1、張朝輝螺紋聯(lián)接1/32張朝輝螺紋聯(lián)接2/32張朝輝螺紋聯(lián)接3/32 緊螺栓聯(lián)接受預(yù)緊力F0=900N，工作載荷F=600N。采用等剛度聯(lián)接，請給出螺栓的最大載荷F2及殘余載荷F1。張朝輝螺紋聯(lián)接4/32張朝輝螺紋聯(lián)接5/33八、螺旋傳動（八、螺旋傳動（helical drive）螺旋上料機(jī)車床虎鉗張朝輝螺紋聯(lián)接6/33八、螺旋傳動（八、螺旋傳動（helical drive）1、分類、分類 按用途分按用途分傳力螺旋傳力螺旋（screw of transmission power）傳導(dǎo)螺旋傳導(dǎo)螺旋（screw of transmission motion）傳遞動力為傳遞動力為主主間歇工作間歇工作速

2、度不高速度不高需要自鎖需要自鎖調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋（adjusting screw）傳遞運(yùn)動為主傳遞運(yùn)動為主連續(xù)工作連續(xù)工作速度較高速度較高傳動精度和效率要高傳動精度和效率要高調(diào)整、固定零件位置調(diào)整、固定零件位置不經(jīng)常轉(zhuǎn)動不經(jīng)常轉(zhuǎn)動張朝輝螺紋聯(lián)接7/33張朝輝螺紋聯(lián)接8/32張朝輝螺紋聯(lián)接9/32張朝輝螺紋聯(lián)接10/33 按摩擦性質(zhì)分按摩擦性質(zhì)分滑動螺旋（滑動螺旋（sliding screw）滾動螺旋（滾動螺旋（rolling screw）結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單易于自鎖易于自鎖摩擦阻力大摩擦阻力大傳動效率低傳動效率低傳動精度低傳動精度低靜壓螺旋（靜壓螺旋（pressure screw）結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜摩

3、擦阻力小摩擦阻力小傳動效率高傳動效率高結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜摩擦阻力小摩擦阻力小傳動效率高傳動效率高需供油系統(tǒng)需供油系統(tǒng)張朝輝螺紋聯(lián)接11/332、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)運(yùn)動轉(zhuǎn)變方式有：運(yùn)動轉(zhuǎn)變方式有：螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動機(jī)床進(jìn)機(jī)床進(jìn)給絲桿給絲桿起重起重螺旋螺旋螺母轉(zhuǎn)動，螺桿移動螺母轉(zhuǎn)動，螺桿移動螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動及移動螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動及移動螺桿固定，螺桿固定，螺母轉(zhuǎn)動及螺母轉(zhuǎn)動及移動移動張朝輝螺紋聯(lián)接12/33螺母結(jié)構(gòu)螺母結(jié)構(gòu)整體螺母整體螺母結(jié)構(gòu)簡單，但由磨損產(chǎn)生的軸向間結(jié)構(gòu)簡單，但由磨損產(chǎn)生的軸向間隙不能補(bǔ)償，只是用于精度要求較低的螺旋。隙不能補(bǔ)償

4、，只是用于精度要求較低的螺旋。組合螺母組合螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可以定期地調(diào)整，以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可以定期地調(diào)整，以消除軸向間隙，避免反向轉(zhuǎn)動時的空行程。消除軸向間隙，避免反向轉(zhuǎn)動時的空行程。剖分式螺母剖分式螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可以補(bǔ)償旋合螺紋的但可以補(bǔ)償旋合螺紋的磨損。磨損?；瑒勇菪穆菁y類型有滑動螺旋的螺紋類型有矩形、梯形和鋸齒形。矩形、梯形和鋸齒形。張朝輝螺紋聯(lián)接13/33 材料材料a、螺桿、螺桿低速輕載：不經(jīng)熱處理的低速輕載：不經(jīng)熱處理的Q235、Q275、45；較高速重載：熱處理的較高速重載：熱處理的40Cr、65Mn、20CrMnTi；精密傳導(dǎo)：熱處理的精密傳導(dǎo)：熱處理的9Mn2V、C

5、rWMn、38CrMoAl。b、螺母、螺母一般傳動：一般傳動：ZQSn10l、ZQSn663重載低速：重載低速：ZQAl94、ZHAl66632重載調(diào)整：重載調(diào)整：35、球墨鑄鐵、球墨鑄鐵低速輕載：耐磨鑄鐵低速輕載：耐磨鑄鐵大尺寸：鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)孔澆鑄青銅大尺寸：鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)孔澆鑄青銅高速：鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)孔澆鑄巴氏合金。高速：鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)孔澆鑄巴氏合金。張朝輝螺紋聯(lián)接14/333、螺旋傳動的設(shè)計計算、螺旋傳動的設(shè)計計算 失效形式及校核內(nèi)容失效形式及校核內(nèi)容主要失效形式：磨損主要失效形式：磨損校核：校核：受力較大的傳力螺旋：校核螺桿危險剖面及螺紋受力較大的傳力螺旋：校核螺桿危

