10_螺纹联接与键联接

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1、第10章联接前言机械Î若干零件Î按一定方式相互联接而成。§10.1螺纹参数、螺纹副受力分析、效率和自锁机械动联接被联接的零(部)件间可以有相对运动§10.2机械制造中常用的螺纹机的联接。(各种运动副)械§10.3螺纹联接的主要类型及防松装置联机械静联接被联接的零(部)件间不允许产生相对§10.4单个螺栓联接的受力分析和强度计算接运动的联接。（某些零件组成构件）§10.5螺栓组联接的受力分析在机械工程中所称的联接专指静联接。§10.6提高螺栓联接强度的措施§10.7键和花键联接前言螺纹的形成一.螺纹的形成可拆联接拆开联接不会损坏其中任何一零件，能多次装拆而无损于使用性能的联接，如螺纹

2、联接、键联接和销联静接等。螺旋线的形成联接不可拆联接至少必须损坏联接中的某一部分才能拆将直角三角形(直角底边长分开，不能再次使用的联接，如焊接、胶接和铆接。πd)绕于直径为d的圆柱体22类上，其斜边即在圆柱体上形成过盈联接介于可拆与不可拆之间的联结，如轴与轴承螺旋线。本章讨论内容机械静联接可拆联接螺纹的形成螺纹的种类三角形螺纹主要用于联接螺纹的形成按螺纹的牙型分矩形螺纹梯形螺纹多用于传动使通过圆柱体轴线的平面型(三角形、矩形、梯锯齿形螺纹形等)沿螺旋线运动，其在空间形成的轨迹即为右旋螺纹按螺纹的旋向分螺纹。d螺左旋螺纹2螺纹纹单线螺纹按螺旋线的根数分的多线螺纹分外螺纹按回转体的内外

3、表面分类内螺纹连接螺纹按螺旋的作用分传动螺纹圆柱螺纹按母体形状分圆锥螺纹1螺纹的牙型螺纹的旋向左旋螺纹和右旋螺纹30º15º30º3º矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹螺旋线的根数单线螺纹潘存云教授研制多线螺纹潘存云教授研制Ph=nP回转体的内外表面螺旋的作用内螺纹潘存云教授研制外螺纹连接螺纹传动螺纹螺纹的主要参数(圆柱外螺纹)母体形状导程P牙侧角β中径大径螺距螺旋升角牙型角α小径ddPdh21与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径，相邻二牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。在轴向剖面内，母线通过牙厚等于牙宽的假想圆柱面直ψ同一条螺纹上的相邻二牙在中径牙型侧边与螺纹轴线的垂

4、线间的夹角。与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。在螺纹牙型上，相邻二牙侧间的夹角在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于圆柱面的母线上对应二。Snα⋅ptgψ=β==点间的轴向距离(单线：P径。亦称公称直径。如M25螺旋线轴线的平面的夹角。h=P，多线Ph=n·对称牙型P)；πd2πzd2大径d小径d1中经d2圆柱螺纹圆锥螺纹螺距P导程Ph潘存云教授研制牙型角α潘存云教授研制牙侧角β螺旋升角ψ管螺纹2螺纹副的受力分析拧紧螺母时假设Ⅲ忽略各个圆柱面上的螺矩形螺纹副(β=0°)假设Ⅰ螺母受轴向力F以旋线升角的影响，将螺旋的这一转矩T沿螺栓匀速上升；圈沿中径d展开，质点m的速度2fFNV向上，

5、摩擦力fFN向下。F—圆周力(水平力)；假设Ⅱ将螺母简化为质t点，将T看作水平力F。F—自重、外载；tfF—斜面上摩擦力；NdT=F×2tFN—法向力；2F—合力。R质点为匀速上升,质点m所受的三力应平衡。松退螺母时→螺母在螺杆上匀速下降→滑块在斜面上匀速下降拧紧螺母时Ft=Ftg(ψ+ρ)假设螺母受轴向力FÎdF⋅dT=F⋅2=2tg(ψ+ρ)t22支持力矩TÎ输出功效率ηη=输入功A1=Ft×πd2螺母沿F力方向匀速下降。输入功F为驱动力F为支持力Pn⋅pt输出功A=F⋅P=F×π×d×tgψtgψ=h=2h2πdπd22V方向向下摩擦力fF方向向上NAπd⋅tgψ⋅Ftgψη

6、=2=2=AF⋅tg(ψ+ρ)⋅πdtg(ψ+ρ)12自锁条件由于质点m为匀速下降，因此所受的三力应平衡。自锁F=F×tg(ψ−ρ)外界驱动力不管多大，不可能使机t构、机械发生运动。ddT=F⋅2=F⋅2⋅tg(ψ−ρ)t22当ψ=ρ时，η=0F=F×tg(ψ−ρ)t效率说明FR和F位于同一直线，如果滑块原来静止在斜面上，不论垂直驱动力F力有多大，滑块仍不致有下松退螺母时效率降运动。3假如滑块原来作匀速运动，此时非矩形螺纹副(β≠0°)当β≠0F/=FNcosβ在FR和F二平衡力作用下，仍继Î非矩形螺纹续作等速下降运动，但不能有任/F摩擦力F=⋅ff何水平有效阻力作用在它上面，co

7、sβf/否则滑块将不能运动。=F⋅=F⋅fcosβ当ψ＜ρ时，Ft＜0当β=0FN=FÎ矩形螺纹f′—当量摩擦系数；在水平方向必须有另一个驱摩擦力F=F⋅fρ′—当量摩擦角。f//f动力作用Î自锁自锁条件ψ≤ρtgρ=f=cosββ≠0牙型的摩擦力大于β=0牙型的摩擦力。非矩形螺纹副(β≠0°)螺纹二种不同作用：(1)联接(2)传动拧紧螺母时→Ft=Ftg(ψ+ρ/)用于联接时通过螺纹把被联接件联接牢固，不要松水平力/脱、松动，必须强调自锁性能。松退螺母时→Ft=F×