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1、第6章螺纹连接与螺旋传动6.1运动副的摩擦6.2螺纹连接的基本知识6.3螺纹连接的预紧与防松6.4单个螺栓连接的强度计算6.1运动副的摩擦6.1.1移动副中的摩擦力1、驱动功(输入功)：作用在机械上的驱动力所作的功为驱动功(即输入功)Wd；2、有效功(输出功）：克服生产阻力所作的功为有效功(输出功)Wr；3、损耗功：克服有害阻力所作的功为损耗功Wf。它们之间的关系为Wd＝Wr＋Wf6.1.2机械效率及自锁一、机械功1、机械效率：输出功和输入功的比值，反映了输入功在机械中有效利用的程度，称为机械效率,通常用η表示。2、效率以功的形式表达：
2、3、效率以功率形式表达将各功除以时间t则得Nd＝Nr＋Nf或其中Nd、Nr、Nf分别为输入功率、输出功率与损耗功率。二、机械效率4、效率以力或力矩的形式表达设P为驱动力，Q为生产阻力，vP和vQ分别为P和Q的作用点沿该力作用线方向的速度，于是可得理想机械：指没有摩擦的机械。理想驱动力：指理想机械中为了克服同样的生产阻力Q，所需的驱动力P0。理想机械的效率η0：即于是得机械效率的力表达式：同理推得效率得力矩表达式为：统一形式：三、机械的自锁由于机械中总存在着损失功，所以机械效率η＜1。若机械的输入功全部消耗于摩擦，结果就没有有用功输出，则
3、η=0。若机械的输入工不足以克服摩擦阻力消耗的工，则η＜0。在这种情况下不管驱动力多大都不能使机械运动，机械发生自锁。因此机械自锁的条件是η≤0，其中η=0为临界自锁状态，并不可靠。6.1.3螺旋机构的效率当以力矩M拧紧螺母是，相当与滑块在驱动力P作用下克服阻力Q沿斜面等速上升。当拧松螺母时，相当与滑块在力P’作用下下滑。6.2螺纹连接的基本知识6.2.1常用螺纹的类型常用螺纹的类型主要有普通螺纹、管螺纹、圆锥螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等,前三种主要用于连接,后三种主要用于传动。起连接作用的螺纹称为连接螺纹,起传动作用的螺纹称
4、为传动螺纹。标准螺纹的基本尺寸可查阅有关标准。6.2.2螺纹的主要参数以图6-1所示圆柱普通螺纹为例图6-16.2.3螺纹连接的分类及应用如图6-2所示，螺纹按其牙型角可分为三角螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹主要用于联接；矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。用于联接的三角螺纹又有普通螺纹，英制螺纹以及用于管路系统联接的圆柱螺纹，即管螺纹。在上述各种螺纹中，除矩形螺纹外，均已标准化。普通螺纹的螺距和基本尺寸见表（略）。普遍螺纹即米制三角形螺纹，其牙型角为60度，同一公称直径下有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余为细牙螺纹。如
5、图6-3所示图6-36.2.4螺纹连接的基本类型1、螺栓连接2、双头螺柱连接3、螺钉连接4、紧定螺钉连接详细内容见表6-1螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接图6-46.2.4螺纹连接的基本类型表6-16.2.4螺纹连接的基本类型表6-1螺纹连接件实物6.3螺纹连接的预紧与放松6.3.1螺纹连接的预紧一般螺纹连接在装配时都必须拧紧,使连接件在承受工作载荷之前预先受到力的作用,这个预加作用力称为预紧力。预紧的目的是增大连接的紧密性、可靠性和防松能力。拧紧时,用扳手施加拧紧力矩M,以克服螺纹副中的阻力矩M1和螺母支承面上的摩擦阻力矩M2,故拧紧力矩
6、M=M1+M2(12-1)螺纹副间的摩擦力矩为式中,F′为预紧力,单位为N；d2为螺纹中径,单位为mm；d为螺纹公称直径,单位为mm；λ为螺纹升角；φυ当量摩擦角。对于M10~M68的粗牙普通螺纹,无润滑时取M≈0.2F′d(12-3)(12-2)图6-5测力矩扳手图6-6定力矩扳手6.3.2螺纹连接的防松在静载荷作用下,连接螺纹升角较小,能满足自锁条件。但在受冲击、振动或变载荷以及温度变化大时,连接有可能自动松脱,容易发生事故。因此,在设计螺纹连接时,必须考虑防松问题。防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。按工作原理分有三种防松方式
7、:利用摩擦力防松；利用机械元件直接锁住防松；破坏螺纹副的运动关系防松。常用防松方法如图6-7，6-8，6-9所示。1、摩擦防松对顶螺母弹簧垫圈自锁螺母图6-72、机械防松开口销与槽形螺母止动垫圈图6-82、机械防松串联钢丝止动垫圈图6-96.4单个螺栓连接的强度计算螺栓连接的受载形式很多,但对单个螺栓(包括双头螺柱和螺钉)来说主要有两类:一为外载荷沿螺栓轴线方向,称为轴向载荷；二为外载荷垂直于螺栓轴线方向,称为横向载荷。当传递轴向载荷时,螺栓受轴向拉力,称为受拉螺栓。螺栓连接可分为不预紧的松连接和有预紧的紧连接。当传递横向载荷时,一种是
8、普通螺栓连接,靠预紧力在被连接件间产生的摩擦力传递横向载荷,螺栓仍受轴向拉力；另一种是铰制孔螺栓连接,工作时螺杆受剪,杆壁和孔壁互相挤压来传递载荷,称为受剪螺栓。大多数情况下,螺栓连接都是成组使用的,在进行
