螺纹连接和螺旋传动设计

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1、第十六章螺纹连接和螺旋传动设计§16-1螺纹§16-2螺纹连接§16-3螺纹连接设计计算§16-4螺纹连接设计的实例分析及设计时应注意的事项§16-5螺纹传动的简介§16-1螺纹一、螺纹的分类与主要参数数1、螺纹的分类1)、按螺纹的牙型分类(1)三角形螺纹——又称普通螺纹。牙型角α=60º,当量摩擦系数较大,自锁性能好,主要用于连接。三角形螺纹(2)矩形螺纹——牙型角α=0º,当量摩擦系数小,效率高,用于传动(3)梯形螺纹——牙型角α=30º,牙根强度高,效率较高,易保证加工精度,广泛用于传动矩形螺纹梯形螺纹(4)锯齿形螺纹—牙型斜角两边不相等

2、,工作面β=3º,非工作面β=30º,效率较三角形螺纹高,只能用于单向传动。圆柱管螺纹(5)圆柱管螺纹—牙型角α=55º,用于压力p≤1.57MPa的管子连接锯齿形螺纹2)、按螺纹的线数分类:单线螺纹、多线螺纹3)、按螺纹的旋向分类:左旋螺纹、右旋螺纹2、螺纹的主要参数以圆柱普通外(内)螺纹为例来说明螺纹的主要参数内螺纹外螺纹γPhPαdd2d1λ1)大径d、D:外、内螺纹的最大直径,为螺纹的公称直径(管螺纹除外)。2)小径d1、D1:与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的圆柱体直径。在强度计算中常用作危险截面的计算直径。3)中径d2、D2:处于大径和

3、小径之间的一个假想圆柱的直径,在该圆柱的母线上螺纹牙厚度与牙槽宽度相等。4)线数n:螺纹的螺旋线数。由一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹,由n条等距螺旋线形成的螺纹称为n线螺纹。5)螺距P:相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距6)导程S:螺纹上任一点沿螺旋线绕一周所移过轴向距离。S=nP。7)升角λ:在中经圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。8)牙型角α:在螺纹轴向截面内螺纹牙两侧面的夹角α。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型斜角。对于三角形、梯形螺纹等对称牙型,=α/2。16-1二、螺旋副的受力关系、效率和自锁1、

4、螺旋副的受力关系、效率拧紧力FFtFtFtFFtFFfFRnFRvλλρvFRλ+ρv16-2轴向力水平力松开力FtFFfFRnFRvλλρVFRFFtλ-ρ16-416-3松开时效率:拧紧时效率16-5自锁条件λ≤ρv当量摩擦角ρv=arctanfv当量摩擦系数2、螺旋副的自锁条件由松脱螺母时的水平力计算式(16-3)可知,若λ≤ρ,则Ft为负值。表明要使滑块在轴向力F作用下沿斜面等速下滑,必须加一反方向的水平力Ft,否则不论F力有多大,滑块都不会在其作用下自行下滑,即螺母不会在轴向载荷F作用下自行松脱——此现象称为自锁。螺旋副的自锁条件:λ

5、≤ρv16-616-716-8§16-2螺纹连接一、螺纹连接主要类型螺栓连接、双头螺栓连接、螺钉连接、紧定螺钉连接、特殊连接1、螺栓连接:利用螺栓穿过被联接件的孔,拧上螺母,将被联接件联成一体。其被联接件的孔内不切制螺纹,使用方便。通常用于被联接件不太厚,能从被联接件两边进行装配的场合。有普通螺栓和铰制孔用螺栓a)普通螺栓特点是:被联接件通孔和螺栓间有间隙,故通孔加工精度要求较低,其结构简单、装拆方便,应用广泛。螺栓受拉力作用d0普通螺栓(即受拉螺栓)联接b)铰制孔用螺栓(即受剪螺栓)联接。铰制孔用螺栓联接dad0特点是:被联接件孔和螺栓杆之间

6、常采用基孔制过渡配合(H7/m6,H7/n6)。联接借助螺栓杆承受横向外载荷,螺栓受剪力作用。用于精确固定被联接件相对位置,并能承受横向载荷,但孔的加工精度要求较高。2、双头螺柱联接d特点是:将螺栓一端旋紧在一被联接件的螺纹孔内,另一端穿过另一被联接件的孔,旋上螺母,从而将被联接件联成一体。应用:用于被联接件之一太厚不便穿孔,且需经常装拆或结构上受限制不能采用螺栓联接的场合。3、螺钉联接特点:螺钉联接不用螺母,而是直接将螺钉拧入被联接件之一的螺纹孔内,从而实现联接。应用:用于被联接件之一较厚的场合,不经常装拆联接的场合。4、紧定螺钉联接特点:紧

7、定螺钉联接,是利用紧定螺钉旋入一零件,并以其末端顶紧另一零件(或该零件的的凹坑内)来固定两零件之间的相互位置应用:可用于传递不大的力及转矩,多用于轴和轴上零件的联接紧定螺钉联接5.特殊连接地脚螺栓连接吊环螺钉连接T型槽螺栓连接二、螺纹连接的预紧在装配时拧紧螺母,这时螺栓连接受到预紧力的作用。预紧的目的:增强连接的刚性和紧密性和防松能力。以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移等;预紧力的控制:通常通过控制拧紧力矩等方法来控制预紧力的大小。用测力矩扳手或定力矩扳手可控制拧紧力矩。测力矩板手定力矩板手:达到固定的拧紧力矩T时,弹簧受压将自动打滑

8、。扳手拧紧力矩:T=F·L拧紧时螺母:T=T1+T2T1——螺旋副间的阻力矩T2——螺母环形单面支承面间的摩擦力矩令K——拧紧力矩系数,一般K=0.1

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