螺纹自锁条件
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）。
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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
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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
矩形螺纹与梯形螺纹
矩形螺纹与梯形螺纹一、螺纹形成：将一倾斜角为λ的直线绕在圆柱体上便形成一条螺旋线（图10-1a），取一平面图形（图b），使它沿着螺旋线运动，运动时保持此图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。
二、分类：1、按牙形分：（按照平面图形的形状）矩形：用于联结三角形梯形：用于传动锯齿形2、按螺旋线旋向分左旋：特殊要求时才用左旋螺纹。
右旋：机械制造中一般采用右旋螺纹。
3、按照螺旋线数目分单线：多线：为了制造方便，一般不超过四线。
4、按母体形状分圆柱螺纹和圆锥螺纹5、除此之外，还有内螺纹和外螺纹，两者旋合组成螺纹副或称螺旋副。
三、主要几何参数：以圆柱螺纹为例，图10-3（P136）。
注：在普通螺纹基本牙型中：外螺纹各直径用小写字母表示，内螺纹各直径用大写字母表示。
1）大径d: 公称直径（管螺纹除外），与外螺纹牙顶（或内螺纹牙底）相重合的假想圆柱的直径。
2）小径d1：与外螺纹牙底（或内螺纹牙顶）相重合的假想圆柱体的直径，一般作为外螺纹危险剖面的计算直径。
3）中径d2：也是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同的地方（轴向截面内，牙厚等于牙间宽的圆柱直径）。
4）螺距P：相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
5）导程S；同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴同距离。
S=n p， n=螺旋线数。
6）升角λ：中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面夹角。
tgλ=n p/（πd2）=S/（πd2）。
所以S=πd2tgλ。
7）牙型角α：轴向截面内，螺纹牙型相邻两侧边的夹角。
牙型斜角β：牙型侧边与螺纹垂线间的夹角。
对于对称牙型β=α/2。
10-2．螺旋副的受力分析、效率和自锁一、矩形螺纹受力分析：（牙型角α=0。
,β=0。
）。
螺母与螺杆组成的运动副称螺旋副。
航空紧固件常识及螺纹自锁
二：松开力矩
松开力矩(breakaway torque)：在螺栓头不加载 （即螺母不接触被紧固面）的情况下，将螺帽从原安装位 置拧松转动的扭矩值，一般用最小值，即最小松开力矩。 最小松开力矩小于最小值允许值说明该螺母需更换。
该力矩也用于检查螺母的自锁性能。
A320碳刹车CMM里面对刹车的固定螺母要求检查此 力矩。
的称为螺栓BOLT，按头型也可分为平头（pan head）、埋头（100 deg head）、六角（hex head）、梅花（12-point）。而杆部为全 螺纹的称为螺丝SCREW。 IPC里面有的托板螺母nutplate也称其为 nut。垫圈能调节夹紧长度，还能起到保护作用，以及保证在旋转螺 栓和螺母时，不损坏被连接的零件。垫圈按材料分铝垫圈和不锈钢 垫圈等，按形状分平垫圈、带埋头窝垫圈和自调整垫圈等。
自锁螺纹与自锁螺母
航空器的螺栓连接一般都有防松措施，如保险丝、开口销、保险片、保 险螺杆等，较小的托板螺母通过椭圆孔实现自锁，这种螺母在未安装时孔为 椭圆形，还有通过螺母尾部开槽夹紧的。
除此之外螺纹自锁是一种最常见的防松措施，螺纹自锁一般通过特殊 的螺纹牙型来实现，自锁螺纹的螺距（牙距）较小。
自锁性能一般来说取决于螺母，除非螺杆损坏特别严重，故自锁力太小 故障一般情况下可以通过更换螺母解决。自锁力太大则需要考虑检查螺杆螺 纹。
1. 常用螺栓及Hi-Lok件号的前缀一般为：BACB30，NAS6603-6620，NAS67036720，NAS8702-8716等。
