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1、第三章第三章 螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng)螺紋聯(lián)接與螺旋傳動(dòng)3-1 螺紋基本知識(shí)螺紋基本知識(shí)3-3 單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算3-6 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)3-4 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3-2 螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算3-5 螺紋連接的防松螺紋連接的防松連連 接接機(jī)械動(dòng)連接機(jī)械動(dòng)連接運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副機(jī)械靜連接機(jī)械靜連接焊接、焊接、膠接、膠接、鉚接鉚接螺紋連接螺紋連接、鍵連接、鍵連接銷連接等銷連接等一、螺紋的形成一、螺紋的形成將直角三角形纏繞到直將直角三角形纏繞到直徑為徑為d d2 2的圓柱上，其斜的圓柱上，其斜邊在圓柱上形成的螺旋邊在圓柱上形成的螺旋

2、形體形體螺紋螺紋螺紋的類型（螺紋的類型（表表3-2）（1 1）按螺紋牙形分）按螺紋牙形分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形螺紋鋸齒形螺紋三角形三角形螺紋用螺紋用于聯(lián)接于聯(lián)接3-1 3-1 螺紋聯(lián)接基本知識(shí)螺紋聯(lián)接基本知識(shí)（2 2）按螺紋旋向分）按螺紋旋向分將圓柱體將圓柱體直立判斷：直立判斷：螺紋右傾螺紋右傾為右旋，為右旋，螺紋左傾螺紋左傾為左旋。為左旋。右旋右旋螺紋螺紋 左旋左旋螺紋螺紋（3）按螺紋頭數(shù)分）按螺紋頭數(shù)分單頭單頭多頭多頭單頭螺紋單頭螺紋的自鎖性的自鎖性較好，故較好，故聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋多見單頭多見單頭螺紋。螺紋。（5 5）按螺紋尺寸基制分）按螺紋尺寸基制分米

3、制（毫米）米制（毫米）英制英制（英寸）（英寸）主要用于普通公制聯(lián)接用螺紋。主要用于普通公制聯(lián)接用螺紋。主要用于管螺紋。主要用于管螺紋。（4 4）按螺紋分布位置分）按螺紋分布位置分內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋外螺紋外螺紋（1 1）普通螺紋）普通螺紋牙型為三角形、用米制表達(dá)尺寸、用于緊固的圓柱形聯(lián)接螺紋。牙型為三角形、用米制表達(dá)尺寸、用于緊固的圓柱形聯(lián)接螺紋。1 1）大徑）大徑d d：公稱直徑公稱直徑；2 2）小徑）小徑d d1 1：強(qiáng)度計(jì)算用直徑；強(qiáng)度計(jì)算用直徑；3 3）中徑）中徑d d2 2：螺紋配合用直徑螺紋配合用直徑；4 4）螺距）螺距 P P：中徑線上兩牙之距；中徑線上兩牙之距；5 5）導(dǎo)程）導(dǎo)程 L

4、L：同一條螺旋線上兩牙之距；同一條螺旋線上兩牙之距；（為螺旋線頭數(shù)）（為螺旋線頭數(shù)）二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù)6 6）升角）升角 ：螺柱底平面與中徑線上螺旋線切線之間所夾銳角；螺柱底平面與中徑線上螺旋線切線之間所夾銳角；7 7）牙型角）牙型角 ：螺紋牙型之夾角（螺紋牙型之夾角（=60=60o o 三角螺紋）；三角螺紋）；三角形三角形（2 2）螺紋特點(diǎn)及應(yīng)用螺紋特點(diǎn)及應(yīng)用:矩形矩形=0梯形梯形螺旋副效率螺旋副效率螺旋副自鎖條件螺旋副自鎖條件同一公稱直徑上根據(jù)螺距不同普通螺同一公稱直徑上根據(jù)螺距不同普通螺紋可分為：紋可分為：1 1）普通粗牙螺紋：）普通粗牙螺紋：用于一般聯(lián)接。用于一般聯(lián)接

