機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件第+9章+螺紋連接

1、2022年6月19日星期日1武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造系羅齊漢 20222022年年6 6月月1919日星期日日星期日Foundation of Machine Design 螺紋的類型及主要參數(shù)螺紋副的受分分析、效率和自鎖螺紋聯(lián)接的基本類型螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施9-1 螺紋32022年6月19日星期日9-1 螺紋螺紋一、一、螺紋的形成螺紋的形成及主要參數(shù)及主要參數(shù) 將一傾斜角為 的直角三角形繞在圓柱體上，則三角形的斜邊就形成一條螺旋線(如圖)。取圖中右上角的任一平面圖形，使它沿著螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形通過圓柱的軸線，則該圖形的軌跡

2、就是螺紋。 9-1 螺紋42022年6月19日星期日一、一、螺紋的形成螺紋的形成及主要參數(shù)及主要參數(shù) 現(xiàn)以圓柱螺紋為例，說明螺紋的主要幾何參數(shù)(如圖)。(1)大徑d （公稱直徑）與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。(2)小徑d1 與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)重合的假想圓柱體的直徑。(3)中徑d2 假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。(4)螺距P相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。 (5)線數(shù)n 螺紋的螺旋線數(shù)。(6)導(dǎo)程S同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離，則 S= nP。 (7)螺紋升角 中徑d2 圓柱上，螺旋線的切線與垂直螺紋軸線

3、的平面間的夾角。 arctg(S/d2)= arctg(nP /d2)(8)牙型角 軸向截面內(nèi)構(gòu)成螺紋牙型的兩側(cè)邊的夾角稱為牙型角。牙型側(cè)邊與垂直于螺紋軸線的平面之間的夾角稱為牙側(cè)角 。對(duì)于對(duì)稱牙型， =/2。9-1 螺紋52022年6月19日星期日二、二、螺紋的螺紋的分類分類按螺紋牙型分：（1）三角形螺紋（普通螺紋）。牙型角為60。 粗牙：用于一般聯(lián)接。 細(xì)牙：相同公稱直徑時(shí)，螺距小，螺紋深度淺，導(dǎo)程和升角也小，自鎖性能好，宜用于薄壁零件的微調(diào)裝置。（2）管螺紋。多用于有緊密性要求的管件聯(lián)接。牙型角為55，屬英制細(xì)牙三角螺紋。（3）梯形螺紋。牙型角為30，是應(yīng)用最廣泛的雙向傳動(dòng)螺紋。（4）鋸

4、齒形螺紋。工作面牙型半角=3，非工作面牙型半角=30，是單向傳動(dòng)螺紋。（=3 =30 根部強(qiáng)度）（5）矩形螺紋。牙型角0，傳動(dòng)螺紋。9-1 螺紋62022年6月19日星期日二、二、螺紋的螺紋的分類分類 按照螺旋線的旋向，螺紋分為左旋和右旋螺紋。機(jī)械制造中一般采用右旋螺紋。 按照螺旋線的數(shù)目，螺紋還分為單線螺紋和等距排列的多線螺紋(右下圖)。為了制造方便，螺紋的線數(shù)一般不超過4。 螺紋有內(nèi)螺紋和外螺紋之分，兩者旋合組成螺旋副或稱螺紋副。 按照母體形狀，螺紋分為圓柱螺紋和圓錐螺紋。 用于聯(lián)接的螺紋稱為聯(lián)接螺紋；用于傳動(dòng)的螺紋稱為傳動(dòng)螺紋，相應(yīng)的傳動(dòng)稱為螺旋傳動(dòng)。9-1 螺紋72022年6月19日星

5、期日螺旋線方向及螺紋軸向力的判定螺旋線方向及螺紋軸向力的判定一、螺旋線方向的判定一、螺旋線方向的判定 左(右)手自然展開成掌，使拇指與螺紋軸線平行，若左手四個(gè)指頭的指向與螺紋牙走向一致，則螺紋為左旋螺紋；反之，若右手四個(gè)指頭的指向與螺紋牙走向一致，則螺紋為右旋螺紋。(見右圖中左旋螺紋的判定)二、螺紋軸向力的判定二、螺紋軸向力的判定 常識(shí)告訴我們，在螺母固定的情況下，旋動(dòng)螺桿時(shí)，螺桿將沿軸線方向前進(jìn)或后退，這說明螺桿受到了一個(gè)沿運(yùn)動(dòng)方向的作用力。該作用力方向的判定方法是對(duì)左、右旋螺紋分別采用左、右手定則。具體做法如下：拇指伸直，其余四指握拳，令四指彎曲方向與螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，拇指的指向即是螺桿前

6、進(jìn)的方向。9-2 螺紋副受力分析、效率和自鎖82022年6月19日星期日9-2 螺紋副受力分析、效率和自鎖螺紋副受力分析、效率和自鎖一、矩形螺紋一、矩形螺紋當(dāng)滑塊沿斜面等速上升時(shí)： FQ軸向載荷 F相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)螺母時(shí)水平推動(dòng)力。 Fn法向反力。 FfFf= Fnf 摩擦力 FRN和Ff的合力 FR和Fn的夾角，稱為摩擦角 =arctgf 根據(jù)平衡條件作力封閉圖有： F=FQtg(+ ) 則相應(yīng)驅(qū)動(dòng)力矩為:2)(F22Q21dtgdFTFtFQFtFtFQFtFQFfFRnFRvFR+92022年6月19日星期日摩擦角摩擦角返回9-2 螺紋副受力分析、效率和自鎖102022年6月19日星期日9-2

7、 螺紋副受力分析、螺紋副受力分析、效率和自鎖效率和自鎖由圖9-5 效率曲線看出：25前，效率曲線增長明顯；40時(shí),效率最高,但過大加工困難，常取不超過25。螺母旋轉(zhuǎn)一周所需輸入功為：螺母上升一個(gè)導(dǎo)程S，有效功：傳動(dòng)效率為：112 TWSFWQ2)()(222122tgtgtgFtgdFWWdQQ9-2 螺紋副受力分析、效率和自鎖112022年6月19日星期日9-2 螺紋副受力分析、效率和自鎖螺紋副受力分析、效率和自鎖當(dāng)滑塊沿斜面等速下滑時(shí)，軸向載荷FQ變?yōu)轵?qū)動(dòng)力，而F變?yōu)樽璧K滑塊下降的支持力,根據(jù)平衡條件作力封閉圖有:F=FQtg(- )螺母反轉(zhuǎn)一周時(shí)輸入功: W1=FQs輸出功:W2=Fd2效率:由上式，若，則 0，此時(shí)無論軸向力FQ有多大，滑塊都無法運(yùn)動(dòng)，稱為自鎖。 =0表明螺旋副處于臨界自鎖狀態(tài)， 28.768mm)413 . 121dF)(768.28100500003 . 143 . 141mmFd352022年6月19日星期日2解：n計(jì)算每個(gè)螺釘?shù)墓ぷ鬏d荷FPS62.411000/6=4400(N)n求Fmin(若F過小，則F”達(dá)不到預(yù)緊要求，受到工作載荷后，不能密封） F”FKcF/(Kb+Kc) Kc=4Kb F”F0.8F F”1.2F F0.8F 1.2F F 2F =24400=880