第二章 螺紋連接與螺旋傳動

1、 第二章第二章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.1.螺紋連接的基本知識螺紋連接的基本知識2.2.螺紋連接的預(yù)緊和防松螺紋連接的預(yù)緊和防松3.3.單個螺栓連接的強度計算（單個螺栓連接的強度計算（重點重點）4.4.螺栓組連接的設(shè)計計算與實例分析螺栓組連接的設(shè)計計算與實例分析（難點）（難點）5.5.提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施6.6.螺旋傳動螺旋傳動 機(jī)器是零部件通過聯(lián)接實現(xiàn)的有機(jī)組合體。在機(jī)械中，聯(lián)接是指為實現(xiàn)某種功能，使兩個或兩個以上的零件相互接觸，并以某種方式保證一定的位置關(guān)系。如果被聯(lián)接件間相互位置固定，不能作相對運動，稱為靜聯(lián)接，能作相對運動的則

2、稱為動聯(lián)接（如鉸鏈等）。 習(xí)慣上，機(jī)械設(shè)計中的聯(lián)接通常指的是靜聯(lián)接，簡稱聯(lián)接。聯(lián)接的方法很多，有些聯(lián)接需要專門的聯(lián)接件，如箱體與箱蓋的螺紋聯(lián)接，軸與軸上零件（如齒輪、帶輪）的鍵聯(lián)接。聯(lián)接件又稱緊固件，常見的有螺栓、螺母、鍵、銷等；有些聯(lián)接則不需要專門的聯(lián)接件。一、螺紋的形成二、螺紋的主要參數(shù)三、幾種常用螺紋的特點和應(yīng)用一、螺紋的形成一、螺紋的形成一、螺紋的形成一、螺紋的形成螺旋線螺旋線-將一與水平面傾斜角為將一與水平面傾斜角為 的直線繞在圓柱體上，的直線繞在圓柱體上，即可形成一條螺旋線。即可形成一條螺旋線。螺紋螺紋-一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖形通一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該

3、圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。過圓柱體的軸線，就得到螺紋。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紋的旋向分按回轉(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螺紋的牙型螺紋的牙型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紋的旋向分按回轉(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紋的旋向分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外

4、表面分 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外螺紋外螺紋內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋螺紋副螺紋副螺紋配合螺紋配合二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù)3.3.中徑中徑d d2 2 也是一個假想圓也是一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。牙型溝槽和凸起寬度相等。1.大徑大徑d 與外螺紋牙頂與外螺紋牙頂(或內(nèi)或內(nèi)螺紋牙底螺紋牙底)相重合的假想圓柱相重合的假想圓柱體的直徑。體的直徑。2. 小徑小徑 d1 與外螺紋牙底與外螺紋牙底(或或內(nèi)螺紋牙頂內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓相重合的假想圓柱體的直徑。柱體的直徑。

5、4. 螺距螺距P 相鄰兩牙在中徑線上相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。對應(yīng)兩點間的軸向距離。二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù)(5) 導(dǎo)程導(dǎo)程S S = nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距向距P(6) 螺紋升角螺紋升角 中徑中徑d2圓柱上，螺旋線的切圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角的夾角tg=d2 nP 二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù) (7)牙型角牙型角 軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。

6、紋軸線的垂線間的夾角。牙側(cè)角牙側(cè)角 (8)接觸高度接觸高度 h 內(nèi)外螺紋旋合后，接觸面內(nèi)外螺紋旋合后，接觸面的徑向高度。的徑向高度。二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù)三、幾種常用螺紋的特點和應(yīng)用三、幾種常用螺紋的特點和應(yīng)用1.普通螺紋的代號與標(biāo)記普通螺紋的代號與標(biāo)記（1）普通螺紋代號的組成：由螺紋代號M、公稱直徑、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成。粗牙普通螺紋用字母M及公稱直徑表示細(xì)牙普通螺紋用字母M及公稱直徑螺距表示（2）普通螺紋標(biāo)記：注：（注：（1 1）當(dāng)螺紋為左旋時，在螺紋代號之后加）當(dāng)螺紋為左旋時，在螺紋代號之后加“LH”“LH”字、字、右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號。右旋螺紋不標(biāo)注旋

7、向代號。 （2 2）旋合長度有長旋合長度）旋合長度有長旋合長度L L、中等旋合長度、中等旋合長度N N和短和短旋合長度旋合長度S S三種，中等旋合長度三種，中等旋合長度N N不標(biāo)注。不標(biāo)注。 （3 3）公差帶代號中，前者為中徑公差帶代號，后者）公差帶代號中，前者為中徑公差帶代號，后者為頂徑公差帶代號，兩者一致時則只標(biāo)注一個公差帶代號。為頂徑公差帶代號，兩者一致時則只標(biāo)注一個公差帶代號。內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。 （4 4）內(nèi)、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內(nèi)螺）內(nèi)、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內(nèi)螺紋公差帶代號后者為外螺紋公差帶代號，中間用紋公

