螺纹连接和螺纹转动
')
FQ0
f
rf
1.30105 Nmm
(3)
tg tg(
')
tg3.31 tg(3.31 4.73)
40.9
接连接
（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。
图中λ 为螺旋升角， FQ为轴向载荷， Ft为水平推力，Fn为法向反力， Ff为
摩擦力， f为摩擦系数，λ 为摩擦角，
法向反力Fn与摩擦力Ff的总反力为Fr 。
Fr Fnλ ρ
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（Ph）— 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z —螺纹螺旋线数目，一般为便于制造 z≤4。
螺距、导程、线数之间关系： Ph = z P
7）螺旋升角λ —中径圆柱
面上螺旋线的切线与垂直于
冲击扳手
测力矩板手
二、螺纹联接的防松
1、防松目的
实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造 成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失，摩擦力为零， 从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失 效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故
2、防松原理
消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运 动的难度。
螺旋线轴线的平面的夹角。
tg λ =zP/π d2 8）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
§5—2 螺旋副的受力分析、 效率和自锁
一、矩形螺纹 二、非矩形螺纹 三、螺旋副效率
一、矩形螺纹（=0)
§5—6 螺纹联接的强度计算 §5—7 螺纹的材料和许用应力 §5—8 提高螺纹联接强度的措施 §5—9 螺旋传动（不讲） §5—10 滚动螺旋简介（不讲）
概述
联接是指被联接件与联接件的组合。常
见的机械联接有两类：
一是机械动联接，如运动副；
二是机械静联接，本章所学习内容是机械静 联接问题。
联接
可拆联接 —装拆方便，多次装拆无损于 使用性能。如螺纹联接、键联 接、销联接
Fr λ +ρ
FQ F
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：
没有摩擦时，需要的输入功 =FS= FQ S tg (λ ) 理论上 考虑摩擦时，需要的输入功
=FS= FQ Stg (λ +') 实际上
所以：
tg tg( ，)
从上式可以看出：
当'不变时， η与λ 的关系如右图所示。
（忽略升角λ的影响）
在Fa的作用下，法向反力比矩形螺纹大为：
Fn
FQ
cos
这时螺纹的摩擦阻力为：
Ff
f Fn FQ
cos
f f
cos
FQ
f 'FQ
这时把法向力的增加看成摩擦系数的增加。
f ' f tg ' cos
f '称为当量摩擦系数
ρ'称为当量摩擦角
为牙型斜角
3、防松办法及措施
螺纹防松是防止螺纹副的相对转动。常用的方法见 p104-105。
1）利用附加摩擦力防松
2）采用专门防松元件防松：
槽形螺母与开口销
圆螺母用带翅垫片 止动垫片
3）其他方法防松：
例题2
已知梯形螺纹 Fa=30KN, n=1, d2=33mm, P=6mm, f=0.08, fc=0.1, rf=20mm 求：1. 能否自锁，
1、螺纹受力分析
R FQ
Ff F
摩擦角ρ：
Fn
Fr ρ
滑块在水平面上，受到外力R（F+FQ）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。
tgλ = Ff /Fn； Ff = Fntgρ= Fnf f = tgλ 称为摩擦系数。
3、双头螺柱联接
多用于较厚的 被连接件或为了结构 紧凑而采用盲孔的连 接。允许多次装拆， 而不会损坏被连接零 件。其中一被连接件 需要切制螺纹螺杆，
用于有一联接件较厚，并 经常装拆的场合，拆卸时只需 拧下螺母即可。
4、紧定螺钉联接
