第03章螺纹联接

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1、机械设计第三章螺纹联接ThreadedFasteners第三章螺纹联接第一节螺纹及螺纹联接的主要类型一、螺纹的形成(Generation)二、分类(Forms)按螺纹母体形状分：圆柱形(Column)螺纹、圆锥形(Taper)螺纹。按螺纹牙型分：三角形(VThread)、矩形(Square)、梯形(Acme)、锯齿形(Buttress)螺纹。按螺纹旋向分：右(Right)旋和左(Left)旋按螺旋线的数目，可分为单线(single)、双线(Double)、三线等。根据螺纹在圆柱表面上的位置，分为：外(External)螺纹：在圆柱外表面上形成；内(Interna

2、l)螺纹：在内壁上形成。内外螺纹两者旋合组成的运动副称为螺纹副。按螺纹牙型分类SquareAcmeButtressVThreadPipeThread按螺旋线的数目分类三、圆柱螺纹的主要参数直径(Diameter)大径(Majordia.)d小径(Minordia.)d1中径(Pitchdia.)d2螺距(Pitch)P导程(Lead)S升角(Leadangle)y牙型角(Threadangle)a牙型斜角b螺纹工作高度(Workingdepth)h升角(Leadangle)y四、螺旋副的受力分析、效率与自锁矩形螺纹的受力分析①拧紧螺母时的受力分析②旋松螺母时的受

3、力分析非矩形螺旋副的受力分析1）受力分析(Forceanalysis)在矩形螺旋副中，若螺母上作用有轴向载荷Q（包括外载荷与自重）时，螺母在螺旋副上的运动情况可看作推动一重物（滑块）Q沿螺旋运动。拧紧螺母时的受力分析当螺母旋转一周时，输入功率(驱动功)为：升举重物所作的有效功(输出功)为：螺旋副的效率(Efficiency)由上式可知：当摩擦角一定时，效率只是升角的函数。螺旋副的效率图旋松螺母时的受力分析螺旋副的自锁(Self-locking)当y=r时，F=0——即去掉支持力F，滑块仍能保持平衡。当y

4、水平推力F。否则，无论Q有多大，滑块也不会自行下滑。这种现象称为螺旋副的自锁。螺旋副的自锁条件为：y≤r2）非矩形螺旋副的受力分析由于非矩形螺纹的牙型斜角b不等于零，所以在同样的轴向载荷Q作用下：有关公式力的关系：驱动力矩：效率：自锁条件：结论所以三角形螺纹用于联接，其它螺纹用于传动。所以单线螺纹用于联接，多线螺纹用于传动。五、常用螺纹CoarseThreadFineThread普通螺纹是一种三角形螺纹，a=60°，有粗牙、细牙之分管螺纹，a=55°矩形螺纹，a=0°梯形螺纹，a=30°锯齿形螺纹六、螺纹联接的主要类型(Types)螺栓联接(Boltandn

5、ut)螺钉联接(Screw)双头螺柱联接(Studandnut)紧定螺钉联接(Setscrew)1）螺栓联接(Boltandnut)特点和应用：无须在被联接件上切制螺纹，使用不受被联接件材料的限制。构造简单，装拆方便，应用最广。用于可制通孔的场合。分为受拉螺栓联接和受剪螺栓联接。2）双头螺柱联接(Studandnut)特点和应用：座端旋入并紧定在被联接件之一的螺纹孔中，用于受结构限制而不能用螺栓或希望联接结构较紧凑的场合。3）螺钉联接(Screw)特点和应用：不用螺母，而且能有光整的外露表面，应用于与双头螺柱联接相似，但不宜用于时常装拆的联接，以免损坏被联接件的

6、螺纹孔。4）紧定螺钉联接(Setscrew)HexSocketHeadlessSetscrew特点和应用：旋入被联接件之一的螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的坑中，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。Typesofheads(1)Typesofheads(2)第三章螺纹联接第二节螺纹联接的拧紧与防松一、螺纹联接的拧紧(Bolttightening)各种机械中实际使用的螺纹联接，绝大多数在装配时就已预先拧紧，使螺纹联接受到较大的预紧力的作用。其目的是使螺纹联接可靠地承受载荷，获得所要求的紧密性、刚性或防松能力。1）确定拧紧力矩F'预紧

7、力T拧紧力矩T1螺纹阻力矩T2螺母支承面摩擦力矩T3螺钉头支承面摩擦力矩T4夹持力矩反映了拧紧力矩、螺纹力矩、预紧力之间的关系；一个小的拧紧力可以产生很大的预紧力，可能导致过载折断。2）控制预紧力的方法测量螺栓的伸长量或控制应力或应变；规定螺母拧紧圈数；控制拧紧力矩。二、螺纹联接的防松(Threadlocking)在静载荷作用下，联接用螺纹能满足自锁条件，且螺母与支承面之间的摩擦力矩也有防松作用。因此联接一般不会自动松脱。但在变载荷、冲击振动及温度变化较大的情况下，螺纹副间和支承面间的摩擦阻力可能瞬时消失，经多次重复后，联接就可能松动，甚至松脱而造成事故。螺纹联

8、接防松的根本问题在于防止