1、第十九章 螺纹联接与螺旋传动（一）教学要求 掌握螺纹联接的类型、预紧和防松、螺栓组联接的设计计算，并能根据已知条件合理地选用螺栓联接。（二）教学的重点与难点重点：单个螺栓联接的设计计算重点：单个螺栓联接的设计计算难点：螺栓组联接的设计计算难点：螺栓组联接的设计计算（三）教学内容1第1页，共26页。第十九章 螺纹联接与螺旋传动19-1 螺纹19-2 螺纹联接的类型和预紧、防松19-3 螺栓组联接的设计19-4 单个螺栓联接的强度计算19-5 提高螺栓联接强度的措施19-6 螺旋传动 结束结束2第2页，共26页。螺纹一、螺纹的类型及应用 螺纹按牙型分类：三角形（普通螺纹）、管螺纹联接螺纹 矩形螺纹
2、，梯形螺纹，锯齿形螺纹传动螺纹三角形螺纹：三角形螺纹：粗牙螺纹用于联接 细牙螺纹自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等螺纹按位置分类：内螺纹在圆柱孔的内表面形成的螺纹 外螺纹在圆柱孔的外表面形成的螺纹根据螺旋线绕行方向分类：左旋、右旋 根据螺旋线头数分类：单头螺纹（n=1）用于联接 双头螺纹（n=2）多线螺纹（n2）用于传动 3第3页，共26页。螺纹二、螺纹的主要参数4第4页，共26页。螺纹联接的类型和预紧、防松一、螺纹联接的主要类型 1.螺栓联接螺栓联接普通螺栓联接：普通螺栓联接：螺杆穿过通孔与螺母结合；装配后，孔与杆有间隙，结 构简单，装折方便。配合螺栓联接：配合螺栓联接：装配后无间隙，主
3、要承受横向载荷，也可作定位用。2.双头螺栓联接：双头螺栓联接：装配时，一端旋入被联接件，另一端配以螺母；适于 常拆卸而被联接件之一较厚时。3.螺钉联接：螺钉联接：适于被联接件之一较厚（带螺纹孔），不常装拆的场合。4.紧定螺钉联接：紧定螺钉联接：固定零件的相对位置；可传递不大的轴向力或扭矩。联接类型图例5第5页，共26页。螺纹联接的类型和预紧、防松一、螺纹联接的主要类型返回6第6页，共26页。螺纹联接的类型和预紧、防松一、螺纹联接的主要类型7第7页，共26页。螺纹联接的类型和预紧、防松二、螺纹联接的预紧与防松（一）预紧螺纹联接 松联接在装配时不拧紧，受外载时才受到力的作用。紧联接在装配时需拧紧，
4、即在承载时，已预先受预紧力F0。预紧目的 保持正常工作。T0.2F0d预紧力的控制 测力矩板手测出预紧力矩。定力矩板手达到固定的拧紧力矩时，弹簧受压将自动打滑。测 量测量预紧前后螺栓伸长量S。8第8页，共26页。螺纹联接的类型和预紧、防松二、螺纹联接的预紧与防松（二）防松：1 1防松目的：防止因外载荷的变化、材料蠕变等因素造成螺纹联接 松驰，从而使联接失效。2 2防松原理：消除或限制螺纹副之间的相对运动。3 3防松办法及措施 摩擦防松：摩擦防松：双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等。机械防松：机械防松：开槽螺母与开口销、圆螺母与止动垫圈、弹簧垫片、轴用带翅垫片、止动垫片、串联钢丝等。永久防松
5、：永久防松：端铆、冲点（破坏螺纹）、点焊、粘合。防松结构图例9第9页，共26页。螺纹联接的类型和预紧、防松二、螺纹联接的预紧与防松返回10第10页，共26页。螺纹联接的类型和预紧、防松二、螺纹联接的预紧与防松返回11第11页，共26页。螺栓组联接的设计一、结构设计原则 1.布局尽量对称分布，螺栓组中心与形心重合以便受力均匀。2.螺栓的位置应适当远离对称轴。3.间距合理，边距适当，利于板手装拆。4.避免偏心载荷作用。防偏载措施：防偏载措施：a）凸台；b）凹坑（鱼眼坑）；c）斜垫片；d）球形垫片。12第12页，共26页。螺栓组联接的设计二、螺栓组受力分析二、螺栓组受力分析 1.1.受横向载荷受横向
6、载荷F Fw w的螺栓组联接的螺栓组联接 普通螺栓：铰制孔螺栓：fzmFKFwn0zFFhw13第13页，共26页。螺栓组联接的设计二、螺栓组受力分析二、螺栓组受力分析2.2.受轴向载荷螺栓组联接受轴向载荷螺栓组联接 单个螺栓工作载荷为：zFFw14第14页，共26页。螺栓组联接的设计二、螺栓组受力分析二、螺栓组受力分析3、受转矩螺栓组联接 普通螺栓联接 铰制孔螺栓联接组 ZiiZnrfKnTrrrfKTF1210)(ZiihrrTF12maxmax15第15页，共26页。单个螺栓联接的强度计算一、一、普通螺栓联接的强度计算普通螺栓联接的强度计算 1.1.松螺栓联接 强度条件为：设计公式：2.
