《机械设计基础》第十章联接

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1、第10章联接常见的连接：由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件需要彼此连接。连接的类型：螺纹连接键连接、花键连接、销连接弹性环连接等焊接铆接粘接连接可拆连接不可拆连接本章介绍的内容一、螺纹及其主要参数10.1螺纹联接1、螺纹的形成：将一倾斜角为ψ的直线绕在圆住体上便形成一条螺旋线。如用平面图形三角形K沿螺旋线运动并使K平面始终通过圆柱体轴线，就得到三角形螺纹。同样取平面图形K的形状如右上角任一图形，可得到矩形、梯形、锯齿形、管螺纹等。2、螺纹的类型三角形螺纹：粗牙螺纹——用于

2、紧固件细牙螺纹——同样的公称直径下，螺距最小，自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等按位置：内螺纹——在圆柱孔的内表面形成的螺纹外螺纹——在圆柱的外表面形成的螺纹按牙型:三角形螺纹、管螺纹————联接螺纹矩形、梯形、锯齿形螺纹——传动螺纹外螺纹内螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹管螺纹根据螺旋线头数：单头螺纹（n=1）——用于联接双头螺纹（n=2）——如图多线螺纹（n≥2）——用于传动根据螺旋线绕方向：左旋——如图右旋——常用1）大径d（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径，亦称公称直径2）小径d1（D1）

3、——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径常用于强度计算3）中径d2（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，d2≈0.5(d+d1)3、螺纹的主要参数4）螺距P——相邻两个牙型对应两点间的轴向距离5）导程S——螺纹上任一点沿同一螺旋线旋转一周移动的轴向距离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：S=nP单线螺纹PSS=P双线螺纹PSP7）螺旋升角ψ——中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角8）牙型角α——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧

4、边的夹角9）牙侧角β——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角βαβ字母公称直径×螺距－左旋M24×2-2-LHFFaF螺纹的拧松----螺母在F和Fa的联合作用下，顺着Fa等速向下运动。螺纹的拧紧----螺母在F和Fa的联合作用下，逆着Fa等速向上运动。1、矩形螺纹二、螺旋副的受力分析、效率和自锁展开中径d2圆柱面得一斜面.螺旋副在轴向载荷Fa作用下相对运动，可看作在中径的水平力F推动滑块(重物)沿螺纹运动d2nns=npvρFRFFay当螺纹拧紧(滑块上升)时：拧紧力矩为：拧紧力为：nns=npv

5、ρFRFFayFFRFaρ+ψ当螺纹拧松(滑块沿斜面等速下滑)时：自锁条件：yr防松力矩为：维持滑块等速运动所需的平衡力（防松力）为：FFRFaΨ-ρnns=npvρFRFFay2、非矩形螺纹受力分析(β≠0°)如图所示，非矩形螺纹的法向力比矩形螺纹的大。若把法向力的增加看作摩擦系数的增加，则非矩形螺纹的摩擦阻力可写为式中f′为当量摩擦系数，即式中为当量摩擦角，β为牙侧角。1）拧紧螺母当滑块沿非矩形螺纹等速上升时，可得水平推力：F=Fatg(ψ+ρ′)相应的拧紧力矩2）松开螺母当滑块沿非矩形螺纹等

6、速下滑时，可得：F=Fatg(ψ-ρ′)相应的防松力矩为若螺纹升角小于当量摩擦角，则螺旋具有自锁特性，如不施加驱动力矩，无论轴向驱动力Fa多大，都不能使螺旋副相对运动。非矩形螺纹的自锁条件可表示为ψ≤ρ′为了防止螺母在轴向力作用下自动松开，用于连接的紧固螺纹必须满足自锁条件。3、螺旋副的效率螺旋副的效率是有效功与输入功之比。螺旋转动一圈时，有效功为FaS,输入功为2πT。0˚10˚20˚30˚40˚50˚20406080100效率η%螺旋副的效率为：当ρ’一定时，效率只是螺纹升角的函数，由此可以绘出

7、效率曲线.当ρ’一定时，在ψ=45˚-ρ’/2处效率曲线有极大值。对于传动螺旋，一般取：对于联接螺纹，必须取：升角过大,制造困难，且效率增高也不明显。f’=tgρ’=0.1自锁极限紧固螺纹区滑块沿斜面匀速上升（旋紧）滑块沿斜面匀速下滑（松开）水平推力驱动力矩效率自锁条件三、机械制造常用螺纹三角形螺纹普通螺纹α=60˚普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。60˚Pd粗牙dP细牙dP细牙粗牙螺纹应用最广细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自

8、锁性好、强度高。缺点：不耐磨易滑扣。应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。用螺纹密封的管螺纹管螺纹非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α=55˚）用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α=55˚）60˚圆锥管螺纹公称直径----管子的公称通径。（普通螺纹不同）55˚55˚非螺纹密封的管螺纹dd2d1Pdd2d1Pφ2φ梯形螺纹：锯齿形30º3º梯形30º为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角β比三角形螺纹的要小得多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。锯齿形