8、差帶代號后者為外螺紋公差帶代號，中間用“ / ”“ / ”分開。分開。1.普通螺紋的代號與標(biāo)記普通螺紋的代號與標(biāo)記示例示例:普通螺紋的含義普通螺紋的含義v1、普通粗牙螺紋：M12LH-7g-Lv2、普通細(xì)牙螺紋：M121-7H8Hv3、內(nèi)外配合螺紋：M12LH-6H/7gv M121-6H/7g 8g2.梯形螺紋的代號與標(biāo)記梯形螺紋的代號與標(biāo)記說明：單線螺紋只標(biāo)注螺距，多線螺紋標(biāo)注螺距和導(dǎo)程。說明：單線螺紋只標(biāo)注螺距，多線螺紋標(biāo)注螺距和導(dǎo)程。右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號，左旋螺紋用右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號，左旋螺紋用LHLH表示。表示。旋合長度有長旋合長度旋合長度有長旋合長度L L、中等旋合長度、中等

9、旋合長度N N兩種，中兩種，中等旋合長度等旋合長度N N不標(biāo)注。不標(biāo)注。公差帶代號中，螺紋只標(biāo)注中徑公差帶代號。內(nèi)螺公差帶代號中，螺紋只標(biāo)注中徑公差帶代號。內(nèi)螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。內(nèi)、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內(nèi)螺紋公內(nèi)、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內(nèi)螺紋公差帶代號，后者為外螺紋公差帶代號，中間用差帶代號，后者為外螺紋公差帶代號，中間用“ / ”“ / ”分開。分開。 （1 1）梯形螺紋代號組成：）梯形螺紋代號組成： 特征代號特征代號TrTr、公稱直徑、螺紋公差帶、公稱直徑、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成。代號和螺紋旋合長度代號所組

10、成。Tr 24 10 (p5) LH- 7H示例:梯形螺紋的含義梯形螺紋公稱直徑導(dǎo)程螺距左旋中徑公差帶代號2.梯形螺紋的代號與標(biāo)記梯形螺紋的代號與標(biāo)記3、管螺紋標(biāo)記、管螺紋標(biāo)記說明：管螺紋尺寸代號不再稱作公稱直徑，也不是螺紋本說明：管螺紋尺寸代號不再稱作公稱直徑，也不是螺紋本身的任何直徑尺寸，只是一個無單位的代號。身的任何直徑尺寸，只是一個無單位的代號。 管螺紋為英制細(xì)牙螺紋，其公稱直徑近似為管子的管螺紋為英制細(xì)牙螺紋，其公稱直徑近似為管子的內(nèi)孔直徑，以英寸為單位。內(nèi)孔直徑，以英寸為單位。 右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號，左旋螺紋則用右旋螺紋不標(biāo)注旋向代號，左旋螺紋則用LHLH表示。表示。 非螺紋密封

11、管螺紋的外螺紋的公差等級有非螺紋密封管螺紋的外螺紋的公差等級有A A、B B兩級，兩級，A A級精度較高；內(nèi)螺紋的公差等級只有一個，故無公差等級精度較高；內(nèi)螺紋的公差等級只有一個，故無公差等級代號。級代號。 內(nèi)、外螺紋配合在一起時，內(nèi)、外螺紋的標(biāo)注用內(nèi)、外螺紋配合在一起時，內(nèi)、外螺紋的標(biāo)注用“ / ”“ / ”分開，前者為內(nèi)螺紋的標(biāo)注，后者為外螺紋的標(biāo)分開，前者為內(nèi)螺紋的標(biāo)注，后者為外螺紋的標(biāo)注。注。 管螺紋管螺紋用螺紋密封的管螺紋用螺紋密封的管螺紋非螺紋密封的管螺紋非螺紋密封的管螺紋1）非螺紋密封的管螺紋：G 1 A-LH示例:管螺紋的含義2）螺紋密封的管螺紋： R 2 - LHRc 2 R

12、p 2外螺紋公差等級代號圓錐內(nèi)螺紋尺寸代號圓柱內(nèi)螺紋圓錐外螺紋非螺紋密封管螺紋尺寸代號左旋尺寸代號尺寸代號左旋3、管螺紋標(biāo)記、管螺紋標(biāo)記常用螺紋的類型特點和應(yīng)用常用螺紋的類型特點和應(yīng)用常用螺紋的類型特點和應(yīng)用常用螺紋的類型特點和應(yīng)用習(xí)題：習(xí)題：1.螺紋的分類。螺紋的分類。2.螺紋的主要參數(shù)。螺紋的主要參數(shù)。3.解釋下列螺紋代號：解釋下列螺紋代號：M20-5H，M16-5H6H-L，M30X1-6H/5g6g4.有一普通螺栓，已知直徑有一普通螺栓，已知直徑d=20mm,中徑中徑d2=18.376mm,小徑小徑d1=17.294mm，螺距，螺距p=2.5mm，螺紋頭數(shù)，螺紋頭數(shù)n=2，試求：，試求