常用来固定两零件的 相对位置，并可用来传递 不大的力和力矩。
二、螺纹紧固件
（1） λ － >0， λ > ， F >0
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 < ， Ft < 0
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。
二、非矩形螺纹（=0)
三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹 1、螺纹受力分析： 唯一差别是： 法向力比矩形螺纹大。
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；
4、母体形状： 圆柱螺纹、圆锥螺纹；
5、按作用： 6、按位置：
联接螺纹、传动螺纹； 内螺纹、外螺纹；
旋向判断方法：
1、将螺纹轴线竖
（2）粗、细螺纹特点、适用范围
粗牙螺纹： 应用最广。
细牙螺纹： 升角小，小径大，自锁性能好，强 度高，但不耐磨损，易滑扣，用于 薄壁零件、受动载荷的联接和微调 机构的调整。
粗牙螺纹
细牙螺纹
2、管螺纹
管螺纹广泛用于水、汽、油管路联接中。
管螺纹种类：
管螺纹除普通细牙螺纹外，还有60º、55º的圆柱 管螺纹和60º、55º的圆锥管螺纹。
直放置，螺旋线自
左向右逐渐升高的
是右旋螺纹。反之
也成立。
左 旋
2、从端部沿轴线
右 旋
看去，当螺纹顺时
针方向旋转为旋进
时，此螺纹为右旋
螺纹。
单线螺纹
双线螺纹
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。
一、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接
a) 普通螺栓联接：
被连接件通孔不带螺纹，被联接件不太厚， 装拆方便。螺杆带钉头，螺杆穿过通孔与螺母配合 使用。装配后孔与杆间有间隙，结构简单，可多次 装拆，应用较广。
普通螺栓：
无需在被联件上加工螺纹 孔，装拆方便，用于两被联 件均不太厚的场合。
b)铰制孔螺栓联接：
螺 纹内螺 纹内螺 纹内 66060°0°°
在我国的国家标准中，把牙 型角α =60º的三角形米制螺纹称 为普通螺纹，以大径d为公称直径。
（1）普通螺纹种类
ddd dd2d22 dd1d11
PPP
外 螺 纹外 螺 纹外 螺 纹
三角形螺纹
因为同一公称直径可以有多种螺距的螺纹，其中 螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的称为细牙螺纹。
M10螺纹升角：
10
arctg
zp π d2
arctg 11.5 9.026 π
3.03o
M68螺纹升角：
68 arctg zp arctg 1 6 1.707 o
π d2
64.103 π
2、求当量摩擦角' 。
普通螺纹牙型角α = 60o
摩擦系数 f取为： 0.1
装配后无间隙， 主要承受垂直于螺栓 轴线的横向载荷，也 可作定位用，采用基 孔制过渡配合铰制 孔螺栓联接
铰制孔螺栓：除起联接作用外， 还起定位作用。
2、螺钉联接
螺钉直接旋入被 连接的螺孔，结构比 较简单，这种连接不 宜经常装拆，以免被 连件的螺纹孔磨损而 修复困难。
用于有一联接件较厚， 且不需经常装拆的场合。
牙侧角 = 30o
则当量摩擦角'为：
arctg
f
cos
arctg
0.1 cos 30 o
6.59o
因为: λ 10=3.03o<ρ' ，所以能够自锁。 同理: λ 68=1.707o<ρ' ，所以能够自锁。
§5—4 螺纹联接的基本类 型及螺纹紧固件
一、螺纹联结基本类型 二、螺纹紧固件
一、拧紧力矩 二、螺纹连接的防松 三、例题2
一般情况下，螺纹联接都需要拧紧，对重要的螺 纹，必须控制预紧力的大小，以保证工作的可靠性。
一、拧紧力矩 拧紧力矩 TΣ 主要包括：
T
TΣ
螺纹副相对转动的阻力矩T;
螺母支承面上的摩擦阻力矩Tf。
TΣ = T+Tf
Tf
=
FQ d 2 2
tg(
')
fc FQrf
1、螺栓 2、双头螺柱 3、螺钉、紧定螺钉 4、螺母 5、垫圈
垫圈作用：增加被连接件的支撑面积以减少接触
处的压强和避免拧紧螺母时擦伤被连接件的表面。
六角头螺栓
双头螺柱
六角螺母 六角开槽螺母
内六角圆柱头螺钉 开槽圆柱头螺钉 开槽沉头螺钉 紧定螺钉
