第五章车螺纹和蜗杆解析
机械设计第五章 螺纹连接与螺旋传动

用于传动
多 线 螺 纹
二. 螺纹的分类
1、按牙形分:
三角形: 剃 形: 锯齿形:
矩 形:
2、按螺旋的线数分:单线、多 线(一般不超过4线),线 数越多,导程越大。单线用 于连接,多线用于传动。
3、按旋向分:右旋、左旋。一般用右旋。 4、内、外螺纹之分:二者旋合组成螺旋副(螺纹副)
5、按母体的形状分:圆柱螺纹、圆锥螺纹
二.螺栓组连接的受力分析
为了简化计算,假设: 1)所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同; 2)螺栓组的几何中心与连接结合面的形心重合; 3)受载后连接结合面仍保持为平面。
1. 承受横向载荷作用的螺栓组连接 普通螺栓连接 铰制孔用螺栓连接
两种情况的工作原理不同!
1)普通螺栓组连接 螺栓组受力
0
0
4.控制预紧力的方法: 1)控制拧紧力矩; a.测力矩板手;
b.定力矩板手;
定力矩扳手
测力矩扳手
2)测量螺栓的伸长量; 3)螺母转角法。
§5-4 螺纹连接的防松
1.防松的根本原理:防止螺旋副的相对转动。 2.防松的原因:
1)在冲击、振动、变载荷作用下,螺旋副间的摩擦阻力极不稳定, 在某一瞬间会急剧减少以致消失,失去自锁能力,连接就可能松脱; 2)螺栓在高温、温度变化较大的情况下工作,材料发生蠕变和应力 松弛,也会使预紧力和摩擦力逐渐减少,最终导致连接失效。
ψ
§5-2 螺纹连接的类型及螺纹标准件
一、螺纹连接的基本类型
螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接、紧定螺钉连接。 1. 螺栓连接 1)被连接件的孔不用加工螺纹,装拆方便,用于经常
拆装的场合。 2)只适用于被连接件都较薄的情况。
( 1 ) 普 通 螺 栓 连 接
车削螺纹和蜗杆课件

车削蜗杆的工具
通常使用高速钢车刀 或硬质合金车刀进行 车削,同时需要选用 合适的切削液进行冷 却。
车削蜗杆的步骤
包括粗车、半精车和 精车三个阶段,每个 阶段都有相应的操作 要点和注意事项。
蜗杆的测量方法
主要使用单针或三针 测量法进行测量,同 时也可以使用万能工 具显微镜进行测量。
THANKS
感谢观看
梯形螺纹
用于传递运动,如千斤顶 。
锯齿形螺纹
用于单向传动,如汽车差 速器。
蜗杆螺纹
用于减速和传动,如蜗轮 蜗杆减速器。
螺纹的参数和标注
螺纹中径
与外螺纹牙顶相交的假想圆柱 直径。
螺距
相邻两牙在中径线上对应两点 间的轴向距离。
螺纹大径
与外螺纹牙顶相交的假想圆柱 直径。
螺纹小径
与外螺纹牙底相交的假想圆柱 直径。
乱扣问题
车削蜗杆时,由于工件材料或刀具材料的问题,可能会出现乱扣现象,影响蜗 杆的精度和表面粗糙度。解决方法包括控制材料硬度、选用合适的刀具材料、 调整主轴转速等。
06
车削螺纹和蜗杆的实例演示
车削梯形螺纹实例
梯形螺纹的几何特点
梯形螺纹是一种常见的螺纹,其几何 形状特点为牙型角较小,实际加工中
容易达到较高的加工精度。
控制螺纹精度的技巧
使用合适的刀具和夹具, 确保加工精度和稳定性。
采用一次装夹或多次装夹 方式,根据需要选择合适 的装夹方法。
通过调整刀具路行试切并测量实际尺寸 ,根据需要调整刀具路径 或切削参数,以确保螺纹 精度符合要求。
04
蜗杆的车削方法
蜗杆的种类及用途
粗加工
使用低速车削进行粗加工,去除 多余材料。
02
车削螺纹的刀具及选用
车削螺纹和蜗杆课件

加工步骤
调整机床、装夹工件、对刀等,并在车床 上进行加工。
测量与检验
用测量工具测量加工后的螺纹尺寸,以确 保符合图纸要求。
加工实例二:梯形螺纹的车削加工
加工准备
熟悉图纸、确定加工方案、准备材 料等。
刀具选择
根据梯形螺纹的形状特点选择合适 的刀具,包括牙底形状、刀具角度 和刀具材料等。
加工步骤
调整机床、装夹工件、对刀等,并 在车床上进行加工。
测量与检验
用测量工具测量加工后的梯形螺纹 尺寸,以确保符合图纸要求。
加工实例三:蜗杆的车削加工
加工准备
刀具选择
熟悉图纸、确定加工方案、准备材料等。