13、：1）螺栓的導(dǎo)）螺栓的導(dǎo)程程S；2）螺栓的升角）螺栓的升角習(xí)題：習(xí)題：3.解釋下列螺紋代號：解釋下列螺紋代號：M20-5H，M16-5H6H-L，M30X1-6H/5g6g；普通內(nèi)螺紋，公稱直徑為普通內(nèi)螺紋，公稱直徑為20mm，中徑和頂徑公差帶代號均為，中徑和頂徑公差帶代號均為5H；普通內(nèi)螺紋，公稱直徑為普通內(nèi)螺紋，公稱直徑為16mm,中徑公差帶代號為中徑公差帶代號為5H，頂徑公差帶代號為，頂徑公差帶代號為6H，長旋合長度長旋合長度公稱直徑為公稱直徑為30mm，螺距為，螺距為1mm的普通內(nèi)、外螺紋配合。內(nèi)螺紋的中徑與頂徑的普通內(nèi)、外螺紋配合。內(nèi)螺紋的中徑與頂徑公差帶代號為公差帶代號為6H；外螺

14、紋的中徑公差帶代號為；外螺紋的中徑公差帶代號為5g，頂徑公差帶代號為，頂徑公差帶代號為6g4.有一普通螺栓，已知直徑有一普通螺栓，已知直徑d=20mm,中徑中徑d2=18.376mm,小徑小徑d1=17.294mm，螺距，螺距p=2.5mm，螺紋頭數(shù)，螺紋頭數(shù)n=2，試求：，試求：1）螺栓的導(dǎo)）螺栓的導(dǎo)程程S；2）螺栓的升角）螺栓的升角一、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件二、螺紋聯(lián)接的基本類型三、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊四、螺紋聯(lián)接的防松一、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件一、標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件 螺紋聯(lián)接件品種很多，大都已標(biāo)準(zhǔn)化。常用的標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接件品種很多，大都已標(biāo)準(zhǔn)化。常用的標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件有螺栓、螺釘、緊定螺釘、自攻螺釘、雙頭螺柱

15、、螺母和墊件有螺栓、螺釘、緊定螺釘、自攻螺釘、雙頭螺柱、螺母和墊圈。圈。1.螺栓螺栓 機(jī)械零件，配用機(jī)械零件，配用螺母螺母的圓柱形帶螺紋的的圓柱形帶螺紋的緊固緊固件。由頭部和件。由頭部和螺螺桿桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。 按連接的受力方式分：分普通的和有鉸制孔用的。按頭部形按連接的受力方式分：分普通的和有鉸制孔用的。按頭部形狀分：有六角頭的，圓頭的，方形頭的，沉頭的等等。其中六狀分：有六角頭的，圓頭的，方形頭的，沉頭的等等。其中六角頭是最

16、常用的。一般沉頭用在要求連接的地方。角頭是最常用的。一般沉頭用在要求連接的地方。 2.螺釘（螺絲）螺釘（螺絲） 螺釘螺釘Screw ，也有人叫它，也有人叫它“螺絲螺絲”（螺絲釘）、（螺絲釘）、“螺桿螺桿”（螺絲桿）。其實螺絲是通稱，而螺絲釘、螺絲桿都是互有區(qū)（螺絲桿）。其實螺絲是通稱，而螺絲釘、螺絲桿都是互有區(qū)別的。螺絲釘一般叫木螺絲；是前端有尖頭的那種，螺距較大，別的。螺絲釘一般叫木螺絲；是前端有尖頭的那種，螺距較大，一般用于緊固木制件、塑料件。螺絲桿是機(jī)螺絲（機(jī)械螺絲），一般用于緊固木制件、塑料件。螺絲桿是機(jī)螺絲（機(jī)械螺絲），是前端平頭的那種，螺距較小，均勻，一般用于緊固金屬、機(jī)是前端平頭

17、的那種，螺距較小，均勻，一般用于緊固金屬、機(jī)器部件。器部件。 種類有開槽普通螺釘、內(nèi)六角螺釘、十字槽普通螺釘、吊種類有開槽普通螺釘、內(nèi)六角螺釘、十字槽普通螺釘、吊環(huán)螺釘?shù)取－h(huán)螺釘?shù)取?.緊定螺釘（支頭螺釘、定位螺釘）緊定螺釘（支頭螺釘、定位螺釘） 專供固定機(jī)件相對位置用的一種螺釘。使用時，把緊定螺專供固定機(jī)件相對位置用的一種螺釘。使用時，把緊定螺釘旋入待固定的機(jī)件的螺孔中，以螺釘?shù)哪┒司o壓在另一機(jī)件釘旋入待固定的機(jī)件的螺孔中，以螺釘?shù)哪┒司o壓在另一機(jī)件的表面上，即使前一機(jī)件固定在后一機(jī)件上。的表面上，即使前一機(jī)件固定在后一機(jī)件上。4.自攻螺釘自攻螺釘 自攻螺釘，是在金屬或非金屬材料之預(yù)鉆孔中自