7、2.紧螺栓联接只受预紧力的只受预紧力的紧螺栓联接紧螺栓联接强度条件为：421dFW41WFd 43.1210dFca16第16页，共26页。单个螺栓联接的强度计算一、一、普通螺栓联接的强度计算普通螺栓联接的强度计算受预紧力和工作拉力的受预紧力和工作拉力的螺栓联接螺栓联接 a）受轴向静载荷的紧螺栓联接 强度条件：设计公式：b）受轴向变载荷的螺栓联接 循环应力幅：43.121dFca43.11Fd221aCadFK17第17页，共26页。单个螺栓联接的强度计算二、配合螺栓联接的强度计算二、配合螺栓联接的强度计算 螺栓杆剪切强度条件：螺栓杆挤压强度条件：420dmFhmin0PhPLdF18第18页
8、，共26页。单个螺栓联接的强度计算三、螺栓材料与许用应力计算三、螺栓材料与许用应力计算 1.螺纹联接件的材料：螺纹联接件的材料：国家标准规定，螺纹联接件按材料的机械性能分级。普通垫圈材料常用Q235、15、35钢，弹簧垫圈用65Mn钢。2.许用应力：许用应力：许用应力与载荷性质、装配情况及螺纹联接件的材料、结构尺寸、使用条件等因素有关。设计时，参照机械零件设计手册19第19页，共26页。提高螺栓联接强度的措施一、改善螺纹牙间载荷分布不均状况 a)悬置螺母 b)环槽螺母 c)内斜螺母 d)（b）(c)结合螺母 e)不同材料匹配二、减小应力集中的影响三、降低螺栓应力幅四、减小应力集中的影响 1）加
9、大过渡处圆角 2）改用退刀槽 3）卸载槽 4）卸载过渡结构。五、（工艺方法）采用合理的制造工艺 1）用挤压法（滚压法）制造螺栓。2）冷作硬化、氰化、氮化、喷丸等，可提高疲劳强度。3）热处理后再进行滚压螺纹，效果更佳。4）控制单个螺距误差和螺距累积误差。20第20页，共26页。螺旋传动一、螺旋传动的类型、特点与应用一、螺旋传动的类型、特点与应用 1.1.应用：回转直线、传递运动、动力 2.2.传动形式：a)螺杆转螺母移 b)螺杆又转又移（螺母固定）使用比较多 c)螺母转螺杆移 d)螺母又转又移（螺杆固定）使用比较少21第21页，共26页。螺旋传动一、螺旋传动的类型、特点与应用一、螺旋传动的类型、
10、特点与应用3.3.螺旋传动类型按用途分类：按用途分类：1）传力螺旋：）传力螺旋：举重器、千斤顶、加压螺旋。特点特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁。2）传导螺旋：）传导螺旋：机床进给汇杠传递运动和动力。特点特点：速度高、连续工作、精度高。3）调整螺旋：）调整螺旋：机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。特点特点：受力较小、不经常转动。传动类型图例 22第22页，共26页。螺旋传动一、螺旋传动的类型、特点与应用一、螺旋传动的类型、特点与应用返回23第23页，共26页。螺旋传动一、螺旋传动的类型、特点与应用一、螺旋传动的类型、特点与应用按摩擦副性质分类：按摩擦副性质分类：1.滑动螺旋：滑动螺旋：简单
11、、平稳、可靠、易自锁、传动比大、承载力高、易加工。缺点：缺点：磨损快、寿命短、低速时有爬行现象（滑移）、摩 擦损耗大、传动效率低（3040%）、传动精度低。2.静压螺旋：静压螺旋：液体摩擦，靠外部液压系统提供压力油，压力油进 入螺杆与螺母之间，促使螺杆与螺母的螺纹牙间产 生压力油膜而分隔开。特点：特点：f小，效率高（可达99%）、工作稳定、无爬行现象、定位精度高、磨损小、寿命长。24第24页，共26页。螺旋传动一、螺旋传动的类型、特点与应用一、螺旋传动的类型、特点与应用3.滚动螺旋：滚动螺旋：在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续装填若 干滚动体（多用钢球），工作时，滚动体沿螺纹滚 道滚动并形成循环。循环方式：内循环、外循环。特点：传动效率高（可达90%）、起动力矩小、传动灵活、平稳、低速不爬行、同步性好、定位精度高、正逆 运动效率相同，可实现逆传动。预紧后刚度好、定位精度高。25第25页，共26页。螺旋传动二、滑动螺旋的设计计算二、滑动螺旋的设计计算 耐磨性设计计算：耐磨性设计计算：耐磨性计算主要限制螺纹工作面上的比压p，要求小于材料的许用比压。耐磨性条件：耐磨性条件：设计公式：设计公式：式中：螺母厚度系数，H=d2 p材料许用比压。22phHdFPhzdFp2phFPdpHb26第26页，共26页。
