第8章机械设计基础螺纹联接与键联接案例.ppt

第8章 联接 8.1 机械制造中常用的螺纹 8.2 普通螺纹联接 8.3 螺旋副的受力分析、自锁条件及效率 8.4 螺纹联接的预紧、防松及结构设计 8.5 螺栓联接的强度计算 8.6 滑动螺旋简介 8.7 键联接 8.8 花键和销联接 8.1 机械制造中常用的螺纹 8.1.1 螺纹的形成 把一锐角为ψ的直角三角形绕到一直径为d的圆柱上，绕时底边与圆柱底边重合，则斜边就在圆柱体上形成一条空间螺旋线。 螺纹种类 8.1.2 螺纹的主要参数 1.大径d（D）：螺纹的最大直径在标准中也作公称直径。 2.小径d1(D1) ：即螺纹的最小直径。 3.中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径d2≈0.5(d+d1)。 4.螺距P——相邻两牙在中径 圆柱面的母线上对应两点间的 轴向距离。 5.导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离。 6.线数n——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。 螺距、导程、线数之间关系：L=nP 7.螺旋升角ψ ：中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。 8.牙型角α ：螺纹牙型两侧边的夹角。 8.1.3 螺纹的类型、特点及应用 根据螺旋线绕行的方向，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺纹。按螺纹的线数，螺纹可分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹。由于加工制造的原因，多线螺纹的线数一般不超过4。 1、三角形螺纹（普通螺纹） 牙型角为60o ，可以分为粗牙和细牙，粗牙用于一般联接；与粗牙螺纹相比，细牙由于在相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。 2、管螺纹 多用于有紧密性要求的管件联接，牙型角为55o，公称直径近似于管子内径，属于细牙三角螺纹。 3、梯形螺纹 牙型角为30o，是应用最为广泛的传动螺纹。 4、锯齿型螺纹 两侧牙型角分别为3o和30o，3o的一侧用来承受载荷，可得到较高效率；30o一侧用来增加牙根强度。适用于单向受载的传动螺纹。 5、矩形螺纹 牙型角为0o，适于作传动螺纹。 8.4 螺纹联接的预紧、放松及结构设计 8.4.1 螺纹联接的预紧 在零件未受工作载荷前需要将螺母拧紧，使组成联接 的所有零件都产生一定的弹性变形（螺栓伸长、被联接 件压缩），从而可以有效地保证联接的可靠。这样，各 零件在承受工作载荷前就受到了力的作用，这种方式就 称为预紧，这个预加的作用力就称为预紧力。 对于重要的螺栓联接，在装配时需要控制预紧力拧紧 力矩为 8.4.2 螺纹联接的防松 一般来说，联接螺纹具有一定的自锁性。但是，工作条件存在冲击、振动、变载荷作用。在这些工况条件下，螺纹副之间的摩擦力会出现瞬时消失或减小的现象；同时在高温或温度变化比较大的场合，材料会发生蠕变和应力松弛，也会使摩擦力减小。在多次的作用下，就会造成联接的逐渐松脱。 常用的防松方法有三种：摩擦防松、机械防松和永久防松 。 1、摩擦防松 1）弹簧垫片防松 弹簧垫圈材料为弹簧钢，装配后垫 圈被压平，其反弹力能使螺纹间保持 压紧力和摩擦力，从而实现防松。 2）对顶螺母防松 利用螺母对顶作用使螺栓中受到附加 的拉力和附加的摩擦力。由于多用一个 螺母，并且工作不十分可靠，目前已经 很少使用了。 3）自锁螺母防松 螺母一端制成非圆形收口或开缝后径 向收口。当螺母拧紧后，收口胀开，利 用收口的弹力使旋合螺纹间压紧 。 2、机械防松 1）槽形螺母和开口销防松 槽形螺母拧紧后，用开口销穿 过螺栓尾部小孔和螺母的槽，也可 以用普通螺母拧紧后进行配钻销孔。 2）圆螺母和止动垫片 使垫圈内舌嵌入螺栓（轴）的槽 内，拧紧螺母后将垫圈外舌之一褶 嵌于螺母的一个槽内。 3、永久防松 1）冲边法防松 螺母拧紧后在螺纹末端冲点破坏螺纹。 2）粘合防松 通常采用厌氧胶粘结剂涂于螺纹旋合表面，拧紧螺母后粘结剂能够自行固化，防松效果良好。 8.5 螺栓连接的强度计算 8.5.1 松螺栓连接的强度计算 8.5.2 紧螺栓连接的强度计算 紧螺栓联接就是在承受工作载荷之前必须把螺母拧紧的联接。 在计算时，可按拉伸强度来计算，但需将所受的拉力增大30％来考虑扭转剪应力的影响。即 1.受横向外载荷的紧螺栓连接 （1）采用普通螺栓 （2）采用铰制孔螺栓连接 受力特点