平垫圈
弹簧垫圈 圆螺母用止动垫圈
圆螺母
§5-5 螺纹联接的预紧和防松
60
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螺纹连接和螺旋传动
型
H2 l1 HH1
潘存云教授研制
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
潘存云教授研制
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
潘存云教授研制
d2 d1
(4) 螺距P 相邻两牙在中径线上相应两点间
旳轴向距离。
(5) 导程S S = nP
同一条螺旋线上旳相邻两牙在中径线上相应两点间旳轴向距P
ψ
((67))牙螺型纹角升角α ψ 旳平面旳夹角
中径d2圆柱上，螺旋线旳切线与垂直于螺纹轴线
tanψ= πndP2
轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边旳夹角。牙型侧边与螺纹
L
L1
L0
d L1 ——座端长度 L0 ——螺母端长度
二、螺纹紧固件 螺栓
螺 双头螺柱 纹 螺钉、紧定螺钉 紧 固 件
头部 构造
末端 构造
二、螺纹紧固件 螺栓
螺 双头螺柱 纹 螺钉、紧定螺钉 紧 专用螺纹连接 固 件
潘存云教授研制
起吊螺钉
潘存云教授研制
地脚螺栓
潘存云教授研制
T 型螺栓
二、螺纹紧固件
小径 D2 d2 2.459 3.242
螺距P 0.35
3.545 5.350
4.134 4.918
0.5
7.188
6.647
9.026
8.376
1.25, 1 0.75
12
1.75
10.863
10.106
第5章 螺纹连接和螺纹传动
O
T
r1
r2
F1
F2
据前述假设：螺栓所受横向力与螺栓轴线到螺栓组对称中心o的连 线垂直；据静力平衡方程：
F1r1 F2 r2 Fz rz T
联立两式求解，得最大工作剪力
Fmax
Trmax 2 2 r1 r2 rz2
受翻转力矩M时1
螺栓组连接受力分析与计算
螺纹连接
4、紧定螺钉连接
特点：
利用拧入的螺钉末端顶住另一个零件的表面或顶入相应的凹坑中， 以固定两个零件的相对位置，并可同时传递不大的力或扭矩。
螺纹连接
5、特殊结构的连接 （1）地脚螺栓连接 （2）吊环螺钉连接 （3）T形槽螺栓连接
二、标准螺纹连接件
螺纹连接
六 标准螺纹连接件精度 角 垫 头 圈 螺 A级：公差小，精度最高，用于准确定位、装配要求高的场合 栓
防松的本质在于防止螺旋副相对转动。 按工作原理的不同，防松方法分三类： （详见表5－3）
摩擦防松 机械防松
详细说明
破坏螺旋副关系放松（永久防松）
§5-3 螺栓组连接的设计
一、螺栓组连接设计步骤 1、进行螺栓组的结构设计，即确定螺栓的数目、布置形式、间距、 边距等；
2、对螺栓组进行受力分析，求出每一个螺栓所受的力，找出受力最
F ∑ F∑ F F∑ F
F F∑
a)
b)
fF0 zi K s F
则所需预紧力为 式中：Ks－防滑系数， Ks =1.1~1.3。
K s F F0 zfi
注：为提高承载能力， 可采用减载措施。
说明
f －结合面的摩擦因数。表5-5。
i－结合面数。（图中，i=2）
受横向载荷2
T
r1
r2
F1
F2
据前述假设：螺栓所受横向力与螺栓轴线到螺栓组对称中心o的连 线垂直；据静力平衡方程：
F1r1 F2 r2 Fz rz T
联立两式求解，得最大工作剪力
Fmax
Trmax 2 2 r1 r2 rz2
受翻转力矩M时1
螺栓组连接受力分析与计算
螺纹连接
4、紧定螺钉连接
特点：
利用拧入的螺钉末端顶住另一个零件的表面或顶入相应的凹坑中， 以固定两个零件的相对位置，并可同时传递不大的力或扭矩。
螺纹连接
5、特殊结构的连接 （1）地脚螺栓连接 （2）吊环螺钉连接 （3）T形槽螺栓连接
二、标准螺纹连接件
螺纹连接
六 标准螺纹连接件精度 角 垫 头 圈 螺 A级：公差小，精度最高，用于准确定位、装配要求高的场合 栓
防松的本质在于防止螺旋副相对转动。 按工作原理的不同，防松方法分三类： （详见表5－3）
摩擦防松 机械防松
详细说明
破坏螺旋副关系放松（永久防松）
§5-3 螺栓组连接的设计
一、螺栓组连接设计步骤 1、进行螺栓组的结构设计，即确定螺栓的数目、布置形式、间距、 边距等；