5、。2 2）普通細(xì)牙螺紋：）普通細(xì)牙螺紋：用于薄壁零件聯(lián)接。用于薄壁零件聯(lián)接。三角形螺紋自鎖性好，三角形螺紋自鎖性好，用于連接螺紋用于連接螺紋。矩形、梯形螺紋傳動(dòng)效率高，矩形、梯形螺紋傳動(dòng)效率高，用于傳動(dòng)用于傳動(dòng)螺螺紋紋。三三、螺紋的精度、螺紋的精度:1 1、普通螺紋的標(biāo)記、普通螺紋的標(biāo)記螺紋代號(hào)螺紋代號(hào)-公差帶代號(hào)公差帶代號(hào)-旋合長(zhǎng)度代號(hào)旋合長(zhǎng)度代號(hào)M和公稱直徑和公稱直徑中徑和頂徑中徑和頂徑公差帶公差帶S、N、L M105g6gS螺紋代號(hào)（普通螺紋，公稱直徑為螺紋代號(hào)（普通螺紋，公稱直徑為10mm）中徑公差帶代號(hào)中徑公差帶代號(hào) 頂徑（大徑）公差帶代號(hào)頂徑（大徑）公差帶代號(hào) 旋合長(zhǎng)度代號(hào)旋合長(zhǎng)度

6、代號(hào) M101 左左6H 螺螺紋紋代代號(hào)號(hào)（公公稱稱直直徑徑為為10mm，螺螺距距為為1mm的的細(xì)牙螺紋，螺紋旋向左旋）細(xì)牙螺紋，螺紋旋向左旋）中徑和頂徑（小徑）公差帶代號(hào)中徑和頂徑（小徑）公差帶代號(hào) M2025H/5g6g 內(nèi)螺紋公差帶代號(hào)內(nèi)螺紋公差帶代號(hào) 外螺紋公差帶代號(hào)外螺紋公差帶代號(hào) 示例示例1 1：M 24 GB196M 24 GB1968181公稱直徑公稱直徑d=24mmd=24mm的普通粗牙螺紋；的普通粗牙螺紋；示例示例2 2：M 24 M 24 1.51.5 GB196 GB1968181公稱直徑公稱直徑d=24mmd=24mm，螺距，螺距P=1.5mmP=1.5mm的普通細(xì)牙

7、螺紋；的普通細(xì)牙螺紋；四、螺紋聯(lián)接的基本類型四、螺紋聯(lián)接的基本類型受拉螺栓聯(lián)接（普通螺栓聯(lián)接）受拉螺栓聯(lián)接（普通螺栓聯(lián)接）受剪螺栓聯(lián)接（鉸制孔用螺栓聯(lián)接）受剪螺栓聯(lián)接（鉸制孔用螺栓聯(lián)接）1）螺栓聯(lián)接）螺栓聯(lián)接2）雙頭螺柱聯(lián)接）雙頭螺柱聯(lián)接3）螺釘聯(lián)接）螺釘聯(lián)接4）緊定螺釘聯(lián)接）緊定螺釘聯(lián)接1、常用標(biāo)準(zhǔn)、常用標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件（1）螺栓）螺栓按精度不同分為：按精度不同分為：普通螺栓、精制螺栓普通螺栓、精制螺栓按頭部形狀分：按頭部形狀分：標(biāo)準(zhǔn)六角頭螺栓、小六角頭螺栓。標(biāo)準(zhǔn)六角頭螺栓、小六角頭螺栓。按直徑特點(diǎn)分為：按直徑特點(diǎn)分為：等徑螺柱、不等徑螺柱等徑螺柱、不等徑螺柱（2）雙頭螺柱）雙頭螺柱

8、按螺紋長(zhǎng)度分為：按螺紋長(zhǎng)度分為：兩端螺紋等長(zhǎng)、兩端螺紋不等長(zhǎng)兩端螺紋等長(zhǎng)、兩端螺紋不等長(zhǎng)（3）螺釘）螺釘主要按頭部形狀分：主要按頭部形狀分：內(nèi)六角頭、六角內(nèi)六角頭、六角頭、開槽圓頭、開槽沉頭、開槽盤頭、頭、開槽圓頭、開槽沉頭、開槽盤頭、開槽十字頭、滾花頭等；開槽十字頭、滾花頭等；主要按端部形狀分：主要按端部形狀分：錐端、平端、長(zhǎng)錐端、平端、長(zhǎng)圓柱端、凹端等緊定螺釘。圓柱端、凹端等緊定螺釘。（4）緊定螺釘）緊定螺釘（5）螺母）螺母按精度不同分為：按精度不同分為：普通螺母、精制螺母普通螺母、精制螺母按厚度不同分為：按厚度不同分為：標(biāo)準(zhǔn)螺母、薄螺母、加厚螺母標(biāo)準(zhǔn)螺母、薄螺母、加厚螺母按功用不同分為：

