第五章螺纹联接与螺旋传动 §5-1螺纹 §5-2螺纹联接的类型与标准联接件 §5-3螺纹联接的预紧 §5-4螺纹联接的防松 §5-5螺纹联接的强度计算 §5-6螺纹联接组的设计 §5-7螺纹联接件的材料与许用应力 §5-8提高螺纹联接强度的措施 §5-9螺旋传动
第五章 螺纹联接与螺旋传动 §5-1 螺纹 §5-2 螺纹联接的类型与标准联接件 §5-3 螺纹联接的预紧 §5-6 螺纹联接组的设计 §5-5 螺纹联接的强度计算 §5-8 提高螺纹联接强度的措施 §5-7 螺纹联接件的材料与许用应力 §5-9 螺旋传动 §5-4 螺纹联接的防松
螺纹 、 螺纹的分类 螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。 螺纹按工作性质分为联接用螺纹和传动用螺纹。 609 普通螺纹 管螺纹 自攻螺钉用螺纹 30 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 联接用螺纹的当量摩擦角较大，有利于实现可靠联接； 传动用螺纹的当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率
螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。 联接用螺纹的当量摩擦角较大，有利于实现可靠联接； 传动用螺纹的当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率。 螺纹按工作性质分为联接用螺纹和传动用螺纹。 一、螺纹的分类 螺 纹 螺纹的类型与特点1
螺纹 © 二、普通螺纹的主要参数 大径d一即螺纹的公称直径。 小径d1一常用于联接的强度计算。 d山山 中径d2一常用于联接的几何计算。 螺距P一螺纹相邻两个牙型上对应点间的 轴向距离。 牙型角一螺纹轴向截面内，螺纹牙型两 侧边的夹角。 升角Ψ一螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线 的平面间的夹角。 线数n一螺纹的螺旋线数目。 导程S一螺纹上任一点沿同一条螺旋线转 一周所移动的轴向距离，S-nP。 S nP 升角v的计算式为：w=arctan arctan πd2
螺纹的类型与特点2 二、普通螺纹的主要参数 大径d－即螺纹的公称直径。 小径d1－常用于联接的强度计算。 中径d2－常用于联接的几何计算。 螺距P－螺纹相邻两个牙型上对应点间的 轴向距离。 牙型角a－螺纹轴向截面内，螺纹牙型两 侧边的夹角。 升角y－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线 的平面间的夹角。 线数n－螺纹的螺旋线数目。 导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转 一周所移动的轴向距离，S=nP。 升角y的计算式为： 2 2 arctan arctan d nP d S y = = 螺 纹
螺纹联接的类型与标准联接件 一、螺纹联接的基本类型 普通螺栓联接 铰制孔用螺栓联接 螺钉联接 双头螺柱联接 紧定螺钉联接 除上述联接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹联接。 如：T型槽螺栓联接、吊环螺钉联接和地脚螺栓联接等
联接类型与标准件1 螺纹联接的类型与标准联接件 一、螺纹联接的基本类型 除上述联接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹联接。 如：T型槽螺栓联接、吊环螺钉联接和地脚螺栓联接等
螺纹联接的类型与标准联接件 二、标准螺纹联接件 螺纹联接的类型很多，在机械制造中常见的螺纹联接件的结构型式和 尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。 六角头螺栓 双头螺柱 螺钉 紧定螺钉 自攻螺钉 六角螺母 圆螺母 垫圈 虚拟现实中的螺纹联接件
联接类型与标准件2 螺纹联接的类型与标准联接件 二、标准螺纹联接件 螺纹联接的类型很多，在机械制造中常见的螺纹联接件的结构型式和 尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。 虚拟现实中的螺纹联接件
螺纹联接的预紧 冬预紧力： 大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受 到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。 预紧的目的： 增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相 对移动。 冬预紧力的确定原则： 拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ō的80%。 冬预紧力的控制： 利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用测力矩扳手或 定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预 紧力。 预紧力和预紧力矩之间的关系：T≈0.2Fd 注意：对于重要的联接，应尽可能不采用直径过小(<M12)的螺栓
