螺纹强度计算方法.pdf

第三章 螺纹联接（含螺旋传动） 3-1 基础知识 一、螺纹的主要参数 现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几 何参数，见图 3-1，主要有： 1）大径d ——螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重 合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。 2 ）小径d1 ——螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相 重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危 险截面的计算直径。 3 ）中径d2 ——通过螺纹轴向界面内牙型上的沟槽 和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹 1 的平均直径，d ≈ (d +d ) 。中径是确定螺纹几何参 2 1 2 图 3-1 数和配合性质的直径。 ４）线数 ——螺纹的螺旋线数目。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传 n 动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般用线数n ≤４。 ５）螺距P ——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。 ６）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。单线螺纹S ＝ P ，多线螺纹S ＝nP 。 ７）螺纹升角λ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直 径处，螺纹升角各不相同。通常按螺纹中径d2 处计算，即 S nP λ arctan arctan （3-1） πd πd 2 2 8）牙型角α——螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴 线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角β ＝α/2。 9）螺纹接触高度h ——内外螺纹旋合后的接触面的径向高度。 二、螺纹联接的类型 螺纹联接的主要类型有： 1、螺栓联接 常见的普通螺栓联接如图 3-2a 所示。这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓 杆间留有间隙。图 3-2b 是铰制孔用螺栓联接。这种联接能精确固定被联接件的相对位置， 并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。 图3-2 2 、双头螺柱联接 如图 3-3a 所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一 太厚不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。 图3-3 3、螺钉联接 这种联接的特点是螺栓（或螺钉）直接拧入被联接件的螺纹孔中，不用螺母，在结构上 比双头螺柱联接简单、紧凑。 4 、紧定螺钉联接 紧定螺钉联接是利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件的表面（图 3-4a ）或钉 入相应的凹坑中（图 3-4b ），以固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或转矩。 图3-4 三、标准螺纹联接件 螺纹联接件的类型很多，在机械制造中常见的螺纹联接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺 母和垫圈等。这类零件的结构型式和尺寸都已标准化，设计时可以根据有关标准选用。 四、螺纹联接的预紧和防松 1、螺纹联接的预紧 在实用上，绝大多数螺纹联接在装配时都必须拧紧，使联接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。预紧的目的在于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滑移。为了保证联接所需要的预紧力，又不使 螺纹联接件过载，对重要的螺纹联接，在装配时要控制预紧力。 通常规定，拧紧后螺纹联接件的