1、第五章 螺纹连接与螺旋传动5-1 螺纹5-2 螺纹连接的类型与标准连接件5-3 螺纹连接的预紧5-6 螺纹连接的强度计算5-5 螺纹组连接的设计5-8 提高螺纹连接强度的措施5-7 螺纹连接件的材料与许用应力5-9 螺旋传动5-4 螺纹连接的防松 螺纹的类型与特点1机械系统中的连接有两大类：动连接：机器工作时，被连接的零部件之间可以有相对运动的连接；螺纹的类型与特点1静连接：机器工作时，被连接的零部件之间不允许产生相对运动的连接；静连接可分为可拆连接和不可拆连接。可拆连接：不需毁坏连接中的零件就可拆开的连接，可多次拆装而不影响使用性能。如螺纹连接、键连接、销钉连接等。不可拆连接：至少必须毁坏连
2、接中的某一部分才能拆开的连接。常见的有铆接、焊接和胶结等。1.按回转体内外表面分：内螺纹、外螺纹一、螺纹的分类 螺纹螺纹的类型与特点1外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹2.按螺纹旋向分：左旋螺纹（反扣）、右旋螺纹（正扣）螺纹螺纹的类型与特点13.按螺纹用途分：连接螺纹、传动螺纹 螺纹螺纹的类型与特点1连接螺纹传动螺纹连接用螺纹的当量摩擦角较大，有利于实现可靠连接；传动用螺纹的当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率。4.按螺旋线线数分：单线螺纹、多线螺纹 螺纹螺纹的类型与特点1单线螺纹（n=1）多线螺纹（n 4）S=nPS=2PPSPS=PSP5.按母体形状分：圆柱螺纹、圆锥螺纹 螺纹螺纹的类型与特点1圆柱
3、螺纹圆锥螺纹6.按尺寸单位制分：米制螺纹、英制螺纹7.按螺纹牙型分：三角形螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹 螺纹螺纹的类型与特点1 螺纹螺纹的类型与特点1粗牙细牙细牙粗牙：常用于连接牙型细牙：常用于薄壁零件的连接、受动载荷零件的连接及微调装置的调节螺纹。优点：升角小，小径大，自锁性能更好，抗拉、抗剪强度高。缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱口。螺纹的类型与特点2二、普通螺纹的主要参数大径d即螺纹的公称直径。小径d1常用于连接的强度计算。中径d2常用于连接的几何计算。螺距P螺纹相邻两个牙型上对应点间的 轴向距离。牙型角a螺纹轴向截面内，螺纹牙型两 侧边的夹角。线数n螺纹的螺旋线数目。
4、导程S螺纹上任一点沿同一条螺旋线转 一周所移动的轴向距离，S=nP。升角螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线 的平面间的夹角。螺纹升角的计算式为：22arctanarctanSnPdd螺纹的类型与特点2升角的计算式为：22arctanarctanSnPdd 螺纹升角 中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋 线轴线的平面的夹角 连接类型与标准件1螺纹连接的类型与标准连接件一、螺纹连接的基本类型 除上述连接的基本类型外，在机器中，还有一些特殊结构的螺纹连接。如：T型槽螺栓连接、吊环螺钉连接和地脚螺栓连接等。说明 连接类型与标准件1螺纹连接的类型与标准连接件一、螺纹连接的基本类型 连接类型与标准件1螺纹连接的
5、类型与标准连接件一、螺纹连接的基本类型 调整螺钉调整螺钉T型槽螺栓连接滑道式连接类型与标准件2二、标准螺纹连接件 螺纹连接的类型很多，在机械制造中常见的螺纹连接件的结构型式和尺寸都已经标准化，设计时可以根据有关标准选用。虚拟现实中的螺纹连接件 螺纹连接的类型与标准连接件纹连接的预紧螺纹连接的预紧 大多数螺纹连接在装配时都需要拧紧，使之在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个预加作用力称为预紧力。增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。v 预紧力：v 预紧的目的：v 预紧力的确定原则：对于一般连接用
