机械设计基础 精品课程 螺纹连接
机械基础-螺纹连接

异螺距螺纹
螺纹的螺距不同,常见于 特殊设计的连接件。
螺纹连接的特点和优势
1 可拆卸性
螺纹连接方便拆卸和维修,适用于需要频繁拆卸的场合。
2 高强度
螺纹连接可以提供较高的连接强度,适用于承受较大力的场合。
3 自锁性
螺纹连接可以通过正反转拧紧时的摩擦力,实现自锁效果,防止连接松动。
螺纹连接的设计原则
1 正确选择螺纹规格
根据使用要求和载荷大 小,选择合适的螺纹规 格。
2 保证螺纹精度
螺纹连接的精度要符合 相关标准,以确保连接 的质量和可靠性。
3 适当使用紧固力
需要注意紧固力是否适 当,过紧或过松都可能 影响连接效果。
螺纹连接的安装和拆卸方法
1
安装
用正确的扳手或扳手将螺纹连接部件
拆卸
2
旋转到合适的位置。
使用适当的工具和技巧拆卸螺纹连接
部件,避免损坏零件。
3
注意事项
避免过度扭转或受力不均,导致连接 松动或损坏。
螺纹连接的常见问题及解决方法
连接松动
使用适当的紧固力和螺纹 锁固剂来解决连接松动的 问题。
连接磨损定期检ຫໍສະໝຸດ 和更换磨损的螺 纹连接部件,确保连接质 量。
连接卡死
使用合适的润滑剂和正确 的拆卸方法来解决连接卡 死的问题。
螺纹连接的应用范围和前景
螺纹连接广泛应用于机械制造、汽车、航空航天等领域,随着技术的发展,螺纹连接仍然具有重要的地 位和前景。
机械基础-螺纹连接
螺纹连接是机械工程中常见且重要的连接方式。它具有广泛的应用范围,并 且具有独特的特点和优势。
螺纹连接的定义和用途
机械设计螺纹连接

其中:d1、p 分别为螺纹小径和螺距。
[σ ] —— 许用应力,N / mm2 ,[σ ] = σs /[ Ss ] ,
见表6.3(P110)。
第28页/共57页
机械设计
螺纹连接 28
dc
4F
[ ]
(mm) —— 设计式
∵ 螺栓为标准件 ∴ 查标准,选螺栓
第29页/共57页
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螺纹连接 29
克服螺纹中阻力所需的转矩为:
T第1 8页F/共5d272页
d2 2
Q
tan
机械设计
螺纹连接
8
旋转螺母一周,输入的驱动功W1 = 2πT1 ,有效功W2 = Q S , 故螺旋副的效率为:
W2 W1
QS
2 T1
2
Q d2 tan
d2 Q tan
tan
tan
2
由上式知:λ↑,ρ↑ —→ η↑;当:λ= 45°-ρ/2 时 —→ ηmax
其相对运动相当于楔形滑块沿楔形槽斜
面移动。故非矩形螺纹的受力分析与矩形螺
纹的受力分析过程一样。由图知:
F = Q tan(λ +ρv ) 克服螺纹中阻力所需的转矩为:
T1
F
d2 2
d2 2
Q tan v
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机械设计
螺纹连接 10
螺旋副的效率为:
W2 W1
QS
2 T1
2
Q d2 tan
1)直径 大径 d 、小径 d1 、中径 d2 大径 d : 公称直径。 小径 d1 :螺纹的最小直径。 中径 d2 :齿厚 = 齿槽宽处直径,几何计算用。 d2 ≈ (d + d1 )/2 M 20 —→ d = 20 mm
机械设计基础10联接螺纹联接

T F
匀速下降:
Fd22=Fa·Ftga(φtg-(ρ′)
) d2
2
(10-6a)
T
F
d2 2
Fatg(
)
d2 2
自锁条件: φ ≤ρ′
(10-7)
(10-5b) (10-6b)
α (β )↑ ρ′ ↑ →
自锁性↑
φ ↑ → 自锁性↓
α
要自锁好→ α (β ) ↑ , φ ↓(单头)
β
三.效率:
max 25
要自锁好→α↑ φ ↓(单) ;要效率高→α↓φ↑(多)
§10-3 机械制造常用螺纹及标准
螺 联接(可靠) → 旋 →要自锁
ρ′↑ →α↑ φ ↓ →单线n=1
副 传动→ 效率高
ρ′↓→α↓ φ ↑→多线n>1
p.134
1.三角形/普通螺纹(M) →α=60°, β=30°
螺纹
→紧固→联接(单线、α大)(粗,细)
§10-5 螺纹联接的预紧和防松 P.140
(一)拧紧力矩T0 目的:→防止松动→提高可靠、强度、紧密性
T0 的大小: 拧紧时→ 锁紧力 螺栓→轴向拉力
→T0=T1+T2 FS
被联接件→轴向压力
螺纹阻力矩 T1 :(10-5b)
T1=F d2/2=Fa tg(φ +ρ’) d2 /2
T0
螺母支持面上的摩擦阻力矩T2
α (牙型角) ; β (牙側角) ;φ(升角)=?
