螺纹连接和螺旋传动课件.ppt

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1、第十二章螺纹连接和螺旋传动§12－1螺纹§12－2螺纹连接的基本类型和螺纹连接件§12－3螺旋副的受力分析、效率和自锁机械基础§12－4螺纹连接的预紧和防松§12－5螺栓连接的强度§12－6螺旋传动机械基础§12－1螺纹一、螺纹的形成和种类（1）按牙型角的不同：三角形螺纹主要用于连接，矩形和梯形螺纹主要用于传动。机械基础§12－1常用金属材料（2）旋向不同：（3）形成的线数不同：工业常用右旋。左旋和右旋。单线、双线及多线螺纹（最好不超过4线）。单线螺纹通常用于连接，多线螺纹则常用于传动。（4）形成部位不同：外螺纹和内螺纹，两者旋合组成螺旋副。机械基础§12－1常用金

2、属材料二、螺纹的主要参数(1)大径d——螺纹的最大直径，即螺纹的公称直径。(2)小径d1——螺纹的最小直径。(3)中径d2——假想圆柱的直径，该圆柱的表面所截的螺纹牙厚和牙间宽度相等。矩形螺纹：(4)螺距S——相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。(5)导程L——同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。设螺旋线数为n，则(6)螺纹升角λ——中径d2圆柱上，螺旋线切线与垂直螺纹轴线平面间的夹角(7)牙型角α——轴向截面内构成螺纹牙型两侧边的夹角。(8)牙型斜角β——牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。对称牙型：机械基础§12－2螺纹连接的基本类型和螺纹

3、连接件一、螺纹连接的基本类型１、螺栓连接最常用的一种连接形式。在被连接件上不必切制螺纹孔，螺栓杆和通孔间留有间隙，需要螺母。结构简单，装拆方便，使用时不受被连接件材料的限制。２、双头螺柱连接利用双头螺柱的一端旋入较厚的被连接件中，另一端穿过另一被连接件的通孔，再与螺母旋合，拆卸时只拧下螺母，不拧下螺柱。适用于被连接件之一较厚不便穿孔，或由于结构限制必须采用盲孔的场合。机械基础§12－2螺纹连接的基本类型和螺纹连接件一、螺纹连接的基本类型3、螺钉连接螺钉直接拧入被连接件的螺纹孔中，但不宜经常装拆，以免损坏被连接件的螺孔。4、紧定螺钉连接把紧定螺钉拧入被连接件的螺孔中，

4、其末端顶入另一被连接件的表面或凹坑中，以固定两零件的相对位置，并可传递不大的轴向力或转矩。机械基础§12－2螺纹连接的基本类型和螺纹连接件二、螺纹连接件螺纹连接件的种类很多，大都已经标准化，设计时应尽量按标准选用。图1螺栓图2A型双头螺柱图3B型双头螺柱图4螺钉六角螺母圆螺母平垫圈斜垫圈弹簧垫圈机械基础§12－3螺旋副的受力分析、效率和自锁一、摩擦角和当量摩擦角1.平滑块的摩擦设滑块在水平力F作用下等速移动，作用在滑块的摩擦力：f—摩擦系数。静力平衡ρ—摩擦角2.楔形滑块δ槽面的夹角—2δ每一侧面的摩擦力：为当量摩擦系数垂直于槽面的平面内令可得机械基础§12－3螺旋

5、副的受力分析、效率和自锁一、摩擦角和当量摩擦角2.楔形滑块的平面摩擦相当。∵二、矩形螺纹的受力分析，效率和自锁为当量摩擦角对于夹角为2δ的槽面摩擦，可视为与摩擦系数为∴在其他条件相同时，槽面摩擦力大于平面摩擦力。将矩形螺纹沿中径展开可得一斜面，滑块上作用有轴向载荷Q，均匀旋转螺母，可看作为一滑块(螺母)沿着这个斜度为螺纹升角λ的斜面上等速滑动，相当于以水平力推力F推动滑块沿斜面等速向上滑动。机械基础§12－3螺旋副的受力分析、效率和自锁二、矩形螺纹的受力分析，效率和自锁F为作用在螺旋中径上的圆周力，设R为作用于滑块上的总反力：可得力F对螺线轴线的矩—旋转螺母所需的力

6、矩（转矩）旋转螺母一周，驱动力F所做的功：有效功：当滑块等速下滑时，圆周力：当为负值。机械基础§12－3螺旋副的受力分析、效率和自锁二、矩形螺纹的受力分析，效率和自锁此时要使滑块沿斜面等速下滑，必须加一反向的水平作用力自锁条件：将滑块落下。若不加外力，则不论Q有多大，滑块也不会自行下滑，这种现象叫"自锁"。三、非矩形螺纹的受力分析，效率和自锁非矩形螺纹是指三角形、梯形等牙型角不等于零的螺纹。矩形螺纹与螺杆相对运动时，相当于平滑块沿斜面移动，而非矩形螺纹则相当于楔形滑块沿槽型斜面移动。引入当量摩擦系数和当量摩擦角机械基础§12－3螺旋副的受力分析、效率和自锁旋转螺母时

7、作用于螺纹中径处的水平力：螺旋副效率：旋转螺母时所需力矩：三、非矩形螺纹的受力分析，效率和自锁自锁条件：∵比较和非矩形螺纹效率较低，其牙型角越大，越大，越大，效率越低。矩形或梯形螺纹——用于传动；三角形螺纹自锁性较好，三角形螺纹——用于螺纹连接。机械基础§12－3螺旋副的受力分析、效率和自锁解：【例12-1】单线矩形螺纹千斤顶。已知螺纹大径mm，小径mm，螺距mm，手柄长度mm，螺纹中的摩擦系数。若不计托杯支撑面的摩擦，试求该千斤顶的效率。此千斤顶能否自锁？若作用手柄上的力N，此千斤顶能举起的重量Q（起重量）为多少？（mm）效率：因千斤顶能自锁。F产生的转矩为（