6、的钢制螺栓连接的预紧力F0，推荐按下列关系确定：碳素钢螺栓：F0(0.60.7)sA1 合金钢螺栓：F0(0.50.6)sA1 式中：s螺栓材料的屈服极限，单位MPa；A1螺栓危险截面的面积，单位mm2，A1 d12/4。1.利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用测力矩扳手或定力矩扳手。纹连接的预紧螺纹连接的预紧 注意：对于重要的连接，应尽可能不采用直径过小(M12)的螺栓。v 预紧力的控制：v 预紧力和预紧力矩之间的关系：00.2TF d详细推导 测力矩扳手定力矩扳手指示刻度弹性元件2.对于重要的螺栓连接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。采用测力矩扳手或定力矩扳手控制
7、预紧力，准确性较差，也不适用于大型的螺栓连接。为此，可采用测定螺栓伸长量的方法来控制预紧力。纹连接的预紧螺纹连接的预紧 0MSbFLLC其中Cb为螺栓的刚度系数，N/mm。螺纹连接的防松螺纹连接的预紧 螺母拧紧机3.通过测量螺母转角控制预紧力，根据需要的预紧力计算出螺母转角，拧紧时量出螺母转角就可达到控制预紧力的目的。011360bmFPCC其中：Cb为螺栓的刚度；Cm为被连接件刚度；F0为预紧力；P为螺距。螺纹连接的防松螺纹连接的预紧 4.通过拉伸器控制预紧力，拉伸器给螺栓施加拉力，使之伸长，然后轻轻旋紧螺母，待撤去拉力后，由于螺栓的收缩就可在连接中产生和拉力相等的预紧力。该方法施加预紧力时
8、无摩擦力，控制精度高。螺栓液压拉伸器工作原理螺纹连接的防松螺纹连接的防松 螺纹连接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下，或在高温或温度变化较大的情况下，螺纹连接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致连接失效。防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松、机械防松、永久防松等。此外还有一个特殊的防松方法为结构防松唐氏螺纹防松。螺纹连接的防松螺纹连接的防松 1、摩擦防松：对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母、尼龙圈锁紧螺母等 对顶螺母螺纹连接的防松螺纹连接的防松 弹簧垫圈螺纹连接的防松螺纹连接的防松 自锁螺母螺纹连接的防松螺纹连接的防松
9、尼龙圈锁紧螺母螺纹连接的防松螺纹连接的防松 2、机械防松：开口销、带翅垫片、止动垫片、串连钢丝等 开口销螺纹连接的防松螺纹连接的防松 带翅垫片螺纹连接的防松螺纹连接的防松 止动垫片螺纹连接的防松螺纹连接的防松 串联钢丝螺纹连接的防松螺纹连接的防松 3、永久防松：铆冲防松、在旋合螺纹间涂胶防松等 冲点法螺纹连接的防松螺纹连接的防松 粘合法螺纹连接的防松螺纹连接的防松 焊点法螺纹连接的防松螺纹连接的防松 4、结构防松（唐氏螺纹防松）唐宗才唐宗才 唐氏螺纹同时具有左旋和右旋螺纹的特点。工作支承面上的螺母称为紧固螺母，非支承面上的螺母称为锁紧螺母。唐氏螺纹紧固件利用螺纹自身矛盾，以松动制约松动，起到“
10、以毒攻毒”的效果。它的发明标志着紧固件领域中的振松问题得到突破性的进展。该方法已经被编入机械设计手册化工版，成大先主编。螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计 在设计螺栓组连接时，关键是连接的结构设计。它是根据被连接件的结构和连接的用途(接合面形状)，首先确定螺栓数目和分布形式，然后确定螺栓连接结构尺寸。一、螺栓组连接的结构设计 确定尺寸时：一般连接（不重要的连接），采用类比法。重要连接，根据连接的工作载荷，分析各螺栓的受力情况，找出受力最大的螺栓进行强度校核。大多数机械中螺栓都是成组使用的。螺栓组结构设计的主要目的，在于合理地确定连接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和连接接合面受力均