d2
S (n p)
tgφ=n p/πd2
(10-1)
牙型:
60 ° 普通 α =60 ° β=30°
矩形 α =0 ° β=0°
30 ° 梯形
α =30 ° β=15°
《机械设计基础》7 螺纹连接

➢螺栓的变形在弹性范围内。
7.4 螺栓组联接的设计计算与实例分析
➢螺栓组受力可划分为4种典型情况: ➢受横向载荷的螺栓组联接 ➢受旋转力矩的螺栓组联接 ➢受轴向载荷的螺栓组联接 ➢受翻转力矩的螺栓组联接
➢各种复杂受力情况都可看作以上四种情况的不同组合。
7.4 螺栓组联接的设计计算与实例分析
1 、受横向载荷R的螺栓组连接
(1) 普通螺栓连接
fF0mz K f FRS
F0
K f FRS fmz
式中: f —接合面间摩擦系数
m —接合面数
Kf —考虑摩擦系数不稳定及靠摩擦传力有时不可靠而引入的 可靠性系数
一般Kf =1.1~1.3
7.4 螺栓组联接的设计计算与实例:针对具体的失效形式,通过对螺栓的相应部位 进行相应强度条件的设计计算(或强度校核)。
螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1,然后按照标准选 定螺纹的公称直径(大径)d等。
7.3 单个螺栓联接的强度计算
一、受拉螺栓联接-普通螺栓联接
1.松螺栓联接
强度条件:
F A
F
d12
[ ]
设计公式: 4
➢避免螺 栓承受偏 心载荷
7.4 螺栓组联接的设计计算与实例分析
避免螺栓承受偏心载荷的措施
7.4 螺栓组联接的设计计算与实例分析
二、螺栓组联接的受力分析
➢ 螺栓组受力分析的目的是,根据螺栓组联接的结构和受载况, 求出受载最大的螺栓及其受力。受力分析是在作如下假设条件下 进行的,即:
➢同组中的各螺栓都受相同的预紧力。 ➢螺栓组的对称中心与被联接结合面的形心重合。
机械基础课件:螺纹连接与螺旋传动

螺纹连接与螺旋传动
(4) 螺距P: 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 (5) 线数n: 螺旋线的数目, 为便于制造, 一般n≤4 (6) 导程Ph: 在同一条螺旋线上, 相邻两牙在中径线上对应两点之间 的轴向距离。 对于单线螺纹, Ph=P, 对于多线螺纹, 导程 和螺距的关系为Ph=nP。
螺纹连接与螺旋传动
3. 螺钉连接不用螺母, 而且能有光整的外露表面, 应用 与双头螺柱连接相似, 但不宜用于经常装拆的连接, 以免 损坏被连接件的螺纹孔(见图6-6)。
螺纹连接与螺旋传动
图6-6 螺钉接件之一的螺纹孔中, 其末端顶住另 一被连接件的表面或顶入相应的坑槽中, 以固定两个零件的 相互位置, 并可传递不大的力或转距, 如图6-7所示。
螺纹连接与螺旋传动
图6-14 台虎钳
螺纹连接与螺旋传动
图6-15 车床刀架进给机构
螺纹连接与螺旋传动
2. 调整螺旋利用螺杆或螺母的移动来调整或固定零件间的 相对位置, 主要用于精密切削机床或仪器仪表的微调机构, 如图6-16所示的镗刀微调机构。
螺纹连接与螺旋传动
图6-16 镗刀的微调机构
螺纹连接与螺旋传动
螺纹连接与螺旋传动
图6-4 (a) 普通螺栓连接; (b) 铰制孔用螺栓连接
螺纹连接与螺旋传动
螺栓连接分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接两种。 普通螺栓连接主要受拉力, 螺栓和孔壁间有间隙, 对孔的 加工要求较低, 应用最广。 铰制孔用螺栓连接主要受剪切 应力, 孔需要精制, 螺栓和孔壁间采用基孔制过渡配合, 工作时用来承受横向载荷, 有时还兼起定位作用。
螺纹连接与螺旋传动
图6-7 (a) 被连接件之一表面平整的紧定螺钉连接; (b) 被连接件之一表面有坑槽的紧定螺钉连接
机械基础课件螺纹连接ppt

铰制孔用螺栓联接
没有明确的价值取向和人生目标,实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标, 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
2.双头螺柱联接
用两头均有螺纹的螺柱和螺母 把被联接件联接起来, 被联接件 之一为光孔、另一个为螺纹孔。 适用于被联接件之一厚度很大, 而又不宜钻通孔,但又经常拆 卸的地方。
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
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
没有明确的价值取向和人生目标,实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标, 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
标准螺纹联接件
垫圈。用于同一 螺纹直径的垫圈 又分为特大、大、 普通和小的四种 规格,特大垫圈 主要在铁木结构 上使用。斜垫圈 只用于倾斜的支 承面上。