根据蜗杆的形状特点选择合适的刀具,包括 牙底形状、刀具角度和刀具材料等。
加工步骤
测量与检验
调整机床、装夹工件、对刀等,并在车床上 进行加工。
用测量工具测量加工后的蜗杆尺寸,以确保 符合图纸要求。
如装夹工件、安装刀具、调整冷却液流量等 。
04
车削螺纹和蜗杆的质量控制
质量控制的方法及要点
制定严格的操作规程
在车削螺纹和蜗杆的过程中,必须制定标准化的操作规程,包括机床调整、刀具选择、切削参数设置等环节,确保每一步操 作都符合规范要求。
控制刀具磨损
刀具磨损是影响车削质量的主要因素之一,因此需要定期检查刀具磨损情况,及时更换磨损严重的刀具,以保证切削表面 的粗糙度和尺寸精度。
副偏角
指刀具副切削刃在基面上的投影与进给反方向之 间的夹角,影响已加工表面的粗糙度和刀具的耐 用程度。一般情况下,副偏角取5°~15°。
03
车削螺纹和蜗杆的机床
机床的种类及特点
卧式车床
具有结构简单、操作方便、零 部件维修方便等优点,适用于
第五章车螺纹和蜗杆

第五章车螺纹和蜗杆车工工艺学§5-4车蜗杆教学目的和要求掌握各种螺纹和米制蜗杆的代号、规格以及各部分尺寸的计算方法。
了解车螺纹时交换齿轮的变换方法。
能合理选择螺纹和蜗杆车刀的几何参数,掌握其装刀方法和车削方法。
重点:普通螺纹各部分尺寸计算、普通螺纹车刀的几何形状。
难点是车刀角度和车削方法。
§5-1螺纹基础知识知识目标1.掌握螺纹的基本要素和标记。
2.了解螺纹的种类。
§5-1螺纹基础知识螺纹实物§5-1螺纹基础知识一、螺纹的基本要素牙型:是在通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状。
30º15º3º30º矩形螺纹三角形螺纹M梯形螺纹Tr锯齿形螺纹B§5-1螺纹基础知识1.牙型角相邻两牙侧的夹角。
2.牙型高度h1牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
a)内螺纹b)外螺纹§5-1螺纹基础知识3.螺纹大径(d,D)4.螺纹小径(d,D)5.螺纹中径D)(d,6.螺纹公称直径1122螺纹大径尺寸。
a)内螺纹b)外螺纹7.螺距P相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离。
§5-1螺纹基础知识8.导程Ph导程是指同一条螺纹线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
PhnP单线螺纹纹多线螺9.螺纹升角在中径圆柱或中径圆锥上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角称为螺纹升角。
PhnPtand2d2螺旋线螺纹升角§5-1螺纹基础知识二、螺纹的分类粗牙普通螺纹普通螺纹细牙普通螺纹紧固螺纹(三角形)小螺纹(公称直径范围0.3~1.4mm)螺纹英制螺纹55°非密封管螺纹管螺纹(三角形)55°密封管螺纹60°密封管螺纹米制锥螺纹梯形螺纹传动螺纹锯齿形螺纹矩形螺纹圆螺纹专门用途螺纹§5-1螺纹基础知识补充:旋向顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹逆时针旋转时旋入的螺纹称为左旋螺纹§5-1螺纹基础知识三、螺纹的标记普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。
《螺旋与蜗杆》课件

滚动螺旋机构是在滑动螺旋机构的基础上发展而来的,通过引入滚动轴承来减小摩擦阻力 ,提高传动效率。滚动螺旋机构具有传动效率高、寿命长、传动精度高等优点,但结构复 杂、成本较高。
滚珠螺旋机构
滚珠螺旋机构是一种将滚动轴承嵌入螺杆和螺母之间的螺旋机构,通过滚珠的滚动实现传 动。滚珠螺旋机构具有传动效率高、寿命长、传动精度高等优点,但结构复杂、成本较高 。
发生破坏。
优化设计
根据强度校核结果,对设计参 数进行优化,提高螺旋与蜗杆 的工作效率和使用寿命。
考虑制造工艺
根据优化后的设计参数,考虑 制造工艺要求,确保加工和装 配的可行性。
