《机械设计》 课件 第五章_螺纹连接和螺旋传动.ppt

联接 螺纹 螺纹联接的类型和标准联接件 螺纹联接的预紧和防松 螺纹联接的强度计算 螺栓组联接的设计 提高螺纹联接强度的措施 螺旋传动 键联接和花键联接 其它联接 联接的目的 便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高劳动生产率。 学习目标 熟悉机器联接中常用的各种联接件的结构、类型、性能和应用场合，掌握设计理论和选用方法。 §1 螺纹 一、螺纹的类型和应用 螺纹有外螺纹和内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。 按其作用分为： 联接螺纹：如普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹； 传动螺纹：梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 按使用单位制分为： 英制螺纹：如管螺纹（螺距以每英寸牙数表示）； 米制：其余均为米制。 除矩形螺纹外，其余螺纹均已标准化。标准螺纹的基本尺寸，可查阅有关标准。 常用螺纹的类型、特点和应用 二、螺纹的主要参数 （1）大径d（公称直径） （2）小径d1 （3）中径d2 （4）线数n 单线螺纹 多线螺纹 （5）牙型角α （6）接触高度h 注： 常用的联接螺纹要求自锁性，故多采用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故采用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般线数n≤4。 （7）螺距P （8）导程S 单线螺纹S=P；多线螺纹S=nP。 （9）螺纹升角Ψ （10）螺纹旋向 左旋螺纹，右旋螺纹（常用） 旋向判定：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋， 右边高则为右旋。 §2 螺纹联接的类型和标准联接件 2.1 螺纹联接的基本类型 螺栓联接：普通螺栓联接 铰制孔用螺栓联接 双头螺栓联接 螺钉联接 紧定螺钉联接 其它：地脚螺栓联接、吊环螺栓联接、T型槽螺栓联接 螺纹紧固件大都为标准件，常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母和垫圈等。 1.普通螺栓联接 特点：工作时受拉，无需在被联件上加工螺纹孔，装拆方便，用于两被联件均不太厚的场合。 2.铰制孔用螺栓联接 特点：工作时受剪，除起联接作用外，还起定位作用。 3.双头螺柱联接 特点：用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只需拧下螺母即可。 4.螺钉联接 螺钉拧入深度H 钢或青铜 H≈d 铸铁H=(1.25∽1.5)d 铝合金 H=(1.5 ∽2.5)d 特点：用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。 地脚螺栓联接 吊环螺栓联接 T形槽螺栓联接 2.2 标准螺纹联接件 2.3 螺纹紧固件的性能等级和材料 螺纹联接件的常用材料 低碳钢Q215、10号钢：一般联接 中碳钢Q235、35、45号钢：一般联接 低合金钢、合金钢如15Cr、40Cr30CrMnSi等：承受振 动、冲击、变载的重要联接 垫片材料 ：普通垫片： Q215、 15、35号钢； 弹簧垫片：65Mn。（需热处理） 螺栓的性能等级 螺母的性能等级 注：先选用性能等级，再选用推荐材料，一般采用4.6、4.8、5.6、5.8等几个级别。 3.1 螺纹联接的预紧 （一） 预紧的目的 受载之前—拧紧螺母—预紧力F’ 1.提高联接的紧密性 2.防止联接松动 3.提高联接件强度 防止联接松动 提高联接的紧密性 （二）控制预紧力的方法 原因：T↑→ F ↑→ 拉断、滑扣 T↓→不能满足工作要求 方法： 1.控制应力或应变 2.控制拧紧力矩 3.控制拧紧力臂 4.测量螺栓伸长量 控制应力或应变 控制拧紧力矩 控制拧紧力臂 拧紧力矩与预紧力的关系 d2 ≈0.9d ; y=1o42’=3o2’ ρv≈acrtg(1.155f);f≈0.1-0.2 μc≈0.15;D1 ≈1.5d ;d0 ≈1.1d 代入整理： 注：不控制预紧力时，不宜采取M12以下的螺栓。 3.2 螺纹联接的防松 1、螺纹联接按自锁条件设计 ψ≤ρv。∴ 静载下不会自行松脱。 2、松动原因 冲击、振动、变载荷下；温度变化较大时→螺旋副摩擦 力Ff减小或瞬时消失 →松动 3、螺纹联接防松的实质： 在于限制螺旋副的相对转动。 4、螺纹联接防松的方法按工作原理可分为 ①摩擦防松 ②机械防松 ③其它：破坏螺纹副关系（焊接、铆冲、粘接） 摩擦防松：弹簧垫圈防松 摩擦防松：自锁螺母防松 摩擦防松：对顶螺母防松 机械防松开口销开槽螺母防松 机械防松：止动垫片防松 机械防松：止动垫片防松 机械