没有明确的价值取向和人生目标,实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标, 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
六、螺纹联接的预紧和防松
没有明确的价值取向和人生目标,实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标, 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
2.双头螺柱联接
没有明确的价值取向和人生目标,实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标, 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.螺钉联接
五、标准螺纹联接件
标准螺纹联接件 没有明确的价值取向和人生目标,实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标,就是人生责任。每承担一次责任
机械设计螺纹连接和螺旋传动

中国地质大学专用 ห้องสมุดไป่ตู้ 作者: 潘存云教授
按螺纹旳牙型分
螺纹旳分类
按螺纹旳旋向分
按螺旋线旳根数分
按回转体旳内外表面分
按螺旋旳作用分
按母体形状分
矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹
右旋螺纹
左旋螺纹
单线螺纹多线螺纹
外螺纹内螺纹
连接螺纹传动螺纹
圆柱螺纹圆锥螺纹
中国地质大学专用 作者: 潘存云教授
缺陷:不耐磨,易滑扣。
应用:薄壁零件、受动载荷旳连接和微调机构。
中国地质大学专用 作者: 潘存云教授
潘存云教授研制
中国地质大学专用 作者: 潘存云教授
第5章 螺纹连接和螺旋传动
§5-1 螺纹
§5-2 螺纹连接旳类型及原则连接件
§5-3 螺纹连接旳预紧
§5-6 螺纹连接旳强度计算
§5-7 螺栓旳材料和许用应力
§5-8 提升螺栓连接强度旳措施
§5-9 螺旋传动
§5-4 螺纹连接旳防松
§5-5 螺栓组连接旳设计
中国地质大学专用 作者: 潘存云教授
潘存云教授研制
潘存云教授研制
梯形螺纹:
为了降低摩擦和提升效率,这两种螺纹旳牙侧角β比三角形螺纹旳要小得多。用于剖分螺母时,梯形螺纹可消除因摩擦而产生旳间隙,应用较广。锯齿形螺纹旳效率比矩形螺纹高,但只适合单向传动。
锯齿形螺纹:
β= 15º
β= 3º
粗牙一般螺纹、细牙一般螺纹和梯形螺纹旳基本尺寸见后续各表(或查阅有关机械设计手册)。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
一、螺纹旳形成
§5-1 螺 纹
螺旋线——一动点在一圆柱体旳表面上,一边绕轴线等速旋转,同步沿轴向作等速移动旳轨迹。
机械设计基础 第4章 螺纹连接

圆柱管螺纹
牙型角为=55的英制螺纹,内、外螺纹旋合后无径向间 隙。螺纹副本身不具密封性,连接要求密封时,可压紧被连接 件螺纹副外的密封面,也可在密封面间添加密封物。多用于压 力为1.568Pa以下的水、煤气管路,润滑和电线管路系统。
15
2.矩形螺纹
牙型角为0 ,传动效率高于其他螺纹,但牙根强度低,精 确制造困难,对中精度低,未标准化,逐渐被梯形螺纹代替。
第四章
连接的分类
螺纹连接
1.按机械工作时被连接零(部)件间是否有相对运动分 静连接 连接 动连接 2.按能否拆开分 可拆连接 螺纹连接、键连接,销连接、型面连接 焊接、粘接和铆接等
1
螺纹连接、键连接、花键连接、销连接 导向平键连接、导向花键连接及各种运动副
连接
不可拆连接
d2
4.1
螺纹的主要参数和常用类型 螺纹的形成及其分类
43
5.自攻螺钉——由螺标准,扁,厚
45
圆螺母+止退垫圈——带有缺口,应用时带翅垫圈内舌嵌入
轴槽中,外舌嵌入圆螺母的槽内,螺母即被锁紧
46
7.垫圈
平垫圈
斜垫圈
h
d1 d2
47
4.4
螺栓连接的强度计算
螺栓连接强度计算的目的是:根据强度条件确定螺 栓直径或校核其强度 ,而螺栓和螺母的螺纹牙及其他各 部分尺寸均按标准选定。 普通螺栓连接在工作时,螺栓主要承受轴向力(包 括预紧力),故又称受拉螺栓。 铰制孔用螺栓连接工作时,螺栓只承受横向力,又称 受剪螺栓。
受力时被连接件接合面间不 应相对滑移失效,预紧力F 的大 小根据板件的静力平衡条件可得 :
F f s zm k f FR (即F
k f FR f s zm
