鎖) 防松？ 靠摩擦力自鎖靠摩擦力自鎖 ，實際工作中，外載荷有振動、變化、材料高溫蠕變等會造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接松動，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會松馳而失效。因此，必須進(jìn)行防松，否則會影響正常工

12、作，造成事故。要防松要防松防松方法防松方法： 摩擦防松摩擦防松使螺紋接觸面間始終保持一定的壓力(縱向、橫向)始終有阻止螺旋副轉(zhuǎn)動的摩擦阻力矩。 機(jī)械防松機(jī)械防松利用便于更換的金屬元件來約束螺旋副。 不可拆防松不可拆防松焊、鉚沖、涂粘合劑阻止螺旋副相對轉(zhuǎn)動55 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算 針對不同零件的不同失效形式，分別擬定其設(shè)計計算方法，失效形式是設(shè)計計算依據(jù)和出發(fā)點。1 1、失效形式和原因、失效形式和原因 受拉螺栓螺栓桿和螺紋可能發(fā)生塑性變形或斷裂受剪螺栓螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生壓潰或被剪斷b）失效原因：應(yīng)力集中 a）失效形式 工程中螺栓聯(lián)接多數(shù)為疲勞失效 受拉螺栓：設(shè)計準(zhǔn)則為保證螺栓的疲勞拉伸強(qiáng)度和

13、靜強(qiáng)度受剪螺栓：設(shè)計準(zhǔn)則為保證螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 應(yīng)力集中促使疲勞裂紋的發(fā)生和發(fā)展過程2 2、設(shè)計計算準(zhǔn)則、設(shè)計計算準(zhǔn)則螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接一一 松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算 （無（無0 ）緊緊螺栓聯(lián)接 有預(yù)緊力，還有工作拉力有預(yù)緊力，還有工作拉力松松螺栓聯(lián)接 無預(yù)緊力，只有工作拉力無預(yù)緊力，只有工作拉力 FddF4412155 螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算校核設(shè)計緊螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接二二 緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算 （有（有0 ） M10M64的螺栓：05預(yù)緊狀態(tài)的應(yīng)力：ca=有預(yù)緊力，還有工作拉力有預(yù)緊力，還有工作拉力只有預(yù)緊力，無工作拉力只有預(yù)緊力，無工作拉力

14、 21043 . 1dFca緊螺栓緊螺栓擰緊擰緊擰緊力矩擰緊力矩剪應(yīng)力剪應(yīng)力擰緊擰緊預(yù)緊拉力預(yù)緊拉力拉應(yīng)力拉應(yīng)力1只有預(yù)緊力緊螺栓聯(lián)接只有預(yù)緊力緊螺栓聯(lián)接F0的大小與橫的大小與橫向載荷有關(guān)向載荷有關(guān)3 . 13222 受預(yù)緊力受預(yù)緊力0和工作拉力緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度和工作拉力緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度 緊螺栓緊螺栓擰緊預(yù)緊拉力加載工作拉力總拉力總拉力F2 0 + ？擰緊擰緊 伸長伸長 b F0 縮短縮短 m F0 F= FmbbCCC 螺栓螺栓 被聯(lián)接件被聯(lián)接件受載受載 再伸長再伸長 放松 變形協(xié)調(diào)條件：變形協(xié)調(diào)條件： 相同相同被聯(lián)接件所受的壓力：殘余預(yù)緊力殘余預(yù)緊力 F1= F0 F Cb = F0 b 螺栓

15、剛度螺栓剛度 Cm = F0 m 被聯(lián)接件剛度被聯(lián)接件剛度 螺栓的總拉力： F2= F0 +F =F +F1 F2力變形F0FF1 F螺栓的相對剛度螺栓的相對剛度：1）要降低）要降低F2，只有減少螺栓的相對剛度，只有減少螺栓的相對剛度， 即即Cm Cb 2）為保證聯(lián)接的緊密性，）為保證聯(lián)接的緊密性， 應(yīng)保證應(yīng)保證F1 0（1）靜強(qiáng)度公式：F不變不變mbbCCC 212123 . 1443 . 1FddF的取法的取法: : =（1.51.81.51.8）F F有密封要求有密封要求 =（0.20.6）F 載荷穩(wěn)定載荷穩(wěn)定一般聯(lián)接一般聯(lián)接 =（0.61.0）F 載荷不穩(wěn)定載荷不穩(wěn)定 F 地腳螺栓聯(lián)接

