螺紋連接和螺旋傳動(dòng)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)第五章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)主要內(nèi)容：1.聯(lián)接的基礎(chǔ)知識(shí)螺紋及螺紋聯(lián)接的類型、特性、標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及防松方法等。2.螺紋連接設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，強(qiáng)度計(jì)算理論和方法，螺栓組受力分析和設(shè)計(jì)。3.螺旋傳動(dòng)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)與螺紋聯(lián)接的異同點(diǎn)，螺旋傳動(dòng)性能（效率、 自鎖等）對(duì)螺紋造型的要求及主要零件（螺桿、螺母）的設(shè)計(jì)計(jì)算方法 。重點(diǎn)和難點(diǎn)：1.螺栓組受力分析2. 承受軸向拉伸載荷的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算§ 1 螺紋一、螺紋的分類聯(lián)接螺紋按功用傳動(dòng)螺紋普通螺紋三角形管螺紋按牙形矩形梯形鋸齒形右旋按螺旋線旋向左旋按螺旋線線數(shù)單線多線二、螺紋的主要參數(shù)1大徑 d公稱直徑

2、，標(biāo)注用。2小徑 d1強(qiáng)度計(jì)算用。3中徑 d2幾何計(jì)算、受力分析用。4線數(shù) n5螺距 p相鄰兩個(gè)牙型上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的軸向距離。6導(dǎo)程 s同一螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動(dòng)的軸向距離。7升角 tg 1 stg 1npd 2d28牙型角 9牙型斜角 第1頁共9頁機(jī)械設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)10接觸高度h內(nèi)外螺紋旋合后接觸面的徑向高度。三、常用螺紋的特點(diǎn)和應(yīng)用§ 2 螺紋副的受力分析、效率和自鎖一、滑塊在斜面上的受力分析、效率和自鎖1 上升（水平驅(qū)動(dòng)力作用下）實(shí)際： PQR 0PQ tg理想： F=0P0Q tg效率：P0tgPtg2 下降（自重作用下）NQ cos平衡條件：FQ sinFfN自鎖條件：tg

3、 1f摩擦角二、螺紋副的受力分析、效率和自鎖f f v vf vf如矩形螺紋vf三角形螺紋f vcos 2v tg1 fv驅(qū)動(dòng)力： PQ tgv效率：tgtgv自鎖條件：v三、討論1 v 一定時(shí)，則當(dāng) =45o-v 時(shí)，效率最高；2第2頁共9頁機(jī)械設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)2 當(dāng) 45o-v 時(shí)，2 傳動(dòng)螺紋：多用多線自鎖可能性聯(lián)接螺紋：?jiǎn)尉€、細(xì)牙3當(dāng) 一定時(shí)，工作面 V 自鎖可能性傳動(dòng)螺紋：采用小 螺紋，如矩形、鋸齒形、梯形。聯(lián)接螺紋：采用大 螺紋，如三角形。§ 3 螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件一、螺紋聯(lián)接的基本類型普通螺栓聯(lián)接1 螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接2 雙頭螺栓聯(lián)接3 螺釘聯(lián)接4

4、 緊定螺釘聯(lián)接除上述四種基本螺栓聯(lián)接外，還有一些特殊結(jié)構(gòu)的聯(lián)接，如地腳螺栓、吊環(huán)螺栓、 T 型槽螺栓聯(lián)接等。二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件螺栓雙頭螺拴常見螺母墊圈聯(lián)接件精度等級(jí)：A 級(jí)精度：精度高，用于要求配合精確、防止振動(dòng)等重要零件的聯(lián)接。B 級(jí)精度：受載較大且經(jīng)常裝拆、調(diào)整或承受變載荷的聯(lián)接。C 級(jí)精度：一般聯(lián)接，最常用。§ 4 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松一、預(yù)緊預(yù)緊目的：增強(qiáng)聯(lián)接的可靠性和緊密性，防止受載后聯(lián)接間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。適當(dāng)預(yù)緊有利于聯(lián)接的可靠性和疲勞強(qiáng)度。預(yù)緊方法：借助測(cè)力矩扳手或定力矩扳手等工具，通過控制擰緊力矩來控制預(yù)緊力的大小，達(dá)到預(yù)緊的目的。（常用）碳素鋼螺栓Q p0.

