機械基礎(chǔ)第十二章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動

機械基礎(chǔ)課件第十二章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動第1頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第十二章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動§12-5螺旋傳動§12-1螺紋§12-2螺紋聯(lián)接的基本類型和螺紋連接件§12-3螺旋副的效率和自鎖§12-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松第2頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月螺紋連接：螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆式聯(lián)接。螺旋傳動：用于把回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的傳動場合。特點：構(gòu)造簡單，拆裝方便，工作可靠，標(biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)用廣。§12-1螺紋（Thread）機械基礎(chǔ)第3頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、螺紋的形成、種類和應(yīng)用機械基礎(chǔ)螺紋是根據(jù)螺旋線原理加工而成的。如下圖。外螺紋：在圓柱或圓錐外表面上形成的螺紋。

內(nèi)螺紋：在圓柱或圓錐內(nèi)孔表面上所形成的螺紋。螺紋切削攻螺紋第4頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)對螺紋的要求：足夠的強度和良好的工藝性聯(lián)接螺紋：自鎖管螺紋：緊密性、氣密性傳動螺紋：效率高調(diào)整螺紋：精度高起重螺紋：效率高、自鎖性好第5頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)1、牙型：在通過螺紋軸線的剖切面上，螺紋的輪廓形狀。其內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)之間的夾角稱為牙型角；其牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角稱為牙型斜角。a)普通螺紋b)圓柱管螺紋c)梯形螺紋

d)鋸齒形螺紋螺紋的要素與分類：第6頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月①、普通螺紋（代號：MGB192-81）特點：螺紋的牙型角=2=60。因牙型斜角大，所以當(dāng)量摩擦系數(shù)大，自鎖性能好，主要用于聯(lián)接。機械基礎(chǔ)第7頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月②、圓柱管螺紋

特點：用于管件聯(lián)接的三角螺紋，=55螺紋面間沒有間隙，密封性好，適用于壓強在1.6MPa以下的聯(lián)接。機械基礎(chǔ)管螺紋第8頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月③、矩形螺紋特點：牙形為正方形，=0，所以效率高，用于傳動，牙根強度弱，加工困難，常被梯形螺紋代替。機械基礎(chǔ)第9頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月④、梯形螺紋（代號：TrGB192-81）特點：

230。比矩形螺紋效率略低。牙根強度高，易于對中，易于制造，剖分螺母可消除間隙，在螺旋傳動中有廣泛應(yīng)用。機械基礎(chǔ)第10頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤、鋸齒形螺紋（代號：SJB923-66）特點：工作邊=3，非工作邊=30，便于加工。它綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強度高的優(yōu)點，能承受較大的載荷，但只能用于單向傳動。機械基礎(chǔ)第11頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)2、直徑：螺紋直徑有大徑（外螺紋用d表示，內(nèi)螺紋用D表示）、中徑和小徑之分。

外螺紋的大徑d和內(nèi)螺紋D的小徑均稱為頂徑；外螺紋的小徑d1和內(nèi)螺紋的D1大徑均稱為底徑。螺紋的公稱直徑為大徑（管螺紋用尺寸代號表示）。

第12頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)3、線數(shù)n：單線螺紋：沿一條螺旋線所形成的螺紋；

多線螺紋：沿二條或兩條以上在軸向等距分布的螺旋線所形成的螺紋。單線螺紋多線螺紋第13頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月4、螺距（S）和導(dǎo)程（L）機械基礎(chǔ)螺距S：相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。