2. 常用螺丝件号的前缀一般为：BACS12，NAS514，NAS563，AS600-606等。 3. 常用实心铆钉件号的前缀一般为：BACR15，MS20426，MS20427等。 4. 常用螺帽件号的前缀一般为：BACN10，NAS1804，NAS1805等。 5. 常用垫片件号的前缀一般为：BACW10，AN960，NAS549等。 紧固件件号中的数字和字母组合隐含了紧固件标准、头型、材料、镀层、公称直 径、夹紧长度、耐热性能等多方面信息。 例如，NAS6706U8这个件号表了这是一种满足美国航空标准（NAS）的六角凸头螺 栓（数字67），公称直径为6/16=3/8in（06），材料为A286不锈钢并经过钝化处理（ U），夹紧长度为8/16=1/2in（8），最高耐热温度1200华氏度。 件号为标准件的紧固件，在相应的波音产品标准中给出了其相应的头型、材料、 镀层、公称直径、夹紧长度、耐热性能、合格的生产厂家等内容。
机械设计基础 第十章 联接
§10—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、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，并在工作中不许消 失，结构简单，可多次装拆，应用较广。
牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替。
梯形螺纹特点： =2=30。比矩形螺纹效率略低。 牙根强度高，易于对中，易于制造，剖分螺母 可消除间隙，在螺旋传动中有广泛应用。
有粗牙普通螺纹M10和M68，请说明在静载 荷下这两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数f = 0.1~0.15） 查得： 解： 1、首先求螺纹升角λ 。
粗牙螺纹
细牙螺纹
2、管螺纹 特点：用于管件连接的三角螺纹，=55,螺纹面间 没有间隙，密封性好，适用于压强在1.6MPa以下的 连接。管螺纹广泛用于水、汽、油管路联接中。
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。 管螺纹公称直径是管子的公称通径。
L=nP(n=2) L=nP(n=2) L=nP(n=2)
dd d dd 2 2 d2 dd 1 1 d1
P P P
d 1 1 d 1 d d 2 2 d 2 d d d d
hh h
LL L
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（S）— 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n —螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4。 螺距、导程、线数之间关系：S=nP
M10螺纹： 螺距P=1.5mm，中径d2=9.026mm； M68螺纹： 螺距P=6mm， 中径d2=64.103mm。 M10螺纹升角：
自锁螺母原理
自锁螺母原理自锁螺母是一种特殊的螺母，它具有自锁功能，可以防止在振动或外力作用下自行松脱。
自锁螺母广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域，起着非常重要的作用。
那么，自锁螺母的原理是什么呢？自锁螺母的原理主要是依靠螺纹的摩擦力和弹性变形来实现的。
在普通螺母中，当受到外力作用或者振动时，由于螺纹的松动，螺母容易自行松脱。
而自锁螺母通过特殊的设计，在螺纹结构上做了改进，使其具有了自锁的功能。
首先，自锁螺母的螺纹设计通常会采用特殊的剖面形状，使其在受到外力作用时，螺纹之间会产生更大的摩擦力，从而能够阻止螺母自行松脱。
这种设计可以有效地增加螺纹之间的摩擦系数，提高了螺母的自锁性能。
其次，自锁螺母还会利用材料的弹性变形来增强自锁效果。
在自锁螺母的设计中，通常会在螺母底部设置特殊的凸起或者弹簧片，当螺母受到外力作用时，这些凸起或者弹簧片会产生弹性变形，将螺母与螺栓之间的间隙填充，从而增加了螺母的自锁性能。
除此之外，自锁螺母还可以通过其他方式来实现自锁功能，比如在螺母内部设置阻尼垫片、采用双螺纹设计等。
这些设计都可以有效地提高螺母的自锁性能，确保在振动或外力作用下，螺母不会自行松脱。
总的来说，自锁螺母的原理是通过螺纹的摩擦力和材料的弹性变形来实现的。
这种设计可以有效地防止螺母在振动或外力作用下自行松脱，确保了机械设备的安全运行。
在实际应用中，我们需要根据具体的使用环境和要求来选择合适的自锁螺母，以确保设备的可靠性和安全性。
自锁螺母的原理虽然看似简单，但其中蕴含了丰富的力学和材料知识。
只有深入理解了自锁螺母的原理，我们才能更好地应用它，确保设备的安全运行。
希望本文能够帮助大家更好地理解自锁螺母的原理，为实际工程应用提供参考。
丝杆自锁条件
丝杆自锁条件
丝杆自锁是指在没有外力作用的情况下，丝杆系统能够保持固定的位置而不会自行运动。
丝杆自锁的条件涉及到力学和摩擦等方面的因素。
以下是丝杆自锁的基本条件：
1.摩擦力大于或等于推力：丝杆自锁的关键条件是摩擦力要足够大，至少要等于外力（通常是推力）的大小。
这确保了丝杆在没有外力作用时不会自动滑动或旋转。
2.螺距小：丝杆的螺距越小，即每旋转一周丝杆推进的距离较小，自锁性就越容易实现。