完成设计计算
完成所有必要的计算和分析, 形成完整的设计计算报告。
设计计算的实例分析
选择实例
选择具有代表性的螺旋与蜗杆设 计案例,以便进行详细的分析和
03
蜗杆机构
蜗杆机构的原理
蜗杆机构是一种将旋转运动转换 为直线运动的机构,其原理基于
螺旋传动。
当蜗杆围绕其轴线旋转时,蜗轮 则沿着蜗杆的轴线方向作直线运
动。
蜗杆机构具有传动比大、传动效 率高、自锁性能好等优点,广泛
应用于各种机械传动系统中。
蜗杆机构的类型
根据蜗杆的形状,蜗杆机构可分为阿 基米德蜗杆、渐开线蜗杆和法向直廓 蜗杆等类型。
历史与发展
历史
螺旋和蜗杆的起源可以追溯到古代,如埃及金字塔的建造中就使用了螺旋。随 着工业革命的发展,螺旋和蜗杆在各种机械装置中得到了广泛应用。
发展
随着科技的不断进步,螺旋和蜗杆的设计和制造技术也不断提高,新型材料和 加工工艺的应用使得螺旋和蜗杆的性能更加优异。同时,随着智能制造的发展 ,螺旋和蜗杆的应用领域也在不断拓展。
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》课件第五章螺纹连接和螺旋传动

03
连接的安全性和可靠性。
04
螺旋传动的优化设计
螺旋传动的效率优化
优化设计参数
通过调整螺旋传动的几何参数,如螺 距、螺旋升角等,提高传动效率。
材料选择
加工精度
提高螺旋齿的加工精度,减少齿面粗 糙度,降低摩擦阻力,提高传动效率 。
选择具有高强度、低摩擦系数的材料 ,以减小摩擦损失,提高传动效率。
螺旋传动的刚度分析
02
螺旋传动的基本原理
螺旋传动的分类和特点
分类
根据工作原理的不同,螺旋传动可以 分为传力螺旋传动、传导螺旋传动和 调整螺旋传动。
特点
螺旋传动具有传动平稳、承载能力大 、传动精度高、易于自锁等优点,但 同时也有传动效率低、结构尺寸大、 成本高等缺点。
螺旋传动的应用场景
1 2
工业制造
螺旋传动广泛应用于各种工业制造领域,如冶金 、化工、建材等,用于驱动各种工作机构和调整 机构。
《机械设计》课件第五章螺纹连 接和螺旋传动
目 录
• 螺纹连接的基本知识 • 螺旋传动的基本原理 • 螺纹连接的设计与计算 • 螺旋传动的优化设计 • 螺纹连接和螺旋传动的实例分析
01
螺纹连接的基本知识
螺纹的种类和特点
01
02
03
04
三角形螺纹
主要用于一般连接,特点是自 锁性能好,但强度低,只能承
将进一步拓展。
03
环保与可持续发展
随着对环保和可持续发展的重视,无污染、低能耗的螺纹连接和螺旋传
动技术将受到更多关注。例如,开发无润滑油或低润滑油需求的螺纹连
接和螺旋传动系统,减少对环境的影响。
THANK YOU
未来发展趋势与展望
01
车工工艺螺纹加工【共37张PPT】

【2】车内螺纹时,孔径
基准直径 基准平面
基准距离
车螺纹和蜗杆
▪ 【3】标记举例 ▪ ¾“圆锥内螺纹 Rc ¾“(19.05mm) ▪ ¾“圆柱内螺纹 Rp¾“(19.05mm) ▪ ¾“圆锥外螺纹 R¾“(19.05mm) ▪ 锥锥配合
Rc ¾“(19.05mm)/ R¾“(19.05mm) 柱锥配合
【3】螺纹牙型--在通过螺纹轴线的剖面内,螺纹的轮廓形状。 【按线数分】--单线和多线 判定方法:P工XN工= P丝XN丝 车螺纹和蜗杆-螺纹车刀
车螺纹和蜗杆-螺纹车刀
【3】螺纹牙型--在通过螺纹轴线的剖面内,螺纹的轮廓形状。
圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的配合。
外螺纹小径--外螺纹的底径。
车螺纹和蜗杆-三角螺纹测量
▪ 【8】螺纹升角ψ--在中径圆柱上,螺旋 线切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹 角。
▪ tan ψ=P/πd2 ▪ P--螺距 ▪ d2--中径
车螺纹和蜗杆
牙侧
φ
牙底
牙顶
车螺纹和蜗杆
▪ 二、三角螺纹的种类和尺寸计算
▪ 三角螺纹分为 【1】普通螺纹
▪
【2】英制螺纹
▪
【3】管螺纹
▪ 1、普通螺纹特点
