机械设计基础PPT课件第章联接ppt课件

长沙交通学院专用一、螺纹的形成§10－1螺纹参数d2螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。螺纹----一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。螺纹长沙交通学院专用按螺纹的牙型分螺纹的分类按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按母体形状分矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹长沙交通学院专用螺纹的牙型矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹15º30º3º30º长沙交通学院专用按螺纹的牙型分螺纹的分类按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按母体形状分矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹左旋螺纹长沙交通学院专用按螺纹的牙型分螺纹的分类按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按母体形状分矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹左旋螺纹单线螺纹多线螺纹一般:n≤4双线螺纹单线螺纹PSS=2PPSPS=Pn线螺纹:S=nP长沙交通学院专用按螺纹的牙型分螺纹的分类按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按母体形状分矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹左旋螺纹单线螺纹多线螺纹外螺纹内螺纹螺纹副长沙交通学院专用长沙交通学院专用按螺纹的牙型分螺纹的分类按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按母体形状分矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹左旋螺纹单线螺纹多线螺纹外螺纹内螺纹联接螺纹传动螺纹螺旋传动长沙交通学院专用联接螺纹传动螺纹长沙交通学院专用按螺纹的牙型分螺纹的分类按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按母体形状分矩形螺纹三角形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹左旋螺纹单线螺纹多线螺纹外螺纹内螺纹联接螺纹传动螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹长沙交通学院专用圆柱螺纹圆锥螺纹管螺纹长沙交通学院专用(3)中径d2也是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。βd1d2d(1)大径d与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。(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。(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(6)螺纹升角ψ中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角(7)牙型角α轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。tgψ=πd2nP牙侧角βαβψπd2SψS=nP同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P二、螺纹的主要几何参数SPP/2P/2长沙交通学院专用FnFRv一、矩形螺纹β=0º§10－2螺旋副的受力分析、效率和自锁展开中径d2圆柱面得一斜面.Fπd2S螺旋副在轴向载荷Fa作用下相对运动，可看作在中径的水平力F推动滑块(重物)沿螺纹运动F----水平推力Fn----法向反力Fa----轴向载荷F’=fFn----摩擦力f----摩擦系数ρ----摩擦角d2FFaFF’ρFa螺纹的拧松----螺母在F和Fa的联合作用下，顺着Fa等速向下运动。螺纹的拧紧----螺母在F和Fa的联合作用下，逆着Fa等速向上运动。FR----总反力v长沙交通学院专用FnFRvFπd2S滑块在F、FR、Fa三力作用下处于平衡状态d2FFaFF’ρψψFa作力多边形得：F=Fatg(ψ+ρ)驱动力矩：FaFFRψ+ρ)(22tgFda22dFT列出力平衡方程：FR+Fa+F=0∠FRFa=ψ+ρFR=(1+f)Fnψ+ρFa---为阻力，F为驱动力，摩擦力F’沿斜面朝下。当螺纹拧紧(滑块上升)时：FR=Fn+F’长沙交通学院专用ψ-ρψFFaFa---为驱动力，F成为阻力，摩擦力F’沿斜面朝上。ψρFRvFRFa当螺纹拧松(滑块下滑)时：∠FRFa=ψ-ρ滑块在F、FR、Fa三力作用下处于平衡状态作力多边形可得：F=Fatg(ψ-ρ)驱动力矩：22dFT)(22tgFdad2FFaFFnF’ψ-ρ列出力平衡方程：FR+Fa+F=0F长沙交通学院专用)(22tgFdTa若ψρ，则T为正值，其方向与螺母运动方向相反，是阻力；若ψ≤ρ，则T为负值，方向相反，其方向与预先假定的方向相反，而与螺母运动方向相同，成为放松螺母所需外加的驱动力矩。提问：当ψ≤ρ时，若没有力矩T，螺母在Fa的作用下会运动吗？不会！--这种现象称为自锁。Td2FaFFd2FaFFT长沙交通学院专用螺母α螺杆轴线轴线螺杆螺母FnFa二、非矩形螺纹β≠0º矩形螺纹忽略升角的影响时有：Fn=Fa当β≠0º时，摩擦力为：nFfF'aFfcosaFf''cos'tgff摩擦系数为f的非矩形螺纹所产生的摩擦力与摩擦系数为f’，的矩形螺纹所产生的摩擦力相当。称ρ’为当量摩擦角FaββFnFa故称f’为当量摩擦系数。长沙交通学院专用引入参数f’和ρ’就可象矩形螺纹那样对非矩形螺纹进行力的分析。滑块上升：)'(2:)'(:2tgFdTtgFFaa驱动力矩水平推力滑块下降：)'(2)'(2tgFdTtgFFaa非矩形螺旋的自锁条件：ψ≤ρ’对于联接螺纹必须满足自锁条件长沙交通学院专用0˚10˚20˚30˚40˚50˚20406080100效率η%定义螺旋副的效率为有效功与输入功之比：TSFa22')(dStgFFaa当ρ’一定时，效率只是螺纹升角的函数，由此可以绘出效率曲线.当ρ’一定时，在ψ=45˚-ρ’/2处效率曲线有极大值。对于传动螺旋，一般取：对于联接螺纹，必须取：升角过大,制造困难，且效率增高也不明显。ψ≤ρ’=5.7˚ρ’ψ螺旋转动一圈时，有效功为FaS,输入功为2πT。