5、6 0.7sA1預(yù)緊力：Q p0.5 0.6A1合金鋼螺栓s擰緊力距： T=T1+T2螺母支撐面上的摩擦力矩螺紋副阻力矩第3頁共9頁機(jī)械設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)T1d 2Q p d2Ptg22T2f c Q pr fv1D3d3摩擦半徑： r f00D2d23001Qp2D03d 03Td 2tgf cd 0223D02對(duì)于常用的M10 M68粗牙普通鋼制螺紋，T 的平均值：T0.2 Qp d二、防松防松目的：防止在沖擊、振動(dòng)、變載等作用下發(fā)生螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證聯(lián)接的可靠性。對(duì)頂螺母彈簧墊圈摩擦防松自鎖螺母開口銷開槽螺母防松方法：止動(dòng)墊圈機(jī)械防松串聯(lián)鋼絲鉚沖防松化學(xué)防松§ 5單

6、個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算軸向力塑性變形螺栓桿或螺栓螺栓的受載狀態(tài)斷裂壓潰橫向力螺栓桿或孔壁剪斷設(shè)計(jì)準(zhǔn)則受拉螺栓：保證螺栓的靜力（或疲勞）拉伸強(qiáng)度。受剪螺栓：保證螺栓聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。一、松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算工作前，螺母不擰緊，螺栓不受力松強(qiáng)度條件：F或 d14Fd124二、緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算第4頁共9頁機(jī)械設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)工作前，螺母擰緊，螺栓被預(yù)緊緊螺栓受載：拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。Q pd124T1Qptgd220.56d13d131616根據(jù)第四強(qiáng)度理論：23223 0.521.36ca可見，緊螺栓聯(lián)接在擰緊時(shí)雖同時(shí)承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，但在計(jì)算時(shí)，可只按拉伸計(jì)算。

7、此時(shí)，只要將所受拉力增大30%來考慮受扭轉(zhuǎn)的影響即可。1 僅受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件：13Qpca4d12不滑移條件：FQpf2 承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接靜強(qiáng)度條件：疲勞強(qiáng)度條件：1.3Q或41.3Qcad1d124Qmax2maxmind1a24Q pmaxminmind12m24Sca21tcKminSK2 amin無縫隙條件：Qp0或FmaxQpCb1CbCm3 承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接第5頁共9頁機(jī)械設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)擠壓強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件Fppd 0LminF4d02§ 6螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)螺栓布置形式螺栓數(shù)目螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)一、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考

8、慮以下幾方面：1 便于加工、裝拆；2 使各螺栓受力合理，聯(lián)接接合面受力均勻；3 螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距；4 分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng)取成4、 6、 8 等偶數(shù)；5 避免螺栓承受偏心載荷。二、螺栓組聯(lián)接的受力分析受力分析受力最大的螺栓的受力按單個(gè)螺栓強(qiáng)度計(jì)算螺栓尺寸螺栓組1 受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接：靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗橫向載荷。FFZK sFf Q p Z i K sFQpfZ i防滑系數(shù)Ks=1.1 1.3鉸制孔用螺栓聯(lián)接：靠螺栓受剪切和擠壓來抵抗橫向載荷。2 受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接fQ p r1fQ p r2fQ p r zK s T普通螺栓聯(lián)接：

9、QpK s TK sTfr1 r2r zzfrii1鉸制孔用螺栓聯(lián)接：FmaxFirmaxriFmaxT rmaxZz2riFiFi Ti 1i 13 受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接FFZ第6頁共9頁機(jī)械設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)4 受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接FmaxFiLmaxLiM LmaxzFmaxzFiLi MLi2i 1i 1防止接合面受壓最大處被壓潰和受壓最小處出現(xiàn)間隙，應(yīng)保證：p maxpp maxpp minpp max0Z Q ppA因?yàn)?CmMp maxMCb CmWWp maxZ Q pMpAW所以Z QpMp min0A W§ 7 螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力一、材料二、許用

10、應(yīng)力§ 8 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施一、降低螺栓的應(yīng)力幅Cb a :采用細(xì)桿或空心桿螺栓Cm a :不用墊片或硬金屬墊片Cb,C m a二、改善螺紋牙上的載荷分布受拉螺母減小螺距差采用內(nèi)斜螺母鋼絲螺套均載、減振三、減少應(yīng)力集中的影響較大過渡圓角采用退刀槽卸載結(jié)構(gòu)四、采用合理的制造工藝方法冷墩頭部采用滾壓螺紋§ 9 螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)介一、螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用第7頁共9頁機(jī)械設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)傳力螺旋如千斤頂中的螺旋按用途傳導(dǎo)螺旋機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的螺旋調(diào)整螺旋儀表中的微調(diào)螺旋滑動(dòng)螺旋按摩擦性質(zhì)滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋二、滑動(dòng)傳力螺旋的設(shè)計(jì)計(jì)算1 材料選擇要求：強(qiáng)度、耐磨、減摩材料：螺桿： A3、 A5、35、45、65M n 、40Cr碳素鋼、合金鋼螺母：鑄鐵、青銅2 工作能力計(jì)算1） 耐磨性計(jì)算pQQPh ud 2pd 2h H令H（一般 =1.25 3.5 ）則d2d 2Qthp2） 螺桿強(qiáng)度計(jì)算22ca23 2Q3TAWT2或ca1Q 234TAd13） 螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算剪切強(qiáng)度QDbu彎曲強(qiáng)度b6QlbDb 2 u4）