9、按功用不同分為：一般螺母、防松螺母一般螺母、防松螺母（6）墊圈）墊圈按適用場(chǎng)合分為：按適用場(chǎng)合分為：平墊、薄平墊、斜墊、彈簧墊等。平墊、薄平墊、斜墊、彈簧墊等。2 2、螺紋連接類型、螺紋連接類型（1 1）螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺栓桿部與被聯(lián)接件孔螺栓桿部與被聯(lián)接件孔之間有間隙，孔加工精之間有間隙，孔加工精度要求低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；度要求低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；裝拆方便；螺栓受拉力裝拆方便；螺栓受拉力主要承受軸向載荷；應(yīng)主要承受軸向載荷；應(yīng)用廣泛。用廣泛。普通螺栓普通螺栓聯(lián)接聯(lián)接螺栓桿部與被聯(lián)接件空螺栓桿部與被聯(lián)接件空之間為配合關(guān)系，桿孔之間為配合關(guān)系，桿孔配合精度要求高；螺栓配合精度要求高；螺栓受剪切、擠壓主要用于

10、受剪切、擠壓主要用于橫向載荷大的聯(lián)接。橫向載荷大的聯(lián)接。鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓聯(lián)接聯(lián)接（2 2）雙頭螺柱）雙頭螺柱聯(lián)接聯(lián)接雙頭螺柱雙頭螺柱受拉力，主受拉力，主要適用于被聯(lián)接件之要適用于被聯(lián)接件之一較厚或必須采用盲一較厚或必須采用盲孔，且經(jīng)常拆卸的場(chǎng)孔，且經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合，拆卸時(shí)只需擰下合，拆卸時(shí)只需擰下螺母。螺母。（3 3）螺釘）螺釘聯(lián)接聯(lián)接螺釘螺釘受拉力，主要適受拉力，主要適用于被聯(lián)接件之一較用于被聯(lián)接件之一較厚或必須采用盲孔，厚或必須采用盲孔，且不經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。且不經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。（4 4）緊定螺釘緊定螺釘聯(lián)接聯(lián)接適用于固定兩個(gè)零件間的位置，并可傳遞不適用于固定兩個(gè)零件間的位置，并可傳遞不大

11、的力或轉(zhuǎn)矩。大的力或轉(zhuǎn)矩。（1 1）螺栓組的布置應(yīng)盡可）螺栓組的布置應(yīng)盡可能對(duì)稱，以使接合面受力比較能對(duì)稱，以使接合面受力比較均勻，一般都將接合面設(shè)計(jì)成均勻，一般都將接合面設(shè)計(jì)成對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀，并應(yīng)使對(duì)稱的簡(jiǎn)單幾何形狀，并應(yīng)使螺栓組的對(duì)稱中心與接合面的螺栓組的對(duì)稱中心與接合面的形心重合，如圖所示形心重合，如圖所示.原則：合理確定螺栓組的布置形式及接合面的幾原則：合理確定螺栓組的布置形式及接合面的幾何形狀；使各螺栓受力均勻，便于加工、裝配何形狀；使各螺栓受力均勻，便于加工、裝配3-2 3-2 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析一、螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

12、 （2 2）當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩和轉(zhuǎn)矩時(shí)，還須將螺栓）當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩和轉(zhuǎn)矩時(shí)，還須將螺栓盡可能地布置在靠近接合面邊緣，以減少螺栓中的盡可能地布置在靠近接合面邊緣，以減少螺栓中的載荷。載荷。如果普通螺栓聯(lián)接受較大的橫向載荷，則可用如果普通螺栓聯(lián)接受較大的橫向載荷，則可用套筒、鍵、銷等零件來分擔(dān)橫向載荷，以減小套筒、鍵、銷等零件來分擔(dān)橫向載荷，以減小螺栓的預(yù)緊力和結(jié)構(gòu)尺寸。螺栓的預(yù)緊力和結(jié)構(gòu)尺寸。減荷裝置減荷裝置（3 3）螺栓布置要有合理的距離。在布置螺栓時(shí)，螺栓）螺栓布置要有合理的距離。在布置螺栓時(shí)，螺栓中心線與機(jī)體壁之間、螺栓相互之間的距離，要根據(jù)中心線與機(jī)體壁之間、螺栓相互之間的距離，要根

