机械设计基础 第十章 联接ppt课件.ppt

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1、第十章联接概述任何机械均由若干零件按一定方式相互联接而成。如果相连接的零件其相对位置在工作时按一定的规律进行变化，此种联接称动联接。如果相联接的零件在工作时其相对位置固定不变，此种联接称静联接。根据是否可拆卸，联接还可分为可拆联接和不可拆联接。现将联接分类如下：§10—1螺纹参数一、螺纹线、螺纹、螺纹副1、螺纹线：将一倾斜角为λ的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线。2、螺纹：取一个平面图形沿螺旋线运动并使平面始终通过圆柱体轴线就得到螺纹。若改变平面图形的形状，可得到三角形、梯形、锯齿形、矩形螺纹。(1)按螺纹在轴向剖面内的形状，分为矩形螺

2、纹、三角形螺纹、梯形螺纹及锯齿形螺纹。(2)按螺纹旋线绕行的方向，分为右旋螺纹和左旋螺纹。只有在特殊需要时，才采用左螺纹。比如煤汔罐等危险设备中使用的螺纹。3、螺纹副：内外螺纹旋合组成螺旋副或称螺纹副。二、螺纹分类1、螺纹的牙型：三角形、梯形、锯齿形；2、螺纹的旋向：左旋、右旋；3、螺纹的线数（头数）：单线、等距排列多线；◇沿一条螺旋线所形成的螺纹为单线螺纹。单线螺纹多用于联接。　　◇沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹为多线螺纹。多线螺纹多用于传动。　　◇多线螺纹由于加工制造的原因，线数一般不超过4条。4、母体形状：

3、6、按位置：圆柱螺纹、圆锥螺纹；内螺纹、外螺纹；5、按作用：联接螺纹、传动螺纹；三、螺纹的主要几何参数：1）大径（外径）d（D）—与外（内）螺纹牙顶（底）相重合的假想圆柱体直径，亦称公称直径。2）小径（内径）d1(D1)—与外螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径。3）中径d2—假想圆柱面的直径，该圆柱的母线上牙形沟槽和凸起宽度相。4）螺距P—相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。5）导程（S）—同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离。6）线数n—螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。螺距、导程、线数之间关系

4、：S=nP7）螺旋升角λ—中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。tgλ=nP/πd28）牙型角α—轴向截平面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间夹角称为牙侧角（牙型斜角）β。对称牙侧角β＝α/2一、矩形螺纹二、非矩形螺纹§10—2螺旋副的受力分析、效率和自锁三、螺旋副效率一、矩形螺纹（=0)1、螺纹受力分析摩擦角ρ：滑块在水平面上，受到外力R（F+Fa）作用，同时还受到法向反力Fn与摩擦力Ff的作用，令法向反力与摩擦力的总反力为Fr，则FR与Fn方向之间所夹的锐角ρ被称为摩擦角。FnFrFfRFa

5、Fρtgρ=Ff/Fn；Ff=Fntgρ=Fnff=tgρ称为摩擦系数。FaFFnFrfFnλρ（1）把螺旋副在力矩和轴向载荷作用下的运动，看成作用在中径的水平力推动滑块沿螺纹运动。（2）将矩形螺纹沿中径d2展开得一斜面。λ图中λ为螺旋升角，Fa为轴向载荷，F为水平推力，Fn为法向反力，Ff为摩擦力，f为摩擦系数，ρ为摩擦角，法向反力Fn与摩擦力Ff的总反力为Fr。F=Fatg(λ+)（3）其受力状况可以理解为：作用在滑块上F为一驱动力，轴向载荷Fa为一阻力，总反力为Fr。FaFFnFrfFnλρλv若使滑块等速沿斜面上升，滑块所受三

6、力平衡：可得：λ+ρFaFFrF+Fa+Fr=0拧紧时：F=Fatg(λ-)松开时：相当于使滑块等速沿斜面下滑，轴向载荷Fa变为驱动力，F变为维持滑块等速运动所需的平衡力。FaFFrfFnvλFnρλFFrFaλ-ρ可得：F=Fatg(λ-)（1）λ->0，λ>，F>0分析：说明滑块在重力作用下下滑，必须给以止动力，防止加速下滑。（2）λ-0，λ，F0<<<说明滑块不能在重力作用下下滑。这一现象称为自锁现象。螺旋千斤顶就是利用这一原理工作的。2、螺纹自锁：二、非矩形螺纹（≠0)三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹1、螺纹受力分

7、析：唯一差别是：法向力比矩形螺纹大。（忽略升角λ的影响）这时螺纹的摩擦阻力为：在Fa的作用下，法向反力比矩形螺纹大为：f'称为当量摩擦系数ρ'称为当量摩擦角这时把法向力的增加看成摩擦系数的增加。为牙型斜角用f'取代f，用ρ'取代ρ，就可像矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行受力分析上升：F=Fatg(λ+')下滑：F=Fatg(λ-')2、螺纹自锁条件为：λ<三、螺旋副效率为：螺旋副的效率问题是由于摩擦引起的：上升：在同样的载荷Fa，同样的牵引速度V，走过同样的距离S情况下：F=Fatg(λ)若不考虑摩擦时：若考虑摩擦时：F=Fatg(

8、λ+')没有摩擦时，需要的输入功=FS=FaStg(λ)考虑摩擦时，需要的输入功=FS=FaStg(λ+')理论上实际上λFaFFrλ+ρFaFFr所以：从上式可以看出：当'不变时，η与ψ的关系如右图