哈爾濱工程大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課件3螺紋聯(lián)接及螺旋傳動(dòng)

第三章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng)3-1概述3-2螺紋3-3螺紋聯(lián)接類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件一、螺紋基礎(chǔ)知識(shí)二、常用螺紋的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用三、螺紋副的受力、效率和自鎖一、聯(lián)接的作用二、聯(lián)接的分類一、螺紋聯(lián)接的類型二、標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件3-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松目錄3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)步驟二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算三、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、螺栓聯(lián)接件的材料與許用應(yīng)力五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施目錄3-6螺旋傳動(dòng)一、聯(lián)接的作用零件構(gòu)件部件機(jī)器聯(lián)接聯(lián)接聯(lián)接二、聯(lián)接的分類1、動(dòng)聯(lián)接：被聯(lián)接零件可相對(duì)運(yùn)動(dòng)—運(yùn)動(dòng)副2、靜聯(lián)接：被聯(lián)接零件無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)—構(gòu)件（1）可拆聯(lián)接：螺紋、鍵、銷、成型聯(lián)接（2）不可拆聯(lián)接：鉚接、焊接、膠結(jié)（3）過(guò)盈配合：溫差法裝入—可拆壓如法裝入—不可拆3-1概述3-2螺紋一、螺紋聯(lián)接的基礎(chǔ)知識(shí)1、螺旋線與螺紋（1）定義：動(dòng)點(diǎn)繞定軸勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并沿軸線方向勻速上升，動(dòng)點(diǎn)軌跡為螺旋線。一、螺紋聯(lián)接的基礎(chǔ)知識(shí)（2）直觀：直角三角形斜邊與圓柱體表面的交線2、螺紋分類（1）螺紋位置：內(nèi)、外螺紋（2）母體形狀：圓柱、圓錐螺紋（3）牙型：三角形、矩形、梯形、矩齒形（4）旋向：左、右3-2螺紋聯(lián)接3、普通螺紋的主要參數(shù)一、螺紋聯(lián)接的基礎(chǔ)知識(shí)β大徑d－公稱直徑（查標(biāo)準(zhǔn)）小徑d1－計(jì)算直徑（強(qiáng)度計(jì)算）中徑d2－幾何直徑（幾何計(jì)算）螺距P－相鄰螺牙對(duì)應(yīng)點(diǎn)間軸向距離線數(shù)n－螺紋螺旋線的數(shù)目導(dǎo)程S－同一螺線相鄰螺牙對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離S=nP升角ψ－螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角牙型角α－螺紋軸截面內(nèi)，牙型兩側(cè)邊的夾角牙側(cè)角β－螺紋軸截面內(nèi)，牙型側(cè)邊與橫截面的夾角工作高度h－內(nèi)外螺紋旋合后的接觸面的徑向高度3-2螺紋聯(lián)接二、常用螺紋的種類、特點(diǎn)和應(yīng)用二、常用螺紋的種類、特點(diǎn)和應(yīng)用1、聯(lián)接螺紋：要求自鎖—三角形螺紋（1）普通螺紋（α=60°）

粗牙：常用的聯(lián)接螺紋細(xì)牙：用于薄壁件或密封處普通螺紋管螺紋（2）管螺紋（α=55°）（英制）—一般管路聯(lián)接圓柱：螺紋中線與管軸線平行牙頂圓角，旋合后無(wú)隙，密封性好圓錐：螺紋中線與管子軸線不平行，自密封性好3-2螺紋聯(lián)接二、常用螺紋的種類、特點(diǎn)和應(yīng)用2、傳動(dòng)螺紋：要求效率高（1）矩形螺紋（α=0°）