16、地腳螺栓聯(lián)接（2）疲勞強(qiáng)度公式：F在在0F之間變化之間變化SSdFCCCcambba21minmax22因因F在在0F之間變化，則之間變化，則F2在在F0 F2之間變應(yīng)力在之間變應(yīng)力在max min之間變之間變210min212max44dFdF詳見P75頁 3 承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接 204dF鉸制孔用螺栓，承受剪切和擠壓來平衡（橫向）載荷鉸制孔用螺栓，承受剪切和擠壓來平衡（橫向）載荷FppLdFmin0螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度：螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度：螺栓桿的剪切強(qiáng)度：螺栓桿的剪切強(qiáng)度：1）d0是螺栓剪切面直徑 2）Lmin螺栓桿與孔壁擠壓 面的最小高度 3）p取兩

17、者之弱者螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的：螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的： 接合面形狀接合面形狀對稱對稱 螺栓布置螺栓布置合理合理 間距間距 邊距邊距 扳手空間扳手空間 接合面與螺栓接合面與螺栓受力均勻受力均勻 加工安裝加工安裝方便方便 螺栓材料直徑螺栓材料直徑 長度相同長度相同一一 螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計56 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接的設(shè)計1 、連接結(jié)合面的幾何形狀常設(shè)計成軸對稱的簡單、連接結(jié)合面的幾何形狀常設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀幾何形狀2、 螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理3 、螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距、螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距扳手空間扳手空間

18、4、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng)、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng) 取取4, 6, 8等等偶數(shù)，以便鉆孔時在圓周上分度和畫線偶數(shù)，以便鉆孔時在圓周上分度和畫線5 、避免螺栓承受偏心載荷避免螺栓承受偏心載荷產(chǎn)生偏心載荷的原因產(chǎn)生偏心載荷的原因斜墊圈的應(yīng)用斜墊圈的應(yīng)用凸面和沉頭座的應(yīng)用凸面和沉頭座的應(yīng)用避免偏載的結(jié)構(gòu)避免偏載的結(jié)構(gòu)二二 螺栓組聯(lián)接的受力分析螺栓組聯(lián)接的受力分析 螺栓組聯(lián)接的受力分析的目的：找出受力最大的螺栓螺栓組聯(lián)接的受力分析的目的：找出受力最大的螺栓并求出其所受力的大小并求出其所受力的大小螺栓組所受載荷類型螺栓組所受載荷類型 橫向載荷橫向載荷軸向載荷軸向載荷轉(zhuǎn)矩（扭矩）轉(zhuǎn)矩（扭矩

19、）傾覆力矩傾覆力矩平衡條件：f F0 ziKs F Ks防滑系數(shù) Ks=1.11.3 F0 Ks F zi f i接合面的數(shù)目 f接合面的摩擦系數(shù) 螺栓本身受剪切和擠壓螺栓本身受剪切和擠壓各螺栓受力為： F= F z z螺栓數(shù)目1）鉸制孔用螺栓聯(lián)接）鉸制孔用螺栓聯(lián)接1 受橫向載荷受橫向載荷F的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接 螺栓本身受預(yù)緊拉力螺栓本身受預(yù)緊拉力F0 擰緊擰緊產(chǎn)生夾緊力產(chǎn)生夾緊力接合面間的摩擦力接合面間的摩擦力承受載荷承受載荷橫向載荷(垂直螺栓軸心線）2）普通螺栓聯(lián)接）普通螺栓聯(lián)接 討論討論: 若若 f =0.2, z=1, i=1, Ks =1.2 ,則則 F0 =Ks F zi f=

