《机械设计》课件第五章螺纹连接和螺旋传动.pptx

螺纹01螺纹联接的类型和标准联接件02螺纹联接的预紧和防松03螺纹联接的强度计算04螺栓组联接的设计05提高螺纹联接强度的措施06螺旋传动07键联接和花键联接08其它联接09联接

联接的目的便于机器的制造、安装、运输、维修以及提高劳动生产率。学习目标熟悉机器联接中常用的各种联接件的结构、类型、性能和应用场合，掌握设计理论和选用方法。

联接的分类动联接：静联接：机器工作时，零部件之间可以有相对运动。例如：机械原理中，各种运动副之间的联接。在机器工作中，不允许零部件之间存在相对运动的联接。静联接可拆联接：不需毁坏联接中的任何一个零件就可拆开的联接。例如：螺纹联接、键联接。不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开的联接。例如：铆接、焊接等。过盈联接

螺纹的类型和应用1螺纹有外螺纹和内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。2按其作用分为：3联接螺纹：如普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹；4传动螺纹：梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。5按使用单位制分为：6英制螺纹：如管螺纹（螺距以每英寸牙数表示）；7米制：其余均为米制。8除矩形螺纹外，其余螺纹均已标准化。标准螺纹的基本尺寸，可查阅有关标准。9常用螺纹的类型、特点和应用101螺纹

螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数（1）大径d（公称直径）（2）小径d1（3）中径d2（4）线数n单线螺纹多线螺纹（5）牙型角α（6）接触高度h注：常用的联接螺纹要求自锁性，故多采用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故采用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般线数n≤4。

（7）螺距P（8）导程S单线螺纹S=P；多线螺纹S=nP。（9）螺纹升角Ψ（10）螺纹旋向左旋螺纹，右旋螺纹（常用）旋向判定：顺着轴线方向看，可见侧左边高则为左旋，右边高则为右旋。

01螺栓联接：普通螺栓联接02铰制孔用螺栓联接03双头螺栓联接04螺钉联接05紧定螺钉联接06其它：地脚螺栓联接、吊环螺栓联接、T型槽螺栓联接2.1螺纹联接的基本类型2螺纹联接的类型和标准联接件

特点：工作时受拉，无需在被联件上加工螺纹孔，装拆方便，用于两被联件均不太厚的场合。普通螺栓联接螺纹紧固件大都为标准件，常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母和垫圈等。

铰制孔用螺栓联接特点：工作时受剪，除起联接作用外，还起定位作用。

双头螺柱联接特点：用于有一联接件较厚，并经常装拆的场合，拆卸时只需拧下螺母即可。

螺钉联接螺钉拧入深度H钢或青铜H≈d铸铁H=(1.25∽1.5)d铝合金H=(1.5∽2.5)d特点：用于有一联接件较厚，且不需经常装拆的场合。

紧定螺钉联接特点：螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。

地脚螺栓联接吊环螺栓联接

T形槽螺栓联接

2.2标准螺纹联接件2.3螺纹紧固件的性能等级和材料螺纹联接件的常用材料低碳钢Q215、10号钢：一般联接中碳钢Q235、35、45号钢：一般联接低合金钢、合金钢如15Cr、40Cr30CrMnSi等：承受振动、冲击、变载的重要联接垫片材料：普通垫片：Q215、15、35号钢；弹簧垫片：65Mn。（需热处理）螺栓的性能等级螺母的性能等级注：先选用性能等级，再选用推荐材料，一般采用4.6、4.8、5.6、5.8等几个级别。

3.1螺纹联接的预紧预紧的目的受载之前—拧紧螺母—预紧力F’防止联接松动提高联接的紧密性提高联接件强度3螺纹联接的预紧和防松

防止联接松动

提高联接的紧密性

控制预紧力的方法原因：T↑→F↑→拉断、滑扣T↓→不能满足工作要求方法：控制应力或应变控制拧紧力矩控制拧紧力臂测量螺栓伸长量

控制应力或应变

控制拧紧力矩

控制拧紧力臂

采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，准确性较差，也不适用与大型的螺栓联接。为此，可以采用测量螺栓伸长量的方法来控制预紧力。

拧紧力矩与预紧力的关系以螺母分析：T=T1+T2T1螺母支承面间的摩擦阻力矩T2螺纹副间的摩擦力矩

F′——预紧力；d2——螺纹中径；ψ——螺纹升角；ρv——当量摩擦角；μc——螺母与被联接件承压面间的摩擦系数；D1，d0——分别为承压面的外径和内径。

拧紧力矩与预紧力的关系215d2≈0.9d;y=1o42’=3o2’ρv注：不控制预紧力时，不宜采取M12以下的螺栓。4代入整理：3μc≈0.15;D1≈1.5d;d0≈1.1d

3.2螺纹联接的防松1、螺纹联接按自锁条件设计ψ≤ρv。∴静载下不