效率高，牙根強(qiáng)度差，磨損難補(bǔ)償（2）梯形螺紋（α=30°）效率較高，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中好，磨損后用剖分螺母補(bǔ)償間隙—常用（3）鋸齒形螺紋（β工=3°、β非工=30°）兼?zhèn)渚匦巍⑻菪温菁y的優(yōu)點(diǎn)，非工作面牙根圓角大，強(qiáng)度高矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋三角形矩形梯形矩齒形三、矩形螺紋（牙型角α=00）螺紋副的受力、效率與自鎖使滑塊等速運(yùn)動(dòng)所需要的水平力等速上升：F=Fatan(ψ+ρ)等速上升所需力矩：T=Fd2/2=Fatan(ψ+ρ)d2/23-2螺紋聯(lián)接三、螺紋副的受力、效率與自鎖Fa螺紋副中，螺母所受到的軸向載荷Fa是沿螺紋各圈分布的，為便于分析，用集中載荷Fa代替，并設(shè)Fa作用于中徑d2圓周的一點(diǎn)上。這樣，當(dāng)螺母相對(duì)于螺桿等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，可看作為一滑塊(螺母)沿著以螺紋中徑d2展開，斜度為螺紋升角ψ的斜面上等速滑動(dòng)。1、受力分析勻速擰緊螺母時(shí)，相當(dāng)于以水平力推力F推動(dòng)滑塊沿斜面等速向上滑動(dòng)。設(shè)法向反力為Fn，則摩擦力為fFn，f為摩擦系數(shù)，ρ為摩擦角，ρ=arctanf。由于滑塊沿斜面上升時(shí)，摩擦力向下，故總反力FR與Fa的的夾角為ψ+ρ。由力的平衡條件可知，F(xiàn)R、F和Fa三力組成力封閉三角形，由圖可得：等速下降：F=Fatan(ψ—ρ)等速下降所需力矩：T=Fd2/2=Fatan(ψ—ρ)d2/22、螺紋的自鎖螺母等速松退時(shí)的受力分析：此時(shí)相當(dāng)于滑塊沿斜面等速下滑，由力的封閉三角形，得：若ψ≤ρ，則F≤0，這時(shí)必須加一反向作用力F才會(huì)使滑塊下滑，若不加外力，則不論Fa有多大，滑塊也不會(huì)下滑，這種現(xiàn)象叫"自鎖"。自鎖條件：ψ≤ρ3-2螺紋聯(lián)接三、螺紋副的受力、效率與自鎖3、螺旋副的效率螺旋副效率為有效功W2與輸入功W1之比。螺母在力矩T作用下轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，輸入功W1=2лT，此時(shí)升舉重物所作的有效功W2=Fa

S；故螺旋副的效率為：令f'=f/cosβ稱當(dāng)量摩擦系數(shù)。與當(dāng)量摩擦系數(shù)對(duì)應(yīng)的摩擦角稱為當(dāng)量摩擦角，用ρ/表示。擰緊螺母時(shí)所需的水平推力及轉(zhuǎn)矩：由于矩形螺紋與非矩形螺紋的運(yùn)動(dòng)關(guān)系相同，將ρ/代替ρ后可得：3-2螺紋聯(lián)接三、螺紋副的受力、效率與自鎖4、非矩形螺紋螺紋的牙型角α≠0時(shí)的螺紋為非矩形螺紋，如教材圖3—5b所示。非矩形螺紋的螺桿和螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可看成楔形滑塊沿楔形斜面移動(dòng)；平面時(shí)法向反力FN=Fa;平面時(shí)摩擦力Ff=fFN=fFa;楔形面時(shí)法向反力FN=Fa/cosβ；楔形面摩擦力Ff