20、6 F 1）受橫向載荷普通螺栓受力比鉸制孔用螺栓）受橫向載荷普通螺栓受力比鉸制孔用螺栓 的大，的大， 此時宜采用后者此時宜采用后者 2）若要采用普通螺栓，靠利用減載鍵銷或減載套筒）若要采用普通螺栓，靠利用減載鍵銷或減載套筒螺栓受剪切和擠壓來平衡載荷，各螺栓受力為螺栓受剪切和擠壓來平衡載荷，各螺栓受力為 Fi1）鉸制孔用螺栓聯(lián)接）鉸制孔用螺栓聯(lián)接2 受轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)矩T的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接分析分析：受載后接合面仍為平面，螺栓的剪切變形與其到中心的距受載后接合面仍為平面，螺栓的剪切變形與其到中心的距 離成正比離成正比, ,螺栓剛度相同，故其受剪力螺栓剛度相同，故其受剪力F Fi i也與與其到中心的距

21、離也與與其到中心的距離r ri i成正比。假設(shè)此剪力方向垂直其到中心的向徑成正比。假設(shè)此剪力方向垂直其到中心的向徑 即：即：zirrFFrFrFiiii.,3,2,1maxmaxmaxmax，或力矩平衡條件：TrFizii1受力最大的螺栓的工作剪力：21maxmaxizirTrF2）普通螺栓聯(lián)接）普通螺栓聯(lián)接螺栓本身受預(yù)緊拉力螺栓本身受預(yù)緊拉力F0, ，各螺栓要擰緊產(chǎn)生相同的夾緊力，各螺栓要擰緊產(chǎn)生相同的夾緊力2）普通螺栓聯(lián)接）普通螺栓聯(lián)接分析分析：各螺栓預(yù)緊拉力均為各螺栓預(yù)緊拉力均為F0各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生相同的各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生相同的 摩擦力，并假設(shè)此摩擦力集中作用螺栓中心處摩擦力，并假設(shè)此摩擦

22、力集中作用螺栓中心處, 且方向垂直其到中心的向徑。且方向垂直其到中心的向徑。z螺栓數(shù)目ri 螺栓的向徑Ks防滑系數(shù)ziiszsrfTKrrrfTKF1210.力矩平衡條件：力矩平衡條件：f F0 r1+ f F0 r2 + f F0 rz KsT各螺栓所需受預(yù)緊拉力各螺栓所需受預(yù)緊拉力螺栓受拉力為：螺栓受拉力為： F= F z3 受軸向載荷受軸向載荷F的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接軸向載荷平行螺栓軸心線，各螺栓平均受力軸向載荷平行螺栓軸心線，各螺栓平均受力：此時螺栓除了受工作拉力此時螺栓除了受工作拉力F外，外， 還受預(yù)緊力還受預(yù)緊力F0作用作用分析：分析：M作用前：各螺栓受作用前：各螺栓受預(yù)緊力預(yù)緊

23、力F0 M作用后：一側(cè)螺栓拉力增大，作用后：一側(cè)螺栓拉力增大， 一側(cè)螺栓拉力減少一側(cè)螺栓拉力減少4 受傾覆力矩受傾覆力矩M的螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接iziiLFM1平衡條件：1）螺栓的受力）螺栓的受力ziiziiLMLFLLFM12maxmax1max2maxmaxmaxLLFFii即：為平面）：變形協(xié)調(diào)條件（底板仍受力最大的螺栓所受工作載荷為受力最大的螺栓所受工作載荷為 Li螺栓軸線到的底 板軸 線oo的距離受力最大的螺栓的總拉力為受力最大的螺栓的總拉力為2）被聯(lián)接件和底板）被聯(lián)接件和底板防止接合面被壓潰：防止接合面被壓潰：max=p+ pmax p防止接合面出現(xiàn)縫隙：防止接合面出現(xiàn)縫隙： m

24、in=p - pmax 0WMAzFWMAzFWMCCCMWpppbmmp0min0maxmax 1 則而0max02FCCCFFmbb p查表57W抗彎截面系數(shù) 螺紋聯(lián)接件材料的力學(xué)性能螺栓、螺釘、螺柱的性能等 級共十級見表58和表59 如：48 表示：表示：B=400Mpa ，s=320Mpa 一一 螺紋聯(lián)接件的材料螺紋聯(lián)接件的材料57 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力二二 螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力S、S、Sp安全系數(shù) 見表510：查表時緊螺栓聯(lián)接要試算查表時緊螺栓聯(lián)接要試算 （鑄鐵）鋼）pBpsssSSSSpp ( 1、常用材料：、常用材料：普通連接：