導(dǎo)程L：是指在同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。

螺距、導(dǎo)程、線數(shù)的關(guān)系是：導(dǎo)程L＝線數(shù)n×螺距S

單線螺紋：導(dǎo)程L＝螺距S單線螺紋多線螺紋SSL第14頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月細牙螺紋與粗牙螺紋的比較粗牙：常用于聯(lián)接。細牙的缺點：牙小，螺距小，螺紋深度淺，小徑較大，相同載荷下磨損快，易脫扣。細牙：自鎖性能更好。常用于承受沖擊、振動及變載荷、或空心、薄壁零件上及微調(diào)裝置中。機械基礎(chǔ)螺距和螺紋深度不同第15頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月螺紋按旋向分類：左旋螺紋和右旋螺紋（常見）5、旋向機械基礎(chǔ)左旋螺紋右旋螺紋第16頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、螺紋聯(lián)接的基本類型普通螺栓聯(lián)接絞制孔螺栓聯(lián)接§12-2螺紋聯(lián)接的基本類型與螺紋連接件（basictypesofscrewlinkandthreadconnector）機械基礎(chǔ)1、螺栓聯(lián)接第17頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月普通螺栓聯(lián)接絞制孔螺栓聯(lián)接絞制孔螺栓聯(lián)接：靠螺栓桿受剪切和擠壓來承受橫向載荷的。螺桿與孔用過渡配合，孔需精制。可起定位作用。機械基礎(chǔ)普通螺栓聯(lián)接：螺栓和孔壁有間隙，孔的加工精度低。橫向載荷由接觸面之間的摩擦力來承受。第18頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、雙頭螺柱聯(lián)接機械基礎(chǔ)特點：被聯(lián)接件不宜做成通孔，用于需要經(jīng)常拆卸或用螺釘無法安裝的場合。第19頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3、螺釘聯(lián)接機械基礎(chǔ)特點：被聯(lián)接件不宜做成通孔。不需螺母連接。不宜經(jīng)常拆卸。第20頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月4、緊定螺釘聯(lián)接旋入被聯(lián)接件的螺紋孔中，頂住另一被聯(lián)接件的表面或凹坑。用于固定兩個零件或傳遞不大的力或力矩。機械基礎(chǔ)第21頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)聯(lián)接主要類型(type)第22頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件機械基礎(chǔ)第23頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月各種螺栓機械基礎(chǔ)螺釘緊定螺釘?shù)念^部和末端第24頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)第25頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)常見螺紋連接件的規(guī)定標(biāo)記第26頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月§12-3螺旋副的效率和自鎖（Efficiencyandself-lockingofscrewpair）機械基礎(chǔ)1、平面移動副的摩擦一、摩擦角和當(dāng)量摩擦角R21N21F212V12FPQ1力分析其中：R21—總反力

—摩擦角總反力與法線方向所夾的銳角不變。第27頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)自鎖條件——若PF21，則靜止的滑塊仍然靜止結(jié)論：當(dāng)時，不論F多大，也無法使滑塊移動自鎖。自鎖N21F212V12FPQ1第28頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月R212V121自鎖條件——R212V12R212V12FF自鎖自鎖(邊界情況)不自鎖F機械基礎(chǔ)第29頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)2、槽面移動副的摩擦力分析：N211Q2槽面接觸的摩擦力大于平面接觸的摩擦力令Q12FnN21N2121QFV12Ft槽側(cè)面總摩擦力——槽面接觸的當(dāng)量摩擦系數(shù)第30頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月Q12FnN21N21機械基礎(chǔ)自鎖條件——若Ft

F21，則靜止的滑塊仍然靜止自鎖21QFV12Ft第31頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、螺紋機構(gòu)的效率和自鎖機械基礎(chǔ)螺旋副（螺母與螺桿）的相對運動滑塊沿斜面運動假設(shè)：1）載荷分布在中線上2）單面產(chǎn)生摩擦力PQR21+QPR21V121）滑塊沿斜面等速上行力分析驅(qū)動力

效率滑塊沿斜面等速上行，相當(dāng)于擰緊螺母（工作行程），不要求自鎖。由0得第32頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)當(dāng)摩擦角不變時，效率是升角的函數(shù)。見下圖42°得