=fFN

=fFa/cosβ;使滑塊等速運(yùn)動(dòng)所需要的水平力等速上升：F=Fatan(ψ+ρ/)等速上升所需力矩：T=Fd2/2=Fatan(ψ+ρ/)d2/2等速下降：F=Fatan(ψ-ρ/)等速下降所需力矩：T=Fd2/2=Fatan(ψ-ρ/)d2/2自鎖條件：ψ≤ρ/效率為：由于三角形螺紋的β=α/2=300；梯形螺紋β=α/2=150；鋸齒形螺紋β=30；矩形螺紋β=00，所以各種螺紋的當(dāng)量摩擦系數(shù)之間有如下關(guān)系：f/三角＞f/梯形＞f/鋸齒＞f/矩形可見，三角形螺紋的f/大，自鎖性能好，且牙根強(qiáng)度高，故常用于聯(lián)接。梯形、鋸齒形及矩形螺紋，多用于傳動(dòng)。3-2螺紋聯(lián)接三、螺紋副的受力、效率與自鎖3-2螺紋聯(lián)接三、螺紋副的受力、效率與自鎖3-3螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件一、螺紋聯(lián)接類型1、螺栓聯(lián)接—被聯(lián)件較薄、易做成通孔處，可經(jīng)常拆卸。（1）普通螺栓：被聯(lián)件孔與螺栓桿有間隙，可承受橫向、軸向外載、應(yīng)用最廣（2）鉸制孔用螺栓：被聯(lián)件孔與螺栓桿基孔制過(guò)渡配合，承受橫向外載普通螺栓鉸制孔用螺栓桿孔間隙過(guò)渡配合面螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接：兩被聯(lián)接零件較薄，可做成通孔場(chǎng)合3-3螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件2、雙頭螺柱聯(lián)接被聯(lián)件之一較厚、不易做成通孔，需經(jīng)常拆卸處3-3螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件3、螺釘聯(lián)接被聯(lián)件之一較厚、不易做成通孔，不需經(jīng)常拆卸處3-3螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件4、緊定螺釘聯(lián)接：固定兩零件相對(duì)位置，可傳不大轉(zhuǎn)矩平端緊定螺釘錐端緊定螺釘3-3螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件特殊聯(lián)接：地腳螺栓聯(lián)接,吊環(huán)螺釘聯(lián)接3-3螺紋聯(lián)接的類型與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件二、標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件1、螺紋聯(lián)接件均為標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)中根據(jù)需要按工程尺寸選用2、螺紋聯(lián)接件等級(jí)GB3103.1-82規(guī)定：螺紋聯(lián)接件分A、B、C三級(jí)A級(jí)：精密配合，防振場(chǎng)合B級(jí)：受載較大，常拆卸調(diào)整、變載場(chǎng)合C級(jí)：一般聯(lián)接3-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松一、預(yù)緊—工作前擰緊1、目的：增加螺紋聯(lián)接剛度、緊密性和防松能力2、要求：裝配時(shí)控制預(yù)緊力在規(guī)定范圍內(nèi)（3）測(cè)螺栓伸長(zhǎng)量3、預(yù)緊力控制方法（1）定力矩扳手（2）測(cè)力矩扳手一、預(yù)緊3-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松一、預(yù)緊扳手?jǐn)Q緊力矩——T=F·L,擰緊時(shí)螺母：T=T1+T2T——擰緊力矩T1——螺紋摩擦阻力矩T2——螺母端環(huán)形面與被聯(lián)接件間的摩擦力矩F—作用于手柄上的力，L——力臂

由于直徑過(guò)小的螺栓，容易在擰緊時(shí)過(guò)載拉斷，所以對(duì)于重要的聯(lián)接不宜小于M122)(21dtgFT/0+=-)(31202030302dDdDFfT0c-=

\)](32)([2120203030221dDdDftgdFTTTc/0--++=+=d0.2FT0=15Ld=75FF0=3-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松二、防松1、目的：防止螺桿與螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)3、防松方法2、原因：設(shè)計(jì)條件下ψ≤ρ/，靜載、恒溫條件不會(huì)松脫變載、振動(dòng)、溫差大引起螺牙間摩擦力瞬時(shí)消失—松脫（1）摩擦防松—利用輔助元件（結(jié)構(gòu)）防止螺紋副間摩擦力消失a、彈簧墊圈b、雙螺母防松c、橢圓口自鎖螺母d、橫向切口螺母二、防松3-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松（2）機(jī)械防松—利用防松元件約束螺紋副相對(duì)運(yùn)動(dòng)-沖擊、變載場(chǎng)合止動(dòng)墊片開口銷與開槽螺母二、防松3-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松（2）機(jī)械防松—利用防松元件約束螺紋副相對(duì)運(yùn)動(dòng)-沖擊、變載場(chǎng)合圓螺母止動(dòng)墊片二、防松3-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松（3）破壞螺紋副防松—防松可靠，沖擊振動(dòng)大、重要聯(lián)接沖點(diǎn)法：沖壞螺紋副二、防松端焊法：端部焊死粘結(jié)法：擰緊時(shí)涂膠3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算一、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容與步驟1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定螺栓布置形式、數(shù)量2、受力分析：確定螺栓組中受力最大螺栓和所受最大力3、強(qiáng)度計(jì)算：按受力最大螺栓確定整組螺栓直徑一、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算（一）普通螺栓聯(lián)接傳遞軸向外力1、只受工作載荷作用的螺栓聯(lián)接（工作前不預(yù)緊，例：起重吊鉤）Fa2或拉斷）失效形式：螺栓塑變（1aF）受力分析：（;;MPa][aNF工作載荷螺栓許用應(yīng)力--s][4