这是因为小螺距导致相同的外力产生更大的摩擦力。
3.材料表面的摩擦系数：材料表面的摩擦系数也对丝杆的自锁性有影响。
表面摩擦系数越大，摩擦力就越大，从而增加了丝杆自锁的可能性。
4.外力方向：外力方向也对自锁性有影响。
在丝杆上施加的外力方向要有利于产生足够的摩擦力，使丝杆能够保持在固定位置。
需要注意的是，虽然丝杆自锁是一种有益的特性，但在实际工程中，也需要平衡自锁性和运动效率之间的关系。
因为过于强烈的自锁可能导致系统在需要运动时难以启动，或者需要更大的驱动力。
互换性题库及答案汇总
图3-12、13分）如图3-2所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动，电机功率P=10kVy 转速n i= 970r / min，蜗杆传动参数z i = 2; Z2= 60;直径系数q= 8；总效率n = 0. 8, m= 8,右旋蜗杆，试计算：〔14分）（1）电梯上升时，标出电机转向；（2）标出蜗杆所受各力的方向；图3-2（3）计算蜗轮所受各力大小。
2、（13 分）［解］1）电机转向箭头向上；（1分）F a22T{U\q2X984548 X B-3077N（3 2 9845430 0.88 60984Nt3> L =9蠶0000 £ = 9550000 X 黑旅N * rum（3分）Fr2 = Ft2 • tan a = 9845tan20 °= 3583N （3分） 3、根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承（如图所示），已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr i= 1650N和Fr2=3500N外加轴向力mzFae= 10202 (1) 若派生轴向力F d = 0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa i和Fsbo图3-33、（14 分）［解］Fd1 = 0.7Fr1 = 0.7X 1650=1155N （2 分）方向向右Fd2= 0.7Fr2= 0.7X 3500=2450N （2 分）方向向左Fd1 十Fae= 1155 十1020= 2175 v Fd2 故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。
Fa1 = Fd2-Fae=2450-1020N =1430 （2 分）（2分）（3分）=0. 42X1650^0. 84 XJ430=1894NH尺）7 42X3500 + 0. 84X 2430=3511N（3分）四、分析题（20分）1.（10分）如图4-1传动系统，要求轴U、川上的轴向力抵消一部分，试确定：1）蜗轮6的转向；2）斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向；3）分别画出蜗杆5,蜗轮6啮合点的受力方向。
滚珠丝杆自锁条件-概述说明以及解释
滚珠丝杆自锁条件-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述滚珠丝杆是一种常见的传动装置，它由滚珠丝杆和导轨组成，常用于机械装置中的线性运动传动。
滚珠丝杆的自锁条件是指在不施加外力的情况下，滚珠丝杆能够保持在不会自动退回的位置，即不会发生自发倒退的现象。
为了确保滚珠丝杆的自锁性能，需要考虑以下几个条件：首先，滚珠丝杆的导程大小对自锁性能有着直接的影响。
导程是指滚珠丝杆螺纹上单位长度内螺纹的螺距，它与自锁力矩之间存在着密切的关系。
一般来说，导程越小，自锁性能越好，因为单位长度内的螺距较小，所需的自锁力矩也较小。
其次，滚珠丝杆的斜度角也是影响自锁性能的重要因素。
斜度角是指滚珠丝杆导轨与滚珠轴承之间的夹角。
斜度角较大时，自锁性能较好。
这是因为斜度角的增大会增加滚珠丝杆的自锁力矩，使其更难发生自发倒退。
此外，滚珠丝杆的材质和表面处理也对自锁性能有着一定的影响。
通常情况下，滚珠丝杆会采用高强度的合金钢材料，并进行表面硬化处理，以增加其耐磨性和摩擦力。
这些措施可以有效提高滚珠丝杆的自锁性能，减少自发倒退的可能性。
综上所述，滚珠丝杆的自锁条件主要包括导程大小、斜度角以及材质和表面处理等因素。
在设计和选用滚珠丝杆时，需要综合考虑这些条件，以确保其具有良好的自锁性能，避免因自发倒退而引发安全隐患。
文章结构部分的内容可以如下所示：1.2 文章结构本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了本文的主题，并介绍了滚珠丝杆自锁条件的背景和意义。
同时，文章也对本文的结构进行了简要说明。
正文部分将会详细介绍滚珠丝杆自锁问题的三个要点。
其中，第一个要点将重点讨论滚珠丝杆的结构和工作原理，以及自锁条件的基本概念。