▪ 1、单项测量 ▪ 【1】测螺距--钢直尺、螺距规 ▪ 【2】测大、小径--游标卡尺、千分尺 ▪ 【3】测中径--螺纹千分尺、三针测量
(三角螺纹一般不测中径。 ▪ 2、综合测量 ▪ 【1】螺纹塞规--测内螺纹 ▪ 【2】螺纹环规--测外螺纹
车螺纹和蜗杆
左旋 右旋
车螺纹和蜗杆
▪ 【3】螺纹牙型--在通过螺纹轴线的剖面内,螺纹 的轮廓形状。
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30º
3º
矩形螺纹
三角形螺纹 M
梯形螺纹 Tr
锯齿形螺纹 B
§5-1 螺纹基础知识
1.牙型角 相邻两牙侧的夹角。
2.牙型高度 h1 牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线方向上的距离。
a)内螺纹
b)外螺纹
§5-1 螺纹基础知识
3.螺纹大径
(d,D) 4.螺纹小径
(d1 ,D1) 5.螺纹中径
(d2,D ) 2 6.螺纹公称直径
在螺纹的标记中,细牙普通螺纹的螺距必须注出, 而粗牙普通螺纹的螺距一般不标注。右旋螺纹不标注, 左旋螺纹要求标注。
常用螺纹的标记详见课本表5-1。
§5-1 螺纹基础知识
例1 M 10 LH - 6g - L
粗公 左 牙称 旋 普直
中 径 和
长 旋 合
通径
顶
长
螺
径
度
纹
公
差
§5-1 螺纹基础知识
例2 M 20 × 1 – 6H 7H
重点:普通螺纹各部分尺寸计算、普 通螺纹车刀的几何形状。
难点是车刀角度和车削方法。
§5-1 螺纹基础知识
知识目标
1.掌握螺纹的基本要素和标记。 2.了解螺纹的种类。
§5-1 螺纹基础知识
螺纹实物
§5-1 螺纹基础知识
一、螺纹的基本要素
牙型:是在通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状。
30º
15º
英制螺纹1 in内牙数及各基本要素的尺寸,可从有关 手册中查出。
在我国设计新产品时不使用英制螺纹,只有在某些进 口设备中和维修旧设备时应用。
§5-2 车三角形螺纹
3、管螺纹
管螺纹:是在管子上加工的特殊的细牙螺纹, 其使用范围仅次于普通螺纹。
牙型角:55°、60°。
种类:55°非密封管螺纹 55°密封管螺纹 60°密封管螺纹 米制锥螺纹(使用不普遍)
tan Ph nP d2 d2
单线螺纹
螺纹升角
多线螺
§5-1 螺纹基础知识
二、螺纹的分类
粗牙普通螺纹
普通螺纹 细牙普通螺纹
紧固螺纹(三角形) 小螺纹(公称直径范围0.3~1.4mm)
英制螺纹
55°非密封管螺纹
管螺纹 (三角形) 55°密封管螺纹
60°密封管螺纹
螺纹
米制锥螺纹
梯形螺纹
传动螺纹 锯齿形螺纹
§5-2 车三角形螺纹
3、三角形内螺纹车刀
(1)高速钢三角形内螺纹车刀(见课本图5-13) (2)硬质合金内螺纹车刀(见课本图5-14)
特点:内螺纹车刀除了其刀刃几何形状应具有 外螺纹 车刀的几何形状特点外,还应具有内孔车刀的特点。
三、三角形螺纹的车削方法
1、低速车削 车刀选择:高速钢螺纹车刀(粗车刀、精车刀) 特点:精度高、表面粗糙度值小,但效率低。
矩形螺纹
圆螺纹
专门用途螺纹
§5-1 螺纹基础知识
补充:旋向
顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹 逆时针旋转时旋入的螺纹称为左旋螺纹
§5-1 螺纹基础知识
三、螺纹的标记
普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。
细牙螺纹较粗牙螺纹牙型高度小,相同公称直径时, 细牙普通螺纹比粗牙普通螺纹的螺距小,细牙普通螺 纹多用于精密零件和薄壁零件上。
粗细 公
螺
牙称
距
普直
通径
螺
纹
中顶 径径 公公 差差
§5-2 车三角形螺纹
知识目标
1.掌握三角形螺纹的尺寸计算和车削方法。 2.合理选择螺纹车刀的几何参数。
§5-2 车三角形螺纹
温故知新
1.螺纹的基本要素? 2.说出螺纹标记含义:M16LH
3.哪几种螺纹的牙型是三角形?