321adF）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：（￡=sps3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算2、只受預(yù)緊力的螺栓聯(lián)接（工作前預(yù)緊，工作中受力不變，例：普通設(shè)備蓋板）二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算（1）受力分析合成應(yīng)力：（2）失效形式：螺栓塑變或拉斷注：受拉、剪應(yīng)力復(fù)合作用的螺栓，可按受純拉伸處理,將拉應(yīng)力加大30%計(jì)入剪應(yīng)力的影響。3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算3、受預(yù)緊力F0和工作載荷FE作用的螺栓聯(lián)接（例：氣缸螺栓）（2）受力分析工作載荷FE螺栓受載被聯(lián)接件受載預(yù)緊狀態(tài)FE作用前預(yù)緊拉力F0預(yù)緊壓力F0工作狀態(tài)FE作用后(拉力增加)總載荷

Fa(壓力下降)殘余預(yù)緊力FR二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算Faδb0δc0△δF0F0F0FaFRFE3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算a.總載荷Fa=?;殘余預(yù)緊力FR=？載荷螺栓變形被聯(lián)接件變形變形關(guān)系預(yù)緊狀態(tài)F0作用下伸長(zhǎng)δb0壓縮δc0δb0≠δc0工作狀態(tài)F0、FE共同作用伸長(zhǎng)δb0+Δδ壓縮δc0-ΔδΔδ=Δδ由圖得總載荷:二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算變形力δb0?δ?Fb?FcFaFRFEF0δC03-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算b.△Fb=？由圖知:

螺栓剛度:被聯(lián)接件剛度：二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算變形力δb0?δ?Fb?FcFaFRFEF0δC03-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)論：為減小螺栓總載荷，被聯(lián)接件剛度不宜太??；（3）失效形式：a:被聯(lián)件結(jié)合面出縫隙；b:螺栓塑變或被拉斷二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算cbEabbcFFFkkkkk+=T+<<0

1；時(shí)，當(dāng)acbbbcFFkkkkk?T+>>0

0；時(shí)，當(dāng)討論：kcbbEakkFFF+μ0

；、、kEREcbbbaFFFkkFFFF+=++=D+=00總載荷：3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算（4）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：a:保證被聯(lián)件結(jié)合面不出縫隙二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算b:保證螺栓不拉斷或塑變I:FE為靜載荷（考慮工作時(shí)需要補(bǔ)充擰緊，應(yīng)計(jì)入螺紋力矩的影響）II:FE為變載荷（按應(yīng)力幅校核螺桿疲勞強(qiáng)度）二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算（二）普通螺栓傳遞橫向外力（1）工作原理：結(jié)合面摩擦力平衡橫向外力

二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算（2）受力分析：螺栓受預(yù)緊拉力：F0

被聯(lián)件受預(yù)緊壓力：F0（3）失效形式：（1）螺栓塑變、拉斷

（2）被聯(lián)件相對(duì)滑移（4）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：（1）螺栓不塑變、不拉斷（只受預(yù)緊力）（2）被聯(lián)接件不相對(duì)滑移注：普螺聯(lián)接傳橫向力，螺栓受拉裝拆放便，但所需螺栓直徑大，沖擊、振動(dòng)時(shí)摩擦傳力不可靠。討論:若f=0.2,z=1,m=1,C

=1.2,則

F0=C

F/zm

f=6F

1）普通螺栓靠摩擦力抵抗橫向工作載荷，要求保持比較大的預(yù)緊力，會(huì)使螺栓結(jié)構(gòu)尺寸增加。2）若要采用普通螺栓，靠利用減載鍵、銷或減載套筒。3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算（三）普通螺栓傳遞扭矩1、工作原理：摩擦傳扭矩二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算2、受力分析：螺栓受預(yù)緊拉力：F

0被聯(lián)件受預(yù)緊壓力：F03、失效形式：（1）螺栓塑變、拉斷

（2）被聯(lián)件相對(duì)滑移（轉(zhuǎn)動(dòng)）4、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：（1）螺栓不塑變、不拉斷（只受預(yù)緊力）普螺傳遞力矩fF03-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算（2）被聯(lián)接件不相對(duì)滑動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)）保證不滑動(dòng)，單個(gè)螺栓所需預(yù)緊力普螺傳遞力矩fF03-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算（四）鉸制孔螺栓傳遞橫向外力1、工作原理：桿孔擠壓、螺桿受剪傳遞橫向力二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算2、失效形式：（1）桿孔結(jié)合面壓潰

