螺纹连杆与螺纹传动

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1、第五章螺纹连接与螺旋传动外螺纹的加工过程内螺纹的加工过程§5-1螺纹的基本参数、类型和应用一.螺纹的形成、类型和应用1.螺纹的形成2.螺纹的分类：根据断面形状：三角形螺纹（普通螺纹、管螺纹）、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。根据螺旋方向：右旋、左旋。根据线数：单线、双线、三线。上一级螺纹的主要参数（图5-1）：1）大径d(或D)-------公称直径,外螺纹小写，内螺纹大写。2）小径d1（或D1）------强度计算中危险剖面的计算直径3）中径d2（或D2）------螺纹的牙厚与牙间相等处的圆柱直径4）螺距p-------螺纹相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离5）线数n-------

2、螺纹的螺旋线数；6）导程S-------通一条螺旋线上相邻两牙在中径线上所对应两点间的轴向距离：S=np7）升角φ-------中径圆上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角：φ=arctan(S/(πd2))8）牙型角α-----轴向剖面内，螺纹两侧边间的夹角。§5-2螺纹副的受力分析、效率和自锁一.矩形螺纹（α=0）（图5-3）拧紧（等速上升）（图5-3a）：Ft=Qtan(φ+ρ)效率：  ，φ<=20˚～25˚§5-2螺纹副的受力分析、效率和自锁松开（等速下降）（图5-3b）Ft=Qtan(φ-ρ)当φ<=ρ，Ft<=0，表明无论Q多大，都不能自动下滑.自锁：无论施加多大的轴向

3、力，螺纹都不能自行松开的情况。三角形螺纹与其他非矩形螺纹二.三角形螺纹（图5-4）fv当量摩擦系数，当量摩擦角ρv=arctanfv三角形螺纹当量摩擦角ρv最大，自锁性能好，效率低，主要用于联接。§5-3螺纹联接的基本类型和元件一.螺纹联接的基本类型1.螺栓联接（图5-5）普通螺栓联接（图5-5a):结构简单，拆装方便，应用广泛。配合螺栓联接（图5-5b)：用于承受横向载荷或需精确固定被联接件相对位置的场合。2.螺钉联接（图5-6a）用于被联接件之一较厚，不需经常拆卸的场合。3.双头螺柱联接(图5-6b）用于不能用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。4.紧定螺钉联接(图5-6c）用于固定两个零件

4、的相对位置，并可传递不大的力和转矩。5.地脚螺栓联接6.吊环螺钉联接7.T形槽螺栓联接二.螺纹联接的元件（A、B、C三个精度等级）1.螺栓（受拉b,c、受剪a,d、配合e）（图5-7）2.螺钉（图5-8）3.双头螺柱4.紧定螺钉（图5-9）5.螺母（六角、方、圆）（扁螺母、厚螺母）（图5-10）6.垫圈（平垫圈、斜垫圈、弹簧垫圈）（图5-11）§5-4螺纹联接的预紧和防松一.螺纹联接的预紧预紧力测力矩扳手、定力矩扳手§5-4螺纹联接的预紧和防松二.螺纹联接的防松1.利用摩擦防松（图5-13）：弹簧垫圈、双螺母2.利用机械锁紧防松（图5-14）：开口销a、制动垫圈b§5-5螺栓组联接的设计和受

5、力分析设计步骤：1）选定螺栓的数目及布置形式；2）确定结构尺寸；3）不重要的用类比，重要的要校核。一.螺栓组联接的结构设计1.力求轴对称分布（图5-15），平行于外力方向不成排布置8个以上螺栓；2.合理间距、边距（图5-16），要留扳手空间；3.圆周分布数3、4、6、8、12等易于划线加工（图5-15）；4.支承面有凸台或鱼眼坑，使受力平衡（图5-17）。二..螺栓组联接的受力分析1.受横向载荷1）普通螺栓联接（图5-18）Qp------预紧力f------摩擦系数Z------螺栓个数m------接合面数kf-----可靠系数（1.1---1.3）R------总横向载荷2）配合螺栓联

6、接（图5-19）Fs------工作剪应力2.受转矩螺栓组联接1）普通螺栓联接（图5-20b）2）配合螺栓联接（图5-20c）3.受轴向载荷的螺栓组联接(图5-21)FΣ-----外载荷F------每个螺栓所受的轴向载荷Q------总拉力Qp'----剩余预紧力紧密要求高：Qp'=（1.5～1.8）F一般联接：Qp'=（0.6～1.0）F工作载荷无变化：Qp'=（0.2～0.6）F§5-6单个螺栓的强度计算一.螺栓失效形式1）受轴向拉力而拉断2）受横向力剪断或挤压损坏二.受拉螺栓联接的强度计算1.松螺栓联接(图5-22)2.紧螺栓联接分两种情况讨论：仅受预紧力的紧螺栓联接受预紧力和轴向载

7、荷的紧螺栓联接三.受剪切和挤压螺栓的强度计算(图5-23)Lmin------螺杆上受挤压的最小长度Lmin>=1.25d0四.螺栓联接件的材料及许用应力1.材料：常用Q235、35#和45#；重要的用20Cr、40Cr等合金钢按材料的机械性能等级分为11个级别：3.6,4.6,4.8,5.6,5.8,6.8,8.8(<=M16),8.8(>M16),9.8,10.9,12.9含义如下：3.6抗拉强度极限：σ