18、行攻鉆出所自攻螺釘，是在金屬或非金屬材料之預(yù)鉆孔中自行攻鉆出所配合陰配合陰螺紋螺紋之一種有螺紋扣件。自攻螺釘多用于薄的金屬板之一種有螺紋扣件。自攻螺釘多用于薄的金屬板（鋼板、鋸板等）之間的連接。連接時，先對被連接件制出螺（鋼板、鋸板等）之間的連接。連接時，先對被連接件制出螺紋底孔，再將自攻螺釘擰入被連接件的螺紋底孔中。由于自攻紋底孔，再將自攻螺釘擰入被連接件的螺紋底孔中。由于自攻螺釘?shù)穆菁y表面具有較高的硬度（螺釘?shù)穆菁y表面具有較高的硬度（45HRC），可在被連接件），可在被連接件的螺紋底孔中攻出的螺紋底孔中攻出內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋，從而形成連接。，從而形成連接。 螺釘頭部形狀有圓頭，平頭，半沉頭及沉頭

19、等。由于其自螺釘頭部形狀有圓頭，平頭，半沉頭及沉頭等。由于其自行成型或攻出其配合螺紋，因此在組合上具有高防松能力，且行成型或攻出其配合螺紋，因此在組合上具有高防松能力，且可以裝卸。在小形螺絲上其尺寸，螺紋型式，頭型，攻鉆性能可以裝卸。在小形螺絲上其尺寸，螺紋型式，頭型，攻鉆性能在工程用途上幾乎無可限量在工程用途上幾乎無可限量 。5.雙頭螺柱（雙頭螺栓）雙頭螺柱（雙頭螺栓） 用于連接機(jī)械的固定鏈接功能，雙頭螺栓兩頭都有螺紋，用于連接機(jī)械的固定鏈接功能，雙頭螺栓兩頭都有螺紋，中間的螺桿，有粗的也有細(xì)的。一般用于礦山機(jī)械，橋梁，汽中間的螺桿，有粗的也有細(xì)的。一般用于礦山機(jī)械，橋梁，汽車，摩托車，鍋爐

20、鋼結(jié)構(gòu)，吊塔，大跨度鋼結(jié)構(gòu)和大型建筑等車，摩托車，鍋爐鋼結(jié)構(gòu)，吊塔，大跨度鋼結(jié)構(gòu)和大型建筑等 。主要用途：主要用途： 1.用在主體為大型設(shè)備，需要安裝附件，比如視鏡、機(jī)械密用在主體為大型設(shè)備，需要安裝附件，比如視鏡、機(jī)械密封座封座 、減速機(jī)架等。這時就用到雙頭螺栓，一端擰入主體，安、減速機(jī)架等。這時就用到雙頭螺栓，一端擰入主體，安裝好附件后另一端帶上螺母，由于附件是經(jīng)常拆卸的，裝好附件后另一端帶上螺母，由于附件是經(jīng)常拆卸的，螺紋螺紋會會磨損或損壞，使用雙頭螺栓更換會非常方便。磨損或損壞，使用雙頭螺栓更換會非常方便。 2.用于連接體厚度很大，螺栓長度非常長時，會用雙頭螺栓。用于連接體厚度很大，螺

21、栓長度非常長時，會用雙頭螺栓。 3.用于連接厚板和不便使用六角螺栓連接的地方，如混凝土用于連接厚板和不便使用六角螺栓連接的地方，如混凝土屋架、屋面梁懸掛單軌梁懸掛件等。屋架、屋面梁懸掛單軌梁懸掛件等。6.螺母螺母 螺母就是螺母就是螺帽螺帽,與與螺栓螺栓或或螺桿螺桿擰在一起用來起緊固作用的擰在一起用來起緊固作用的零件，所有生產(chǎn)制造機(jī)械必須用的一種元件。根據(jù)材質(zhì)的不同，零件，所有生產(chǎn)制造機(jī)械必須用的一種元件。根據(jù)材質(zhì)的不同，分為碳鋼、不銹鋼、有色金屬（如銅）等幾大類型。分為碳鋼、不銹鋼、有色金屬（如銅）等幾大類型。 螺母是具有內(nèi)螺紋并與螺栓配合使用的緊固件螺母是具有內(nèi)螺紋并與螺栓配合使用的緊固件,

