机械设计基础08

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1、10.1.1螺纹的形成    螺旋线将一倾斜角为的直线绕在圆柱体上变形成一条螺旋线。 图10-1螺纹的形成  螺纹取一平面图形，如图10-1所示，使它沿着螺旋线运动，运动时保持此图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。10.1.2螺纹的分类螺纹有内螺纹和外螺纹之分，两者旋合组成螺旋副或称螺纹副。用于联接的螺纹称为联接螺纹；用于传动的螺纹称为传动螺纹，相应的传动称为螺旋传动。 按照平面图形的形状螺纹分为三角形螺纹，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等，如图10-2所示。图10-2螺纹的类型  按照螺旋线的旋向螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。机械制造中一般采用右旋螺纹，有特殊要求时，才采用左旋螺纹。  按照螺旋

2、线的数目螺纹分为单线螺纹和等距排列的多线螺纹。为了制造方便，螺纹的线数一般不超过4，如图10-3所示。图10-3不同螺旋线数的右旋螺纹  按照母体形状螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。10.1.3螺纹的主要几何参数图10-4圆柱螺纹的主要集合参数现以圆柱螺纹为例，说明螺纹的主要几何参数，如图10-4所示。  大径d  与外螺纹牙顶（或内螺纹牙底）相重合的假想圆柱体的直径。  小径d1  与外螺纹压牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。   中径d2  也是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。   螺距P  相邻两牙在中经线上对应两点间的轴向距离。   导程S  同一螺纹

3、线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。设螺纹线数为n，则    螺纹升角ψ 中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角          牙型角α   轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角称为牙型角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙侧角。对于对称牙型。　10.2.1矩形螺纹矩形螺纹是指牙侧角                               图a                           图b图10-5矩形螺纹的受力分析螺旋副在力矩和轴向载荷作用下的相对运动，可以看成作用在中径的水平力推动滑块（重物）沿螺纹运动，如图10-5a所示。将矩形螺纹沿中径展开

4、可得一斜面（图10-5b），图中为螺纹升角，为轴向载荷，为作用于中径处的水平推力，沿法向反力；为摩擦力，为摩擦系数，为摩擦角。当滑块沿斜面等速上升时，为阻力，为驱动力。因摩擦力向下，故总反力与的夹角为。得                           作用在螺旋副上的相应驱动力矩                   当滑块沿斜面等速下滑时，轴向载荷为驱动力，而变为维持滑块等速运动所需的平衡力。                                              得       作用在螺旋副上的相应驱动力矩                       当斜面倾角小于摩

5、擦角时，滑块不能在重力作用下自行下滑，即处于自锁状态，在自锁条件下，必须施加驱动力才能使滑块等速下滑。10.2.2非矩形螺纹非矩形螺纹是指牙侧角的三角形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。图10-6矩形螺纹与非矩形螺纹的法向力如图10-6所示，若略去螺纹升角的影响，在轴向载荷作用下，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                 式中当量摩擦系数，即                        式中当量摩擦角；为牙侧角。当滑块沿非矩形螺纹等速上升时，可得水平推力                         　　 

6、                     相应的驱动力矩                             当滑块沿非矩形螺纹等速下滑时,可得                                                    相应的力矩为                                      若螺纹升角小于当量摩擦角,则螺旋具有自锁特性，非矩形螺纹的自锁条件可表示为≤                                 为了防止螺母在轴向力作用下自动松开，用于联接的紧固螺纹必须满足自锁条件。　10.2.3螺旋副的效率 螺旋副的效率是有用

7、功与输入功之比。若按螺旋转动一圈计算，输入功为。此时升举滑块所作的有效功为，故螺旋副的效率为                                                  由上式可知，当量摩擦角一定时，效率只是螺纹升角的函数。由此可绘出效率曲线。           图10-7螺旋副的效率               取，可得当时效率最高。由于过大的螺纹升角制造困难，且效率增高