6、險剖面及螺紋牙的強(qiáng)度；牙的強(qiáng)度；精密的傳導(dǎo)螺旋：校核螺桿的剛度；精密的傳導(dǎo)螺旋：校核螺桿的剛度；長徑比很大的螺桿：校核其穩(wěn)定性；長徑比很大的螺桿：校核其穩(wěn)定性；高速長螺桿：校核其臨界轉(zhuǎn)速；高速長螺桿：校核其臨界轉(zhuǎn)速；要求自鎖的螺桿：校核其自鎖性。要求自鎖的螺桿：校核其自鎖性。張朝輝螺紋聯(lián)接15/33 耐磨性計算耐磨性計算工作面上的壓力工作面上的壓力p：A螺紋承壓面積（螺紋承壓面積（ mm2）；）；22phHdFPhudFAFpd2螺紋中徑（螺紋中徑（mm）；）；h螺紋工作高度（螺紋工作高度（mm）；）；u螺紋工作圈數(shù)，螺紋工作圈數(shù)，uHPH螺母高度（螺母高度（ mm ）P螺距（螺距（ mm ）

7、；）；F軸向力（軸向力（N）；）；張朝輝螺紋聯(lián)接16/33令令 Hd2，則，則 Hd2，代入整理后得，代入整理后得矩形和梯形螺紋，矩形和梯形螺紋，h0.5P，則，則 2phFPd30的鋸齒形螺紋，的鋸齒形螺紋，h0.75P，則，則 8 . 02pFd：整體螺母：整體螺母：1.22.5； 剖分螺母，兼作支承螺母：剖分螺母，兼作支承螺母：2.53.5； 傳動精度高、載荷大、壽命長：傳動精度高、載荷大、壽命長：4。螺紋工作圈數(shù)不宜超過螺紋工作圈數(shù)不宜超過10圈。圈。65. 02pFd張朝輝螺紋聯(lián)接17/33 自鎖條件自鎖條件 螺桿的強(qiáng)度計算螺桿的強(qiáng)度計算vvffarctancosarctan式中：式

8、中：)( 3)(32222TcaWTAFF軸向壓力（軸向壓力（N）；）；A危險剖面面積（危險剖面面積（mm2）；）；WT抗扭截面模量（抗扭截面模量（mm3）；）；T扭矩（扭矩（Nmm）；）；螺桿材料的許用應(yīng)力（螺桿材料的許用應(yīng)力（MPa）。）。張朝輝螺紋聯(lián)接18/33F/uDD2aa張朝輝螺紋聯(lián)接19/33 螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算螺母螺紋牙的強(qiáng)度計算剪切強(qiáng)度：剪切強(qiáng)度：彎曲強(qiáng)度：彎曲強(qiáng)度：DbuFAF剪式中：式中：b牙根部的厚度牙根部的厚度(mm)，62bbuDbFlWM矩形螺紋矩形螺紋b0.5P，梯形螺紋梯形螺紋b0.65P，鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋b0.75P；l彎曲力臂彎曲力臂(mm) ，22

9、DDl張朝輝螺紋聯(lián)接20/33 螺母外徑與凸緣強(qiáng)度計算螺母外徑與凸緣強(qiáng)度計算a、bb剖面拉伸應(yīng)力剖面拉伸應(yīng)力b、凸緣與底座接觸表面擠壓強(qiáng)度、凸緣與底座接觸表面擠壓強(qiáng)度)(1.3)F2 . 1 (4223DD考慮摩擦力考慮摩擦力 螺母許用拉伸應(yīng)力螺母許用拉伸應(yīng)力(MPa)，0.83bc、凸緣根部的彎曲強(qiáng)度、凸緣根部的彎曲強(qiáng)度)(42324ppDDF許用擠壓應(yīng)力許用擠壓應(yīng)力(MPa)，p(1.51.7)b)(5 . 164)(23342334bbaDDDFaDDDFWM張朝輝螺紋聯(lián)接21/33 螺桿的穩(wěn)定性驗算螺桿的穩(wěn)定性驗算穩(wěn)定條件：穩(wěn)定條件：SSCFcrFSS SSC穩(wěn)定性計算安全系數(shù)穩(wěn)定性計

10、算安全系數(shù) SS 穩(wěn)定性安全系數(shù)穩(wěn)定性安全系數(shù)Fcr螺桿臨界壓力螺桿臨界壓力 按按Sli選用不同的公式：選用不同的公式：傳力：傳力：SS3.55.0傳導(dǎo)：傳導(dǎo)：SS2.54.0精密或水平：精密或水平：SS4s10022)( lEIFcr拉壓彈性模數(shù)拉壓彈性模數(shù)E2.06105 (MPa)螺桿危險剖面的慣性矩螺桿危險剖面的慣性矩(mm 4)張朝輝螺紋聯(lián)接22/33s100，且，且B480 MPa的優(yōu)質(zhì)碳鋼的優(yōu)質(zhì)碳鋼s100，且，且B380 Mpa的普通碳鋼的普通碳鋼4)12. 1304(21dFscrs40時，不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。時，不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。4)57. 2461(21dFscr張朝輝

