螺纹及键连接

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1、开始拧紧开始拧紧拧紧后拧紧后受工作载荷时受工作载荷时工作载荷过大时工作载荷过大时1 2F12Fa F FFFFa F A:A:图图1 1，螺母未拧紧，螺母未拧紧螺栓螺母松驰状态 B:B:图，拧紧图，拧紧预紧状态预紧状态 凸缘压2 F 栓杆拉1 F C:C:图图3 3，加载，加载F F后后工作状态工作状态栓杆继续拉1 1 = =1 1 + +1 1 从 F F F Fa a = F + F = F + F凸缘 放松 2 2 = =2 2 - -2 2 从 F FF F总载荷残余预紧力 螺栓预紧力螺栓预紧力F挤压变形挤压变形剪切变形剪切变形内容提要内容提要n螺纹联接的主要类型和标准联接件螺纹联接的

2、主要类型和标准联接件n 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松 n单个螺栓联接的强度计算单个螺栓联接的强度计算(本科本科)n螺栓组联接的设计与受力分析螺栓组联接的设计与受力分析(本科本科)n提高螺栓联接强度的措施提高螺栓联接强度的措施(本科本科)n键联接键联接n花键联接花键联接n销联接销联接螺纹联接螺纹联接键联接与销联接键联接与销联接螺螺 纹联接纹联接 螺纹联接的特点螺纹联接的特点(1)(1)螺纹拧紧时能产生很大的轴向力；螺纹拧紧时能产生很大的轴向力；(2)(2)它能方便地实现自锁；它能方便地实现自锁；(3)(3)外形尺寸小；外形尺寸小；(4)(4)制造简单，能保持较高的精度。制造简单，能保

3、持较高的精度。 一、螺纹联接主要类型和标准联接件一、螺纹联接主要类型和标准联接件（一）机械设备中的常用螺纹（一）机械设备中的常用螺纹1、三角形螺纹、三角形螺纹（2）管螺纹）管螺纹（1）普通螺纹）普通螺纹 牙型为等边三角形，牙型角牙型为等边三角形，牙型角= 60；分为粗牙和细牙两分为粗牙和细牙两种，种，粗牙螺纹用于一般联接，细牙螺纹在相同公称直径时粗牙螺纹用于一般联接，细牙螺纹在相同公称直径时, ,螺距小螺距小, ,螺纹深度浅螺纹深度浅, ,导程和升角也小，自锁性能好，适合用导程和升角也小，自锁性能好，适合用于薄壁零件和微调装置于薄壁零件和微调装置 专用于管件联接的特殊细牙三角形螺纹，专用于管件

4、联接的特殊细牙三角形螺纹，牙型角牙型角= 55= 55 特点：联接密封性好；特点：联接密封性好； 2、矩形螺纹、矩形螺纹 3、梯形螺纹、梯形螺纹 4、锯齿螺纹、锯齿螺纹 牙型多为正方形，牙型角牙型多为正方形，牙型角= 0；传动效率高，但精加工困难，磨损传动效率高，但精加工困难，磨损后轴向间隙不易补偿。后轴向间隙不易补偿。 牙型为梯形，牙型角牙型为梯形，牙型角=30；传传动效率比矩形稍低，但制造工艺性好，动效率比矩形稍低，但制造工艺性好，牙根强度高，定心性好牙根强度高，定心性好 牙侧角牙侧角 两边不等两边不等 ，工作边为，工作边为3非非工作边为工作边为30；综合了矩形螺纹的高效；综合了矩形螺纹的

5、高效率和梯形螺纹牙根强度高的优点，率和梯形螺纹牙根强度高的优点，适用适用于单向受载的传动螺旋于单向受载的传动螺旋。（二）螺纹联接的主要类型（二）螺纹联接的主要类型1、 普通螺栓联接普通螺栓联接被联接件不太厚，螺杆带钉头，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，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。2、 精密螺栓联接精密螺栓联接装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制孔螺栓联接螺纹联接由螺纹紧固件和联接件上的内外螺纹组成螺纹联接由螺纹紧固件和联接件上的内外螺纹组成3 3、双头螺栓联接、双头螺栓联接螺杆两端无钉头，但均有螺纹，

