A05章螺纹连接机械设计经典课件简单易懂
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机械基础第五章螺纹连接与螺旋传动的课件
4）紧定螺钉
1
与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
3）螺钉
2
自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹
螺母 六角螺母：标准，扁，厚 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
练习： 1、对被联接的零件之一较厚，又需多次装拆的场合，宜采用（ ） A、螺栓联接 B螺钉联接 C、双头螺柱联接 D、不能确定
普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。其螺杆（或螺母）的移动方向不仅与螺杆(或螺母)的回转方向有关，还和螺旋方向有关。螺杆或螺母的移动方向可用左、右手螺旋法则来判定：左旋螺杆（或螺母）伸左手，右旋螺杆（或螺母）伸右手，并半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的旋转方向，大拇指的指向即为螺杆（或螺母）的移动方向。若螺杆原地转动，螺母移动时，与大拇指指向相反方向，即为螺母移动方向。
作业3：
1、 螺纹连接为什么要防松？防松的方法有哪几种? 2 、常用的螺纹连接件有哪些？
螺旋传动
教学目标
3、掌握直线移动方向的判定，
2、掌握普通螺旋传动的应用形式
重点
难点
4、普通螺旋传动直线移动距离计算
1、了解螺旋传动的类型和特点
重点
你或许见过或用过普通车床、台虎钳、千分尺和活络扳手，其中就应用了螺旋传动。
掌握螺纹的基本知识
四、螺纹的标记
1、普通螺纹的标记方法： 螺纹代号 大径 螺纹公差带代号（中径、顶径公差） 例如：M10 –5g6g (粗 牙) M10x1- 7H (细 牙) 2、圆柱管螺纹的标记方法：（1英尺=12英寸） 1英寸= 25.4毫米（1英寸= 8 英分） 例如： G 1/2 （表示管的通径是1/2英寸 ） 3、梯形螺纹的标记方法： Tr40x7-7e 7e---外螺纹精度等级
1
与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
3）螺钉
2
自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹
螺母 六角螺母：标准，扁，厚 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
练习： 1、对被联接的零件之一较厚，又需多次装拆的场合，宜采用（ ） A、螺栓联接 B螺钉联接 C、双头螺柱联接 D、不能确定
普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。其螺杆（或螺母）的移动方向不仅与螺杆(或螺母)的回转方向有关，还和螺旋方向有关。螺杆或螺母的移动方向可用左、右手螺旋法则来判定：左旋螺杆（或螺母）伸左手，右旋螺杆（或螺母）伸右手，并半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的旋转方向，大拇指的指向即为螺杆（或螺母）的移动方向。若螺杆原地转动，螺母移动时，与大拇指指向相反方向，即为螺母移动方向。
作业3：
1、 螺纹连接为什么要防松？防松的方法有哪几种? 2 、常用的螺纹连接件有哪些？
螺旋传动
教学目标
3、掌握直线移动方向的判定，
2、掌握普通螺旋传动的应用形式
重点
难点
4、普通螺旋传动直线移动距离计算
1、了解螺旋传动的类型和特点
重点
你或许见过或用过普通车床、台虎钳、千分尺和活络扳手，其中就应用了螺旋传动。
掌握螺纹的基本知识
四、螺纹的标记
1、普通螺纹的标记方法： 螺纹代号 大径 螺纹公差带代号（中径、顶径公差） 例如：M10 –5g6g (粗 牙) M10x1- 7H (细 牙) 2、圆柱管螺纹的标记方法：（1英尺=12英寸） 1英寸= 25.4毫米（1英寸= 8 英分） 例如： G 1/2 （表示管的通径是1/2英寸 ） 3、梯形螺纹的标记方法： Tr40x7-7e 7e---外螺纹精度等级
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
机械设计
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 螺纹连接
d2 F T1 F 2 d 2 G tan( v) 2 d 2F 0tan( v) 2
G
将字母更换：
F0 = G =
D0 d0
T 2 螺母和支承面上的摩擦阻力矩
fCF 0 D d T 2 3 D d
3 0 2 0 3 0 2 0
f F d d C 0D 2 T F tan( ) 0 v 2 3D d
120
r1
F max
Tr max
z
i 1
ri
2
F r Fmax F1 . 18 max 1 21 F 60 12 . 7 N 1 rmax r1 r max 100
3、受轴向力的紧螺栓组连接
工作拉力
F p D /4 F z z
2
F
p
D
气缸螺栓连接图
F 0 预紧力
双头螺柱受拉力
3、螺钉连接 用于不经常装拆的场合
F 0 预紧力
螺钉受拉力
4、紧定螺钉连接
一、螺纹连接的预紧 目的：增强连接的可靠性和 紧密性，防止松动。
§5-3 螺纹连接的预紧和防松
T
F0
T 1 螺旋副摩擦阻力矩 T T T 1 2 T 2 螺母和支承面上的摩擦阻力矩
T 1 螺旋副摩擦阻力矩
r
i 1
z
i
连接的不滑移条件： F 0 fr i KST
i 1
z
例：
120
160
T
r1
r2
T=10Nm, Z=6, f =0.15, Ks=1.2 求 F0=?
