螺纹连接与螺旋传动

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1、第七章螺纹连接与螺旋传动为了便于机器的制造、安装、维修和运输，在机器和设备的各零、部件间广泛采用各种联接。联接分可拆联接和不可拆联接两类。不损坏联接中的任一零件就可将被联接件拆开的联接称为可拆联接，这类联接经多次装拆仍无损于使用性能，如螺纹联接、链联接和销联接等。不可拆联接是指至少必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接，如焊接、铆钉联接和粘接等。螺纹联接和螺旋传动都是利用具有螺纹的零件进行工作的，前者作为紧固联接件用，后者则作为传动件用。本章主要讨论螺纹联接的结构、计算和设计，重点介绍单个螺栓联接的强度计算、螺栓组的受力分析及提高螺栓联接强度的措施。一、教学要求1.掌握螺纹连接的

2、基本类型、掌握螺纹连接的预紧和防松；2.掌握单个螺栓连接的强度计算；3.了解螺栓组连接的受力分析，能够根据已知的条件合理的选择螺栓连接。二、教学重点与难点1.螺栓连接的基本类型；2.单个螺栓连接的强度计算；3.螺栓组的设计计算是本章的难点。7.1螺纹连接的基本知识7.1.1螺纹的类型按牙型:三角形螺纹、管螺纹——联接螺纹矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹，如图7.1按位置：内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹外螺纹——在圆柱孔的外表面形成的螺纹三角形螺纹：粗牙螺纹——用于紧固件细牙螺纹——同样的公称直径下，螺距最小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等根据螺旋线绕行方向：左旋—

3、—不常用右旋——常用，如图7.2根据螺旋线头数：单头螺纹（n=1）——用于联接双头螺纹（n=2）——如图多线螺纹（n≥2）——用于传动如图7.37.1.2螺纹的主要参数现以图7.4所示的圆柱普通螺纹为例说明螺纹的主要几何参数。1、大径d与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体的直径，在有关螺纹的标准中称为公称直径。2、小径d1与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体的直径，是螺纹的最小直径，常作为强度计算直径。3、中径d2在螺纹的轴向剖面内，牙厚和牙槽宽相等处的假想圆柱体的直径。4、螺距P螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。5、导程S同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对

4、应两点问的轴向距离。设螺纹线数为n，则对于单线螺纹有S＝P，对于多线螺纹则有S＝nP。如图7．3所示。6、升角λ在中径d2的圆柱面上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，由图7．4可得（7.1）7、牙型角α、牙型斜角β在螺纹的轴向剖面内，螺纹牙型相邻两侧边的夹角称为牙型角α。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型斜角β，对称牙型的β＝α/2，如图7.1所示。7.1.3常用螺纹的特点及应用1、普通螺纹即米制三角形螺纹，其牙型角α＝60º，螺纹大径为公称直径，以mm为单位。同一公称直径下有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的称为细牙螺纹，如图7.5所示。普通螺纹的当

5、量摩擦系数较大，白锁性能好，螺纹牙根的强度高，广泛应用于各种紧固联接。一般联接多用粗牙螺纹。细牙螺纹螺距小、升角小、白锁性能好，但螺牙强度低、耐磨性较差、易滑脱，常用于细小零件、薄壁零件或受冲击、振动和变载荷的联接，还可用于微调机构的调整。2、管螺纹管螺纹是英制螺纹，牙型角α＝55º，公称直径为管子的内径。按螺纹是制作在柱面上还是锥面上，可将管螺纹分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。前者用于低压场合，后者适用于高温、高压或密封性要求较高的管联接。3、矩形螺纹牙型为正方形，牙型角α＝0º。其传动效率最高，但精加工较困难，牙根强度低，且螺旋副磨损后的间隙难以补偿．使传动精度降低。常用于传力或

6、传导螺旋。矩形螺纹未标准化，已逐渐被梯形螺纹所替代。4、梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙型角α＝30º。其传动效率略低于矩形螺纹，但工艺性好，牙根强度高，螺旋副对中性好，可以调整间隙。广泛用于传力或传导螺旋，如机床的丝杠、螺旋举重器等。5、矩齿形螺纹工作面的牙型斜角为3º，非工作面的牙型斜角为30º。它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点，但仅能用于单向受力的传力螺旋。7.1.4螺纹连接的基本类型合理选择螺纹连接需要了解螺纹联接类型的特点及应用场合。正确选用连接类型,熟悉常用连接件的有关国家标准是设计螺纹连接所必须掌握的基本知识。螺纹连接是由带螺纹的零件，即螺纹紧固件和被联接

7、件组成常用联接的基本类型：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。表7-1螺纹连接的基本类型7.1.5标准螺纹连接件常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等。图7.6螺栓图7.7双头螺柱图7.8螺钉、紧定螺钉的头部和末端图7.9螺母7.2螺纹连接的预紧与防松7.2.1螺纹连接的预紧螺纹联接：松联接——在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用紧联接——在装配时需拧紧，即在承载时，已预先受力，预紧力F0预紧目的——保持正常工作。如汽缸螺栓联接，有紧密性要求，防漏气，接触面