13、據(jù)扳手活動(dòng)所需的空間大小來決定扳手活動(dòng)所需的空間大小來決定.如下圖和表如下圖和表3-43-4扳手空間扳手空間 （4 4）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)，應(yīng)取為）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)，應(yīng)取為4 4、6 6、8 8等易于等分的數(shù)目，以便于加工。等易于等分的數(shù)目，以便于加工。目的：求出螺栓組中受力最大的螺栓及其所受的力，以便進(jìn)行螺栓目的：求出螺栓組中受力最大的螺栓及其所受的力，以便進(jìn)行螺栓 聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。假設(shè)：假設(shè)：（1 1）所有螺栓的材料、直徑、長(zhǎng)度和預(yù)緊力均相同；（）所有螺栓的材料、直徑、長(zhǎng)度和預(yù)緊力均相同；（2 2）螺栓的對(duì)稱中心與連接結(jié)合面的形心重合；（螺栓的對(duì)稱中心與連接結(jié)

14、合面的形心重合；（3 3）受載后連）受載后連 接結(jié)合面仍保持為平面。接結(jié)合面仍保持為平面。二、螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算二、螺栓組聯(lián)接受力分析與計(jì)算螺栓組聯(lián)接的螺栓組聯(lián)接的基本基本受載類型受載類型有四種：有四種：3受軸向載荷受軸向載荷1受橫向載荷受橫向載荷2受轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)矩4受傾覆力矩受傾覆力矩氣缸螺栓連接圖氣缸螺栓連接圖1 1、受軸向力的緊螺栓組、受軸向力的緊螺栓組連接連接連接連接P P單個(gè)螺栓工作拉力單個(gè)螺栓工作拉力注：如注：如 不通過螺不通過螺栓組的形心，應(yīng)向形栓組的形心，應(yīng)向形心平移后再計(jì)算。心平移后再計(jì)算。2 2、受橫向載荷的螺栓組連接受橫向載荷的螺栓組連接鉸制孔鉸制孔用用螺栓連接螺栓連接

15、Z螺栓的數(shù)目螺栓的數(shù)目 用普通螺栓連接用普通螺栓連接R/2R/2單個(gè)螺栓受剪力單個(gè)螺栓受剪力用普通螺栓連接用普通螺栓連接聯(lián)接的不滑移條件聯(lián)接的不滑移條件：m m接合面數(shù)目（摩擦工作面）；接合面數(shù)目（摩擦工作面）；Q QP P單個(gè)螺栓預(yù)緊力單個(gè)螺栓預(yù)緊力K Kn n安全系數(shù)，一般取安全系數(shù)，一般取1.11.11.31.3例：例：Qp p=100N,=100N,z=3,=3,f=0.15,K=1.2求求F=?=?不滑移的條件：不滑移的條件：FF 3 3、受扭矩的螺栓組連接受扭矩的螺栓組連接a.a.用普通螺栓連接用普通螺栓連接聯(lián)接不轉(zhuǎn)動(dòng)的條件聯(lián)接不轉(zhuǎn)動(dòng)的條件：靠結(jié)合面上的摩擦力承受靠結(jié)合面上的摩擦力

16、承受T。160120T=10Nm,z=6,f=0.15,Kn=1.2求單求單個(gè)螺栓個(gè)螺栓Q Qp p=?=?r1r2r1=60mm,r2=100mm解：不轉(zhuǎn)動(dòng)的條件：解：不轉(zhuǎn)動(dòng)的條件：3-3 3-3 單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算一、失效形式一、失效形式其主要失效形式為：其主要失效形式為：螺栓被剪斷螺栓被剪斷孔壁被壓潰孔壁被壓潰螺栓失效中，螺栓失效中，65%的斷裂發(fā)生在螺母和被聯(lián)接件的接合處。的斷裂發(fā)生在螺母和被聯(lián)接件的接合處。二、受拉螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算二、受拉螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算受拉螺栓聯(lián)接受拉螺栓聯(lián)接松聯(lián)接：不預(yù)緊的。松聯(lián)接：不預(yù)緊的。緊聯(lián)接：預(yù)緊的。緊聯(lián)接：預(yù)緊的。受拉螺栓的失效形式主受拉螺栓的失效形式主要是：要是：螺紋部分的塑性變形。螺紋部分的塑性變形。螺桿的疲勞斷裂。螺桿的疲勞斷裂。單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算1.松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（不預(yù)緊）（不預(yù)緊）松螺栓松螺栓聯(lián)接裝配時(shí)不需要把螺聯(lián)接裝配時(shí)不需要把螺母擰緊，在承受工作載荷前，母擰緊，在承受工作載荷前，除有關(guān)零件的自重外，聯(lián)接并除有關(guān)零件的自重外，聯(lián)接并不受力。不受力。工作中，松螺栓只受工作中，松