螺紋聯(lián)接及螺旋機(jī)構(gòu)

1、 螺紋聯(lián)接及螺旋機(jī)構(gòu)1 螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖3 螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件4 螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算5 設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題6 螺旋機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)螺旋機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)1 1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋聯(lián)接和螺旋機(jī)構(gòu)都是利用螺紋零件工作的。螺紋聯(lián)接和螺旋機(jī)構(gòu)都是利用螺紋零件工作的。前者起緊固作用，要求保證聯(lián)接強(qiáng)度及緊密性；前者起緊固作用，要求保證聯(lián)接強(qiáng)度及緊密性；后者是傳動零件，要求保證傳動精度、效率

2、和后者是傳動零件，要求保證傳動精度、效率和磨損壽命等。磨損壽命等。聯(lián)接聯(lián)接不可拆聯(lián)接：焊接、鉚接、膠接等。不可拆聯(lián)接：焊接、鉚接、膠接等。可拆聯(lián)接：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接等可拆聯(lián)接：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接等1 1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型一、螺紋的形成一、螺紋的形成根據(jù)平面圖形的形狀，根據(jù)平面圖形的形狀，螺紋可分為三角形螺紋、螺紋可分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。鋸齒形螺紋等。外螺紋、內(nèi)螺紋外螺紋、內(nèi)螺紋1 1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型按螺旋線的繞行方向，按螺旋線的繞行方向，可分為左旋

3、和右旋?？煞譃樽笮陀倚０绰菪€的數(shù)目，可分按螺旋線的數(shù)目，可分為單線、雙線、三線或?yàn)閱尉€、雙線、三線或多線螺紋。單線螺紋通多線螺紋。單線螺紋通常用于聯(lián)接，也用于傳常用于聯(lián)接，也用于傳動；雙線、三線、四線動；雙線、三線、四線螺紋多用于傳動。螺紋多用于傳動。1 1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型1 1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù)大徑大徑d 與外螺紋牙頂與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱體的直相重合的假想圓柱體的直徑，亦稱徑，亦稱公稱直徑公稱直徑，通常，通常以公稱直徑表示螺紋大小以公稱直徑表示螺紋大小,如：

4、如：M25 ；小徑小徑d1 與外螺紋牙底相重合的假想圓柱體的與外螺紋牙底相重合的假想圓柱體的直徑直徑,即即危險(xiǎn)剖面直徑危險(xiǎn)剖面直徑, (計(jì)算直徑計(jì)算直徑)；中徑中徑d2 在軸向剖面內(nèi)，母線通過牙厚等于牙在軸向剖面內(nèi)，母線通過牙厚等于牙槽寬的假想圓柱體直徑槽寬的假想圓柱體直徑,即即幾何直徑幾何直徑；1 1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺距螺距P 相鄰兩牙對應(yīng)相鄰兩牙對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離；兩點(diǎn)間的軸向距離； 導(dǎo)程導(dǎo)程Ph 同一條螺旋同一條螺旋線上的相鄰兩牙對應(yīng)兩點(diǎn)間線上的相鄰兩牙對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離的軸向距離 (單線：單線：Ph=P，多線多線Ph=nP)； 螺旋升角螺

5、旋升角 在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線平面的夾角直于螺紋軸線平面的夾角: 2tanhPd牙型角牙型角 軸向截面內(nèi)，螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊軸向截面內(nèi)，螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角；螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂直平面的的夾角；螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角稱為牙側(cè)角，對稱牙型的牙側(cè)角夾角稱為牙側(cè)角，對稱牙型的牙側(cè)角21 1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型主要用于聯(lián)接主要用于聯(lián)接1 1螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型螺紋的形成、主要參數(shù)及常用類型主要用于傳動主要用于傳動2 2螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖一、

6、矩形螺紋一、矩形螺紋等速上升等速上升tan()FQ等速下降等速下降tan()FQ當(dāng)擰緊螺母時，螺母轉(zhuǎn)一周所需的輸入功為當(dāng)擰緊螺母時，螺母轉(zhuǎn)一周所需的輸入功為122tan()AF dQd 等速上升等速上升等速下降等速下降2 2螺旋副的受力分析、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖此時舉起重物所做的有效功為此時舉起重物所做的有效功為22tanAQSQ d旋轉(zhuǎn)螺母而舉起重物時，螺旋副的效率為旋轉(zhuǎn)螺母而舉起重物時，螺旋副的效率為21tantan()AA令令tantan()0dddd當(dāng)當(dāng) 時，螺旋副的效率最高。一般取時，螺旋副的效率最高。一般取45220 45自鎖條件：自鎖條件：2 2螺旋副的受力分析