11、匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几个方面的问题。（结构设计原则）螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计v为了便于加工制造和对称布置螺栓，保证连接结合面受力均匀，通常连接结合面的几何形状都设计成轴对称的简单几何形状。螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计v螺栓布置应使各螺栓的受力合理。说明 a)对于铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向上成排布置8个螺栓以上，以免载荷分布过于不均。b)当螺栓连接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近连接接合面的边缘，以减小螺栓的受力。螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计 c)当同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，采用抗剪零件来承受横向载荷。减载键减载
12、套筒减载销螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计v螺栓的排列应有合理的间距、边距。说明 a)根据扳手所需活动空间的大小来决定。螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计 b)对于压力容器等紧密性要求高的重要连接，螺栓的间距t0不得大于表中所推荐的数值。螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计 v 为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同一圆周上的螺栓数目取成4、6、8等偶数。螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计v避免螺栓承受附加的弯曲载荷。说明 为避免附加弯曲载荷(偏心载荷)在螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母或螺栓头接触表面处需要加工。螺纹连接组的设计1螺栓组连接的设计 螺纹连接组的设计21受横向载荷
13、2受转矩3受轴向载荷4受倾覆力矩 受力分析的目的：根据连接的结构和受载情况，求出受力最大的螺栓 及其所受的力，以便进行螺栓连接的强度计算。受力分析时所作假设：所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；受载后连接接合面仍保持为平面。受力分析的类型：二、螺栓组连接的受力分析螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合；FFriOOMTfF0fF0FF螺栓组连接的设计螺纹连接组的设计3 （1）对于铰制孔用螺栓连接（图b），每个螺栓所受工作剪力为：（2）对于普通螺栓连接（图a），按预紧后接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷的要求，有：式中：z为螺栓数目。图示为由四个螺栓组成的受横向载荷的螺栓组连
14、接。1受横向载荷的螺栓组连接FFz0SfF ziK FS0K FFfzi或 Ks为防滑系数，设计中可取Ks=1.11.3。FFFFb)a)螺栓组连接的设计螺纹连接组的设计3 螺栓组连接的设计FF F0=100N，z=3，f=0.15，Ks=1.2。求F=?0SF fZiK F不滑移条件：不滑移条件：0100 0.15 3 41501.2SF fZiFNK 普通螺栓连接普通螺栓连接螺纹连接组的设计4 采用普通螺栓和铰制孔用螺栓组成的螺栓组受转矩时的受力情况是不同的。2受转矩的螺栓组连接01020zsF frF frF frK T 采用普通螺栓，是靠连接预紧后在接合面间产生的摩擦力矩来抵抗转矩T。
15、采用铰制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓与孔壁的挤压作用来抵抗转矩T。S01ziiK TFfr 螺栓组连接的设计保证一定的安全程度，或是考虑到摩擦力矩的不稳定性1zi iiFrTmaxmaxiiFFrrmaxmax21ZiiTrFr螺纹连接组的设计4 螺栓组连接的设计T=10Nm，z=6，求Fmax=?160120r1r2r1=60mm，r2=100mm铰制孔用螺栓连接铰制孔用螺栓连接maxmax222110 1000 10021.182604 100ziiTrFNr螺纹连接组的设计53受轴向载荷的螺栓组连接 若作用在螺栓组上轴向总载荷F作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心，则各个螺栓受