22、具有內(nèi)螺具有內(nèi)螺紋并與螺桿配合使用用以傳遞運動或動力的機(jī)械零件。紋并與螺桿配合使用用以傳遞運動或動力的機(jī)械零件。 六角螺母六角螺母(Hexagon nut)與螺栓、螺釘配合使用，起連接與螺栓、螺釘配合使用，起連接緊固機(jī)件作用。其中經(jīng)緊固機(jī)件作用。其中經(jīng)1型六角螺母應(yīng)用最廣，型六角螺母應(yīng)用最廣，C級螺母用于級螺母用于表面比較粗糙、對精度要求不高的機(jī)器、設(shè)備或結(jié)構(gòu)上；表面比較粗糙、對精度要求不高的機(jī)器、設(shè)備或結(jié)構(gòu)上；A級級和和B級螺母用于表面比較光潔、對精度要求較高的機(jī)器、設(shè)備級螺母用于表面比較光潔、對精度要求較高的機(jī)器、設(shè)備或結(jié)構(gòu)上?；蚪Y(jié)構(gòu)上。2型六角螺母的厚度型六角螺母的厚度m較厚，多用于常經(jīng)

23、常需要裝較厚，多用于常經(jīng)常需要裝拆的場合。六角薄螺母的厚度拆的場合。六角薄螺母的厚度m較薄，多用于被連接機(jī)件的表較薄，多用于被連接機(jī)件的表面空間受限制的場合。面空間受限制的場合。 7.墊圈墊圈 指墊在被連接件與指墊在被連接件與螺母螺母之間的零件。一般為扁平形的金屬之間的零件。一般為扁平形的金屬環(huán)，用來保護(hù)被連接件的表面不受螺母擦傷，分散螺母對被連環(huán)，用來保護(hù)被連接件的表面不受螺母擦傷，分散螺母對被連接件的壓力接件的壓力 。 平墊圈一般用在連接件中一個是軟質(zhì)地的，一個是硬質(zhì)地平墊圈一般用在連接件中一個是軟質(zhì)地的，一個是硬質(zhì)地較脆的，其主要作用是增大較脆的，其主要作用是增大接觸面積接觸面積，分散，

24、分散壓力壓力，防止把質(zhì)地，防止把質(zhì)地軟的壓壞。而彈簧墊圈的彈簧的基本作用是再螺母擰緊之后給軟的壓壞。而彈簧墊圈的彈簧的基本作用是再螺母擰緊之后給螺母一個力，增大螺母和螺栓之間的摩擦力。彈簧墊圈在一般螺母一個力，增大螺母和螺栓之間的摩擦力。彈簧墊圈在一般機(jī)械產(chǎn)品的承力和非承力結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，其特點是成本低廉、機(jī)械產(chǎn)品的承力和非承力結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，其特點是成本低廉、安裝方便，適用于裝拆頻繁的部位。但是彈簧墊圈的防松能力安裝方便，適用于裝拆頻繁的部位。但是彈簧墊圈的防松能力很低，尤其在歐美各國要求可靠性高的產(chǎn)品中采用率極低，特很低，尤其在歐美各國要求可靠性高的產(chǎn)品中采用率極低，特別是重要的承力結(jié)構(gòu)連

25、接部位早已被拋棄。別是重要的承力結(jié)構(gòu)連接部位早已被拋棄。標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件實物標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件實物二、螺紋聯(lián)接的基本類型二、螺紋聯(lián)接的基本類型 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. 1. 螺栓聯(lián)接螺栓聯(lián)接2. 2. 雙頭螺柱聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接工作原理：工作原理：螺栓受拉力，承螺栓受拉力，承受外載受外載應(yīng)用：應(yīng)用：被聯(lián)接件較厚，被聯(lián)接件較厚，且常拆卸處且常拆卸處3. 3. 螺釘聯(lián)接螺釘聯(lián)接工作原理：工作原理：螺栓受拉承受外載螺栓受拉承受外載應(yīng)用：應(yīng)用：一被聯(lián)件較厚，一被聯(lián)件較厚，但不常拆卸處但不常拆卸處4. 4. 緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘

26、聯(lián)接工作原理：工作原理：靠擰入零件螺紋孔靠擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住中的螺釘末端頂住另一個零件的表面，另一個零件的表面，或者頂入相應(yīng)的凹或者頂入相應(yīng)的凹坑中，將零件固定?？又校瑢⒘慵潭?。應(yīng)用：應(yīng)用：薄壁件聯(lián)接薄壁件聯(lián)接三、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊三、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊 大多數(shù)螺紋聯(lián)接在承受工作載荷之前，裝配時就已經(jīng)擰緊，大多數(shù)螺紋聯(lián)接在承受工作載荷之前，裝配時就已經(jīng)擰緊，稱之為稱之為預(yù)緊預(yù)緊。 螺紋聯(lián)接在承受工作載荷之前預(yù)先受到的一個擰緊作用螺紋聯(lián)接在承受工作載荷之前預(yù)先受到的一個擰緊作用力叫做力叫做預(yù)緊力預(yù)緊力。 裝配時預(yù)緊的螺栓聯(lián)接稱為裝配時預(yù)緊的螺栓聯(lián)接稱為緊螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接。預(yù)緊的目的預(yù)緊的

