机械设计基础(第五版)讲义_第10章.pdf

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1、第10章联接§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10.1螺纹联接动联接联接的分类：静联接zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接一、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CAB锯齿形螺纹zpofrp2

2、013-10-2310.1螺纹联接螺旋线----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。d2螺纹zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接二、螺纹的分类按螺纹的牙型分：矩形螺纹、三角形螺纹梯形螺纹、锯齿形螺纹按螺纹的旋向分：右旋螺纹、左旋螺纹螺按螺旋线根数分：单线螺纹、多线螺纹纹的外螺纹按回转体的内外表面分：螺纹副分内螺纹类按螺旋的作用分：联接螺纹、传动螺纹按母体的形状分：圆柱螺纹、圆锥螺纹zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接螺纹的牙型30º15º30

3、º3º矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接左旋螺纹和右旋螺纹左旋右旋zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接单线螺纹、多线螺纹n线螺纹:S=nP一般:n≤4PPSPSS=PS=2P单线螺纹双线螺纹zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接内螺纹螺纹副外螺纹zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接联接螺纹传动螺纹zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接圆柱螺纹圆锥螺纹管螺纹zpofrp2013-10-2310.1螺纹联接三、主要参数(以圆柱螺纹为例)d--螺纹大径d1--螺纹小径d2--螺纹中径nPSP--螺

4、距arctanarctandd22n--线数S--导程（S=nP）()--螺纹升角，--牙型角，牙侧角zpofrp2013-10-2310.2螺旋副的受力分析、效率和自锁一、矩形螺纹1.受力分析F展开中径d2圆柱面得一斜面.F----轴向载荷FaaFn----法向反力f----摩擦系数d2Fρ----摩擦角nFRρvFF----水平推力vFSF’=fFn----摩擦力F’FF----总反力aRπd2zpofrp2013-10-23滑块在F、FR、Fa三力作用当螺纹拧紧(滑块上升)时：下处于平衡状态Fa---为阻力，F为驱动力，摩擦力F’沿斜面朝下。∠FRFa=ψ+ρ

5、FF=F+F’ψ+ρRRnFF=(1+f)FaRnFF列出力平衡方程：FF+F+F=0nd2FaRaFψvRρ作力多边形FS得：F=Fatan(ψ+ρ)F’ψFa驱动力矩：Fπddd222TFFtan()a22zpofrp2013-10-23当螺纹拧松(滑块下滑)时：F---为驱动力，F成为阻力，滑块在F、FR、Fa三力作a用下处于平衡状态摩擦力F’沿斜面朝上。∠FF=ψ-ρFRRaFψ列出力平衡方程：nψ-ρρFF’FR+Fa+F=0vFFψFa作力多边形可得：ad2F=Fatg(ψ-ρ)FRψ-ρ驱动力矩：FFad2d2FTFFtg()a22zpofrp201

6、3-10-2310.2螺旋副的受力分析、效率和自锁d2TFtan()a2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FF方向与预先假定的方向相反，而与螺母Fad运动方向相同，成为放松螺母所需外加2的驱动力矩。TT提问：当ψ≤ρ时，若没有力矩T，螺FF母在Fa的作用下会运动吗？不会！--这种现象称为自锁。zpofrp2013-10-23二、非矩形螺纹β≠0º轴F螺母a矩形螺纹忽略升角的影响时有：线Fn=Fa当β≠0º时，摩擦力为：f螺杆FnF'fFFnacosf'Fa轴螺母线Fa摩擦系数为f的非矩形螺纹所产生βα的摩擦

7、力与摩擦系数为f’，的矩形螺纹所产生的摩擦力相当。β故称f’为当量摩擦系数。螺杆FnFaff'tg'称ρ’为当量摩擦角coszpofrp2013-10-2310.2螺旋副的受力分析、效率和自锁引入参数f’和ρ’就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行力的分析。水平推力:FFtg(')a滑块上升：d2驱动力矩:TFtg(')a2FFtg(')a滑块下降：d2TFtg(')a2非矩形螺旋的自锁条件：ψ≤ρ’对于联接螺纹必须满足