第5章螺紋連接和螺旋傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)

第5章螺紋連接和螺旋傳動(dòng)§5-1

螺紋的主要參數(shù)和常用類型§5-2螺旋副的受力分析、效率和自鎖§5-3

螺紋連接和螺紋連接件§5-4

螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算§5-5

設(shè)計(jì)螺紋連接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題聯(lián)接的分類：動(dòng)聯(lián)接靜聯(lián)接

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)一、螺紋的形成將一傾斜角為的直線繞在圓柱體上便形成一條螺旋線。取一平面圖形，使它沿著螺旋線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保證平面圖形運(yùn)動(dòng)時(shí)始終通過(guò)圓柱體的軸線，就得到螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋BAC5-1螺紋的主要參數(shù)和常用類型機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)d2螺旋線----一動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)的軌跡。螺紋----一平面圖形沿螺旋線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形通過(guò)圓柱體的軸線，就得到螺紋。螺紋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)二、螺紋的分類按螺紋的牙型分：螺紋的分類按螺紋的旋向分：按螺旋線根數(shù)分：按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分：按螺旋的作用分：按母體的形狀分：矩形螺紋、三角形螺紋梯形螺紋、鋸齒形螺紋右旋螺紋、左旋螺紋單線螺紋、多線螺紋外螺紋內(nèi)螺紋螺紋副聯(lián)接螺紋、傳動(dòng)螺紋圓柱螺紋、圓錐螺紋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)螺紋的牙型矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋15o30o3o30o機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)左旋螺紋和右旋螺紋左旋右旋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)雙線螺紋單線螺紋PSS=2PPSPS=P一般:n≤4n線螺紋:S=n

P單線螺紋、多線螺紋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)外螺紋內(nèi)螺紋螺紋副機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)聯(lián)接螺紋傳動(dòng)螺紋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)圓柱螺紋圓錐螺紋管螺紋機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)三、主要參數(shù)(以圓柱螺紋為例)d--螺紋大徑d1--螺紋小徑d2--螺紋中徑P--螺距n--線數(shù)S--導(dǎo)程（S=nP）--螺紋升角，--牙型角，牙側(cè)角機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)一、矩形螺紋

5.2螺旋副的受力分析、效率和自鎖FnFRv展開(kāi)中徑d2

圓柱面得一斜面.Fπd2SF----水平推力Fn----法向反力Fa----軸向載荷F’=fFn----摩擦力f----摩擦系數(shù)ρ

----摩擦角d2FFaFF’ρ

FaFR

----總反力v機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)FnFRvFπd2S滑塊在F、FR、Fa三力作用下處于平衡狀態(tài)d2FFaF

F’ρ

Fa

作力多邊形得：F=Fatan(

+ρ

)

驅(qū)動(dòng)力矩：FaFFR

+ρ

列出力平衡方程：FR+

Fa

+F=0∠FRFa

=

+ρ

F’

=fFnFa---為阻力，F(xiàn)為驅(qū)動(dòng)力，摩擦力F’沿斜面朝下。當(dāng)螺紋擰緊(滑塊上升)時(shí)：FR=

Fn+F’機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)

-ρ

FFaFa---為驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn)成為阻力，摩擦力F’沿斜面朝上。ρ

FRvFRFa當(dāng)螺紋擰松(滑塊下滑)時(shí)：∠FRFa

=

-ρ

滑塊在F、FR、Fa三力作用下處于平衡狀態(tài)

作力多邊形可得：

F=Fatg(

-ρ

)

驅(qū)動(dòng)力矩：d2FFaFFnF’

-ρ

列出力平衡方程：FR+

Fa

+F=0F機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)若

>ρ

，則T為正值，其方向與螺母運(yùn)動(dòng)方向相反，是阻力；若

≤ρ

，則T為負(fù)值，其方向與預(yù)先假定的方向相反，而與螺母運(yùn)動(dòng)方向相同，成為放松螺母所需外加的驅(qū)動(dòng)力矩。提問(wèn)：當(dāng)

≤ρ時(shí)，若沒(méi)有力矩T，螺母在Fa的作用下會(huì)運(yùn)動(dòng)嗎？不會(huì)！--這種現(xiàn)象稱為自鎖。Td2FaFFd2FaFFT機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)螺母α螺桿軸線軸線螺桿螺母FnFa二、非矩形螺紋矩形螺紋忽略升角的影響時(shí)有：Fn=Fa當(dāng)

≠0o時(shí)，摩擦力為：摩擦系數(shù)為f的非矩形螺紋所產(chǎn)生的摩擦力與摩擦系數(shù)為fv，的矩形螺紋所產(chǎn)生的摩擦力相當(dāng)。稱ρv為當(dāng)量摩擦角FaβFnFa故稱fv為當(dāng)量摩擦系數(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)引入?yún)?shù)f’和ρ’就可象矩形螺紋那樣對(duì)非矩形螺紋進(jìn)行力的分析。

滑塊上升：

滑塊下降：非矩形螺旋的自鎖條件：ψ≤ρv

對(duì)于聯(lián)接螺紋必須滿足自鎖條件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)1.

螺栓連接一、螺紋連接的基本類型5.3螺紋連接和螺紋連接件機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)2.

雙頭螺柱聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)3.螺釘聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)4.

緊定螺釘聯(lián)接機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)二、螺紋連接件螺母螺釘、緊定螺釘雙頭螺柱螺栓螺紋緊固件墊圈機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)LL0d六角頭LdL0小六角頭螺栓的結(jié)構(gòu)形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)dL0L1LL1

-----座端長(zhǎng)度L0

-----螺母端長(zhǎng)度雙頭螺柱的結(jié)構(gòu)形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)末端結(jié)構(gòu)頭部結(jié)構(gòu)螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)螺母的結(jié)構(gòu)形式六角螺母六角扁螺母六角厚螺母圓螺母墊圈的結(jié)構(gòu)形式A型平墊圈B型平墊圈機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)一、螺栓連接的防松原因：在沖擊、振動(dòng)或變載的情況下連接產(chǎn)生松脫。本質(zhì)：螺紋連接防松的根本問(wèn)題在于要防止螺旋副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。常用的防松方法:

摩擦防松

機(jī)械防松

永久防松

彈簧墊圈

對(duì)頂螺母

尼龍圈鎖緊螺母

開(kāi)口銷

帶翅墊片

止動(dòng)墊片機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)5.5設(shè)計(jì)螺紋連接時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題二、連接面平整三、扳手空間螺栓的失效形式：

1)螺栓桿拉斷；

2)螺紋的壓潰和剪斷；

3)磨損滑扣。螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強(qiáng)度原則及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的。采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，這些部分都不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。螺栓聯(lián)接的計(jì)算:

1)主要是確定螺紋小徑d1;

2)然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋公稱直徑d及螺距P等。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)5.6螺旋傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞動(dòng)力。1.按其用途不同，可分為:傳力螺旋：傳遞動(dòng)力為主傳導(dǎo)螺旋：傳遞運(yùn)動(dòng)為主調(diào)整螺旋：調(diào)整零件間相對(duì)位置機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——螺紋連接和螺旋傳動(dòng)2.按其螺旋副摩擦性質(zhì)的不同，