25、普通連接：低碳鋼，中碳鋼，如低碳鋼，中碳鋼，如:Q215、Q235和和10、15、35、45號鋼。號鋼。變載荷或有沖擊、振動的重要連接：變載荷或有沖擊、振動的重要連接：合金鋼，如合金鋼，如: 40 Cr、15MnVB、30CrMnSi。螺母材料一般較相配合的螺栓的硬度低螺母材料一般較相配合的螺栓的硬度低2040HBS。2、螺栓、螺釘、螺柱、螺母性能等級、螺栓、螺釘、螺柱、螺母性能等級一一 降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅58 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施1降低螺栓的剛度：降低螺栓的剛度： 增加螺栓長度增加螺栓長度 采用腰狀桿螺栓或空心螺栓采用腰狀桿螺栓或

26、空心螺栓2增大被聯(lián)接件的剛度：不用墊片或采用增大被聯(lián)接件的剛度：不用墊片或采用 剛度較大的墊片剛度較大的墊片二二 改善螺紋牙上載荷分布不均勻的現(xiàn)象改善螺紋牙上載荷分布不均勻的現(xiàn)象原因：原因：螺母與螺栓的變形性質(zhì)不同螺母與螺栓的變形性質(zhì)不同 螺母與螺栓的剛度不同螺母與螺栓的剛度不同改善措施改善措施：采用均載螺母（懸置螺母、內(nèi)斜螺母采用均載螺母（懸置螺母、內(nèi)斜螺母等）使螺母受拉或改變螺母牙受載位置等）使螺母受拉或改變螺母牙受載位置 采用鋼絲螺套，利用其彈性來均載采用鋼絲螺套，利用其彈性來均載三三 減少應(yīng)力集中的影響減少應(yīng)力集中的影響措施：采用大圓角、卸措施：采用大圓角、卸載槽，加工支承、加球載槽，

27、加工支承、加球面墊圈面墊圈四四 采用合理的制造工藝方法采用合理的制造工藝方法采用冷鐓和滾壓方法，提高疲勞強(qiáng)度一一 、螺旋傳動的類型和應(yīng)用、螺旋傳動的類型和應(yīng)用螺旋傳動按其類型可分為：螺旋傳動按其類型可分為： 調(diào)整螺旋：調(diào)整螺旋：如機(jī)床進(jìn)給的微調(diào)螺旋如機(jī)床進(jìn)給的微調(diào)螺旋 傳力螺旋：傳力螺旋：如千斤頂如千斤頂 傳動螺旋：傳動螺旋：如機(jī)床絲杠如機(jī)床絲杠58 螺旋傳動螺旋傳動螺旋傳動按其螺紋間摩擦性質(zhì)的不同螺旋傳動按其螺紋間摩擦性質(zhì)的不同,可分為可分為: 滑動螺旋：滑動螺旋：滑動摩擦，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，滑動摩擦，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，應(yīng)用最廣。應(yīng)用最廣。 滾動螺旋：滾動螺旋：滾動摩擦滾動摩擦 靜壓螺旋

28、：靜壓螺旋：液體摩擦液體摩擦滑動螺旋牙形：滑動螺旋牙形：多用梯形螺紋多用梯形螺紋,重載起重螺旋也有用鋸齒形螺紋重載起重螺旋也有用鋸齒形螺紋, 對對效率要求高時可用矩形螺紋。效率要求高時可用矩形螺紋。螺旋傳動的應(yīng)用螺旋傳動的應(yīng)用螺旋傳動的應(yīng)用螺旋傳動的應(yīng)用立式加工中心立式加工中心二維數(shù)控臺原理圖二維數(shù)控臺原理圖螺旋傳動的應(yīng)用螺旋傳動的應(yīng)用二維數(shù)控臺二維數(shù)控臺螺旋傳動的應(yīng)用螺旋傳動的應(yīng)用滾珠絲杠滾珠絲杠螺旋傳動的應(yīng)用螺旋傳動的應(yīng)用螺旋千斤頂螺旋千斤頂螺旋傳動的應(yīng)用螺旋傳動的應(yīng)用螺旋受力：螺旋受力：滑動螺旋工作時，螺桿承受軸向載荷和轉(zhuǎn)矩；螺滑動螺旋工作時，螺桿承受軸向載荷和轉(zhuǎn)矩；螺桿和螺母的螺紋牙承