16、载相同，每个螺栓所受轴向工作载荷为：通常，各个螺栓还承受预紧力F0的作用，当连接要有保证的残余预紧力为F1时，每个螺栓所承受的总载荷F2为。FFzF2=F1+F 螺栓组连接的设计螺纹连接组的设计64受倾覆力矩的螺栓组连接 倾覆力矩 M 作用在连接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓已拧紧并承受预紧力F0。作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡，即：由此可以求出最大工作载荷：ii1ziMFLmaxmax2i1ZiMLFL 螺栓组连接的设计螺纹连接组的设计70PmaxPPmaxPzFMAWssss0PminPPmax0zFMAWsss螺栓的总拉力：b20maxbmCFFFCC 为防止
17、结合面受压最大处被压碎或受压最小处出现间隙，要求：底板受倾覆力矩后，在轴线 O-O 左侧，螺栓与地基的工作点分别移至B1 和C1，两者作用在底板上的合力为F。受倾覆力矩的底板螺栓组连接的受力过程可用右图表示。在轴线O-O 右侧，螺栓与地基的工作点分别移至B2 和C2，两者作用在底板上的合力为 Fm 。在倾覆力矩作用前，螺栓和地基的工作点都处于A点。螺栓组连接的设计螺纹连接组的设计7螺栓组连接的设计160120yyxx L1 L2绕轴y-y受倾覆力矩M=10Nm，求Fmax=?L1=80若绕轴x-x受倾覆力矩M=10Nm,求Fmax=?L2=60max210 1000 6027.76 60FNm
18、axmax22110 1000 8031.254 80ziiMLFNL螺纹连接组的设计7螺栓组连接的设计 图示支座用4个普通螺栓连接，已知P=5600N，夹角a=45，h=320mm，L=140mm，b=150mm，取摩擦系数 f=0.15，防滑系数Ks=1.2，试设计螺栓连接。a a150P140LLHPVP螺纹连接组的设计7螺栓组连接的设计HPVPM1P1PmaxFVPa aPHPbbPLPMVHacosPPVasinPPH轴向载荷:横向载荷:倾覆力矩:螺纹连接的强度计算1螺纹连接的强度计算 单个螺栓连接的强度计算是螺纹连接设计的基础。根据连接的的工作情况，可将螺栓按受力形式分为受拉螺栓和
19、受剪螺栓。螺纹连接失效形式和设计准则 对受拉（轴向力，包括预紧力）螺栓，主要失效形式为螺纹部分的塑性变形或断裂；经常装拆时会因磨损而发生滑扣，故其设计准则主要保证螺栓杆有足够的静力或疲劳拉伸强度。对于受横向载荷的铰制孔螺栓，主要失效形式为螺杆被剪断，螺杆或孔壁贴合面被压溃，故其设计准则应保证螺栓杆和被连接件具有足够的剪切强度和挤压强度。螺栓连接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹的公称直径（大经）d 等。螺纹连接的强度计算1螺纹连接的强度计算 3 0.5 2.675 2.459 3 0.5 2.675 2.459 公称直径（大径）公称直径（大径）粗粗 牙牙 细细 牙牙 D d D
20、 d 螺距螺距P P 中径中径 D D2 2 d d2 2 小径小径 D D1 1 d d1 1 螺距螺距P P 4 0.7 3.545 3.242 4 0.7 3.545 3.242 5 0.8 3.545 4.1345 0.8 3.545 4.1340.350.350.50.56 1 5.350 4.918 6 1 5.350 4.918 8 1.25 7.188 6.647 8 1.25 7.188 6.647 10 10 1.5 9.026 1.5 9.026 8.3768.376 1.25,1 0.75 1.25,1 0.75 12 12 1.75 10.863 1.75 10.86
21、3 10.10610.106 1.5,1.25 0.5 1.5,1.25 0.5(14)2 12.701 11.835 (14)2 12.701 11.835 1.5,11.5,116 2 14.701 13.835 16 2 14.701 13.835 (18)2.5 16.376 15.294 (18)2.5 16.376 15.294 20 2.5 18.376 17.294 20 2.5 18.376 17.294 (20)2.5 20.376 19.294 (20)2.5 20.376 19.294 24 3 22.052 20.752 24 3 22.052 20.752 (27)