M20×1.5
普通螺纹、英制螺纹和管螺纹的牙型都是三角 形,所以统称为三角形螺纹。
管螺纹的牙型和应用见课本表5-7。
§5-2 车三角形螺纹
二、三角形螺纹车刀
1、刀尖角 r 种类: r= 60°(可车削普通套螺纹、 60° 密封管
螺纹和米制锥螺纹)
r= 55°(可车削英制螺纹、 55° 非密封管螺
纹和55° 密封管螺纹)
下面以刀尖角 r= 60°的三角形螺纹车刀为例进行介绍。
螺纹大径尺寸。
a)内螺纹
7.螺距P
相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距 离。
b)外螺纹
§5-1 螺纹基础知识
8.导程 Ph
导程是指同一条螺纹线
上相邻两牙在中径线上对 应两点间的轴向距离。
Ph nP
9.螺纹升角
纹
在中径圆柱或中径圆锥 上,螺旋线的切线与垂直 螺旋线
于螺纹轴线的平面的夹角
称为螺纹升角。
D2
α=60°
h1
h1=0.5413P
螺纹小径
d1
D1 d1=D1=d-1.0825P
§5-2 车三角形螺纹
2.英制螺纹
牙型角:55°(美制螺纹为60°) 公称直径:指内螺纹的大径,用in表示。 螺距P:以1 in(25.4mm)中的牙数n表示,如1 in中有 12牙,则螺距为1/12in。 英制螺距与米制螺距的换算如下:
车工工艺学
第五章 车螺纹和蜗杆
第五章 车螺纹和蜗杆
§5-1 螺纹基础知识 §5-2 车三角形螺纹 §5-3 车矩形螺纹、梯形螺纹 §5-4 车蜗杆
教学目的和要求
掌握各种螺纹和米制蜗杆的代号、规格 以及各部分尺寸的计算方法。了解车螺 纹时交换齿轮的变换方法。
能合理选择螺纹和蜗杆车刀的几何参数, 掌握其装刀方法和车削方法。
§5-2 车三角形螺纹
车削方法:直进法、斜进法、左右切削法。
示图
方法 加工 特点 适用场合
直进法
容易产生扎刀, 但是能够获得正 确的牙型角。
P<2.5
斜进法
不易扎刀,用斜进 法粗车后,必须用 左右法精车。
P>2.5
左右切削法
不易产生扎刀,但 小滑板的左右移动 量不宜太大。
P>2.5
§5-2 车三角形螺纹
§5-2 车三角形螺纹
一、三角形螺纹的尺寸计算
1.普通螺纹的牙型和尺寸计算 普通螺纹是应用最广泛的一种三角形纹。 种类:粗牙普通螺纹,细牙普通螺纹 牙型角:60°
普通螺纹的牙型
§5-2 车三角形螺纹
表1 普通螺纹基本要素的计算公式
基本参数 外螺纹 内螺纹
计算公式
牙型角 螺纹大径 螺纹中径
α
d
D
d2
§5-2 车三角形螺纹
2、三角形外螺纹车刀
(1)高速钢三角形外螺纹车刀 其形状如课本图5-11所 示。为了车削顺利,粗车刀应选用较大的背前角 (p=15°)。为了获得较正确的牙型,精车刀应选用较 小的背前角(p=6°~10°)。
(2)硬质合金三角形外螺纹车刀
硬质合金三角形外螺纹车刀的几何形状如课本图5— 12所示,在车削较大螺距(P>2mm)以及材料硬度较 高的螺纹时,在车刀两侧切削刃上磨出宽度为b1=0.2 ~0.4mm的倒棱。