29、受擠壓、彎曲和剪切。桿和螺母的螺紋牙承受擠壓、彎曲和剪切?；瑒勇菪氖问接校夯瑒勇菪氖问接校郝菁y磨損，螺紋磨損，螺桿斷裂，螺桿斷裂，螺紋牙根剪斷和彎斷，螺紋牙根剪斷和彎斷，受壓螺桿很長時還可能失穩(wěn)。受壓螺桿很長時還可能失穩(wěn)。二二 、滑動螺旋的失效形式和材料、滑動螺旋的失效形式和材料螺桿的材料：螺桿的材料：要求有足夠的強(qiáng)度，常用要求有足夠的強(qiáng)度，常用35、45號鋼號鋼;需經(jīng)熱處理以達(dá)需經(jīng)熱處理以達(dá)到高硬度的重要螺桿，則常用合金鋼，如到高硬度的重要螺桿，則常用合金鋼，如65Mn、40Cr、T12、20CrMnTi等。等。螺母材料：螺母材料：除要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿配合時摩擦系除

30、要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿配合時摩擦系數(shù)小和耐磨。數(shù)小和耐磨。常用材料有鑄造青銅，如常用材料有鑄造青銅，如ZCuSn10Pb1, ZCuSn5Pb5Zn5螺母材料選用：螺母材料選用：重載低速使用強(qiáng)度較高的鑄造青銅重載低速使用強(qiáng)度較高的鑄造青銅ZCuAl10Fe3或鑄造黃或鑄造黃銅銅ZCuZn25Al6Fe3Mn3 。低速不重要的螺旋傳動也可用耐磨鑄鐵或灰鑄鐵。低速不重要的螺旋傳動也可用耐磨鑄鐵或灰鑄鐵。三、滑動螺旋的設(shè)計計算三、滑動螺旋的設(shè)計計算1 、耐磨性計算、耐磨性計算 耐磨性計算主要是限制螺耐磨性計算主要是限制螺紋工作表面的壓強(qiáng)，以防止紋工作表面的壓強(qiáng)，以防止過度磨損。過度磨損。假

31、想螺紋牙可以展成一長條，設(shè)螺旋的軸向載荷為假想螺紋牙可以展成一長條，設(shè)螺旋的軸向載荷為F，螺母旋合高度為螺母旋合高度為H、螺距為、螺距為p，螺紋旋合圈數(shù)為，螺紋旋合圈數(shù)為Z=H/p、螺紋工作高度為螺紋工作高度為h、承壓面積為、承壓面積為A，螺紋工作面上的壓，螺紋工作面上的壓強(qiáng)為強(qiáng)為 ps。則螺紋的耐磨性條件為：則螺紋的耐磨性條件為：22phHdFphZdFAFpsMPa若按耐磨性條件設(shè)計螺紋中若按耐磨性條件設(shè)計螺紋中徑徑d2時，可引用系數(shù)時，可引用系數(shù)2dH以消去以消去H2phFpdmm對于矩形和梯形螺紋，對于矩形和梯形螺紋，h=0.5p, 則則8 . 02pFd對于鋸齒形螺紋，對于鋸齒形螺紋，h=0.75p, 則則65. 02pFd系數(shù)系數(shù) 的值：的值：可根據(jù)螺母結(jié)構(gòu)選定，可根據(jù)螺母結(jié)構(gòu)選定，整體式螺母，磨損后間隙不能調(diào)整，取整體式螺母，磨損后間隙不能調(diào)整，取 =1.22.5;剖分式螺母剖分式螺母: =2.53.5;對于傳動精度較高時對于傳動精度較高時,允許允許 =4由于旋合各圈受力不均由于旋合各圈受力不均, 應(yīng)使應(yīng)使Z 10計算出計算出d2后后, 應(yīng)選為標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)選為標(biāo)準(zhǔn)值, 螺紋的其它參