机械设计基础-(第五版)讲义10

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1、§10.1螺纹联接§10.2螺旋副的受力分析、效率和自锁§10.3机械制造常用螺纹§10.4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件§10.5螺纹联接的预紧和防松§10.6螺纹联接的强度计算§10.7螺栓的材料和许用应力§10.8提高螺栓联接强度的措施§10.11键联接和花键联接§10.12销联接第10章联接联接的分类：动联接静联接10.1螺纹联接2一、螺纹的形成将一倾斜角为ψ的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。取一平面图形，使它沿着螺旋线运动，同时保证平面图形运动时始终通过圆柱体的轴线，就得到螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹BAC10.1螺纹联接d2螺旋

2、线----一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。螺纹----一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。螺纹10.1螺纹联接二、螺纹的分类10.1螺纹联接按螺纹的牙型分：螺纹的分类按螺纹的旋向分：按螺旋线根数分：按回转体的内外表面分：按螺旋的作用分：按母体的形状分：矩形螺纹、三角形螺纹梯形螺纹、锯齿形螺纹右旋螺纹、左旋螺纹单线螺纹、多线螺纹外螺纹内螺纹螺纹副联接螺纹、传动螺纹圆柱螺纹、圆锥螺纹螺纹的牙型矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹15º30º3º30º10.1螺纹联接左旋螺纹和

3、右旋螺纹左旋右旋10.1螺纹联接双线螺纹单线螺纹PSS=2PPSPS=P一般:n≤4n线螺纹:S=nP单线螺纹、多线螺纹10.1螺纹联接外螺纹内螺纹螺纹副10.1螺纹联接联接螺纹传动螺纹10.1螺纹联接圆柱螺纹圆锥螺纹管螺纹10.1螺纹联接三、主要参数(以圆柱螺纹为例)10.1螺纹联接d--螺纹大径d1--螺纹小径d2--螺纹中径P--螺距n--线数S--导程（S=nP）()--螺纹升角，--牙型角，牙侧角一、矩形螺纹1.受力分析10.2螺旋副的受力分析、效率和自锁FnFRv展开中径d2圆柱面得一斜面.Fπd2SF----水平推力Fn--

4、--法向反力Fa----轴向载荷F’=fFn----摩擦力f----摩擦系数ρ----摩擦角d2FFaFF’ρFaFR----总反力vFnFRvFπd2S滑块在F、FR、Fa三力作用下处于平衡状态d2FFaFF’ρψψFa作力多边形得：F=Fatan(ψ+ρ)驱动力矩：FaFFRψ+ρ列出力平衡方程：FR+Fa+F=0∠FRFa=ψ+ρFR=(1+f)FnFa---为阻力，F为驱动力，摩擦力F’沿斜面朝下。当螺纹拧紧(滑块上升)时：FR=Fn+F’ψ-ρψFFaFa---为驱动力，F成为阻力，摩擦力F’沿斜面朝上。ψρFRvFRFa当螺纹拧松(滑

5、块下滑)时：∠FRFa=ψ-ρ滑块在F、FR、Fa三力作用下处于平衡状态作力多边形可得：F=Fatg(ψ-ρ)驱动力矩：d2FFaFFnF’ψ-ρ列出力平衡方程：FR+Fa+F=0F若ψ>ρ，则T为正值，其方向与螺母运动方向相反，是阻力；若ψ≤ρ，则T为负值，方向相反，其方向与预先假定的方向相反，而与螺母运动方向相同，成为放松螺母所需外加的驱动力矩。提问：当ψ≤ρ时，若没有力矩T，螺母在Fa的作用下会运动吗？不会！--这种现象称为自锁。Td2FaFFd2FaFFT10.2螺旋副的受力分析、效率和自锁螺母α螺杆轴线轴线螺杆螺母FnFa二、非矩形螺纹

6、β≠0º矩形螺纹忽略升角的影响时有：Fn=Fa当β≠0º时，摩擦力为：摩擦系数为f的非矩形螺纹所产生的摩擦力与摩擦系数为f’，的矩形螺纹所产生的摩擦力相当。称ρ’为当量摩擦角FaββFnFa故称f’为当量摩擦系数。引入参数f’和ρ’就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行力的分析。滑块上升：滑块下降：非矩形螺旋的自锁条件：ψ≤ρ’对于联接螺纹必须满足自锁条件10.2螺旋副的受力分析、效率和自锁0˚10˚20˚30˚40˚50˚20406080100效率η%定义螺旋副的效率为有效功与输入功之比：当ρ’一定时，效率只是螺纹升角的函数，由此可以绘出效率曲线.

7、当ρ’一定时，效率曲线有极大值在ψ=45˚-ρ’/2处。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。ψ≤ρ’=5.7˚ρ’<ψ螺旋转动一圈时，有效功为FaS,输入功为2πT。f’=tanρ’=0.1自锁极限≤25˚紧固螺纹区10.2螺旋副的受力分析、效率和自锁。普通螺纹常用螺纹的特点及应用管螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹10.3机械制造常用螺纹1.螺栓连接一、螺纹连接的基本类型10.4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件2.螺钉联接10.4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件3.双头螺柱联接10.4螺纹连接的基本类型及

8、螺纹紧固件4.紧定螺钉联接10.4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件二、螺纹紧固件10.4螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件螺母螺钉、紧定螺钉双