螺纹的主要参数.pptx

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1、d-螺纹大径d1-螺纹小径d2-螺纹中径p-螺距n-线数S S-导程-螺纹升角，牙型角-牙型斜角旋向第1页/共111页第2页/共111页二、螺纹副的受力关系、效率和自锁 圆周力：拧紧时松开时效率：拧紧时松开时第3页/共111页 自锁条件式中:-当量摩擦角-当量摩擦系数F-轴向力,Nf-摩擦系数第4页/共111页三、常用螺纹的特点和应用对螺纹的要求：足够的强度和良好的工艺性联接螺纹：自锁管 螺 纹：紧密性、气密性传动螺纹：效率高调整螺纹：精度高起重螺纹：效率高、自锁性好螺纹的分类：按牙形：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹按母体形状：圆柱螺纹、圆锥螺纹第5页/共111页1、普通螺

2、纹(代号：M GB 192-81)特点：螺纹的牙型角=2=60。因牙型角大，所以当量摩擦系数大，自锁性能好，主要用于联接第6页/共111页细牙螺纹与粗 牙螺纹的比较粗牙：常用细牙的缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣细牙：自锁性能更好。常用于承受冲击、振动及变载荷、或空心、薄壁零件上及微调装置中第7页/共111页2、矩形螺纹特点：牙形为正方形，=0，所以效率高，用于传动,牙根强度弱，加工困难，常被梯形螺纹代替第8页/共111页3、梯形螺纹(代号：T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。r GB 192-81)第9页/共

3、111页4、锯齿形螺纹(代号：S JB 923-66)特点：工作边=3，非工作边=30，便于加工。它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点,能承受较大的载荷,但只能用于单向传动第10页/共111页5、圆柱管螺纹 特点：用于管件联接的三角螺纹，=55螺纹面间没有间隙，密封性好，适用于压强在1.6MPa以下的联接第11页/共111页6、圆锥螺纹特点：螺纹均布在锥度为1:16的管上,=55或60 螺纹面间没有间隙，不用填料，靠牙变形，密封性好，适用于高温、高压的联接第12页/共111页5-2 螺纹联接的基本类型与标准件联接一、螺纹联接的基本类型1、螺栓联接 普通螺栓联接 绞制孔螺栓联接第13

4、页/共111页 普通螺栓联接 绞制孔螺栓联接普通螺栓联接 螺栓和孔壁有间隙孔的加工精度低绞制孔螺栓联接螺杆与孔用过渡配合，承受轴向载荷孔需精制可起定位作用第14页/共111页2、螺钉联接第15页/共111页特点：被联接件不宜做成通孔。不宜经常拆卸。拧入深度：铜或青铜：H=d铸 铁：H=1.251.5d铝 合 金：H=1.52.5d第16页/共111页3、双头螺柱联接 第17页/共111页特点：被联接件不宜做成通孔又需要经常拆卸或用螺钉无法安装。拧入深度：铜或青铜：H=d铸 铁：H=1.251.5d铝 合 金：H=1.52.5d第18页/共111页4、紧定螺钉联接旋入被联接件的螺纹孔中，顶住另一

5、被联接件的表面或凹坑。固定两个零件或传递不大的力矩。第19页/共111页二、标准螺纹联接件第20页/共111页各种螺栓第21页/共111页第22页/共111页第23页/共111页螺钉第24页/共111页紧定螺钉的头部和末端第25页/共111页第26页/共111页第27页/共111页三、螺纹联接零件常用材料和机械性能等级1、常用材料：普通联接：低碳钢，中碳钢，如:Q215、Q235和10、15、35、45号钢变载荷或有冲击、振动的重要联接：合金钢，如:40 Cr、15MnVB、30CrMnSi螺母材料一般较相配合的螺栓的硬度低2040HBS第28页/共111页2、螺栓、螺钉、螺柱性能等级（摘自G

6、B30981982）（1988年确认）第29页/共111页3、螺母性能等级（摘自GB3098.21982）（1988年确认）第30页/共111页5-3 螺纹联接的预紧第31页/共111页预紧的作用：预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧力F的作用，以防止联接受载后被联接件之间出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松控制预紧力的目的：预紧力过大，会使联接超载预紧力不足，可能导致联接失效重要的螺栓应控制预紧力第32页/共111页拧紧螺母时的力矩和预紧力第33页/共111页第34页/共111页第35页/共111页装配时控制预紧力的方法第36页/共111页第37页/共111页5-4 螺纹联接的防松一 摩擦