r1 =60mm, r2 =100mm K ST
z
G
将字母更换：
F0 = G =
D0 d0
T 2 螺母和支承面上的摩擦阻力矩
fCF 0 D d T 2 3 D d
3 0 2 0 3 0 2 0
f F d d C 0D 2 T F tan( ) 0 v 2 3D d
120
r1
F max
Tr max
z
i 1
ri
2
F r Fmax F1 . 18 max 1 21 F 60 12 . 7 N 1 rmax r1 r max 100
3、受轴向力的紧螺栓组连接
工作拉力
F p D /4 F z z
2
F
p
D
气缸螺栓连接图
F 0 预紧力
双头螺柱受拉力
3、螺钉连接 用于不经常装拆的场合
F 0 预紧力
螺钉受拉力
4、紧定螺钉连接
一、螺纹连接的预紧 目的：增强连接的可靠性和 紧密性，防止松动。
§5-3 螺纹连接的预紧和防松
T
F0
T 1 螺旋副摩擦阻力矩 T T T 1 2 T 2 螺母和支承面上的摩擦阻力矩
T 1 螺旋副摩擦阻力矩
r
i 1
z
i
连接的不滑移条件： F 0 fr i KST
i 1
z
例：
120
160
T
r1
r2
T=10Nm, Z=6, f =0.15, Ks=1.2 求 F0=?
r1 =60mm, r2 =100mm K ST
z
第5章螺纹联接ppt课件
剪切强度： FA 2[]
（2〕铰制孔用螺栓联接的强度 挤压强度：
pFd0L mi n[ p]
剪切强度：
4Fd0 2[]
杜永平
螺纹联接
（3〕受轴向载荷的紧螺栓联接
螺杆的总受力（reFsi2d＝uaFl残0p＋r余eFt预ig？h紧te力ning force）
F2 F0F
F2F1F
杜永平
螺纹联接
F2 F0F
e d1
32F0
d12
4dF120
94dF120
9
杜永平
螺纹联接
避免偏载的措施： ① 铸造出凸台；
② 加工沉头座； （鱼眼坑）
③ 斜面用斜垫圈；
杜永平
螺纹联接
④ 采用球面垫圈。
杜永平
螺纹联接
五、螺栓组联接的设计
1. 螺栓组的结构设计 ① 轴对称的简单几何形状
受力均匀 便于加工
杜永平
螺纹联接
② 螺栓的受力合理
自锁螺母〔self-locking nut）
杜永平
螺纹联接
2. 机械防松 开口销(spring cotter)与 六角开槽螺母(notch nut)
杜永平
螺纹联接
止动垫圈〔stop washer）
串联金属丝〔in series wire）
杜永平
螺纹联接
3. 永久防松〔破坏螺纹副） 冲点、焊接(jointing)、粘合(conglutination)
杜永平
螺纹联接
2. 螺栓组受力分析 目的：找出受力最大的螺拴及所受力的大小 假设：螺栓的材料、直径、长度、预紧力相同；
螺栓组的对称中心与接合面形心重合； 受载后结合面仍保持为平面。
杜永平
螺纹联接
（2〕铰制孔用螺栓联接的强度 挤压强度：
pFd0L mi n[ p]
剪切强度：
4Fd0 2[]
杜永平
螺纹联接
（3〕受轴向载荷的紧螺栓联接
螺杆的总受力（reFsi2d＝uaFl残0p＋r余eFt预ig？h紧te力ning force）
F2 F0F
F2F1F
杜永平
螺纹联接
F2 F0F
e d1
32F0
d12
4dF120
94dF120
9
杜永平
螺纹联接
避免偏载的措施： ① 铸造出凸台；
② 加工沉头座； （鱼眼坑）
③ 斜面用斜垫圈；
杜永平
螺纹联接
④ 采用球面垫圈。
杜永平
螺纹联接
五、螺栓组联接的设计
1. 螺栓组的结构设计 ① 轴对称的简单几何形状
受力均匀 便于加工
杜永平
螺纹联接
② 螺栓的受力合理
自锁螺母〔self-locking nut）
杜永平
螺纹联接