27、目的防止聯(lián)接松脫，增強可靠性。防止聯(lián)接松脫，增強可靠性。 被聯(lián)接件結(jié)合面具有足夠的緊密性。被聯(lián)接件結(jié)合面具有足夠的緊密性。使結(jié)合面產(chǎn)生摩擦力，以承受橫向載荷。使結(jié)合面產(chǎn)生摩擦力，以承受橫向載荷。三、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊三、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊1.預(yù)緊力的控制可以通過控制擰緊力矩預(yù)緊力的控制可以通過控制擰緊力矩T來實現(xiàn)來實現(xiàn)擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限的的80%。注意：對于重要的聯(lián)接，應(yīng)盡量不采用直徑過?。ㄗ⒁猓簩τ谥匾穆?lián)接，應(yīng)盡量不采用直徑過?。‵ 地腳螺栓聯(lián)接 討論： ） 最不利的情況 ) 1(CPmbKFQQCC)0(CPmbK

28、QQCC） 最理想的情況 ）不允許的情況有縫隙存在，漏氣 FQQpP 0即）降低螺栓受力的措施： a) 必須采用剛度小螺栓（空心、加長、細(xì)頸）b) 加硬墊片或直接擰在凸緣上均可提高強度 ）為聯(lián)接緊密、不漏氣，要求 cpPKFQQ1 0即mbbPCPPPCCCFQKFQFQQFQFQQFQQPP6）計算時可根據(jù)已知條件選擇其一進(jìn)行計算a）軸向靜力緊螺栓聯(lián)接強度計算 靜力F不變，Q為靜力，但考慮補充擰緊防斷 強度條件驗算公式： 43 . 121dQca43 . 11d設(shè)計公式： b）軸向變載荷緊螺栓聯(lián)接強度計算 分析：當(dāng)工作載荷，由0F 21max4dQQ 螺栓總載，由QpQ QP 21min4d

29、QQPp部分載荷，由0F0 21212412/2dFKdFFCa3、當(dāng)驗算不滿足時措施：add1b) 最好改善結(jié)構(gòu)、降低應(yīng)力集中。包括：工藝、結(jié)構(gòu)、制造、CmCb，適當(dāng)提高QP等綜合措施mca)例子：書本例子：書本P93-P94P93-P94螺栓組連接的設(shè)計計算與實例分析螺栓組連接的設(shè)計計算與實例分析一、結(jié)構(gòu)設(shè)計原則二、螺栓組受力分析工程中螺栓皆成組使用，單個使用極少。因此，必須研究栓組設(shè)計和受力分析。它是單個螺栓計算基礎(chǔ)和前提條件。螺栓組聯(lián)接設(shè)計的順序選布局、定數(shù)目、力分析、設(shè)計尺寸 一、結(jié)構(gòu)設(shè)計原則、結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 1、布局要盡量對稱分布，栓組中心與聯(lián)接結(jié)合面形心重合（有利于分度、劃線、鉆孔

30、），以受力均勻2、受剪螺栓組（鉸制孔螺栓聯(lián)接）時，不要在外載作用方向布置8個以上，螺栓要使其受力均勻，以免受力太不均勻，但彎扭作用螺栓組，要適當(dāng)靠接縫邊緣布局，否則受力太不均 3、合理間距，適當(dāng)邊距，以利用扳手裝拆4、避免偏心載荷作用 a）被聯(lián)接件支承面不平突起 b）表面與孔不垂直 c）鉤頭螺栓聯(lián)接防偏載措施：a）凸合；b）凹坑（魚眼坑）；c）斜墊片 二、螺栓組受力分析 目的求受力最大載荷的螺栓前提（假設(shè)）：被聯(lián)接件為剛性不變形，只有地基變形。各螺栓材料、尺寸、擰緊力均相同受力后材料變形在彈性范圍內(nèi)接合面形心與螺栓組形心重合，受力后其接縫面仍保持平面1、受軸向載荷螺栓組聯(lián)接 單個螺栓工作載荷為

31、： F=P/Z P軸向外載 Z螺栓個數(shù) 2、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接特點：普通螺栓，鉸制孔用螺栓皆可用，外載垂直于螺栓軸線、防滑普 通 螺 栓 受拉伸作用鉸制孔螺栓受橫向載荷剪切、擠壓作用。單個螺栓所承受的橫向載荷相等 R=RL/Z3、受橫向扭矩螺栓組聯(lián)接 （1）圓形接合面：單個螺栓所受橫向載荷 rZTR（2）矩形接合面 a)普通螺栓聯(lián)接 由靜平衡條件0TTKTrfQrfQfQrSZPPP21ZiiSZSPrfTKrrrfKTQ121)(則各個螺栓所需的預(yù)緊力為聯(lián)接件不產(chǎn)生相對滑動的條件為：b)鉸制孔螺栓聯(lián)接組 由變形協(xié)調(diào)條件可知，各個螺栓的變形量和受力大小與其中心到接合面形心的距離成正比TrR

