第2章_螺纹连接.

《第2章_螺纹连接.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章_螺纹连接.（61页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、螺纹螺纹螺纹连接螺纹连接单个螺栓连接的强度计算单个螺栓连接的强度计算螺栓组连接的设计螺栓组连接的设计提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施第二章第二章 螺纹联接螺纹联接联接的分类联接的分类 ：动联接动联接静联接静联接 2.1 概述概述一、一、螺纹的形成螺纹的形成 将一倾斜角为将一倾斜角为的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。取一平面图形，使它沿着螺旋线运动，同时保证线。取一平面图形，使它沿着螺旋线运动，同时保证平面图形运动时始终通过圆柱体的轴线，就得到螺纹平面图形运动时始终通过圆柱体的轴线，就得到螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹B

2、AC 2.2 螺纹螺纹d2螺旋线螺旋线 - - 一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。速移动的轨迹。螺螺 纹纹 - - 一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。得到螺纹。螺纹螺纹 2.2 螺纹螺纹5-1 螺纹大径大径d 是螺纹的公称直径。是螺纹的公称直径。小径小径d1常用于强度计算。常用于强度计算。中径中径d2常用于几何计算。常用于几何计算。螺距螺距P 中径线上，相邻两螺纹中径线上，相邻两螺纹牙上对应点间的轴向

3、距离。牙上对应点间的轴向距离。导程导程 S 沿螺纹上同一条螺旋线沿螺纹上同一条螺旋线 转一周所移动的轴向距离，转一周所移动的轴向距离，S = nP。线数线数 n 螺纹的螺旋线数目。螺纹的螺旋线数目。牙型角牙型角a在轴向截面内，在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹螺纹二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数牙型高度牙型高度h h牙顶和牙底牙顶和牙底间垂直于轴线的距离间垂直于轴线的距离 22tandnPdS螺纹旋向分左旋和右旋，常用右旋螺纹螺纹旋向分左旋和右旋，常用右旋螺纹螺纹升角螺纹升角螺旋线的切线与螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。夹角。

4、按轴向剖面形状按轴向剖面形状（螺纹的牙型）（螺纹的牙型）三角形螺纹：三角形螺纹： 常用于联接，常用于联接，常用于传动，单向受载常用于传动，单向受载常用于传动常用于传动梯形螺纹：梯形螺纹：锯齿形螺纹：锯齿形螺纹：按螺旋线数目分按螺旋线数目分单头螺纹单头螺纹：多头螺纹多头螺纹：常用于联接，常用于联接，常用于传动常用于传动按螺旋线绕行方向分按螺旋线绕行方向分左旋左旋右旋（常用右旋（常用）常用螺纹常用螺纹螺纹螺纹左旋右旋一、一、矩形螺纹矩形螺纹 1. 受力分析受力分析 2.3 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁FnFRv展开中径展开中径d2 圆柱面得一斜面圆柱面得一斜面.Fd2S

5、F -水平推力水平推力Fn -法向反力法向反力Fa -轴向载荷轴向载荷F=f Fn -摩擦力摩擦力f -摩擦系数摩擦系数 -摩擦角摩擦角d2FFaFF FaFR -总反力总反力vFnFRvFd2S滑块在F、FR 、Fa三力作用下处于平衡状态d2FFaF F Fa 作力多边形作力多边形得：得： F=Fatan(+ ) 驱动力矩：驱动力矩：FaFFR+ 2tan()2adF 22dTF 列出力平衡方程：列出力平衡方程：FR + Fa + +F =0 FRFa = + + FR =(1 + + f ) FnFa -为阻力，为阻力，F为驱动力，摩擦力为驱动力，摩擦力F沿斜面朝下。沿斜面朝下。当螺纹拧紧

6、当螺纹拧紧(滑块上升滑块上升)时：时：FR = Fn + +F - FFaFa -为驱动力，为驱动力，F成为阻力，成为阻力，摩擦力摩擦力F沿斜面朝上。沿斜面朝上。 FRvFRFa当螺纹拧松当螺纹拧松(滑块下滑滑块下滑)时：时：FRFa = - - 滑块在F、FR 、Fa三力作用下处于平衡状态 作力多边形可得：作力多边形可得： F=Fatg(- - ) 驱动力矩：驱动力矩：22dFT )(22tgFdad2FFaFFnF- - 列出力平衡方程：列出力平衡方程：FR + Fa + +F =0 F 2tan()2adTF 若若 ，则则T为正值，其方向与螺为正值，其方向与螺 母运动方向相反，是阻力；母