2、对螺栓组进行受力分析，求出每一个螺栓所受的力，找出受力最
F ∑ F∑ F F∑ F
F F∑
a)
b)
fF0 zi K s F
则所需预紧力为 式中：Ks－防滑系数， Ks =1.1~1.3。
K s F F0 zfi
注：为提高承载能力， 可采用减载措施。
说明
f －结合面的摩擦因数。表5-5。
i－结合面数。（图中，i=2）
受横向载荷2
螺纹连接和螺旋传动
蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一 瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如 经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必 须进行防松。
2.防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，
或增大相对运动的难度。
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动 3.防松的方法
1）摩擦防松
弹簧垫圈
矩形螺纹
30º 三角形螺纹
15º 梯形螺纹
30º 3º
锯齿形螺纹
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
b、螺纹的旋向
左
右
旋
旋
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
c、螺纹的线数
单线螺纹
双线螺纹
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
d、螺纹分布位置 内螺纹
外螺纹
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
在横向力作用下，连接接合面不滑移的条件：
F0
F f
连接结构尺寸增加。
改进措施：1、用减载零件；2、用铰制孔螺栓连接
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
2） 承受预紧力和轴向工作拉力的螺栓连接
F
Dp D
螺栓预紧力F′后，在工作拉力F 的作用下，螺栓
的总拉力F2 = ?
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
常用Q215、Q235、35、45等碳素钢。特殊（重要、 有冲击、振动或变载荷）时采用15Cr、40Cr、 30CrMnSi等合金钢。
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
2、许用应力
1．螺纹联接件的许用拉应力： [ ] s
S
2．螺纹联接件的许用剪应力和许用挤压应力
[ ] s
S
[
P
2.防松原理 消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，
或增大相对运动的难度。
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动 3.防松的方法
1）摩擦防松
弹簧垫圈
矩形螺纹
30º 三角形螺纹
15º 梯形螺纹
30º 3º
锯齿形螺纹
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
b、螺纹的旋向
左
右
旋
旋
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
c、螺纹的线数
单线螺纹
双线螺纹
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
d、螺纹分布位置 内螺纹
外螺纹
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
在横向力作用下，连接接合面不滑移的条件：
F0
F f
连接结构尺寸增加。
改进措施：1、用减载零件；2、用铰制孔螺栓连接
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
2） 承受预紧力和轴向工作拉力的螺栓连接
F
Dp D
螺栓预紧力F′后，在工作拉力F 的作用下，螺栓
的总拉力F2 = ?