7、、效率和自鎖螺旋副的受力分析、效率和自鎖二、三角形螺紋二、三角形螺紋2sin2cosQQN2cosfvfFfNQf Q當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)cosvff三角形螺紋的摩擦阻力三角形螺紋的摩擦阻力大于矩形螺紋大于矩形螺紋各力之間的關(guān)系及效率公式等都與矩形螺紋中的分析相似，各力之間的關(guān)系及效率公式等都與矩形螺紋中的分析相似，只需將只需將f和和 相應(yīng)的改為相應(yīng)的改為 和和 即可。即可。vfv力的關(guān)系力的關(guān)系tan()vFQ自鎖條件自鎖條件v效率效率tantan()v3 3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件一、螺紋聯(lián)接的基本類型一、螺紋聯(lián)接的基本類型1、螺栓聯(lián)接、螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓

8、聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接鉸制孔螺栓聯(lián)接多采用基孔制多采用基孔制過渡配合過渡配合被聯(lián)接件必須被聯(lián)接件必須打成通孔打成通孔3 3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件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3 3螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接和螺紋聯(lián)接件4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 螺栓聯(lián)接的計(jì)算，通常是先根據(jù)聯(lián)接的裝配螺栓聯(lián)接的計(jì)算，通常是先根據(jù)聯(lián)接的裝配情況、外載荷的大小和方向以及是否需要在外情況、外載荷的大小和方向以及是否需要在外載荷作用下補(bǔ)充擰緊等來確定螺栓的載荷作用下補(bǔ)充擰緊等來確定螺栓的受

9、力受力，然，然后再按強(qiáng)度條件確定螺栓后再按強(qiáng)度條件確定螺栓危險(xiǎn)截面的尺寸危險(xiǎn)截面的尺寸。 螺栓的其他尺寸以及螺母、墊圈的尺寸均螺栓的其他尺寸以及螺母、墊圈的尺寸均可隨之由標(biāo)準(zhǔn)選定。可隨之由標(biāo)準(zhǔn)選定。4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算一、松螺栓聯(lián)接一、松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度條件為強(qiáng)度條件為214QQAd14Qd 4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算二、緊螺栓聯(lián)接二、緊螺栓聯(lián)接1.受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接為防止相對滑動，要滿足如下條件：為防止相對滑動，要滿足如下條件：pspsfQ ziK FQK FfziFF4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算擰緊螺母時，危險(xiǎn)截面上

10、既有擰緊螺母時，危險(xiǎn)截面上既有拉應(yīng)力拉應(yīng)力，又有，又有扭轉(zhuǎn)切扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)力，根據(jù)第四強(qiáng)度理論，對于普通螺栓，其螺紋，根據(jù)第四強(qiáng)度理論，對于普通螺栓，其螺紋部分的部分的強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件：FF設(shè)計(jì)式為設(shè)計(jì)式為： pQd3 . 141 214 1.3()cpQd校核式為校核式為：4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算min0d鉸制孔螺栓連接鉸制孔螺栓連接pspdFmin0 4/20dmF剪切強(qiáng)度剪切強(qiáng)度失效形式失效形式：擠壓強(qiáng)度擠壓強(qiáng)度d d0 0桿抗剪面直徑桿抗剪面直徑mm抗剪面數(shù)目抗剪面數(shù)目 許用剪許用剪應(yīng)力應(yīng)力pp - -螺栓或孔壁較弱的材料螺栓或孔壁較弱的材料螺栓剪斷螺栓剪斷接觸表面壓潰

11、接觸表面壓潰4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算減荷裝置減荷裝置4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算2.受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接 雖然，這種螺栓是在受預(yù)緊力雖然，這種螺栓是在受預(yù)緊力Qp的基礎(chǔ)上，又受的基礎(chǔ)上，又受工作拉力工作拉力Q。但。但是，是，螺栓的總拉力螺栓的總拉力 pQQFp氣缸螺栓連接圖氣缸螺栓連接圖DFPQ2/4p DFz預(yù)緊力預(yù)緊力QpQp單個螺栓工作拉力單個螺栓工作拉力Q Q：4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算LTLTPQ預(yù)緊時預(yù)緊時受工作載荷后受工作載荷后()LLQ )(TTpQQp殘余預(yù)緊力殘余預(yù)緊力螺栓：螺栓：被聯(lián)接件被聯(lián)接件：Tp

12、QFQFPQ螺栓的總拉力為螺栓的總拉力為aLpQQFQpPQPQPQFQ0QPQPQ強(qiáng)度條件驗(yàn)算公式強(qiáng)度條件驗(yàn)算公式： 211.34caQd11.34Qd 設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式： 4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算可用載荷變形圖分析各力之間的關(guān)系?？捎幂d荷變形圖分析各力之間的關(guān)系。螺栓的剛度螺栓的剛度 ： CL 被聯(lián)接件的剛度被聯(lián)接件的剛度：CTTT力變形LPQ力變形o力變形oPQQ0QTTLbPQLLCtanTTCtanQCCCQTLLLLL變形協(xié)調(diào)條件：變形協(xié)調(diào)條件：螺栓總拉力：螺栓總拉力：TLpQFQ4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算

