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机械工程06.ppt

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第六章 螺纹联接设计,研制:侯玉英,,§6-1 螺纹的主要参数及类型,§6-2 螺旋副的分析、效率和自锁,§6-3 螺纹联接和螺纹联接件,§6-4 螺栓联接的强度计算,§6-5 螺纹联接的结构设计,,*. 螺纹连接——用螺纹联接件(螺栓,螺钉)将两个以上零件联成一体。,*. 本章的主要内容,1. 螺纹类型及主要参数;螺纹联接的主要类型、特点及应用;,2 . 螺旋副的受力、效率及自锁,预紧和防松;,3 . 螺栓的强度计算;,4 . 螺栓组的结构设计.,§6-1 螺纹的主要参数及类型,一. 螺纹形成原理,将一倾斜角为λ的直线绕 在圆柱体上就形成一条螺旋线 。取一平面图形使其沿螺旋线 运动,该平面图形在空间的轨 迹即为螺纹。,二. 常用螺纹类型,左旋螺纹——自右下方向左上方绕行的螺纹,右旋螺纹——自左下方向右上方绕行的螺纹,,,左旋,右旋,,外螺纹——在圆柱外表面上形成的螺纹,如螺栓、 螺钉,内螺纹——在圆柱空内壁上形成的螺纹,如螺母,按螺纹牙的牙型分类:,普通螺纹—— 牙型角α=60º,当量摩擦系数较大,自锁性能 好,主要用于连接。,圆柱管螺纹—牙型角α=55º,用于压力p≤1.57MPa的管子连接,矩形螺纹——牙型角α=0º,当量摩擦系数小,效率高,用于传动,梯形螺纹——牙型角α=30º,牙根强度高,效率较高,易保证加工精度,广泛 用于传动。,锯齿形螺纹—牙型斜角两边不相等,工作面β=3º,非工作面β= 30º,效率较三角形螺纹高,只能用于单向传动。,单线螺纹—— Z=1,效率低,自锁性好,易加工,三线螺纹——Z=3,效率高,自锁性差,难加工,双线螺纹——Z=2,效率较Z=1 高,单线螺纹,双线螺纹,三线螺纹,1 .大径d:外、内螺纹的最大直径,为螺纹的公称直径(管螺纹除外),2 .小径d1:与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱上面的直径。在强度计算中常用作危险截面的计算直径。,3 .中径d2:处于大径和小径之间的一个假想圆柱的直径,在该圆柱的母线上螺纹牙厚度与牙槽宽度相等。,4 .螺距P : 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 5 .导程Ph :螺纹上任一点沿螺旋线绕一周所移过轴向距离。Ph= zP。,6 .升角λ :螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角,通常用中径处的升角λ表示。其计算式为:,7 .牙型角α:在螺纹轴线平面内螺纹牙两侧面的夹角α 。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型斜角γ 。对于三角形、梯形螺纹等对称牙型,γ =α/2。,1 .大径d:与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的圆柱直径,规定为螺纹的公称直径(管螺纹除外)。,2 .小径d1:与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相相切圆柱体直径。在强度计算中常用作危险截面的计算直径。,3 .中径d2:处于大径和小径之间的一个假想圆柱的直径,在该圆柱的母线上螺纹牙厚度与牙槽宽度相等。,4 .螺距P : 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。,5 .导程Ph :螺纹上任一点沿螺旋线绕一周所移过轴向距离。Ph= zP。,7 .牙型角α:在螺纹轴线平面内螺纹牙两侧面的夹角α 。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型斜角γ 。对于三角形、梯形螺纹等对称牙型,γ =α/2。,6 .升角λ :螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角,通常用中径处的升角λ表示。其计算式为:,§6-2 螺旋副的受力关系、效率和自锁,一. 矩形螺纹副(牙型角α=0°)的受力关系及效率,一)拧紧螺母时——相当相当于滑块沿斜面等速上升运动,效率:,,二)松脱螺母时——相当于滑块沿斜面等速下降,,,当滑块在FQ作用下沿斜面等速下 降时,滑块上的摩擦力Ff沿斜面向上, 斜面对滑块的总反力FR与FQ之间夹角 为λ-ρ,由力三角形可的水平力:,三)螺旋副的自锁条件,由松脱螺母时的水平力计算式可知,若λ≤ρ,则Ft为负值。表明要使 滑块在FQ作用下沿斜面等速下滑,必须加一反方向的水平力Ft,否则不论FQ力有 多大,滑块都不会在其作用下自行下滑,即螺母不会在轴向载荷FQ作用下自行松 脱——此现象称为自锁。,螺旋副的自锁条件: λ≤ρ,二. 非矩形螺纹副(牙型角α≠0°)的受力关系及效率,矩形螺纹副,非矩形螺纹副,,矩形螺纹: FRn= FQFf=FRnf= FQ f 摩擦角ρ=arctanf,非矩形螺纹: F'Rn = FQ/cosγFf= F'Rn f= FQ f /cosγ= FQ fv 摩擦角ρv=arctanfv,效率:,非矩形螺旋副的自锁条件: λ≤ρv,一)螺栓联接 —— 螺栓联接是利用螺栓穿过被联接件的孔,拧上螺 母,将被联接件联成一体。其被联接件的孔内不切制螺纹,使用方便。通常用 被联接件不太厚,能从被联接件两边进行装配的场合。,§6-3 螺纹联接和螺纹联接件,一. 螺纹
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