利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用测力矩扳手或 定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预 紧力。 纹联接的预紧 螺纹联接的预紧 大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受 到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。 增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相 对移动。 注意：对于重要的联接，应尽可能不采用直径过小(＜M12)的螺栓。 拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。 ❖ 预紧力： ❖ 预紧的目的： ❖ 预紧力的确定原则： ❖ 预紧力的控制： ❖ 预紧力和预紧力矩之间的关系： T 0.2F0 d
螺纹联接的防松 螺纹联接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变 载荷作用下，或在高温或温度变化较大的情况下，螺纹联接中的预紧力和 摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致联接失效。 自锁螺母防松 对顶螺母防松 止动垫圈防松 弹簧垫圈防松 开口销与六角螺母防松 串联钢丝防松 防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同，防松 方法分为摩擦防松、机械防松等。此外还有一些特殊的防松方法，例如铆 冲防松、在旋合螺纹间涂胶防松等
螺纹联接的防松 螺纹联接的防松 螺纹联接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变 载荷作用下，或在高温或温度变化较大的情况下，螺纹联接中的预紧力和 摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致联接失效。 防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同，防松 方法分为摩擦防松、机械防松等。此外还有一些特殊的防松方法，例如铆 冲防松、在旋合螺纹间涂胶防松等
螺纹联接的强度计算 联接的失效形式：主要是指螺纹联接件的失效。对于受拉螺栓，其失效 形式主要是螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂。对于受剪螺栓，其失效 形式可能是螺栓杆被剪断或螺栓杆和孔壁的贴合面被压溃。 15% 20% 65% 螺栓联接强度计算的目的是根据强度条 件确定螺栓直径，而螺栓和螺母的螺纹牙及 其他各部分尺寸均按标准选定。 螺栓联接的强度计算主要与联接的装配 情况（预紧或不预紧）、外载荷的性质和材料性能等有关。 F 松螺栓联接强度计算 0= d/4 ≤[] 1.仅受预紧力的紧螺栓联接 二、紧螺栓联接强度计算 2.受轴向载荷的紧螺栓联接 3.承受工作剪力的紧螺栓联接
螺纹联接的强度计算1 螺纹联接的强度计算 螺栓联接的强度计算主要与联接的装配 情况（预紧或不预紧）、外载荷的性质和材料性能等有关。 螺栓联接强度计算的目的是根据强度条 件确定螺栓直径，而螺栓和螺母的螺纹牙及 其他各部分尺寸均按标准选定。 一、松螺栓联接强度计算 二、紧螺栓联接强度计算 1．仅受预紧力的紧螺栓联接 2．受轴向载荷的紧螺栓联接 3．承受工作剪力的紧螺栓联接 联接的失效形式：主要是指螺纹联接件的失效。对于受拉螺栓，其失效 形式主要是螺纹部分的塑性变形和螺杆的疲劳断裂。对于受剪螺栓，其失效 形式可能是螺栓杆被剪断或螺栓杆和孔壁的贴合面被压溃。 15% 20% 65% s s = / 4 2 d1 F
螺纹联接的强度计算 1.仅受预紧力的紧螺栓联接 预紧力引起的拉应力：σ= Fo 元d 螺牙间的摩擦力矩引 d, Fo tan(w+) 起的扭转剪应力： ≈0.50 d 根据第四强度理论， 16 螺栓在预紧状态下的 0a=V62+3x2≈1.30 计算应力： F 强度条件： 13Fo] 4 当联接承受较大的横向载荷F时，由于要求F≥F/f(=0.2),即 F≥5F,因而需要大幅度地增加螺栓直径。为减小螺栓直径的增加， 可采用减载措施
螺纹联接的强度计算2 螺纹联接的强度计算 1．仅受预紧力的紧螺栓联接 2 1 0 4 d F 预紧力引起的拉应力： s = s y 0.5 16 2 tan( ) 3 1 2 0 v + = d d 螺牙间的摩擦力矩引 F 起的扭转剪应力： s s = 2 1 0 ca 4 1.3 d F 强度条件： 当联接承受较大的横向载荷F时，由于要求F0≥F／f（f=0.2），即 F0≥5F ，因而需要大幅度地增加螺栓直径。为减小螺栓直径的增加， 可采用减载措施。 s s 3 1.3s 2 2 ca = + 根据第四强度理论， 螺栓在预紧状态下的 计算应力: F0 F0 F F
螺纹联接的强度计算 2.受轴向载荷的紧螺栓联接 螺栓预紧力F后，在工作拉力F的作 用下，螺栓的总拉力F2=? F=F+F 式中F为残余预紧力，为保证联接的紧密 性，应使F>0,一般根据联接的性质确定F的大小。 为使工作载荷作用后，联接结合面间有残余预紧力F存在，要求螺栓 联接的预紧力F为： Fo=F+ m 这时螺栓的总拉力为： F2=F+ Ch+C 式中： Cp+Cm 为螺栓的相对刚度，其取值范围为0~1。 静强度条件：o。= 13F,o] πd/4
螺纹联接的强度计算3 螺纹联接的强度计算 2．受轴向载荷的紧螺栓联接 F D D p 螺栓预紧力F0后，在工作拉力F 的作 用下，螺栓的总拉力F2 = ? F2 = F1 + F s s = / 4 1.3 2 1 2 ca d F F C C C F F b m b 2 0 + 这时螺栓的总拉力为： = + 为使工作载荷作用后，联接结合面间有残余预紧力F1存在，要求螺栓 联接的预紧力F0为： F C C C F F b m m 0 1 + = + 静强度条件： 式中F1为残余预紧力，为保证联接的紧密 性，应使 F1 ＞0，一般根据联接的性质确定F1的大小。 式中： b m b C C C + 为螺栓的相对刚度，其取值范围为 0~1