7、防松1、双螺母在螺母和螺栓之间形成内力，保证摩擦力。结构简单、使用方便可靠性不高用于平稳、低速、重载第38页/共111页2、弹簧垫圈弹力保持一定压力切口尖端逆向第39页/共111页3、锁紧螺母镶嵌弹性环或尼龙圈挤入螺纹中椭圆口螺母第40页/共111页二、机械防松 1、开口销与六角开槽螺母第41页/共111页2、止动垫圈第42页/共111页止动垫圈第43页/共111页3、串联钢丝第44页/共111页三、永久防松焊接 冲点 涂胶第45页/共111页5-5 单个螺栓联接的强度计算一、松螺栓联接第46页/共111页MPamm强度条件 或许用应力MPa第47页/共111页二、紧螺栓联接1、受横向载荷的紧

8、螺栓联接（1）普通螺栓联接第48页/共111页对于常用的M10M68的普通螺栓第49页/共111页螺栓的当量应力（第四强度理论）螺栓的强度条件为：MPa第50页/共111页当所需预紧力很大时，为了减小螺栓尺寸，采用套筒、键、销来承受横向载荷第51页/共111页（2）铰制孔螺栓联接 螺栓杆的剪切强度条件为:螺栓与孔壁的挤压强度条件为：MPaMPa第52页/共111页螺栓抗剪面直径，mm式中m 螺栓抗剪面数目螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度 mm，设计时应使螺栓的许用剪切应力，MPa 螺栓或孔壁材料的许用挤压应力，MPa第53页/共111页2、受轴向工作载荷的紧螺栓联接汽缸盖的联接第54页/共111页

9、（1）受力分析(见动画)第55页/共111页螺栓的相对刚度螺栓受力被联接件受力第56页/共111页（2）静强度计算或MPamm式中 紧螺栓联接的许用拉应力第57页/共111页（3）疲劳强度计算 对于受变载荷的螺栓联接，按静强度设计尺寸后，还需进行疲劳强度校核第58页/共111页疲劳强度条件为MPaMPa式中有效应力集中系数螺纹制造工艺系数 尺寸系数安全系数螺栓材料的对称拉压疲劳极限第59页/共111页三、螺栓联接的许用应力第60页/共111页表5-5 螺栓许用剪应力及许用挤压应力第61页/共111页5-6 螺栓组联接设计一、螺栓组联接的结构设计1、联接结合面的几何形状常设计成轴对称的简单几何形

10、状第62页/共111页2、螺栓的布置应使各螺栓的受力合理第63页/共111页3、螺栓的排列应有合理的间距、边距第64页/共111页扳手空间第65页/共111页4、分布在同一圆周上的螺栓数目，应 取4，6,8等偶数，以便钻孔时在圆周上分度和画线第66页/共111页5、避免螺栓承受偏心载荷产生偏心载荷的原因第67页/共111页凸面和沉头座的应用第68页/共111页斜垫圈的应用第69页/共111页二、螺栓组联接的受力分析 1、受轴向载荷Q的螺栓组联接第70页/共111页2、受横向载荷R的螺栓组联接、（1）普通螺栓联接第71页/共111页式中：f接合面间摩擦系数 m接合面数 Kf考虑摩擦系数不稳定及靠

11、摩擦传力有时不可靠而引入的可靠性系数 一般Kf=1.11.3(2)用绞制孔螺栓联接第72页/共111页3、受旋转力矩T的螺栓组联接(1)采用普通螺栓联接时，靠预紧后在接合面上各螺栓处摩擦力对形心的力矩之和平衡外加力矩T第73页/共111页式中:r1、r2、.rz 各螺栓中心至螺栓 组形 心O的距离 Kf可靠性系数 f接合面间摩擦系数第74页/共111页（2）采用绞制孔用螺栓联接时，忽略接合面上的摩擦力，外加力矩T靠螺栓所受剪力对底板旋转中心的力矩之和来平衡第75页/共111页第76页/共111页4、受倾覆力矩M的螺栓组联接第77页/共111页第78页/共111页 受倾覆力矩的螺栓组联接除要求螺

12、栓强度足够外，还应保证接合面既不出缝隙也不被压馈接合面右端应满足：MPaMpa （5-39）第79页/共111页左端应满足：MPaMPa （5-41）由式5-39，5-41求得预紧力F，并取两者较大值,和工作拉力Fmax求得作用在螺栓上的总拉力F0后，再求出所需螺栓直径第80页/共111页5-7 提高螺栓联接强度的措施一、改善螺纹牙上载荷的分配第81页/共111页第82页/共111页均载螺母1第83页/共111页均载螺母2第84页/共111页均载螺母3第85页/共111页钢丝螺套第86页/共111页二、提高疲劳强度1 减小应力幅第87页/共111页减小螺栓刚度螺母下加弹性元件、中空螺杆、减小螺