（2）螺桿剪斷3、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：（1）桿孔不壓潰（2）螺桿不剪斷螺桿受擠壓最小接觸高度螺栓個(gè)數(shù)螺桿直徑螺栓組成受的總橫向外力式中：[δ10----zdF[p許用擠壓應(yīng)力]-s許用剪應(yīng)力]-t鉸制孔螺拴傳遞橫向力δ1d03-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算（五）鉸制孔螺栓傳遞扭矩1、工作原理：桿孔擠壓、螺桿受剪傳遞扭矩二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算2、失效形式：（1）桿孔結(jié)合面壓潰

（2）螺桿剪斷3、受力分析：（1）距回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)螺栓受力最大（2）螺栓所受最大力鉸制孔螺拴傳遞扭矩3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算4、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算（1）桿孔不壓潰（2）螺桿不剪斷][zδ10maxppdFss￡=4][

20maxtZpt￡=dF3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算(六)普通螺栓組承受傾覆力矩二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算1、基本假定（1）螺栓、地基為彈性體；（2）M作用在z-z平面內(nèi)，機(jī)座在M作用下繞O-O轉(zhuǎn)動(dòng)（3）機(jī)座剛性較大，變形后與地基的接觸面仍為平面2、受力分析

螺栓地基左側(cè)螺栓右側(cè)螺栓左側(cè)右側(cè)預(yù)緊狀態(tài)拉拉壓壓工作狀態(tài)↑↑↓↓地基受力FR引起F1c引起螺栓受力3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算2、受力分析二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算FaFEFRF0F1cFcF2cObOcB2B1C1C2A3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算2、受力分析二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算(2)代入(1)力平衡條件變形協(xié)調(diào)條件(2)

maxmaxmaxmaxEiEiEiEiFLLFLFLF=T=(1)

1MLFziiEi=?=傾覆力矩個(gè)螺栓至翻轉(zhuǎn)中心之距第心之距受力最大螺栓至翻轉(zhuǎn)中式中：---MiLLi

max3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算左側(cè)螺栓所受最大力：二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算右側(cè)螺栓所受最小力：3、失效形式（1）螺栓被拉斷（2）機(jī)座與地基的接合面被壓潰或出縫隙FaFEFRF0F1cFcF2cObOcB2B1C1C2A3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算4、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二、受力分析與強(qiáng)度計(jì)算（1）保證螺栓不塑變、不被拉斷（2）左側(cè)不出縫隙（3）右側(cè)不被壓潰3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算三、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的：合理地確定聯(lián)接接合面的幾何形狀和螺栓的布置形式，力求各螺栓和聯(lián)接接合面間受力均勻，便于加工和裝配。（1）聯(lián)接接合面的幾何形狀通常都設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀，如圓形、環(huán)形、矩形、框形、三角形等。不但利于加工制造，更便于對(duì)稱布置螺栓，使栓組的對(duì)稱中心與聯(lián)接結(jié)合面的幾何形心重合，保證聯(lián)接接合面受力均勻。（2）螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。對(duì)于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，不要在平行于工作載荷的方向上成排地布置八個(gè)以上的螺栓，以免在和分布過(guò)于不均。當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時(shí)，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近聯(lián)接接合面邊緣，以減小螺栓的受力。如果同時(shí)承受軸向載荷和較大的橫向載荷，應(yīng)采用銷、套筒、鍵等抗剪零件來(lái)承受橫向載荷，以減小螺栓的預(yù)緊力及其結(jié)構(gòu)尺寸。3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算三、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算三、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。布置螺栓時(shí)，各螺栓軸線以及螺栓軸線和機(jī)體壁間的最小距離，應(yīng)根據(jù)扳手所需活動(dòng)空間的大小來(lái)決定。（4）為了便于在圓周上鉆孔時(shí)的分度和畫線，通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成2，3，4、6、8等偶數(shù)。3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算三、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）避免螺栓承受附加的彎曲載荷。除了在結(jié)構(gòu)上設(shè)法保證載荷不偏心外，還應(yīng)在工藝上保證被聯(lián)接件、螺母和螺栓頭部的支承面平整，并與螺栓軸線相垂直。在鑄、鍛件等的粗糙表面上安裝螺栓時(shí)，應(yīng)制成凸臺(tái)或沉頭座。當(dāng)支承面為傾斜表面時(shí)，應(yīng)采用斜面墊圈。3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算四、螺紋聯(lián)接件的材料性能與許用應(yīng)力四、螺紋聯(lián)接件的材料性能與許用應(yīng)力1、螺紋聯(lián)接件的材料與性能等級(jí)（1）常用材料：碳鋼：Q215-A、Q235-A、35、45—一般聯(lián)接合金鋼：15Cr、20Cr、30CrMnSi等—重要聯(lián)接（2）螺栓、螺母材料性能等級(jí)（表3-9、3-10）a、螺栓材料性能等級(jí)：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9b、螺母的性能等級(jí)：4，5，6，8，9，10，12