22、3 25.052 23.752 (27)3 25.052 23.752 30 3.5 27.727 26.211 30 3.5 27.727 26.211 2,1.5,12,1.5,1注：括号内的公称直径为第二系列注：括号内的公称直径为第二系列 螺纹连接的强度计算1螺纹连接的强度计算 螺栓连接的强度计算主要与连接的装配装配情况情况（不预紧或预紧）、外载荷的性质外载荷的性质和材料性能材料性能等有关。螺栓连接强度计算的目的是根据强度条件确定螺栓直径，而螺栓和螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸均按标准选定。一、松螺栓连接强度计算二、紧螺栓连接强度计算1仅受预紧力的紧螺栓连接 3受轴向载荷的紧螺栓连接2承受
23、工作剪力的紧螺栓连接详细推导65%20%15%21/4Fdss 螺纹连接的强度计算2 1仅受预紧力的紧螺栓连接0214Fds预紧力引起的拉应力：20v31tan()20.516dFds螺牙间的摩擦力矩引起的扭转剪应力：0ca211.34Fdss强度条件：强度条件：22ca31.3sss根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力:螺纹连接的强度计算 014 1.3Fd s设计式：设计式：对于M10M640F0F螺纹连接的强度计算42承受工作剪力的紧螺栓连接 a)采用铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷的。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。螺栓杆与孔壁的挤压强度条件
24、为：螺栓杆的剪切强度条件为：式中：F螺栓所受的工作剪力，单位为N；d0螺栓剪切面的直径（可取螺栓孔直径），单位为mm；Lmin螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度，单位为mm；设计时应使Lmin1.25d0PP0minFd Lss 204FdFFd0Lmin 螺纹连接的强度计算取螺栓与孔壁材料中许用挤压应力最小者螺栓材料许用切应力螺纹连接的强度计算4 b)采用普通螺栓抗剪切来承受载荷的。螺纹连接的强度计算0SfF ziK FS0K FFfzi比如，当连接承受较大的横向载荷F时，为使结合面不发生滑移要求F0Ff（f=0.2），则有F05F，即需要较大的预紧力，因而需要大幅度地增加螺栓直径。为减小螺栓直径
25、的增加，可采用减载措施。说明 0ca211.34Fdss强度条件：此时转化为仅受预紧力的紧螺栓连接问题 014 1.3Fd s设计式：螺栓杆与孔壁之间有间隙。为了使保证一定的安全程度，或是考虑到摩擦力的不稳定性，引入Ks放大工作载荷FF0F0FF螺纹连接的强度计算4 螺纹连接的强度计算螺纹连接的强度计算33受轴向载荷的紧螺栓连接FDDp 螺栓预紧力F0后，在工作拉力F 的作用下，螺栓的总拉力F2=?21(1)FFF式中F1为残余预紧力，为保证连接的紧密性，应使 F1 0，一般根据连接的性质确定F1的大小。详细分析 螺纹连接的强度计算2()4p DFn 推荐采用的F1大小为：对于有紧密性要求的连
26、接：F1=(1.51.8)F；对于一般连接：工作载荷稳定时，F1=(0.20.6)F；工作载荷不稳定时，F1=(0.61.0)F；对于地脚螺栓连接，F1 F螺纹连接的强度计算3 为使工作载荷作用后，连接结合面间有残余预紧力F1存在，要求螺栓连接的预紧力F0为：m01bm(2)CFFFCC 螺纹连接的强度计算0b0mtantanbbmmFCFCbmtantanbmCFFFCbbmCF=FC+Cb20bm(3)CFFFCC这时螺栓的总拉力为：螺纹连接的强度计算3螺纹连接的强度计算b20bmCFFFCC总拉力：m01bmCFFFCC预紧力：式中：bbmCCC为螺栓的相对刚度，其取值范围为 01。一般
