第8章机械设计基础螺纹联接与键联接素材ppt课件.ppt

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1、第8章联接8.1机械制造中常用的螺纹8.2普通螺纹联接8.3螺旋副的受力分析、自锁条件及效率8.4螺纹联接的预紧、防松及结构设计8.5螺栓联接的强度计算8.6滑动螺旋简介8.7键联接8.8花键和销联接8.1机械制造中常用的螺纹8.1.1螺纹的形成把一锐角为ψ的直角三角形绕到一直径为d的圆柱上，绕时底边与圆柱底边重合，则斜边就在圆柱体上形成一条空间螺旋线。螺纹的形成动画螺纹种类8.1.2螺纹的主要参数1.大径d（D）：螺纹的最大直径在标准中也作公称直径。2.小径d1(D1)：即螺纹的最小直径。3.中径d2——在

2、轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径d2≈0.5(d+d1)。4.螺距P——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。5.导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离。6.线数n——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。螺距、导程、线数之间关系：L=nP7.螺旋升角ψ：中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。8.牙型角α：螺纹牙型两侧边的夹角。8.1.3螺纹的类型、特点及应用根据螺旋线绕行的方向，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺

3、纹。按螺纹的线数，螺纹可分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹。由于加工制造的原因，多线螺纹的线数一般不超过4。(a)右旋螺纹(单线)(b)左旋螺纹（双线）1、三角形螺纹（普通螺纹）牙型角为60º，可以分为粗牙和细牙，粗牙用于一般联接；与粗牙螺纹相比，细牙由于在相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。2、管螺纹多用于有紧密性要求的管件联接，牙型角为55º，公称直径近似于管子内径，属于细牙三角螺纹。3、梯形螺纹牙型角为30º，是应用最为广泛的传动螺纹。4、锯齿型螺纹两

4、侧牙型角分别为3º和30º，3º的一侧用来承受载荷，可得到较高效率；30º一侧用来增加牙根强度。适用于单向受载的传动螺纹。5、矩形螺纹牙型角为0º，适于作传动螺纹。8.2普通螺纹联接1.螺栓联接当被联接件不太厚时，被联接件加工出通孔，不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙。结构简单，装拆方便，可多次装拆，应用较广。8.2.1普通螺纹联接的基本类型及应用2.铰制孔用螺栓联接装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，用基孔制配合的铰制孔螺栓联接。3.双头螺柱联接螺杆两端无钉头，但均有螺纹，

5、装配时一端旋入被联接件，另一端配以螺母。适用于常拆卸而被联接件之一较厚的场合。折装时只需拆螺母，而不将双头螺柱从被联接件中拧出。4.螺钉联接适用于被联接件之一较厚，不需经常装拆的地方。一端有螺钉头，不需螺母，适合于受载较小场合。5.紧定螺钉联接拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩。8.2.2常用螺纹联接件普通螺栓联接动画螺纹副的自锁条件为：螺旋升角不大于当量摩擦角。即：8.3.3螺纹副自锁的条件式中：影响效率和自锁性能的几何原因：1.线数越多，

6、螺距越大，升角越大，效率越高。3.在螺旋传动中，应采用多线、大螺距的螺纹，以提高传动效率。4.在螺纹联接中，应采用单线、小螺距的螺纹，以提高自锁性能。2.升角越大，自锁性能越差。5.牙型斜角越大，则当量摩擦角越大，效率越低，自锁性能越好，所以在螺旋传动中，为了提高效率，采用牙型斜角小的螺纹，如矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。6.在螺纹联接中，为了提高自锁性能，应采用牙型斜角大的螺纹，如三角形螺纹。8.4螺纹联接的预紧、放松及结构设计8.4.1螺纹联接的预紧在零件未受工作载荷前需要将螺母拧紧，使组成联接的所有零

7、件都产生一定的弹性变形（螺栓伸长、被联接件压缩），从而可以有效地保证联接的可靠。这样，各零件在承受工作载荷前就受到了力的作用，这种方式就称为预紧，这个预加的作用力就称为预紧力。对于重要的螺栓联接，在装配时需要控制预紧力拧紧力矩为预紧加载动画8.4.2螺纹联接的防松一般来说，联接螺纹具有一定的自锁性。但是，工作条件存在冲击、振动、变载荷作用。在这些工况条件下，螺纹副之间的摩擦力会出现瞬时消失或减小的现象；同时在高温或温度变化比较大的场合，材料会发生蠕变和应力松弛，也会使摩擦力减小。在多次的作用下，就会造成联接的

8、逐渐松脱。常用的防松方法有三种：摩擦防松、机械防松和永久防松。1、摩擦防松1）弹簧垫片防松弹簧垫圈材料为弹簧钢，装配后垫圈被压平，其反弹力能使螺纹间保持压紧力和摩擦力，从而实现防松。2）对顶螺母防松利用螺母对顶作用使螺栓中受到附加的拉力和附加的摩擦力。由于多用一个螺母，并且工作不十分可靠，目前已经很少使用了。3）自锁螺母防松螺母一端制成非圆形收口或开缝后径向收口。当螺母拧紧后，收口胀开，利用收口的弹