螺母性能等級(jí)表示可與該螺母相配最高性能等級(jí)螺栓抗拉強(qiáng)度的1/100

3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算2、螺紋聯(lián)接件的許用應(yīng)力四、螺紋聯(lián)接件的材料性能與許用應(yīng)力（1）許用應(yīng)力影響因素：載荷性質(zhì)：靜、變載荷材料質(zhì)量：性能等級(jí)結(jié)構(gòu)尺寸：尺寸系數(shù)裝配質(zhì)量：載荷控制準(zhǔn)確性（2）許用應(yīng)力安全系數(shù)普通螺栓聯(lián)接許用應(yīng)力與安全系數(shù)螺栓受載情況靜載變載許用應(yīng)力按最大應(yīng)力參看式（1-22）控制預(yù)緊力時(shí)的安全系數(shù)s1.2~1.51.2~1.5S=2.5~4S][s/ss=3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）許用應(yīng)力與安全系數(shù)四、螺紋聯(lián)接件的材料性能與許用應(yīng)力鉸制孔螺栓聯(lián)接許用應(yīng)力與安全系數(shù)載荷性質(zhì)材料螺桿剪切桿孔擠壓許用應(yīng)力安全系數(shù)Sτ許用應(yīng)力安全系數(shù)Sp靜載鋼2.51.25鑄鐵2~2.5變載鋼3.5~51.5鑄鐵][sτs/st=SP[sp/]ss=b[Psp/]ss=SP[sp/]ss=2.5~3][sτs/st=[Psp/]sbs=3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施1、改善螺紋牙間的載荷分配螺牙間變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致牙間載荷分配不均普通螺栓損壞情況統(tǒng)計(jì)如圖Fa3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）均載螺母五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施懸置螺母螺母體、螺栓均受拉內(nèi)斜螺母環(huán)槽螺母3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）鋼絲螺套五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施2、減小螺栓中應(yīng)力幅3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算降低螺栓剛度kb措施：五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施①采用柔性螺栓：增加螺栓長(zhǎng)度、減小螺栓光桿部分的直徑、采用空心螺栓桿②在螺母下安裝彈性元件3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算提高被聯(lián)接件剛度kc措施：五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施①采用剛度大的墊片②用密封環(huán)代替密封軟墊片3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算3、減小螺栓本身應(yīng)力集中圖五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施a加大圓角b卸荷槽b卸載過(guò)渡結(jié)構(gòu)3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算4、避免或減少附加應(yīng)力五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施(保證螺母支撐面平整、螺栓孔正)螺栓的附加應(yīng)力避免附加彎應(yīng)力的措施3-5螺紋聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算5、采用合理制造工藝五、提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施冷墩頭部、滾壓螺紋有利于提高螺栓疲勞強(qiáng)度1）用擠壓法（滾壓法）制造螺栓，疲勞強(qiáng)度提高30~40%2）冷作硬化，表層有殘余應(yīng)力（壓）、氰化、氮化、噴丸等可提高疲勞強(qiáng)度3）熱處理后再進(jìn)行滾壓螺紋，效果更佳，強(qiáng)度提高70~100%，此法具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗功能4）控制單個(gè)螺距誤差和螺距累積誤差螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。

傳動(dòng)形式：a)螺桿轉(zhuǎn)螺母移b)螺桿又轉(zhuǎn)又移（螺母固定）——用得多c)螺母轉(zhuǎn)螺桿移d)螺母又轉(zhuǎn)又移（螺桿固定）——用得少

3-6螺旋傳動(dòng)一、螺旋傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)螺旋傳動(dòng)按其用途，受力情況不同，可分為以下三種類型:1）傳力螺旋——舉重器、千斤頂、加壓螺旋用途：傳遞動(dòng)力，以小轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生大軸向力，要求自鎖特點(diǎn)：低速、間歇工作，傳遞軸向力大、自鎖2）傳導(dǎo)螺旋——機(jī)床進(jìn)給絲杠用途：傳遞運(yùn)動(dòng)，