32、rRrRrRZiiiZZ12211由假設(shè)板為剛體不變形，工作后仍保持平面，則剪應(yīng)變與半徑成正比。在材料彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比 iiirrRRrRrRmaxmaxmaxmax1由靜平衡條件0TTrRrRrRZZ2211ZiirrTR12maxmax 4、受傾覆（縱向）力矩螺栓組聯(lián)接 特點：M在鉛直平面內(nèi)，繞O-O回轉(zhuǎn)，只能用普通螺栓，取板為受力對象，由靜平衡條件 設(shè)單個螺栓工作載荷為Fi MLFLFLFZZ2211)(1maxmaxmax11LLLFconstLFLFii這里tiiLMLFF12max1max)( 即螺栓桿不拉斷的條件 43 . 121maxdQca43 . 1max1Qd

33、設(shè)計公式 驗算公式 右側(cè)不壓潰條件（被聯(lián)接件） QP作用下接合面的擠壓應(yīng)力 AZQPQPM作用下接合面的擠壓應(yīng)力 WMM maxPPMQPPWMAZQ左側(cè)不開縫的條件 0minWMAZQPMQPP若受有橫向載荷PH，板不滑動條件為： HSHVCPPKPPKZQf)()(1VCHSPPKfPKZQmbmCCCCK被聯(lián)接件相對剛度 實際使用中螺栓組聯(lián)接所受的載荷是以上四種簡單受力狀態(tài)的不同組合。計算時只要分別計算出螺栓組在這些簡單受力狀態(tài)下每個螺栓的工作載荷，然后按向量疊加起來，便得到每個螺栓的總工作載荷，再對受力最大的螺栓進(jìn)行強度計算即可說明：工程中受力情況很復(fù)雜，但均可轉(zhuǎn)化為四種典型情況進(jìn)行解

34、決。 計算公式在對稱分布情況下推導(dǎo)，但不對稱也可以用 取轉(zhuǎn)軸不同，公式計算精度不同。 總設(shè)計思路：螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計（布局、數(shù)目）螺栓組受力分析（載荷類型、狀態(tài)、形式）求單個螺栓的最大工作載荷（判斷哪個最大）按最大載荷的單個螺栓設(shè)計（求d1標(biāo)準(zhǔn)）全組采用同樣尺寸螺栓（互換的目的） 提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施影響聯(lián)接強度的因素很多，如材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、工藝、螺紋牙間、載荷分布、應(yīng)力幅度、機(jī)械性能，而螺栓聯(lián)接的強度又主要取決于螺栓的強度。 改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配減小螺紋的應(yīng)力副減小螺紋的應(yīng)力副減小附加彎曲應(yīng)力減小附加彎曲應(yīng)力螺紋聯(lián)接組的設(shè)計1設(shè)計螺栓組連接時，通

35、常是先進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，即設(shè)計螺栓組連接時，通常是先進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，即確定結(jié)合確定結(jié)合面的形狀、螺栓布置方式和數(shù)目，然后按螺栓組的結(jié)構(gòu)和面的形狀、螺栓布置方式和數(shù)目，然后按螺栓組的結(jié)構(gòu)和承載狀況進(jìn)行受力分析承載狀況進(jìn)行受力分析。l為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證連接結(jié)合面受力均勻，通為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證連接結(jié)合面受力均勻，通常聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀都設(shè)計成常聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀都設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀。軸對稱的簡單幾何形狀。l螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。l 為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一圓周為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，

36、通常分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目取成上的螺栓數(shù)目取成4 4、6 6、8 8等偶數(shù)等偶數(shù)。l螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。各螺栓之間的距離大小既要螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。各螺栓之間的距離大小既要保證聯(lián)接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應(yīng)留有足夠的扳手空。保證聯(lián)接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應(yīng)留有足夠的扳手空。 改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配提高螺紋連接強度的措施提高螺紋連接強度的措施5-5 提高螺栓強度的措施 工作中，螺栓受拉，螺母受壓，從而產(chǎn)生螺距差，導(dǎo)工作中，螺栓受拉，螺母受壓，從而產(chǎn)生螺距差，導(dǎo)致旋合的致旋合的各圈螺紋牙受載各圈螺紋牙受載不均。不均。提高螺栓連接強度的措施

37、提高螺栓連接強度的措施改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配螺栓受拉伸，其螺紋的螺距增大；螺栓受拉伸，其螺紋的螺距增大；螺母受壓縮，其螺紋的螺距減小。螺母受壓縮，其螺紋的螺距減小。約有約有1/3的載荷集中作用在的載荷集中作用在第一圈，第八圈以后的螺第一圈，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷紋牙幾乎不承受載荷 、懸置螺母、懸置螺母螺桿與懸置螺母同時受拉螺桿與懸置螺母同時受拉力，使兩者變形協(xié)調(diào)，可使旋力，使兩者變形協(xié)調(diào)，可使旋合螺紋牙的載荷均勻分配。合螺紋牙的載荷均勻分配。提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施、環(huán)槽螺母、環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母和螺栓在支承面處的變環(huán)槽螺母和螺栓在支承面處的變形

