湖南大学机械设计课件第5章讲述.doc

第二篇 联接 螺纹联接与螺纹传动 （一）教学要求： 掌握螺纹联接类型及防松方法，松、紧螺栓联接强度计算。 2、掌握螺栓组设计方法，了解提高螺纹联接强度的常用措施和螺旋传动的设计。 （二）教学的重点与难点 螺纹联接类型及防松原理，紧螺栓联接的强度计算。 2、螺栓组联接的设计与受力分析。 （三）教学时数： 6学时 §5－1　基本知识 一、螺纹类型　　　 　　 外螺纹 　　　　　内螺纹　 　　 连接螺纹——起联接作用 　　　　　传动螺纹——起传动作用――例如丝杆、千斤顶。　 　　 米制（公制）螺纹 　　　　　英制螺纹――已只用于管螺纹、锥管螺纹。 　　 三角形螺纹――主要用于联接 　 矩形螺纹 梯形螺纹 主要用于传动 锯齿形螺纹 　　 左旋 　　　　　右旋――常用 　　 单头螺纹 　　　　　多头螺纹 　　 粗牙螺纹 　　　　　细牙螺纹 二、螺纹的主要参数 大径d——公称直径 中径d2——牙厚=牙槽宽处 小径d1——强度计算用 线（头）数n——有几根螺旋线 螺距P——相邻两牙之间的轴向距离 导程S——S=nP 螺纹升角ψ——tgψ= —— 牙型角α与牙型半角 —— ( 现称牙侧角或牙型斜角β = ——) （β= ） 三、常用螺纹 1、普通螺纹——米制三角螺纹，α=60°，大径为公称直径（mm），分粗牙和细牙两类。应用广泛，多用于紧固联接。 2、管螺纹——英制螺纹，α=55°，公称直径为管子的公称通径，用于紧密联接（锥管螺纹不用填料即可密封。常用于水、煤气、润滑系统等。 3、矩形螺纹——α=0°，传动效率η最高，但加工较困难，未标准化，逐步被梯形螺纹取代。 4、梯形螺纹——α=30°，等腰梯形，广泛用于传力和传导螺旋，η略低于矩形螺纹，但工艺性好，牙根强度高，对中性好，可调整间隙。 5、锯齿形螺纹——工作面牙型斜角β=3°，非工作面 β=30 °，综合了矩形螺纹η高和梯形螺纹牙根强度高的特点，仅用于单向受力的传力螺旋。 四、螺纹联接的基本类型 1、螺栓联接——被联接件上开通孔（非螺孔）。螺栓与孔间有间隙。 加工简单、成本低、应用最广。 2、螺钉联接——不用螺母。 一个被联接件上开通孔，另一个 上开螺孔。螺栓可做螺钉用。不宜经常拆卸。 3、双头螺柱联接——多用于被联接件较厚或为使结构紧凑而采 用盲孔的联接。拆卸时只需拧下螺母而不必拧出螺柱。 4、紧定螺钉联接——防止另一零件转动或移动，还可用于调整位置。不能受大力。 此外，还有如下几种特殊用途的螺纹联接类型： 五、标准螺纹联接件 §5-2 螺纹联接的预紧与防松 一、预紧 一般在装配时均需预紧，以便联接可靠，紧密和防松。 预紧力应适宜，有些时候要严格控制。 规定：拧紧后预紧力不超过σS的80%，以便联接可靠，紧密和防松。 碳素钢螺栓——预紧力F0≤（0.6~0.7）σSA1 经验： 合金钢螺栓——预紧力F0≤（0.5~0.6）σSA1 公式见P67式5-6和式5-7 测力矩扳手 控制预紧力的方法： 定力矩扳手——超出设定值即打滑 二、拧紧力矩 拧紧力矩T =螺纹副之间的摩擦阻力矩T1 +螺母支承面上的摩擦阻力矩T2 T=T1+T2 =F0tan（ψ+φv） + fCF0 = KF0d 注意：有几种公式 三、防松方法 联接用三角形螺纹都具有自锁性，静载时不会松动； 但冲击、振动、变载情况下可能发生松动。 为保险，需有防松措施 §5-3 螺纹联接的强度计算 仅讨论螺栓，而且是单个螺栓。 拉断 螺栓的破坏形式有 螺纹压溃和剪断 经常拆卸导致滑扣 一、松螺栓联接的强度计算 螺母不需拧紧，如起重机吊钩尾部 或： 二、紧螺栓联接的强度计算 1、只受预紧力的紧螺栓联接 拉应力σ 螺纹部分受 的作用。 扭转剪应力τ 对M10~M64的螺栓，简化得：τ≈0.5σ 按第四强度理论：σca= σ2+3τ2 ≈1.3σ≤[σ] 故： 可见：相当于将松螺栓的拉力增大0.3倍。 增设