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
常用Q215、Q235、35、45等碳素钢。特殊（重要、 有冲击、振动或变载荷）时采用15Cr、40Cr、 30CrMnSi等合金钢。
机械设计 — 第三章 螺纹连接与螺旋传动
2、许用应力
1．螺纹联接件的许用拉应力： [ ] s
S
2．螺纹联接件的许用剪应力和许用挤压应力
[ ] s
S
[
P
第三章 螺纹连接和螺旋传动
注；而左旋螺纹需在尺寸代号之后加注LH，并用“－”
隔开。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
2.管螺纹标记 （1）55°密封管螺纹标记
密封管螺纹的特征代号细分为： R1—表示与圆柱内管螺纹相配合的圆锥外螺纹； R2—表示与圆锥内管螺纹相配合的圆锥外螺纹；
Rc—表示圆锥内螺纹；
Rp—表示圆柱内螺纹。
三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
一、普通螺旋传动
普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。
实物图
示意图
第三章 螺纹连接和螺旋传动
1. 普通螺旋传动的应用形式。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
2. 移动方向的判定
普通螺旋传动时，从动件作直线运动的方向不仅与主动 件的回转方向有关，还与螺纹的旋向有关。可用左、右手螺 旋法则来判定，即右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手，并半 握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的回转方向，大拇指竖起， 分两种情况：
第三章 螺纹连接和螺旋传动
螺纹在实际生活和生产中有着各种各样的用途，想一想，螺纹连接
的用途有哪些？日常用到的红酒开瓶器是如何打开红酒瓶塞的？管子台 虎钳又是通过什么使台虎钳的活动钳口垂直移动的？
螺旋传动应用举例
第三章 螺纹连接和螺旋传动
§ 3－ 1
§ 3－ 2
螺纹连接
螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
一个导程的距离。因此，移动距离等于回转周数与导程的乘
积，即 L=NPh 式中，L———螺杆（或螺母）的移动距离，mm； N———回转周数，r；
Ph———螺纹导程，mm。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
二、差动螺旋传动
1. 组成
05 机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动
05机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动一、螺纹连接1.螺纹连接的概念螺纹连接是一种常用的机械连接方式，通过螺纹的相互螺合实现零件的固定和连接。
螺纹连接的主要特点是具有较强的可拆卸性，方便零件的拆卸和装配。
同时，螺纹连接还具有较高的连接强度和刚度，使得连接的零件能够承受一定的拉力和扭矩。
2.螺纹连接的类型螺纹连接主要分为内螺纹和外螺纹两种类型。
内螺纹一般为鞘形结构，用于接收外螺纹的螺纹连接。
外螺纹一般为柱形结构，用于与内螺纹相互螺合，实现连接和固定。
3.螺纹连接的应用螺纹连接广泛应用于机械设计中，特别是需要拆卸和装配的部件。
常见的应用包括螺纹连接螺杆和螺母、螺纹连接法兰和轴等。
4.螺纹连接的设计考虑因素螺纹连接的设计需要考虑以下因素：•强度和刚度：螺纹连接需要能够承受一定的拉力和扭矩，因此需要根据实际应用情况选择适当的螺纹尺寸和材料。
•可靠性：螺纹连接应设计为可靠的连接方式，即使在受到外部力的作用下也不易松动或脱落。
•拆卸性：螺纹连接需要方便零件的拆卸和装配，因此需要选择适当的螺纹类型和松紧方式。
•密封性：螺纹连接需要具有一定的密封性能，特别是在液压和气动系统中应用时，需要防止泄漏。
•耐磨性：螺纹连接需要具有一定的耐磨性能，特别是在高频率的拧紧和松开过程中。
二.螺旋传动1螺旋传动的概念螺旋传动是一种常用的动力传递方式，通过螺旋副的互相啮合传递动力。
螺旋传动的主要特点是具有较高的传递效率和承载能力，适用于大功率传动和重载工作。
2.螺旋传动的类型螺旋传动主要分为螺旋圆柱齿轮传动和螺旋锥齿轮传动两种类型。
螺旋圆柱齿轮传动适用于轴平行的传动，螺旋锥齿轮传动适用于轴倾斜或交叉的传动。