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§2 螺纹联接Screw joints§2-1 联接类型和螺纹联接简介Types of the joints and screw joints§2-2 螺纹联接的拧紧和防松Tightening and preventing unscrewing of screw joints §2-3 螺纹组联接的受力分析Forces in group of screw joints§2-4 单个螺栓强度计算Strength calculations for a bolt§2-5 提高螺栓联接强度的措施Measures of increasing joint strength of bolts螺纹联接设计实例Design example of screw joint§2-1 联接类型和螺纹联接简介Types of the joints and screw joints 联接类型Types of the joints螺纹联接简介和应用Screw joints and their applications一、联接类型Types of the jointsJointsSeparable jointsPermanent jointsScrew jointsKey, spline and pin jointsShaped jointsInterference fit jointsRiveted jointsWelded jointsAdhesive jointsElastic ring joints Shaft-hub joints二、螺纹联接简介和应用screw joints and their applications 螺纹联接通常有以下几种形式:螺栓联接Bolt joints双头螺柱联接Stud joints螺钉联接Cap screw joints紧定螺钉联接Setscrew joints§2-2 螺纹联接的拧紧和防松Tightening and preventing unscrewing of screw joints螺纹联接的拧紧Tightening of screw joints螺纹联接的防松Preventing unscrewing of screw joints一、螺纹联接的拧紧Tightening of screw joints 1.拧紧的目的The purpose of tighteningTightening process of the bolt joints2.PreloadTightening torque factor二、螺纹联接的防松Preventing unscrewing of screw joints1.防松的必要性Necessity of preventing unscrewing2.防松的根本问题Basic problem of preventing unscrewing防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。
Prevent relative rotation of the thread pair3. 防松的方法Methods of preventing unscrewing§2-3 螺栓组联接的受力分析Forces in group of bolt joints任务和假设Task and assumptions受拉螺栓组联接受力分析Forces in group of bolts subject to tensile strain 受剪螺栓组联接受力分析Forces in group of bolts subject to shear strain一、任务和假设Task and assumptions Task: find bolt subject to the maximum load among the group of bolts and determine this load。
螺栓组受力分析的任务:求出联接中受力最大的螺栓及其载荷Basic assumptions基本假设:1. Parts jointed are sufficiently rigid被联接件是刚体.2. Deformation of the bolts is in elastic range螺栓的变形在弹性范围内.3. Every bolt has the same tensile and shear rigidity各螺栓的拉伸刚度以及剪切刚度相同(材料、直径和长度均相同)4. Every bolt bears the same preload各螺栓预紧力相同二、Forces in group of bolts subject to tensile strain 受拉螺栓组联接受力分析1. The group of tensile bolts bears transverse forces受拉螺栓组联接承受横向力Transverse forces are withstood by frictionof the abutting surfacesFriction coefficient Number of boltsNumber of contact surface safety factor2. The group of tensile bolts bears rotating torque受拉螺栓组联接承受旋转力矩By force balance condition of the plate:Preload3. Group of tensile bolts bears axial force 受拉螺栓组联接承受轴向力Strength checking formulas Total tensile forceOperating load4. Group of tensile bolts bears inverting