f’=tgρ’=0.1≤25˚)('tgtg长沙交通学院专用§10－3机械制造常用螺纹三角形螺纹普通螺纹α=60˚管螺纹α=55˚普通螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。60˚Pd粗牙dP细牙dP细牙粗牙螺纹应用最广细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高，缺点：不耐磨易滑扣。应用：薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。长沙交通学院专用用螺纹密封的管螺纹普通细牙螺纹管螺纹非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α=55˚）用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α=55˚）60˚圆锥管螺纹公称直径----管子的公称通径。强调与普通螺纹不同55˚55˚非螺纹密封的管螺纹dd2d1Pdd2d1Pφ2φ长沙交通学院专用梯形螺纹：梯形锯齿形30º3º30º为了减少摩擦和提高效率，这两种螺纹的牙侧角β比三角形螺纹的要小得多。用于剖分螺母时，梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙，应用较广。锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高，但只适合单向传动。锯齿形螺纹:常用于传动。β=15ºβ=3º粗牙普通螺纹的基本尺寸见P135表10-1后面有图螺纹的基本尺寸：细牙普通螺纹的基本尺寸见P136表10-2梯形螺纹的基本尺寸见P136表10-3长沙交通学院专用表10-1直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸mm30.52.6752.459公称直径（大径）粗牙细牙Dd螺距P中径D2d2小径D2d2螺距P40.73.5453.24250.83.5454.1340.350.5615.3504.91881.257.1886.647101.59.0268.3761.25,10.75121.7510.86310.1061.5,1.250.5(14)212.70111.8351.5,116214.70113.835(18)2.516.37615.294202.518.37617.294(20)2.520.37619.29424322.05220.752(27)325.05223.752303.527.72726.2112,1.5,1注：括号内的公称直径为第二系列H=0.866Pd2=d-0.6495Pd1=d-1.0825PD1、d1----内、外螺纹小径D2、d2----内、外螺纹中径D、d----内、外螺纹大径P----螺距标记示例：M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3)M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5)PP/8P/8P/8H/4DdD2d2D1d1P/2P/430˚60˚90˚长沙交通学院专用表10-2细牙普通螺纹基本尺寸mm螺距P中径D2、d2小径D1、d10.35d-1+0.773d-1+0.6210.5d-1+0.675d-1+0.4590.75d-1+0.513d-1+0.1881d-1+0.35d-2+0.9181.25d-1+0.188d-2+0.6471.5d-1+0.026d-2+0.3762d-2+0.701d-3+0.8353d-2+0.052d-4+0.752长沙交通学院专用表10-3梯形螺纹基本尺寸mm标记示例：Tr48X8(梯形螺纹，直径48，螺距8)Ph3=H4ac第1系列第2系列D2d2D1螺距螺纹牙高牙顶间隙公称直径d中径内螺纹小径126.50.590、10085、95d-6d-12105.50.540、70、8038、42、65d-5d-1086.50.548、5246、50d-4d-842.250.2516、2018d-2d-452.750.2524、2822、26d-2.5d-562.250.532、3630、34d-3d-6内螺纹外螺纹dPR1R2D1D4H1D2d2d3acac30˚H4R2长沙交通学院专用§10－4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件一、螺纹联接的基本类型螺栓联接基本类型eaal1l1可承受横向载荷。螺纹余留长度l1铰制孔螺栓静载荷l1=(0.3~0.5)d;变载荷l1=0.75d;冲击载荷或弯曲载荷l1≥d;铰制孔用螺栓l1≈0;螺纹伸出长度a=(0.2~0.3)d;螺栓轴线到边缘的距离e=d+(3~6)mm用于经常拆装易磨损之处。dd长沙交通学院专用一、螺纹联接的基本类型螺栓联接基本类型螺钉联接座端拧入深度H，当螺孔材料为：aee双头螺柱联接联接件厚，允许拆装。§10－4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件钢或青铜H=d;铸铁H=(1.25~1.5)d铝合金H=(1.5~2.5)d螺纹孔深度H1=H+(2~2.5)P;钻孔深度H2=H1+(0.5~1)d;参数l1、e、a与螺栓相同l1l1HHH1H1H2H2结构简单，省了螺母，不宜经常拆装，以免损坏螺孔而修复困难。d长沙交通学院专用一、螺纹联接的基本类型螺栓联接基本类型螺钉联接双头螺柱联接紧定螺钉联接§10－4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件长沙交通学院专用二、螺纹紧固件螺栓螺纹紧固件LL0d六角头LdL0小六角头螺栓的结构形式长沙交通学院专用双头螺柱dL0L1LL1-----座端长度L0-----螺母端长度二、螺纹紧固件螺栓螺纹紧固件长沙交通学院专用螺钉、紧定螺钉双头螺柱二、螺纹紧固件螺栓螺纹紧固件末端结构头部结构长沙交通学院专用螺母六角螺母六角扁螺母六角厚螺母圆螺母螺钉、紧定螺钉双头螺柱二、螺纹紧固件螺栓螺纹紧固件用于经常拆装易磨损之处。用于尺寸受限制之处。国标罗列有六十余种不同结构的螺母长沙交通学院专用其它螺母：长沙交通学院专用其它螺母：长沙交通学院专用垫圈平垫圈薄平垫圈A型平垫圈B型平垫圈螺母螺钉、紧定螺钉双头螺柱二、螺纹紧固件螺栓螺纹紧固件斜垫圈弹簧垫圈圆螺母用止动垫圈作用：增加支撑面积以减小压强，避免拧紧螺母擦伤表面、防松。长沙交通学院专用facarFftgdFTTT)(2'221)(2'221tgdFTTTa一、拧紧力矩一般螺纹联接在装配时都必须拧紧，这时螺纹联接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹联接，应控制其预紧力，因为的大小对螺纹联接的可靠性，强度和密封均有很大影响。21TTTT1—克服螺纹副相对转动的阻力矩；T2—克服螺母支撑面上的摩擦阻力矩；设轴向力为Fa或预紧力（不受轴向载荷）fc—摩擦系