3.螺旋传动的优点螺旋传动相比其他传动方式具有以下优点：•传递效率高：螺旋传动具有较高的传递效率，一般可达到90%以上,适用于大功率传动。
•承载能力大：螺旋传动的螺旋副结构紧凑，齿轮之间的啮合面积大，能够承受较大的载荷。
•平稳运行：螺旋传动的齿轮啮合面积大，传动过程中啮合点多，运转平稳，减少振动和噪声。
螺纹连接和螺旋传动
机械设计
双头螺柱连接
机械设计
其他螺纹连接类型
紧定螺钉连接 地脚螺栓连接 吊环螺栓连接 T型槽螺栓连接
机械设计
紧定螺钉连接
机械设计
紧定螺钉连接
锥端紧定螺钉 平端紧定螺钉
机械设计
地脚螺栓连接
机械设计
吊环螺栓连接
机械设计
吊环螺栓连接
机械设计
T型槽螺栓连接
机械设计
§5－3 螺纹连接的预紧
一、概述
机械设计
普通螺栓联接
机械设计
铰制孔用螺栓联接
机械设计
铰制孔用螺栓联接
机械设计
铰制孔用螺栓联接
机械设计
铰制孔用螺栓联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉连接
机械设计
螺钉连接
螺钉拧入深度H: 钢或青铜 H≈d 铸铁 H=(1.25～1.5)d 铝合金 H=(1.5～2.5)d
机械设计
第5章
§5－0 §5－1 §5－2 §5－3 §5－4 §5－5 §5－6 §5－7 §5－8 §5－9
螺纹连接和螺旋传动
引言 螺纹 螺纹连接的类型及标准连接件 螺纹连接的预紧 螺纹连接的防松 螺纹连接的强度计算 螺栓组连接的设计 螺栓的材料和许用应力 提高螺栓连接强度的措施 螺旋传动
机械设计
螺纹孔深度 钻孔深度
H2
l1
H1
铝合金
H=(1.5～ 2.5)d
H
机械设计
3、紧定螺钉连接
紧定螺钉连接用于固定两个零件的 相对位置并可传递不大的力或转矩。
机械设计螺纹连接和螺旋传动
圆周长展开长度
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）。
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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。
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
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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。
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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
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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）。
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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。
螺纹连接和螺旋传动
pmin 0.72MPa 0
pmax p
5. 校核预紧力：
碳素钢： F0 0.6 ~ 0.7 s A1
s 240 MPa
A1
d12
4
3.1416
10.106 2 4
80.214 mm 2
F0 6520 N
0.6 s A1 11550 .8N
所以，预紧力的大小也是满足要求的。
2. 适合制造螺纹的材料
一般连接用途：
低碳钢：Q215、10号钢； 中碳钢：Q235、35号钢、45号钢；
冲击、振动、变载荷情况下：
合金钢：如15Cr、40Cr等。
特殊用途（防锈、耐高温等）：
特种钢、铜合金、铝合金等
等级8.8级以上的螺纹，材料需要热处理
二、螺纹连接件的许用应力 1．螺纹连接件的许用拉应力
每个螺栓所受轴向工作载荷为：
F F z
螺栓还承受预紧力 F0 的作用，每个螺栓所承受的总载荷 F2
F2
F0
Cb Cb Cm
F
4．受倾覆力矩螺纹连接的组的设螺计6 栓组连接
①受力最大的螺栓强度校核
作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡:
z
M Fi Li i 1
Fmax Fi Lmax Li
§5-9 螺旋传动
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和应用