moment受拉螺栓组联接承受翻转力矩Taking into account the condition of static equilibrium.According to the condition ofcoinciding elastic displacementsThe bolt 1 and bolt 10 located at the biggest distance fromthe central axis bear the maximum force :三、Forces in the group of shear boltsLoads are transmitted by sheared bolts and pressing each other between bolts and parts jointed受剪螺栓组联接受力分析受剪螺栓组联接是靠螺栓受剪以及被联接件和螺栓之间的相互挤压传递载荷。
1. Group of shear bolts bears transverse force受剪螺栓组联接承受横向力By force balance condition of the plate:2. Group of shear bolts bears rotating torque受剪螺栓组联接承受旋转力矩By force balance condition:According to the conditionof coinciding elasticdisplacements, the force isBolts 1, 4, 5 and 8 bear the maximum force proportional to the distancefrom where the screws arelocated to the central ofplate.§2-4 Strength calculations for single bolt 单个螺栓强度计算受剪螺栓Shear bolts受拉螺栓Tensile bolts一、Shear bolts受剪螺栓Shear forceStrength conditionPress stresses are considered as uniformdistribution and strength condition is:二、Tensile bolts受拉螺栓1. Loose bolts 松螺栓Loose bolts can only bear static load andthe bolts are under the load only during operating.Strength condition:2. Tight bolts only subject to preload只受预紧力的紧螺栓Thread torqueTensile stressshear stressStrength condition3.Tight bolts subject to preload and operating load预紧力和工作载荷联合作用的紧螺栓According to graph of a relation between force and deformation we know that the relations among total tensile force F0, preload F′, remaining preload F″ and operating force F are given as follow:由螺栓的力—变形关系图,可知螺栓所受的总拉力F0、预紧力F′、残余预紧力F″和工作拉力F之间的关系如下:When F varies, F0varies along with it. The changing amplitude of the total tensile force is called as tensile force amplitude当工作拉力F为动载荷(0~F~0~F)时,螺栓所受总拉力是变化的(F′~ F0 ~F′~ F0)。
拉力变化的幅度称为拉力幅F a,由图可知F a计算公式如下Strength condition of tensile bolts subject to both preload and operating load:预紧力和工作载荷联合作用的紧螺栓强度条件为:(考虑工作状态下的补充拧紧)Taking into account supplementarytightening under operation(工作载荷F变化时使用)Used for variable operating load§2-5 Methods of increasing joint strength of bolts 提高螺栓联接强度的措施一、Improving load distribution among thread teeth改善螺纹牙间载荷分布二、Avoid extra bending stresses避免附加弯曲应力(1)Flat supporting surface;支承面平整(2)Avoid eccentric loads 避免偏心载荷。