=45–/2時，效率最高。由2）滑塊沿斜面等速下行QP′R21′V12P′QR21′–力分析維持力

效率自鎖條件

第33頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)矩形螺紋效率高，用于傳動；三角形螺紋摩擦大，效率低，自鎖性好，用于聯(lián)接。結(jié)論：機械對能源的利用程度越高，即效率越高。機械效率是衡量機械工作質(zhì)量的重要指標(biāo)。矩形螺紋：三角形螺紋：第34頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月§12-4螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松（Pretighteningthreadconnectedwiththeanti-song）機械基礎(chǔ)一、螺紋連接的預(yù)緊第35頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月預(yù)緊的作用：為了防止螺栓連接的松動；對于受拉螺栓連接，可使聯(lián)接在承載后出現(xiàn)間隙或橫向滑移。對于受剪螺栓連接，則可提高傳遞載荷的能力?？刂祁A(yù)緊力(preload)的目的：預(yù)緊力過大，會使聯(lián)接超載；預(yù)緊力不足，可能導(dǎo)致聯(lián)接失效；機械基礎(chǔ)注意事項：預(yù)緊時應(yīng)避免螺栓聯(lián)接承受偏心載荷；還應(yīng)保證足夠的扳手空間。第36頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月裝配時控制預(yù)緊力的方法機械基礎(chǔ)第37頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月機械基礎(chǔ)裝配時控制預(yù)緊力的方法第38頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、螺紋聯(lián)接的防松1、摩擦防松⑴、雙螺母在螺母和螺栓之間形成內(nèi)力，保證摩擦力；結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、可靠性不高；用于平穩(wěn)、低速、重載。機械基礎(chǔ)防松的本質(zhì)：就是防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動，也就是螺栓與螺母間的相對轉(zhuǎn)動（內(nèi)螺紋與外螺紋之間）。第39頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵、彈簧墊圈彈力保持一定壓力切口尖端逆向機械基礎(chǔ)彈簧墊圈材料為彈簧鋼，裝配后墊圈被壓平，其反彈力能使螺紋間保持壓緊力和摩擦力，從而實現(xiàn)防松。第40頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月橢圓口螺母機械基礎(chǔ)⑶、鎖緊螺母⑷、螺紋處鑲嵌彈性環(huán)或尼龍圈，增加摩擦力，并防止液體漏出。第41頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、機械防松⑴、開口銷與六角開槽螺母機械基礎(chǔ)第42頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵、圓螺母與帶翅止動墊圈機械基礎(chǔ)螺母擰緊后，將單耳或雙耳止動墊圈分別向螺母和被聯(lián)接件的側(cè)面折彎貼緊，實現(xiàn)防松。如果兩個螺栓需要雙聯(lián)鎖緊時，可采用雙聯(lián)止動墊片。第43頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶、串聯(lián)鋼絲機械基礎(chǔ)第44頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3、永久防松（不可拆卸防松）焊接沖點涂膠機械基礎(chǔ)第45頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀常設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀機械基礎(chǔ)第46頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理機械基礎(chǔ)當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應(yīng)使螺栓的位置適當(dāng)靠近聯(lián)接接合面的邊緣，以減小螺栓的受力。第47頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3、螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距機械基礎(chǔ)布置螺栓時，各螺栓軸線間以及螺栓軸線和機體壁間的最小距離，應(yīng)根據(jù)扳手所需活動空間的大小來決定。第48頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月4、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng)取4，6，8等偶數(shù)，以便鉆孔時在圓周上分度和畫線。機械基礎(chǔ)第49頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月5、避免螺栓承受偏心載荷產(chǎn)生偏心載荷的原因機械基礎(chǔ)第50頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月凸面和沉頭座的應(yīng)用機械基礎(chǔ)斜墊圈的應(yīng)用第51頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、螺旋傳動的類型和應(yīng)用

螺旋傳動是利用螺桿和螺母（內(nèi)、外螺紋）組成的螺旋副（helicalpair）來實現(xiàn)傳動的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞動力。螺旋傳動常見的運動形式