27、设计时，可根据垫片材料的不同使用以下推荐数据：金属垫片（或无垫片）：0.20.3；皮革垫片，0.7；铜皮石棉垫片，0.8；橡胶垫片，0.9。bmbmbm1CCCCCC 注：若已知Cb和Cm，且当F0保持不变时，为防止被连接件间不出现缝隙，求所螺栓所能承受的最大轴向工作载荷Fmax？bmm00bmm1-00CCCFFFFCCFC螺纹连接的强度计算3 螺纹连接的强度计算例1、如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图：（1）当工作载荷为1000N时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。（2）若被联接件间不出现缝隙，最大工作载荷是多少？解：123366FFFNb20bm334000100
28、03134366CFFFCCNbmm00maxbmm1-080630CCCFFFFNCFFCC螺纹连接的强度计算3 螺纹连接的强度计算例2、一受轴向工作载荷的紧螺栓联接，已知预紧力F0=6500N，被联接件刚度Cm=0.8，螺栓刚度Cb=0.5Cm。由于密封要求，需使得残余预紧力F1=1.5F，F是联接所受的轴向工作载荷。试确定：该联接所能承受的最大工作载荷F，并确定该螺栓所受的总拉力F2，并画出受力变形图。m01bmCFFFCC21FFF螺纹连接的强度计算3螺纹连接的强度计算静强度条件：疲劳强度校核 对于受轴向载荷的紧螺栓连接，在进行设计时，可先根据受载荷情况，求出F，再根据连接工作要求选择
29、F1值，然后计算F2。考虑到螺栓在总拉力F2的作用下可能需要补充拧紧，故参照之前仅受预紧力问题，将总拉力F2增大30%以考虑扭转切应力的影响。对于受轴向变载荷的紧螺栓连接，除进行静强度计算外，还要对螺栓进行疲劳强度的校核。22ca1211.34 1.34FFddss s螺纹连接的强度计算3螺纹连接的强度计算承受轴向变载荷的紧螺栓连接承受轴向变载荷的紧螺栓连接螺纹连接的强度计算3螺纹连接的强度计算螺纹连接的强度计算3螺纹连接的强度计算螺纹连接件常用材料的疲劳极限螺纹连接件常用材料的疲劳极限国家标准规定了螺纹连接件的性能等级。螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为10级，螺母的性能等级分为 7级。在一般用
30、途的设计中，通常选用4.8级左右的螺栓，在重要的或有特殊要求设计中的螺纹连接件，要选用高的性能等级，如在压力容器中常采用8.8级的螺栓。螺纹连接件的材料与许用应力螺纹连接件的材料与许用应力一、螺纹连接件材料常用的螺纹连接件材料为Q215、Q235、35、45等碳素钢。当强度要求高时，还可采用合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnSi等。性能等级二、螺纹连接件的许用应力1螺纹连接件的许用拉应力2螺纹连接件的许用剪应力和许用挤压应力3螺纹连接件的安全系数说明s Sss sSssPPSss（被连接件为钢）BPPSss（被连接件为铸铁）普通垫圈材料，采用Q235、15钢、35钢，弹簧垫圈，采用65
31、Mn。螺纹连接件的材料与许用应力螺纹连接件的材料与许用应力 螺纹连接件的材料与许用应力螺纹连接件的材料与许用应力 螺栓表示：Mdld：大径（公称直径）l：公称长度提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施以螺栓连接为例，螺栓连接的强度主要取决于螺栓的强度，因此，提高螺栓的强度，将大大提高连接系统的可靠性。影响螺栓强度的因素主要有以下几个方面，或从以下几个方面提高螺栓强度。改善螺纹牙上载荷分布不均的现象降低影响螺栓疲劳强度的应力幅减小应力集中的影响采用合理的制造工艺 提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施1.降低影响螺栓疲劳强度的应力幅 分析m10bmCFFFCC残余预紧力：应力幅：ma
32、xminb2bm122aCFCCdsss提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施2.改善螺纹牙上载荷分布不均的现象 均载螺母提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施钢丝螺套钢丝螺套 它是为保护有色金属螺纹孔而发展的嵌入件，主要用于螺钉连接。因它具有一定的弹性，可起到均载的作用，也可起到减振作用，故能显著提高螺纹连接件的疲劳强度。提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施3.减小应力集中的影响 分析提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施4.采用合理的制造工艺 采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹，其疲劳强度比车制螺栓约提高3040%，如果热处理后（氮化、氰化等）再经滚压的效果更好，疲劳强度