7、运动方向相反，是阻力；若若 ，则则T为负值，方向相反，其方向与预先假定的方向为负值，方向相反，其方向与预先假定的方向相反，而与螺母运动方向相同，成为放松螺母所需外加的驱动相反，而与螺母运动方向相同，成为放松螺母所需外加的驱动力矩。力矩。提问：当提问：当时，若没有力矩时，若没有力矩T，螺母在，螺母在F Fa a的作用下会运动的作用下会运动吗？吗？不会！不会！-这种现象称为自锁。这种现象称为自锁。T Td2FaFFd2FaFFT T 2.3 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁螺母螺母螺杆螺杆轴轴线线轴线轴线螺杆螺杆螺母螺母FnFa二、二、 非矩形螺纹非矩形螺纹 0矩形螺纹忽略

8、升角的影响时有：矩形螺纹忽略升角的影响时有：Fn=Fa当当 0 时，摩擦力为：时，摩擦力为：nFfFaFfcosaFf costgff摩擦系数为摩擦系数为f 的非矩形螺纹所产生的摩擦力与摩擦系的非矩形螺纹所产生的摩擦力与摩擦系数为数为f 的矩形螺纹所产生的摩擦力相当。的矩形螺纹所产生的摩擦力相当。称称 为当量摩擦角为当量摩擦角FaFnFa故称故称 f 为当量摩擦系数。为当量摩擦系数。引入参数引入参数f 和和 就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行力的分析。就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行力的分析。 滑块上升：滑块上升：) (2:) (:2tgFdTtgFFaa驱动力矩水平推力 滑块下降：滑块下降

9、：) (2) (2tgFdTtgFFaa非矩形非矩形螺旋的自锁条件：螺旋的自锁条件： 对于联接螺纹必须满足自锁条件 2.3 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁0 10 20 30 40 50 20406080100效率效率% 定义螺旋副的效率为有效功与输入功之比：定义螺旋副的效率为有效功与输入功之比：2aF ST 2tan()aaFSFd 当一定时，效率只是螺纹升角的函数，由此可以绘出效率曲线.当当一定时，效率曲线一定时，效率曲线有极大值在有极大值在=45=45- -/2 /2 处处。对于传动螺旋，一般取：对于传动螺旋，一般取：对于联接螺纹，必须取：对于联接螺纹，必须取：

10、升角过大, 制造困难，且效率增高也不明显。= 5.7 螺旋转动一圈时，有效功为螺旋转动一圈时，有效功为F Fa aS, S, 输入功为输入功为2 2T。f = =tan =0.1自锁极限自锁极限25紧固螺纹区紧固螺纹区tantan() 2.3 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁螺纹连接的类型和螺纹紧固件的材料及精度螺纹连接的类型和螺纹紧固件的材料及精度螺纹连接的预紧及其控制螺纹连接的预紧及其控制螺纹连接的防松螺纹连接的防松 2.4 2.4螺纹联接和螺纹联接件螺纹联接和螺纹联接件1. 1. 螺栓联接螺栓联接螺纹连接的类型和螺纹紧固件的材料和精度螺纹连接的类型和螺纹紧固件的材

11、料和精度螺纹连接螺纹连接一、螺纹连接的类型一、螺纹连接的类型2. 2. 双头螺柱联接双头螺柱联接工作原理：工作原理：螺栓受拉力，承螺栓受拉力，承受外载受外载应用：应用：被联接件较厚，被联接件较厚，且常拆卸处且常拆卸处螺纹连接螺纹连接3. 3. 螺钉联接螺钉联接工作原理：工作原理：螺栓受拉承受外载螺栓受拉承受外载应用：应用：一被联件较厚，一被联件较厚，但不常拆卸处但不常拆卸处螺纹连接螺纹连接4. 4. 紧定螺钉联接紧定螺钉联接工作原理：工作原理：靠靠 承受外载承受外载应用：应用：薄壁件联接薄壁件联接uF螺纹连接螺纹连接螺栓、螺钉、双头螺柱、螺螺栓、螺钉、双头螺柱、螺母、垫圈、母、垫圈、 防松零件