6、装配时一端旋入被联接件，另一端配以螺母。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。4 4、螺钉联接、螺钉联接适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况特殊联接：地脚螺栓联特殊联接：地脚螺栓联接接 , 吊环螺钉联接吊环螺钉联接5 5、紧定螺钉联接、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。（三）标准螺纹联接件（三）标准螺纹联接件 2 2、双头螺柱、双头螺柱两端带螺纹 A A型型有退刀槽 B B型型无退刀槽1 1、螺栓、螺栓 普通螺栓普通

7、螺栓 六角头，小六角头，标准六角头，大六角头, 内六角 铰制孔螺栓铰制孔螺栓螺纹部分直径较小螺母4 4、紧定螺钉、紧定螺钉 锥锥 端端适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 平平 端端接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度 较大的平面，适于经常拆卸 圆柱端圆柱端压入轴上凹坑中，适于紧定空心轴上零件的位置，轻材料和金属薄板3 3、螺钉、螺钉 与螺栓区别要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹 6 6、螺母、螺母 六角螺母：标准，扁，厚 5 5、自攻螺钉、自攻螺钉由螺钉攻出螺纹圆螺母圆螺母+ +止退垫圈止退垫圈带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧 7 7、垫圈、垫圈 二、二

8、、 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松 预紧目的预紧目的目的是为了增强联接的刚性，增加紧密性增加紧密性和提高防松能力。对于受轴向拉力的螺栓联接，还可以提高螺栓的疲劳强度；对于受横向载荷的普通螺栓联接，有利于增大联接中接合面间的摩擦 螺纹联接：松联接螺纹联接：松联接在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用 紧联接紧联接在装配时需拧紧，即在承载时，已预先受力，预紧力F F （一）螺纹连接的预紧（一）螺纹连接的预紧预紧力预紧力F F 预先轴向作用力（拉力）预紧过紧预紧过紧 F F 过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度 过松过松 拧紧力F F 过小，工作不可靠 扳手拧紧力矩扳手拧紧力矩T=FHL

9、 FH作用于手柄上的力，L力臂FH F预紧力(N)；c支承面摩擦因素，无润滑时 c=0.15； rf 支承面摩擦半径(mm)，rf =(D0+d0)/4 拧紧螺母时，加在扳手上的力矩T，用来克服螺纹牙间的阻力矩T1和螺母支承面上的摩擦阻力矩T2 1 1、确定拧紧力矩、确定拧紧力矩T1 = Ftan(+v) d2 /2 T2 = F crf T=T1+T2T拧紧力矩；T1螺纹摩擦阻力矩；T2螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩 由于直径过小的螺栓，容易在拧紧时过载拉断，所以由于直径过小的螺栓，容易在拧紧时过载拉断，所以对于重要的联接不宜小于对于重要的联接不宜小于M10M14代入数据，最后得：代入数

10、据，最后得： T0.2Fd (3-8)当公称直径当公称直径d d一定的螺栓，当所要求的预紧力一定的螺栓，当所要求的预紧力F F已知已知时，则时，则 可按可按(3-8)(3-8)确定扳手的拧紧力矩确定扳手的拧紧力矩 2 2、预紧力、预紧力F F 的控制：的控制：测力矩板手测力矩板手测出预紧力矩，如左图定力矩板手定力矩板手达到固定的拧紧力矩T时，弹簧受压 将自动打滑，如右图 测量预紧前后螺栓伸长量测量预紧前后螺栓伸长量精度较高 1 1、防松目的、防松目的A、在冲击、振动和变载荷作用下，螺纹之间的摩擦力 可能瞬时消失而影响正常工作；B、在高温或温度变化较大时，若螺栓与被联接件的温 度变形差或材料的蠕

11、变，也可能导至联接的松脱。因 此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故 2 2、防松原理、防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。 3 3、防松办法及措施、防松办法及措施 1 1）摩擦防松）摩擦防松 双螺母、弹簧垫圈、尼双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等龙垫圈、自锁螺母等 （二）螺纹的防松（二）螺纹的防松 双螺母双螺母弹簧垫圈弹簧垫圈 自锁螺母自锁螺母螺母一端做成非圆形收口或开峰后径面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧开槽螺母开槽螺母与开口销与开口销螺母与螺母与止动垫圈止动垫圈串联钢丝串联钢丝 2 2）机械防松：）机械防松： 开槽螺母