33、可提高70%100%。螺旋传动1第五章作业 习题：5-4、5-8、5-9提高螺纹连接强度的措施提高螺纹连接强度的措施 轴向螺纹滚压切向螺纹滚压径向螺纹滚压搓丝搓丝滚丝滚丝螺旋传动1螺旋传动一、螺旋传动的类型和应用 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动的。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递动力。螺旋传动常见的运动形式有：螺杆转动，螺母移动或螺母固定，螺杆转动并移动。a)螺杆转动，螺母移动（多用于机床的进给机构中）螺旋传动1螺旋传动 b)螺母固定，螺杆转动并移动（多用于螺旋起重器或螺旋压力机中）螺旋传动1螺旋传动传力螺旋传导螺旋 调整螺旋2.螺旋传动按其螺旋副摩擦性质的不同，又
34、可分为：说明滑动螺旋 滚动螺旋 静压螺旋说明1.螺旋传动按其用途不同，可分为以下三种类型:螺旋机构在机床的进给机构、起重设备、锻压机械、测量仪器、工具、夹具、玩具及其他工业装备中有着广泛的应用。滑动螺旋结构简单，便于制造，易于自锁，但其主要缺点是摩擦阻力大、传动效率低（一般为30%40%）、磨损快、传动精度低等。相反，滚动螺旋和静压螺旋的摩擦阻力小、传动效率高（一般为90%以上），但结构复杂，特别是静压螺旋还需要供油系统。因此只有在高精度、高效率的重要传动中才宜采用，如数控机床、精密机床、测试装置或自动控制系统中的螺旋传动等。本节重点讨论滑动螺旋的设计和计算。螺旋传动2二、滑动螺旋的结构和材料
35、1滑动螺旋的结构整体螺母组合螺母剖分螺母螺母结构:滑动螺旋的结构主要是指螺杆、螺母的固定和支承的结构形式。螺旋传动的工作刚度与精度等和支承结构有直接关系。固定螺钉调整螺钉调整楔快 螺杆的材料要有足够的强度和耐磨性。螺母的材料除了要有足够的强度外，还要求在与螺杆材料相配合时摩擦系数小和耐磨。2滑动螺旋的材料说明 螺旋传动组合螺母螺旋传动3三、滑动螺旋传动的设计计算主要失效形式:螺纹牙的磨损 设计准则：按抗磨损确定直径，选择螺距；校核螺杆、螺母强度等。设计方法和步骤：1耐磨性计算 滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力，其强度条件：22 FFPppd hud hH设计公式：令2Hd则得
36、：2 FPdhp 1.2 3.5一般值越大，螺母越厚，螺纹工作圈数u越多。式中:0.5hP30锯齿形螺纹0.75hP矩形和梯形螺纹螺纹工作高度 螺旋传动螺旋传动422222114433)caTFddss（cass 依据计算出的螺纹中径，按螺纹标准选择合适的直径和螺距。验算：10HuP若不满足要求，则增大螺距。对有自锁性要求的螺旋传动，应校核自锁条件：v2螺杆的强度计算 对于受力比较大的螺杆，需根据第四强度理论求出危险截面的计算应力：螺杆的强度条件：arctanarctancosvvff式中，F为螺杆所受的轴向压力（或拉力），T为螺杆所受的扭矩，2tan(2vdTF）螺旋传动螺旋传动5 FDbu
37、，bb26FlDb uss3螺母螺牙的强度计算螺牙上的平均压力为：F/u4螺母外径与凸缘的强度计算5螺杆的稳定性计算详细说明详细说明 对于支撑螺母，需要校核螺母本体的强度。对于长径比较大的受压螺杆，需要校核压杆的稳定性，要求螺杆的工作压力F要小于临界载荷FcrcrscsFSSFsS 3.552.5 44传力螺旋传导螺旋精密螺杆或水平安装其危险截面 a a 的剪切强度条件和弯曲强度条件分别为：F/u D D2aa 螺旋传动提高螺纹连接强度的措施考点问题注：连接用螺纹常选用单线三角形螺纹，而传动用螺纹常选用多线梯形螺纹。三角形梯形螺旋副效率(旋入运动)：tantan()v螺旋副自锁：v当量摩擦角：arctanvvf当量摩擦系数：cosvff螺纹升角：22arctanSnPdd螺旋副效率(旋出运动)：tan()tanv