第二个要点将探讨滚珠丝杆在工程应用中的常见问题和解决方法，例如如何选择适合的滚珠丝杆和调整自锁条件。
第三个要点将介绍滚珠丝杆自锁技术在不同领域的应用案例，以便读者更好地理解其实际应用价值。
结论部分对前文的要点进行总结。
2第三章 螺纹连接
Ph np tan d 2 d 2
螺纹的线数与旋向
单线左旋
三线右旋
旋向的判断
3.1.4 螺纹副的受力、效率和自锁
圆周力： 1.拧紧时 效率：
F F ' tan( )
tan tan( )
F
v
ψ F′
' 圆周力： F F tan( )
测力矩扳手原理
测力矩扳手实物
定力矩扳手：用弹簧对圆柱体施加压力F1，拧紧力矩 变大时，卡盘与圆柱销之间的力F1增大，当F1大于或 等于弹簧力时，圆柱体从卡盘的槽中脱开。
工作前受力
工作时受力
3.3.2 螺纹连接的防松
防松的实质：防止螺纹副间的相对转动
1. 摩擦防松 双螺母 •在螺母和螺栓之间形成内力， 保证摩擦力。 •结构简单、使用方便，但可 靠性不高。 •用于平稳、低速、重载的螺 纹连接。
D d0 1 T2 fF 2 3 D d0
总力矩
3 3 1 d2 2 f D1 d 0 T t an( ) F d kt F d 2 2 2d 3d D1 d 0
3 1 2 1
3
Kt为拧紧力矩系数
3 3 1 d2 2 f D1 d 0 kt t an( ) 2 2 2d 3d D1 d 0
zF M / Mpa 0 A W
由公式求得预紧力F′，并取两者较大值。
螺栓组连接中单个螺栓的受力：
螺栓组受载 螺纹连接类型 螺栓受力
受轴向载荷FQ：
受横向载荷FR：
普通螺栓连接：
普通螺栓连接：
螺栓受力F
螺栓受力F'
铰制孔螺栓连接：
普通螺栓连接：
自锁螺纹技术简介
自锁螺纹技术简介摘要:提出了机械自锁一般原理和螺纹自锁一般原理、自锁螺纹的理论力学模型和理想螺纹的概念，介绍了自锁螺纹技术的特点，对自锁螺纹结构特点进行分析，提出自锁螺纹设计的参数选择方法，以及自锁螺纹的标准化及推广体系建设的设想。
介绍了自锁螺纹技术的特点和推广应用前景关键词：密封螺纹自锁螺纹普通螺纹螺纹高精度公差标准自锁螺纹技术早在1993年提出，并于1996年基本形成体系，2001年获国家专利局授予发明专利。
它属于一套名为“理想极限螺纹及其制造工具”的专利技术，是为了解决传统螺纹在防松、自锁、密封、匀应力等方面存在的问题，全面提高螺纹的性能而提出来的。
自锁是螺纹只是该发明专利技术方案中的一个实施例。
一、机械自锁一般原理与机械全自锁的概念1．1 6个自由度的概念一个机械零件有6个自由度，它们是X、Y、Z座标三个轴方向各有一个平动和一个转动的2个自由度之和。
6个自由度都消除，这个零件的位置就确定了，也就是说，这时零件是静止不动的。
机床夹具设计的定位就是依据这个原理进行的。
只要这个消除自由度的装置有足够的强度对抗外来的动力，那么这个零件的状态都能继续保持不变。
１．２机械副的机械效率为零与机械的自锁这个例子还有更深一层的意义，这就是一个零件位置的确定，相对于其消除自由度的装置来说，它是静止不动的。
它们之间实质上也是一个机械副。
发生在两个零件之间组成的机械副，它们之间相对静止不动，存在两种可能性，一是相对静止，即没有任何力的作用下的静止不动；二是虽然有外力的作用下，但该机构的机械效率为零。
组成机械副的两只零件仍然是相对静止不动。
１．３机械自锁概念的定义自锁，理论上说，应是指机构的绝对静止关系与是否胡或没有外力作用无关。
但实际上我们也认可，在有力作用下的静止不动，机械效率为零而静止不动的状态，我们也认为处于自锁状态。
机械自锁的定义是：一对机械机构，在力的作用下，仍然保持静止不动，可称之为自锁。
自锁的物理概念应为该机械机构此时的机械效率为零。
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螺纹自锁条件
螺纹自锁条件是指在螺纹连接中，通过螺纹的几何形状和摩擦力使得螺纹自行紧固，不需要外力或额外的锁紧装置来保持连接的稳定性。
螺纹自锁的条件有以下几个方面：
1. 适当的螺距：螺纹的螺距要适中，如果螺距太小，螺纹之间的摩擦力可能不足以自锁；如果螺距太大，螺纹之间的力可能无法克服自行松动的趋势。
2. 适当的摩擦力：螺纹对应的两个表面要有足够的摩擦力来抵抗自行松动的倾向。
摩擦力的大小取决于螺纹的材料、表面处理以及连接过程中的紧固力。
3. 正确的紧固力：在紧固螺纹时要适当调整紧固力，以确保连接处于安全、稳定的状态。
紧固力过小可能导致螺纹松动，紧固力过大可能会损坏螺纹或螺母。
4. 其他因素：螺纹连接的自锁性还受到其他因素的影响，如螺纹的几何形状、螺纹的质量、环境条件等。
需要注意的是，即使满足了以上条件，螺纹连接仍然可能存在松动的风险，特别是在振动或冲击环境中。
在这些条件下，可能需要使用额外的锁紧装置来增加连接的稳定性。