13、杆直径第88页/共111页增大被联接件刚度去掉弹性密封垫、加密封环第89页/共111页2 减小应力集中第90页/共111页第91页/共111页第92页/共111页5-8 螺旋传动一、螺旋传动的类型和应用螺旋传动按其类型可分为：调整螺旋：如机床进给的微调螺旋 起重螺旋：如千斤顶 传动螺旋：如机床丝杠第93页/共111页第94页/共111页螺旋传动按其螺纹间摩擦性质的不同,可分为:滑动螺旋：滑动摩擦，结构简单，加工方便，应用最广。滚动螺旋：滚动摩擦 静压螺旋：液体摩擦滑动螺旋牙形：多用梯形螺纹,重载起重螺旋也有用锯齿形螺纹,对效率要求高时可用矩形螺纹第95页/共111页螺旋受力：滑动螺旋工作时，螺

14、杆承受轴向载荷和转矩；螺杆和螺母的螺纹牙承受挤压、弯曲和剪切滑动螺旋的失效形式有：螺纹磨损、螺杆断裂、螺纹牙根剪断和弯断，受压螺杆很长时还可能失稳二、滑动螺旋的失效形式和材料第96页/共111页螺杆的材料：要求有足够的强度，常用35、45号钢;需经热处理以达到高硬度的重要螺杆，则常用合金钢，如65Mn、40Cr、T12、20CrMnTi等螺母材料：除要有足够的强度外，还要求在与螺杆配合时摩擦系数小和耐磨常用材料有铸造青铜，如ZCuSn10Pb1,ZCuSn5Pb5Zn5第97页/共111页螺母材料选用：重载低速使用强度较高的铸造青铜ZCuAl10Fe3或铸造黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3

15、 低速不重要的螺旋传动也可用耐磨铸铁或灰铸铁三、滑动螺旋的设计计算1、耐磨性计算 耐磨性计算主要是限制螺纹工作表面的压强，以防止过度磨损第98页/共111页假想螺纹牙可以展成一长条，设螺旋的轴向载荷为F，螺母旋合高度为H、螺距为p，螺纹旋合圈数为Z=H/p、螺纹工作高度为h、承压面积为A，螺纹工作面上的压强为 ps。则螺纹的耐磨性条件为：MPa若按耐磨性条件设计螺纹中径d2时，可引用系数以消去H第99页/共111页mm对于矩形和梯形螺纹，h=0.5p,则对于锯齿形螺纹，h=0.75p,则第100页/共111页系数的值：可根据螺母结构选定整体式螺母，磨损后间隙不能调整，取=1.22.5;剖分式螺

16、母:=2.53.5;对于传动精度较高时,允许=4由于旋合各圈受力不均,应使Z10计算出d2后,应选为标准值,螺纹的其它参数根据d2 按标准选取第101页/共111页2、螺杆强度计算螺杆危险截面的强度条件为（第四强度理论）:起重螺旋:锯齿和矩形螺纹 梯形螺纹第102页/共111页式中:d1-螺杆螺纹小径,mm -螺杆材料许用应力 F-螺杆所受轴向力,N T-螺杆所受转矩,N.mm第103页/共111页螺纹牙根部的剪切强度计算:MPa螺纹牙根部的弯曲强度校核计算式为:3、螺纹牙强度计算第104页/共111页式中:d-螺母螺纹大径，mm h -螺纹牙的工作高度，mm b -螺纹牙根部厚度，mm b、

17、-螺母材料的许用剪切应力 和许用弯曲应力，MPa4、螺纹副自锁条件校核第105页/共111页5、螺杆的稳定性计算受压螺杆的稳定性条件式为:Fc-螺杆稳定的临界载荷Fc与螺杆材料及长径比(柔度)有关当 85 时 对于淬火钢螺杆:当 90 时当 90 时对于40的螺杆不用校核第107页/共111页式中:l-螺杆的最大工作长度 -螺杆长度系数 I-螺杆危险截面的轴惯性矩 i-螺杆危险截面的惯性半径 E-螺杆材料的弹性模量第108页/共111页滚动螺旋传动特点：滚动摩擦、效率高克服爬行现象原理：外循环：径向尺寸大内循环：本圈内循环第109页/共111页静压螺旋传动优点：效率高、启动力矩小、减振、承载大、刚度大、传动精度高缺点：结构复杂、加工困难、安装困难第110页/共111页感谢您的观看！第111页/共111页