机械设计总复习-第10章螺纹连接

(10-6b)
α β
三.效率:
当匀速上升:
η

S
η ＝有效功／输入功 d φ 2 ＝Ｆa· Ｓ／（Ｆπ ｄ2） 45 / 2 ＝Ｆa· π ｄ2 tg φ /[Ｆa· tg(φ ＋ρ ′)π ｄ2]
tg tg ( )
(10-8)
ρ′－当量摩擦角 , φ－升角 要效率高→ φ ↑, ρ′↓ → α ↓, φ ↑(多头)

d 2
tgφ＝n p／πｄ2
S (n p)
(10－1)
牙型:
锯齿形
60 °
普通 α =60 ° β＝30°
30 °
梯形
α =30 ° β＝15°
3° 30 ° β工＝3°, β非＝30°
矩形 α =0 ° β ＝0 °
§10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁p.132
联接 内螺纹 拧紧、加载、 →螺旋副 传动 相对运动→ 外螺纹 顶起重物 →在轴向载荷下相对运动图(10－4,a) →水平力作用下滑块(重物)在斜面运动
机械防松 不可拆防松
锁紧螺母 弹簧垫片 对顶螺母
弹簧垫圈
返回
对顶螺母
返回
尼龙圈锁紧螺母
返回
机械防松→利用便于更换的金属元件来约束螺旋副。
F Fa
→将螺旋线沿中径展开
S (n p)

d 2
一．矩形螺纹 : (α =0○ )
图(10－4,b)
Fn ρ FR F φ F f F a Fa
FR
φ+ρ
F →加载Ｆa(轴向力,自重,阻力) →施加水平推力Ｆ →法向反力Fn(⊥斜面) →摩擦阻力: f·Fn=Ff →合反力FR ∵(滑块) 合力＝０ FR与Fn夹角→摩擦角ρ: tgρ＝ f ＝ Ff /Ｆn ∴ＦR与Ｆa 夹角＝φ＋ρ ∴Ｆ＝Ｆa· tg(φ ＋ρ) (10－2a) 作用在螺旋副上的驱动力矩： d2 d2 (10-2b) T F Fa tg ( ) 2 2
Ｔ1＝F d2/2＝Fa tg(φ ＋ρ’) d2 /2 T0 螺母支持面上的摩擦阻力矩T2 T2＝ fc· Fa · rf (10-10) T0＝T1＋T2≈0.2Fad N· mm
控制、不严格控制ＦS(测力矩板手、定力矩板手)
（二）螺纹联接的防松
p.139
螺旋副→联接(可靠)→拧紧＋ 自锁→防松？ ∵靠摩擦力自锁 →不可靠 , ∴→防松 防松方法：→关键 →阻止螺旋副相对转动 摩擦防松 →使螺纹接触面间始终保持一定的压力 (纵向、横向)→始终有阻止螺旋副转 动的摩擦阻力矩。
§10-1 螺纹参数
(一)螺纹的形成：
p.131
右旋（常） 旋向 →判断方法 左旋
①顺时针旋进→右旋 ②以轴线为基准(外)
单头→联接 线数 线数一般不超过4 → 判断方法 多头→传动
二．螺纹参数：
n=1
n=2
n=3
单线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纹和多线螺纹
(二)螺纹参数：P.132 ｄ(大径－标准直径) ;ｄ1(小径) ;ｄ2(中径) ; p(螺距)；ｎ(螺旋线数) ; Ｓ(导程) ; Ｓ＝n p ; α （牙型角） ; β (牙側角) ;φ（升角） =?
前
言:
→ 机器 联接
机械零件 → 构件(运动单元) → 机构 动联接 零件 (制造单元) 静联接 联接 被联接件 联接件
联接 机械静联接→ 可拆联接 →螺纹、键、销 分类 不可拆联接→焊、粘、铆 机械动联接→运动副 螺 内螺纹 螺旋副→ 连接螺纹(静联接→构件) 纹 外螺纹 传动螺纹(动联接→机构)
45 / 2 max 25 / max \ 过大，制造困难
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
ρ′↑ →α↑ 联接 ( 可靠 ) → 螺 φ ↓ →单线ｎ=1 → 要自锁 旋 副 传动→ ρ′↓→α↓ 效率高 φ ↑→多线ｎ＞１
FR φ－ρ Fa F (10-3b)
→无论Ｆa多大，滑块不会自动下滑→自锁
自锁条件： Ｆ≤０ → φ ≤ ρ
二．非矩形螺纹
法向压力比矩形大 →将ρ→ρ′ (当量摩擦角)
tgρ′＝f / cos β = f ′ (10-4) (当量摩擦系数) 匀速上升: Ｆ＝Ｆa· tg(φ＋ρ′) (10-5a) 匀速下降: Ｆ＝Fa· tg(φ－ρ ′)
§10-4螺纹联接基本类型及螺纹联接件
一．螺纹联接基本类型
图(10－9,a) 螺栓联接 普通螺栓 铰制孔用螺栓联接 图(10－9,b) 螺钉联接 图(10－10,a) 双头螺柱联接 图(10－10,b) 紧定螺钉联接 图(10－11) e C1 d0
p.137
1. 螺 栓 联 接
2. 螺 钉 联 接
3. 双 头 螺 柱 联 接
4. 紧 定 螺 钉 联 接
二．螺纹联接件 1. 螺 栓、 螺 柱、 螺 钉 联 接 件
p.138
2. 紧 定 螺 钉、 螺 母
3. 垫 圈
§10-5螺纹联接的预紧和防松 P.139
(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 ＦS 被联接件→轴向压力 →Ｔ0＝Ｔ1＋Ｔ2 螺纹阻力矩 T1 :(10-5b)
d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
(10-5b)
(10-6a)
自锁条件： φ ≤ρ′ (10-7) α (β )↑ ρ′ ↑ → 自锁性↑ φ ↑ → 自锁性↓ 要自锁好→ α (β ) ↑ , φ ↓(单头)
d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
分析: 1.当匀速上升:
2. 当匀速下降 :图(10－4,c) →施加水平支持力Ｆ (匀速下滑)
Fn
FR
Ff
当Ｆ＝０→ 滑块在斜面运动状态不变 Ｆ＜０→ 作用力Ｆ与假设力的方向相反→推力
d2 d2 T F Fa tg ( ) 2 2
F Fatg ( )
φ
ρ F Fa
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) (联接) ＼管螺纹 →α＝60°、55°→紧密 →α小、 φ大 →多线 2.传动螺纹 →效率高 梯形螺纹 Tr →α＝30°, β＝15° 锯齿形螺纹S →β工＝3°,β非＝30° 矩形螺纹 →α＝０ °