武汉理工大学机械设计考研课件3

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1、6-1 6-1 螺纹的主要参数及类型螺纹的主要参数及类型6-2 6-2 螺旋副的分析螺旋副的分析、效率和自锁、效率和自锁6-3 6-3 螺纹联接和螺纹联接件螺纹联接和螺纹联接件6-4 6-4 螺栓联接的强度计算螺栓联接的强度计算6-5 6-5 螺纹联接的结构设计螺纹联接的结构设计螺栓螺栓*. 本章的主要内容本章的主要内容1. 螺纹类型及主要参数螺纹类型及主要参数;螺纹联接的主要类型、特点及应用螺纹联接的主要类型、特点及应用;2 . 螺旋副的受力、效率及自锁螺旋副的受力、效率及自锁,预紧和防松预紧和防松;3 . 螺栓的强度计算螺栓的强度计算;4 . 螺栓组的结构设计螺栓组的结构设计.Dp螺母螺母

2、垫圈垫圈6-1 螺纹的主要参数及类型螺纹的主要参数及类型 一一. 螺纹形成原理螺纹形成原理 将一倾斜角为将一倾斜角为的直线绕的直线绕在圆柱体上就形成一条螺旋线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。取一平面图形使其沿螺旋线运动，该平面图形在空间的轨运动，该平面图形在空间的轨迹即为螺纹。迹即为螺纹。 二二 常用螺纹类型常用螺纹类型按螺纹绕行按螺纹绕行方向分类方向分类左旋螺纹左旋螺纹自右下方向左上自右下方向左上 方绕行的螺纹方绕行的螺纹右旋螺纹右旋螺纹自左下方向右上自左下方向右上 方绕行的螺纹方绕行的螺纹左左旋旋右右旋旋d2phd2按螺纹牙分按螺纹牙分的表面分类的表面分类外螺纹外螺纹

3、在圆柱外表面上形成的螺纹，如螺栓在圆柱外表面上形成的螺纹，如螺栓、 螺钉螺钉内螺纹内螺纹在圆柱空内壁上形成的螺纹，如螺母在圆柱空内壁上形成的螺纹，如螺母内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹螺杆螺杆螺母螺母按螺纹牙的牙型分类按螺纹牙的牙型分类:普通螺纹普通螺纹 牙型角牙型角=60，当量摩擦系数较大，自锁性能当量摩擦系数较大，自锁性能 好，主要好，主要用于连接用于连接。圆柱管螺纹圆柱管螺纹牙型角牙型角=55，用于压力用于压力p1.57MPa1.57MPa的的管子管子连接连接矩形螺纹矩形螺纹牙型角牙型角=0，当量摩擦系数小，效率高，当量摩擦系数小，效率高，用于传动用于传动梯形螺纹梯形螺纹牙型角牙型角=30，牙根

4、强度高，效率较高，易保证加工精度，广泛牙根强度高，效率较高，易保证加工精度，广泛 用于传动用于传动。锯齿形螺纹锯齿形螺纹牙型斜角两边不相等，工作面牙型斜角两边不相等，工作面=3,非工作面非工作面= 30，效率较三，效率较三 角形螺纹高，角形螺纹高，只能用于单向传动只能用于单向传动。6030普普通通螺螺纹纹内螺纹内螺纹p外外螺纹螺纹dd2d1矩形螺纹矩形螺纹内螺纹内螺纹p外螺纹外螺纹d1d2d3015内螺纹内螺纹p外外螺纹螺纹dd2d1梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹dd2d1内螺纹内螺纹p外外螺纹螺纹330p圆圆柱柱管管螺螺纹纹d内螺纹内螺纹d2d1外外螺纹螺纹55按螺纹线按螺纹线数分类数

5、分类单线螺纹单线螺纹 Z=1，效率低，自锁性好，易加工，效率低，自锁性好，易加工三线螺纹三线螺纹Z=3，效率高，自锁性差，难加工，效率高，自锁性差，难加工双线螺纹双线螺纹Z=2，效率较，效率较Z=1 高高单线螺纹单线螺纹双线螺纹双线螺纹三线螺纹三线螺纹三三. 螺纹的主要参数螺纹的主要参数以圆柱普通外（内）螺纹为例来说明以圆柱普通外（内）螺纹为例来说明PhPdd2d11 .大径大径d：外、内螺纹的最大直径，为螺纹的公称直径（管螺纹除外）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。与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆

6、柱上面的直径。 在强度计算中常用作危险截面的计算直径。在强度计算中常用作危险截面的计算直径。 3 .中径中径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。上螺纹牙厚度与牙槽宽度相等。4 .螺距螺距P ： 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。5 .导程导程Ph ：螺纹上任一点沿螺旋线绕一周所移过轴向距离。螺纹上任一点沿螺旋线绕一周所移过轴向距离。Ph= zP。6 .升角升角 ：螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹

7、 角，通常用中径处的升角角，通常用中径处的升角表示。其计算式为：表示。其计算式为：2dPtanh7 .牙型角牙型角：在螺纹轴线平面内螺纹牙两侧面的夹角在螺纹轴线平面内螺纹牙两侧面的夹角 。螺纹牙型的侧。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边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型斜角 。对于三角形、。对于三角形、 梯形螺纹等对称牙型，梯形螺纹等对称牙型， =/2。内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹1 .大径大径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）。称直径（管螺纹除外）。2 .小径小径d1：与外螺纹牙

8、底或内螺纹牙顶相相切圆柱体直径。在强度计算中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。常用作危险截面的计算直径。3 .中径中径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。上螺纹牙厚度与牙槽宽度相等。4 .螺距螺距P ： 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。5 .导程导程Ph ：螺纹上任一点沿螺旋线绕一周所移过轴向距离。螺纹上任一点沿螺旋线绕一周所移过轴向距离。Ph= zP。7 .牙型角牙型角：在螺纹轴线平面内螺纹

9、牙两侧面的夹角在螺纹轴线平面内螺纹牙两侧面的夹角 。螺纹牙型的侧。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边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型斜角 。对于三角形、。对于三角形、 梯形螺纹等对称牙型，梯形螺纹等对称牙型， =/2。6 .升角升角 ：螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹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角，通常用中径处的升角表示。其计算式为：表示。其计算式为： 2dPtanh牙型角牙型角=0=0）一）拧紧螺母时一）拧紧螺母时相当相当于滑块沿斜面等速上升运动相当相当于滑块沿斜面等速上升运动dd()2211ttanFFTQr+拧紧力矩:()t

10、anFFQtr+水平力:()()r+r+tantantandFtandFTPFWWQQhQ22122效率：效率：FtFQFtFtFQFtFQFfFRnFRvFR+二）松脱螺母时二）松脱螺母时相当于滑块沿斜面等速下降相当于滑块沿斜面等速下降FtFQFfFRnFRvFRFQFt- 当滑块在当滑块在FQ Q作用下沿斜面等速下作用下沿斜面等速下降时，滑块上的摩擦力降时，滑块上的摩擦力Ff沿斜面向上，沿斜面向上，斜面对滑块的总反力斜面对滑块的总反力FR与与FQ之间夹角之间夹角为为-，由力三角形可的水平力：由力三角形可的水平力：)tan(FFQtr三）螺旋副的自锁条件三）螺旋副的自锁条件 由松脱螺母时由松

11、脱螺母时的水平力计算式可知，若的水平力计算式可知，若，则，则FtFt为负值。表明要使为负值。表明要使滑块在滑块在FQ Q作用下沿斜面等速下滑，必须加一反方向的作用下沿斜面等速下滑，必须加一反方向的水平力水平力F Ft t，否则不论，否则不论F FQ Q力有力有多大，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滑块都不会在其作用下自行下滑，即螺母不会在轴向载荷F FQ Q作用下自行松作用下自行松脱脱此现象称为自锁。此现象称为自锁。螺旋副的自锁条件：螺旋副的自锁条件： 牙型角牙型角00）FQ QFQ QFRnFRn矩形螺纹：矩形螺纹： FRn= FQ Q F Ff f= =FRnf f