38、性質(zhì)相同（均受拉），從而改形性質(zhì)相同（均受拉），從而改善了旋合圈螺紋的受載狀況。善了旋合圈螺紋的受載狀況。 、內(nèi)斜螺母、內(nèi)斜螺母將螺母旋入端制成將螺母旋入端制成10 15 的內(nèi)錐，的內(nèi)錐，使螺栓受力較大的螺紋圈之受力點外使螺栓受力較大的螺紋圈之受力點外移，螺栓疲勞強度可提高約移，螺栓疲勞強度可提高約20%。 減小螺栓的應(yīng)力幅減小螺栓的應(yīng)力幅增加螺栓的長度增加螺栓的長度減小無螺紋部分螺桿的直徑減小無螺紋部分螺桿的直徑螺桿制成中空結(jié)構(gòu)（柔性螺栓）螺桿制成中空結(jié)構(gòu)（柔性螺栓） 在螺母下安裝彈性元件在螺母下安裝彈性元件 措施措施提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施減小螺栓剛度或增大被連接件的剛

39、度，都能使應(yīng)力幅減小減小螺栓剛度或增大被連接件的剛度，都能使應(yīng)力幅減小 采用合理的制造工藝。采用合理的制造工藝。減小附加彎曲應(yīng)力減小附加彎曲應(yīng)力冷鐓、碾壓、氮化、噴丸等工藝均可提高螺栓的強度。冷鐓、碾壓、氮化、噴丸等工藝均可提高螺栓的強度。提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施球面墊圈球面墊圈帶環(huán)腰的螺栓帶環(huán)腰的螺栓 一、螺旋傳動的類型、特點與應(yīng)用 1、應(yīng)用 螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動將直線運動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動，同時傳遞運動或動力。 2、傳動形式： a)螺桿轉(zhuǎn)螺母移 b)螺桿又轉(zhuǎn)又移（螺平固定）用得多 c) 螺母轉(zhuǎn)螺桿移 d) 螺母

40、又轉(zhuǎn)又移（螺桿固定）用得少 螺旋傳動螺旋傳動按用途分三類： 1）傳力螺旋舉重器、千斤頂、加壓螺旋 特點：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)給匯杠傳遞運動和動力 特點：速度高、連續(xù)工作、精度高 3）調(diào)整螺旋機(jī)床、儀器及測試裝置中的微調(diào)螺旋。 特點：是受力較小且不經(jīng)常轉(zhuǎn)動 3、螺旋傳動類型螺旋傳動按摩擦副的性質(zhì)分： 1、滑動螺旋：構(gòu)造簡單、傳動比大，承載能力高，加工方便、傳動平穩(wěn)、工作可靠、易于自鎖缺 點 ：磨損快、壽命短，低速時有爬行現(xiàn)象（滑移），摩擦損耗大，傳動效率低（3040%）傳動精度低2、滾動螺旋傳動摩擦性質(zhì)為滾動摩擦。滾動螺旋傳動是在具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母之間

41、連續(xù)裝填若干滾動體（多用鋼球），當(dāng)傳動工作時，滾動體沿螺紋滾道滾動并形成循環(huán)。按循環(huán)方式有：內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)兩種 特點：傳動效率高（可達(dá)90%），起動力矩小，傳動靈活平穩(wěn)，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆運動效率相同，可實現(xiàn)逆?zhèn)鲃印?缺點：不自鎖，需附加自鎖裝置，抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，成本較高。 3、靜壓螺旋液體摩擦，靠外部液壓系統(tǒng)提高壓力油，壓力油進(jìn)入螺桿與螺母螺紋間的油缸，促使螺桿、螺母、螺紋牙間產(chǎn)生壓力油膜而分隔開 特點：摩擦系數(shù)小，效率高，工作穩(wěn)定，無爬行現(xiàn)象，定位精度高，磨損小，壽命長。但螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜（需密封），需一穩(wěn)壓供油系統(tǒng)、成本較高。適用于精密機(jī)床中進(jìn)給和分度機(jī)構(gòu) 二、滑動螺旋的設(shè)計計算 1、結(jié)構(gòu)與材料 千斤頂?shù)湫徒Y(jié)構(gòu) 2、耐磨性計算 滑動螺旋中磨損是最主要的一種失效形式，它會引起傳動精度下降，空間大，并使強度下降。 磨損的影響因素：工作面的比壓，螺紋表面質(zhì)量，滑動速度和潤滑狀態(tài) 所以耐磨性計算主要限制螺紋工作面上比壓P要求小于材料的許用比壓當(dāng)速度相同時，比壓大，磨損量大潤滑油不