第5章螺纹连接和螺旋传动机械设计.ppt

一、螺纹的形成 将一倾斜角为?的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。取一平面图形，使它沿着螺旋线运动，同时保证平面图形运动时始终通过圆柱体的轴线，就得到螺纹 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 2.按其螺旋副摩擦性质的不同，又可分为： 滑动螺旋：η=0.3～0.4，结构简单，制造方便，承载能力强，噪音低，易自锁。磨损大，效率低。 滚动螺旋： η＞0.9，高精度、高效，复杂。 静压螺旋： η=0.99，磨损小，寿命长，结构复杂。 3.主要运动形式： 1）螺母固定，螺杆旋转并移动。 2）螺杆旋转，螺母移动。 3）螺母旋转，螺杆移动。 * 机械设计基础 46学时 机械设计基础 46学时 第5章 螺纹连接和螺旋传动 §5-1 螺纹的主要参数和常用类型 §5-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §5-3 螺纹连接和螺纹连接件 §5-4 螺栓连接的强度计算 §5-5 设计螺纹连接时应注意的问题 联接的分类 ： 动联接 静联接 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 B A C 5-1 螺纹的主要参数和常用类型 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 d2 螺旋线 ---- 一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。 螺 纹 ---- 一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。 螺纹 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 二、螺纹的分类 按螺纹的牙型分： 螺纹的分类 按螺纹的旋向分： 按螺旋线根数分： 按回转体的内外表面分： 按螺旋的作用分： 按母体的形状分： 矩形螺纹、三角形螺纹 梯形螺纹、锯齿形螺纹 右旋螺纹、左旋螺纹 单线螺纹、多线螺纹 外螺纹 内螺纹 螺纹副 联接螺纹、传动螺纹 圆柱螺纹、圆锥螺纹 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 螺纹的牙型 矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 15o 30o 3o 30o 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 左旋螺纹和右旋螺纹 左旋 右旋 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 双线螺纹 单线螺纹 P S S = 2P P S P S =P 一般: n ≤ 4 n线螺纹: S = n P 单线螺纹、多线螺纹 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 外螺纹 内螺纹 螺纹副 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 联接螺纹 传动螺纹 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 圆柱螺纹 圆锥螺纹 管螺纹 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 三、主要参数(以圆柱螺纹为例) d -- 螺纹大径 d1 -- 螺纹小径 d2 -- 螺纹中径 P -- 螺距 n-- 线数 S -- 导程（S=nP） ? -- 螺纹升角 ?，? -- 牙型角，牙侧角 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 一、矩形螺纹 5.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 Fn FR v 展开中径d2 圆柱面得一斜面. F πd2 S F ----水平推力 Fn ----法向反力 Fa ----轴向载荷 F’=f Fn ----摩擦力 f ----摩擦系数 ρ ----摩擦角 d2 F Fa F F’ ρ Fa FR ----总反力 v 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 Fn FR v F πd2 S 滑块在F、FR 、Fa三力作用下处于平衡状态 d2 F Fa F F’ ρ ? ? Fa 作力多边形 得： F=Fatan(? +ρ ) 驱动力矩： Fa F FR ? +ρ 列出力平衡方程： FR + Fa +F =0 ∠FRFa = ? +ρ F’ =f Fn Fa ---为阻力，F为驱动力，摩擦力F’沿斜面朝下。 当螺纹拧紧(滑块上升)时： FR = Fn +F’ 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 ? -ρ ? F Fa Fa ---为驱动力，F成为阻力， 摩擦力F’沿斜面朝上。 ? ρ FR v FR Fa 当螺纹拧松(滑块下滑)时： ∠FRFa = ? -ρ 滑块在F、FR 、Fa三力作用下处于平衡状态 作力多边形可得： F=Fatg(? -ρ ) 驱动力矩： d2 F Fa F Fn F’ ? -ρ 列出力平衡方程： FR + Fa +F =0 F 机械设计基础 —— 螺纹连接和螺旋传动 若? ρ ，则T为正值，其方向与螺 母运动方向相反，是阻力； 若? ≤ρ ，则T为负值，其方向与预先假定的方向相反，而与螺母运动方向相同，成为放松螺母所需外加的驱动力矩。 提问：当? ≤ρ时，若没有力矩T，螺母在Fa的作用下会运动吗？ 不会！ --这种现象称为自锁。 T d2 Fa F F d2