13、3.預(yù)緊力與擰緊力矩預(yù)緊力與擰緊力矩為獲得一定的預(yù)緊力為獲得一定的預(yù)緊力Q0，所需的，所需的擰緊力矩?cái)Q緊力矩T由兩部分組成：一部由兩部分組成：一部分由克服分由克服螺紋螺紋中的摩擦阻力矩中的摩擦阻力矩T1，另一部分用于克服另一部分用于克服螺母與支承面螺母與支承面的摩擦阻力矩的摩擦阻力矩Tf，即，即T=T1+Tf。2210tan()22vddTFQ0ffTQ fr200tan()2vfdTQQ fr4 4螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算12圖4-12 測力矩扳手123412圖4-12 測力矩扳手123412圖4-12 測力矩扳手123412圖4-12 測力矩扳手1234預(yù)緊力預(yù)緊力Q QP P

14、的控制：的控制：測力矩板手測力矩板手測出預(yù)緊力矩，如上圖測出預(yù)緊力矩，如上圖定力矩板手定力矩板手達(dá)到固定的擰緊力矩達(dá)到固定的擰緊力矩T T時，彈簧受壓將時，彈簧受壓將自動打滑，如下圖自動打滑，如下圖測量預(yù)緊前后螺栓伸長量測量預(yù)緊前后螺栓伸長量精度較高精度較高 5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題一、螺紋聯(lián)接的防松一、螺紋聯(lián)接的防松根本問題根本問題：防止螺紋副在受載時發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。：防止螺紋副在受載時發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。對頂螺母防松對頂螺母防松彈簧墊圈防松彈簧墊圈防松自鎖螺母防松自鎖螺母防松槽形螺母與開口銷防松槽形螺母與開口銷防松止動墊圈防松止動墊圈防松串聯(lián)鋼絲防松串聯(lián)鋼絲防松5

15、 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題 （1 1）螺栓組的布置應(yīng)盡可）螺栓組的布置應(yīng)盡可能對稱，以使接合面受力比較能對稱，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)成對稱的簡單幾何形狀，并應(yīng)使對稱的簡單幾何形狀，并應(yīng)使螺栓組的對稱中心與接合面的螺栓組的對稱中心與接合面的形心重合，如圖所示形心重合，如圖所示. . 1.螺紋連

16、接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺紋連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題（2 2）螺栓布置要有合理的距離。在布置螺栓時，螺栓）螺栓布置要有合理的距離。在布置螺栓時，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，要根據(jù)扳手活動所需的空間大小來決定扳手活動所需的空間大小來決定. .如下圖如下圖扳手空間扳手空間 （3 3）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。 5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題2.避免附加彎曲應(yīng)

17、力避免附加彎曲應(yīng)力a)螺栓受偏心載荷eFb)被聯(lián)接件剛度不夠5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題3.采用均載螺母采用均載螺母第一圈：第一圈：pp最大，受力最大最大，受力最大第第810810圈后幾乎不受力圈后幾乎不受力各圈受載不均各圈受載不均P:P:螺距螺距5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題 采用加高螺母不能采用加高螺母不能 提高聯(lián)接強(qiáng)度。提高聯(lián)接強(qiáng)度。 常用方法（變形一致）常用方法（變形一致） 減小螺栓螺母螺距變化差減小螺栓螺母螺距變化差5.55.5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)

18、注意的問題4.降低螺栓剛度，增加被聯(lián)接件剛度降低螺栓剛度，增加被聯(lián)接件剛度措施：措施： 1 1）螺栓長度螺栓長度 光桿直徑光桿直徑 采用細(xì)長采用細(xì)長/ /空心螺栓空心螺栓2 2）增加被聯(lián)接件剛度）增加被聯(lián)接件剛度a)用 密 封 墊 片b)用 密 封 環(huán)密 封 墊 片密 封 環(huán)pQpQ0QpQQ5 5設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時應(yīng)注意的問題減小螺栓剛度、增大被連接件剛度，同時增加預(yù)緊力減小螺栓剛度、增大被連接件剛度，同時增加預(yù)緊力6 6螺旋機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)螺旋機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)1、應(yīng)用、應(yīng)用 螺旋傳動是利用螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將來實(shí)現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動將直線運(yùn)動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動將直線運(yùn)動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動，同時傳遞運(yùn)動或動力。，同時傳遞運(yùn)動或動力。 2、特點(diǎn)、特點(diǎn) （1）減速比大。螺桿轉(zhuǎn)動一周，螺母只移動一個導(dǎo)程。（2）機(jī)構(gòu)效益大。在主動件上施加一個不大的扭矩，就可在從動件上得到很大推力。（3）可以使機(jī)構(gòu)具有自鎖性。當(dāng)螺旋升角不大于螺旋副中的當(dāng)量摩擦角時機(jī)構(gòu)具有自鎖性。（4）結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、無噪音。 滑動