《机械设计原理》第11章联接

(梯形螺纹，直径48，螺距8)
d D2 d2 d3
H1
D1
D4
外螺纹
螺距 螺纹牙高 牙顶间隙
公称直径d
中 径 内螺纹小径
P
h3=H4
ac
第1系列
第2系列
D2 d2
D1
4
2.25 0.25 16、20
18
d-2
d-4
5
2.75 0.25 24、28
22、26
d-2.5 d-5
6
2.25 0.5
32、36
螺栓的结构形式
d d
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
双头螺柱
紧
固
件
L
L1
L0
d L1 -----座端长度 L0 -----螺母端长度
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉
固
件
头部 结构
末端 结构
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉
固
螺母 国标罗列有六十余种不同结构的螺母
件
用于经常拆装
30、34
d-3 d-6
8
6.5
0.5
48、52
46、50
d-4 d-8
10
5.5
0.5 40、70、80 38、42、65 d-5 d-10
12
6.5
0.5
90、100
85、95
d-6 d-12
§4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
一、 螺纹联接的基本类型 e
可承受横向载荷。
d
基 螺栓联接
a
本
用于经常拆装易磨损之处。
d-1+0.188
1
d-1+0.35
d-2+0.918
1.25
d-1+0.188
d-2+0.647
1.5
d-1+0.026
d-2+0.376
2
d-2+0.701
d-3+0.835
3
d-2+0.052
d-4+0.752
表3 梯形螺纹基本尺寸 mm
P
R1
30˚
ac R2
ac
内螺纹
R2
H4
标记示例：Tr48X8
P
d
d2 d1
P
φ
非螺纹密封的管螺纹
2φ 用螺纹密封的管螺纹
梯形螺纹： β= 15º
锯齿形螺纹: β= 3º
30º
常用于传动。
为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角β比三角形螺纹的要小得 多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。 锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。
螺纹孔深度 H1=H+(2~2.5)P; 钻孔深度 H2=H1+(0.5~1)d;
H2 l1 HH1
ed
§4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
一、 螺纹联接的基本类型 基 螺栓联接 本 螺钉联接 类 双头螺柱联接 型 紧定螺钉联接
紧定螺钉
二、螺纹紧固件
螺栓 螺
纹
紧
L
固
L0
件
六角头 L L0
小六角头
易磨损之处。
β
螺母 Fa
α
形螺纹所产生的摩擦力相当。 故称 f ’ 为当量摩擦系数。
β 螺杆 Fn Fa
f ' f tg' cos
称 ρ’ 为当量摩擦角
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 Fatg( ')
滑块上升： 驱动力矩 :
T
d2 2
Fa tg (
e
一、 螺纹联接的基本类型
H2 l1 HH1
基 螺栓联接
本
螺钉联接 结构简单，省了螺母，不宜经常拆装， 以免损坏螺孔而修复困难。
类
双头螺柱联接 联接件厚，允许拆装。
型
a
参数l1 、e、a与螺栓相同 座端拧入深度H，当螺孔材料为：
钢或青铜 H=d; 铸铁 H=(1.25~1.5)d 铝合金 H=(1.5~2.5)d
§1 螺纹参数
一、螺纹的形成
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
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
螺 按螺纹的旋向分
纹 的
按螺旋线的根数分
的轴向距离。
(5) 导程S S = nP
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P
ψ
((67))牙螺型纹角升角α ψ 的平面的夹角
中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
tgψ= πndP2
轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹
轴线的垂线间的夹角。
牙侧角 β
S ψ
πd2
PS
')
F Fatg( ')
滑块下降：
T
d2 2
Fa tg (
')
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
螺旋转动一圈时，有效功为FaS, 输入功为2πT。 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
tg 只是螺纹升角的函
数，由此可以绘出
tg( ) 效率曲线.
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 n线螺纹: S = n P 多线螺纹 一般: n ≤ 4
分 类
按回转体的内外表面分
SP
P
SP
按螺旋的作用分
S =P
S = 2P
按母体形状分
单线螺纹
双线螺纹
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
l1
类
孔与螺杆之
型
间留有间隙 l1
螺纹余留长度l1
a
静载荷l1>=(0.3~0.5)d;
d
变载荷l1>=0.75d;
冲击载荷或弯曲载荷l1≥ d;
铰制孔用螺栓l1≈ 0;
螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d;
螺栓轴线到边缘的距离
e=d+(3~6) mm
铰制孔螺栓
§4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
Fa ---为阻力，F为驱动力，摩擦力F’ 沿斜面朝下。
∠FRFa = ψ+ρ
FR = Fn +F’ FR =(1 + f ) Fn 列出力平衡方程：
ψ+ρ FR
Fa F
ψ+ρ
FR + Fa +F =0
作力多边形
得： F=Fatg(ψ+ρ )
驱动力矩：
Fn FR ρ ψ v
F F’
T
F
d2 2
d2 2
螺 纹 的 拧 紧 ---- 螺 母 在 F 和 Fa
的 联 合 作 用 下 ， 逆 着 Fa 等 速 向上运动。
Fn FR ρ
v
螺 纹 的 拧 松 ---- 螺 母 在 F 和 Fa 的 联 合 作 用 下 ， 顺 着 Fa 等 速 向下运动。
v F’ F Fa
πd2
F
d2Fa
F
S
当螺纹拧紧(滑块上升)时： 滑块在F、FR 、Fa三力作用 下处于平衡状态
缺点：不耐磨易滑扣。 应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。
P 60˚
P
P
粗牙
d
细牙 d
细牙 d
普通细牙螺纹
管螺纹 非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚） 用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α = 55˚）
60˚圆锥管螺纹
公称直径----管子的公称通径。强调与普通螺纹不同
55 ˚
55 ˚
d
d2 d1
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺纹副
内螺纹 外螺纹
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
P/8
H=0.866P d2=d-0.6495P D、d ----内、外螺纹大径 D2、d2----内、外螺纹中径 D1、d1----内、外螺纹小径
P----螺距
d1=d-1.0825P
标记示例：
M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3)
M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5)
公称直径（大径）
粗
牙
Dd
3 4 5 6 8 10
螺距P
0.5 0.7 0.8
1 1.25 1.5
中径 D2 d2 2.675 3.545 3.545 5.350 7.188
9.026
12
1.75
10.863
(14) 16
2
12.701
2
14.701
(18) 20 (20) 24 (27) 30
2.5
16.376