螺旋传动：螺杆和螺母组成的螺旋副实现传动。 运动形式转换：回转运动转变为直线运动，同时传递动力。
4
d12
或
d1
4 1.3F2
3．承受工作剪力的紧螺栓连接
依靠铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷。螺栓杆与孔壁之 间无间隙，接触表面受挤压。在连接结合面处，螺栓杆则受 剪切。
《机械常识》课件-第三章 螺纹连接和螺旋传动
常见螺纹的种类、特征代号和牙型
1．大径
螺纹的大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想 圆柱的直径。
2．小径
螺纹的小径是 指与外螺纹牙底或 内螺纹牙顶相切的 假想圆柱的直径。
3．中径
螺纹的中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过 牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
4．公称直径
公称直径是 指代表螺纹规格大 小的直径。除管螺 纹外，公称直径是 指螺纹的大径。
（1）单动螺旋传动
单动螺旋传动是指螺杆或螺母有一件不动，另一件既旋 转又移动的普通螺旋传动。
1）螺母固定不动，螺 杆旋转并做直线运动
2）螺杆固定不动，螺 母旋转并做直线运动
（2）双动螺旋传动
双动螺旋传动是指螺杆和螺母都做运动的普通螺
旋传动。
1）螺杆原位旋转， 螺母做直线运动
2）螺母原位旋转， 螺杆做直线运动
5．线数
螺纹的线数是指螺纹的螺旋线数量。沿一 条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿两条或 两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。
6．螺距
螺距是指相邻两牙体上的对应牙侧与中径线（中径圆柱 的母线）相交两点间的轴向距离。
7．导程
导程是指最邻近 的两同名牙侧（处在 同一螺旋面上的牙侧） 与中径线相交两点间 的轴向距离。
1）焊接防松
2）铆接防松
3）冲点防松
4）粘接防松
螺旋传动
螺旋传动是利用螺杆（丝杠）和螺母组成的 螺旋副来实现传动。螺旋传动具有结构简单，工作 连续、平稳，承载能力强，传动精度高等优点，广 泛应用于各种机械和仪器中。
由一个螺杆和一个螺母组成的简单螺旋副实现的传动称 为普通螺旋传动。
1．普通螺旋传动的形式
第三章 螺纹连接和螺旋传动
第五章螺纹联接及螺旋传动
第五章螺纹连接及螺旋传动基本要求:1) 掌握螺纹的基本知识——螺纹的基本参数、常用螺纹的种类、特性及其应用。
2) 掌握螺纹联接的基本知识——螺纹联接的基本类型、结构特点及其应用，螺纹联接标准件，螺纹联接的预紧与防松。
3) 掌握螺栓组联接设计的基本方法——螺栓组联接的结构设计，受力分析，单个螺栓联接的强度计算理论与方法。
4) 掌握提高螺纹联接强度的各种措施。
5) 掌握滑动螺旋传动的常用设计方法。
重点：1) 螺纹和螺纹联接的基本知识。
2) 螺栓组联接的受力分析，主要是复杂受力状态下的受力分析。
3) 单个螺栓联接的强度计算，主要是承受横向载荷和轴向拉伸载荷的紧螺栓联接的强度计算。
4) 螺栓组联接的综合计算，主要是三种情况：①校核螺栓组联接螺栓的强度；②设计螺栓组联接螺栓的直径尺寸；③确定螺栓组联接所能承受的最大载荷。
难点：1) 螺纹联接的结构设计。
2) 受倾覆力矩作用的螺栓组联接受力分析。
3) 复杂受力状态下的螺栓组联接受力分析。
4) 受预紧力和轴向工作载荷作用时，单个螺栓联接的螺栓总拉力的确定。
§5-1 螺纹螺纹连接是一种可拆连接，它是靠螺纹工作的。
其特点为：构造简单,拆装方便,工作可靠,各种螺纹连接件已标准化。
故应用广泛。
一、螺纹的类型及应用对螺纹的要求：5．按母体形状圆柱螺纹 圆锥螺纹旋向判定：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，右边高则为右旋。
思考：螺纹是螺纹连接和螺旋传动的重要部分，要求有足够的强度(牙根和杆的断面)和良好的工艺性。
此外，连接螺纹必须自锁，管螺纹还要求有紧密性，传动螺纹要求高效率，调整螺纹和传递运动的螺纹则要求有足够的精度，起重螺纹既希望工作行程效率高，又要求自锁性能好。
二、螺纹的主要参数⑦接触高度：内、外螺纹旋合后的接触面的径向高度。
三、常用的螺纹的特点和应用范围1. 普通螺纹(三角形螺纹，代号：GB 192-1981)普通螺纹分粗牙和细牙，一般用粗牙。
牙形角α=2β=60°，因牙侧角β大，所以摩擦大，易自锁，主要用于连接。