第六章螺纹联接设计- 第二篇联结.ppt

第6 章 螺纹联接设计 螺纹联接和螺旋传动都是利用螺纹原理进行工作，但两者之间的区别很大; 螺纹联接作为紧固件使用，要求保证联接强度、联接刚度、甚至联接的紧密性; 螺纹传动则作为传动件使用，要求保证螺旋副的传动精度、效率、磨损寿命。 螺纹有外螺纹和内螺纹之分，两者合在一起形成螺旋副。 6.1 螺纹类型和主要参数 螺纹有外螺纹和内螺纹之分，两者合在一起形成螺旋副; 从功能上分为联接螺纹和传动螺纹; 螺纹从尺寸单位上又分为米制和英制（螺距以每英寸牙数表示）两种螺纹; 常用的螺纹类型：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。除矩形螺纹外，都已实现标准化。 在机械制造中，还制定了有特殊用途的螺纹。 螺纹的主要结构参数 螺纹大径d――螺纹的最大直径，是与螺纹牙顶重合的假想圆柱面直径，也就是标准规定的公称直径； 螺纹小径d1――螺纹的最小直径，是与螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中有时可以作为螺杆危险截面的计算直径进行近似计算； 螺纹中径d2――通过螺纹轴向截面内牙型上的沟槽和凸起宽度相等处的假想圆柱的直径，近似等于螺纹的平均直径，即 。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。 螺纹线数（头数）n――形成螺纹的螺旋线数目。由一根螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，由两根以上的等距螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。单线螺纹的自锁性能好，一般用于联接。双线或三线螺纹的传动效率高，一般用于传动。由于加工问题， 螺纹的线数一般不大于4。 螺纹螺距P――螺纹相邻两个牙型上对应的点之间的轴向距离。 螺纹导程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。对于单线螺纹S=P，多线螺纹S=nP。 螺纹升角ψ――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的螺纹升角不同。一般按螺纹中径d2处计算，计算公式为： 。 螺纹牙型角α――螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角为牙型角的二分之一。 接触高度h――内外螺纹旋合后的接触面的径向高度 6.2 螺纹联接和螺旋传动的主要类型 螺纹联接的主要类型 螺栓、双头螺柱、螺钉和紧定螺钉等。 紧螺栓联接就是指拧紧的螺栓联接，不拧紧的称为松联接（应用较少）。 受拉螺栓联接和受剪螺栓联接两种。 螺纹传动的主要类型 螺纹传动又称螺旋传动，螺旋传动主要用以变回转运动为直线运动，同时传递能量或力，也可用以调整零件的相互位置； 根据螺纹副的摩擦情况：滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋； 静压螺旋实际上是采用静压流体润滑的滑动螺旋。； 滑动螺旋构造简单、加工方便、易于自锁，但摩擦大、效率低（一般为30%～40%）、磨损快，低速时可能爬行，定位精度和轴向刚度较差； 滚动螺旋和静压螺旋没有这些缺点，前者效率在90%以上，后者效率可达99% ，但构造较复杂，加工不便。静压螺旋还需要供油系统。 滑动螺旋传动 一般用梯形、矩形或锯齿形螺纹； 失效形式多为螺纹磨损，而螺杆的直径和螺母的高度也常由耐磨性要求决定； 传力较大时，应验算有螺纹部分的螺杆或其他危险部位以及螺母或螺杆螺纹牙强度； 要求自锁时，应验算螺纹副的自锁条件； 要求运动精确时，应验算螺杆的刚度，其直径常由刚度要求决定； 对于长径比很大的受压螺杆，应验算其稳定性，其直径也常由稳定性要求决定； 当水平安放时，还应注意其弯曲； 对于高速长螺杆，则应验算其临界转速。 螺杆材料要有足够的强度和耐磨性，以及良好的加工性； 不经热处理的螺杆一般可用Q255、Y40Mn、45、50钢； 重要的经热处理的螺杆可用65Mn、40Cr或20CrMnTi钢； 精密传动螺杆可用9MnV、CrWMn、38CrMoAl钢等。 螺母材料除要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料配合时摩擦系数小和耐磨； 常用的材料是铸锡青铜ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5； 重载低速时用高强度铸造铝青铜ZCuAl10Fe3或铸造黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3； 重载时可用35钢或球墨铸铁；低速轻载时也可用耐磨铸铁。尺寸大的螺母可用钢或铸铁作外套，内部浇注青铜。高速螺母可浇注锡锑或铅锑轴承合金（即巴氏合金）。 滚动螺旋传动 当螺杆或螺母回转时，滚珠依次沿螺纹滚动，经导路出而复入，其方式分外循环和内循环； 外循环导路为一导管，内循环导路为每圈螺纹有一反向器，滚珠在本圈内运动； 外循环加工方便，但径向尺寸较大。螺母螺纹以 3～ 5圈为宜，过多受力不均，并不能提高承载能力。 静压螺旋传动简介 压力油经节流器进入内螺纹牙两侧的油腔，然后经回油通路流回油箱； 当螺杆不受力时，处于中间位置，而牙两侧的间隙和油腔压力都相等； 当