2. 机械防松 开口销(spring cotter)与 六角开槽螺母(notch nut)
杜永平
螺纹联接
止动垫圈〔stop washer）
串联金属丝〔in series wire）
杜永平
螺纹联接
3. 永久防松〔破坏螺纹副） 冲点、焊接(jointing)、粘合(conglutination)
杜永平
螺纹联接
2. 螺栓组受力分析 目的：找出受力最大的螺拴及所受力的大小 假设：螺栓的材料、直径、长度、预紧力相同；
螺栓组的对称中心与接合面形心重合； 受载后结合面仍保持为平面。
杜永平
螺纹联接
机械设计第五版课件第五章 螺纹联接与螺旋传动
拧紧力矩系数
3 3 d2 1 2 f D1 d 0 kt tan( ) y 2 2 2d 3d D1 d 0
当钢制螺纹M10~M68时，由螺纹几何关系和 摩擦系数可得： k 0.2
t
故：
T 0.2F d
T F 0.2d
4、装配时控制预紧力的方法
校核公式：
4 1.3F0
d1
2
[ ]
MPa
设计公式：
d1
4 1.3F0 [ ]
mm
式中
[ ] —紧螺栓连接的许用拉应力
（3）疲劳强度计算
对于受变载荷的 螺栓连接，按静 强度设计尺寸后， 还需进行疲劳强 度校核。
疲劳强度条件为
CB 2F a [ ]a 2 CB Cm d1
2 2 2
Trmax
r
i 1
z
2
i
4、 受倾覆力矩M的螺栓组连接
F1 L1 F2 L2 ...Fz Lz M F1 F2 Fz ... L1 L2 Lz F1 F10 Fmax ML1 L1 L ... L
2 2 2 2 2 z
MLmax
L
MPa
[ ]a
式中
k m 1
K S a
MPa
1 —螺栓材料的对称拉压疲劳极限
K —有效应力集中系数 k m —螺纹制造工艺系数
—尺寸系数
S a —安全系数
三、 螺栓连接的许用应力
螺栓许用剪应力及许用挤压应力
5.6 螺栓组连接设计 一、螺栓组连接的结构设计
1 、连接结合面的几何形状常设计成轴对称的简单 几何形状
机械基础-螺纹连接PPT课件
螺纹的应用：
三角形螺纹：广泛应用于零件的紧固连接。 管螺纹：多应用于管道、阀门附近连接，牙顶和牙底都是弧形。
多用于连接
矩形螺纹：传动效率高，用于螺旋传动。 梯形螺纹：广泛应用于机床的螺旋传动。 锯齿形螺纹：多用于单向螺旋传动，应用在超重机械和压力机械。
多用于传动
2022/3/22
7
任务一 螺纹连接的拆卸和装配
13
任务一 螺纹连接的拆卸和装配
2. 双头螺柱联接
特点：旋入端拧入被连接件之一的螺纹 孔中，装上另一个被连接件后，加垫圈 并用螺母紧固。拆卸时，只需拧下螺母， 故被连接件上的螺纹不易损坏。 应用：用于被连接件之一太厚或不易加 工通孔，且需经常拆卸的场合。
2022/3/22
14
任务一
连接件：
双头螺柱
2.螺纹的五要素
（1）大径大d（径D、）小－径－、螺中纹经的公称直
径。与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相
重合的假想圆柱体的直径。
小径d1(D1)－－与外螺纹牙底(或内螺
d
D
Dd22
dD11
纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径
。
中径d2(D2)－－是一个假想圆柱的直
径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起
宽度相等。
2022/3/22
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任务一 螺纹连接的拆卸和装配
2.螺纹的五要素
（2）牙型角α——牙型角是指螺纹
牙型两侧边的夹角。牙型角越小，传