11、螺紋聯(lián)接23/33在在Sli公式中：公式中： 螺桿長度系數(shù)，查表；螺桿長度系數(shù)，查表； l 螺桿工作長度螺桿工作長度(mm) ，446441214121ddddIii螺桿危險剖面的慣性半徑螺桿危險剖面的慣性半徑(mm)兩端支承，取支點(diǎn)間的距離，兩端支承，取支點(diǎn)間的距離，一端螺母支承，支點(diǎn)取螺母中點(diǎn)；一端螺母支承，支點(diǎn)取螺母中點(diǎn)；張朝輝螺紋聯(lián)接24/33Ssc穩(wěn)定條件：穩(wěn)定條件：SSCFcrFSS不滿足此條不滿足此條件件怎么辦？怎么辦？Fcr增大螺桿小徑增大螺桿小徑d1張朝輝螺紋聯(lián)接25/33九、螺紋的公差配合與檢測九、螺紋的公差配合與檢測1、螺紋的公差原則、螺紋的公差原則 影響螺紋互換性的主要

12、因素是螺距誤差、牙型半角誤差和中徑偏差。螺距誤差體現(xiàn)為多個螺距的螺距累計誤差。 對聯(lián)接螺紋，主要保證可旋合性和一定的聯(lián)接強(qiáng)度，應(yīng)采用包容原則來處理，即標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定中徑公差，而螺距誤差和半角誤差都由中徑公差來綜合控制。 螺紋的大徑和小徑，主要是旋合時不發(fā)生干涉，標(biāo)準(zhǔn)對外螺紋大徑和內(nèi)螺紋小徑規(guī)定了較大的公差值，對外螺紋小徑和內(nèi)螺紋大徑?jīng)]有規(guī)定公差值，只規(guī)定了保證旋合時不會發(fā)生干涉。張朝輝螺紋聯(lián)接26/33本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 第一部分：螺栓聯(lián)接設(shè)計，包括螺栓聯(lián)接的預(yù)第一部分：螺栓聯(lián)接設(shè)計，包括螺栓聯(lián)接的預(yù)緊、強(qiáng)度計算、螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計、受力分析及緊、強(qiáng)度計算、螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計、受力分析及提高聯(lián)接強(qiáng)

13、度的措施提高聯(lián)接強(qiáng)度的措施 第二部分：滑動螺栓螺旋傳動的設(shè)計計算方法第二部分：滑動螺栓螺旋傳動的設(shè)計計算方法張朝輝螺紋聯(lián)接27/33本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 各類不同外載荷情況下，螺栓組中各螺栓的受各類不同外載荷情況下，螺栓組中各螺栓的受力分析力分析 螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算，尤其是承受軸向拉伸載螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算，尤其是承受軸向拉伸載荷的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算荷的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計算張朝輝螺紋聯(lián)接28/33螺紋聯(lián)接和螺旋傳動螺紋類型和應(yīng)用聯(lián)接螺紋：普通螺紋、非螺紋密封的管螺 紋、用螺紋密封的管螺紋、米 制錐螺紋傳動螺紋：矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形 螺紋主要參數(shù)大徑d、小徑d1、中徑d2、線數(shù)n、螺距P、導(dǎo)程

14、S、螺紋升角、牙型角、接觸高度h螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件重點(diǎn)知識結(jié)構(gòu)圖重點(diǎn)知識結(jié)構(gòu)圖張朝輝螺紋聯(lián)接29/33螺紋聯(lián)接和螺旋傳動螺紋螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的基本類型標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件螺栓聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接螺釘聯(lián)接普通螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接螺栓雙頭螺柱螺釘緊定螺釘螺母墊圈A、B、C三個精度等級螺紋聯(lián)接的預(yù)緊目的：增強(qiáng)聯(lián)接的可靠性，防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移控制預(yù)緊力的方法：使用測力矩扳手、定力矩扳手，測量螺栓受力后的伸長量張朝輝螺紋聯(lián)接30/33螺紋聯(lián)接和螺旋傳動螺紋螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的預(yù)緊螺紋聯(lián)接的防松實(shí)質(zhì)：防止螺旋副在受載時發(fā)生相對轉(zhuǎn)動方法：摩擦防松：

15、對頂螺母、彈簧墊圈、自鎖螺母等機(jī)械防松：開口銷與開槽螺母、止動墊圈、串聯(lián)鋼絲等破壞螺紋副關(guān)系：沖點(diǎn)、焊鉚和膠接等張朝輝螺紋聯(lián)接31/33螺紋聯(lián)接和螺旋傳動螺紋聯(lián)接的設(shè)計及計算螺的栓結(jié)組構(gòu)聯(lián)設(shè)接計螺栓組聯(lián)接的受力分析螺栓組聯(lián)接的受力分析螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算結(jié)合面的受力均勻，便于加工和裝配栓的數(shù)目和布置形式，使各螺栓和聯(lián)接合理地確定聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀、螺求出螺栓組中受力最大的螺栓及其所受的力傾覆力矩M受橫向載荷轉(zhuǎn)矩T 鉸制孔用螺栓組橫向載荷轉(zhuǎn)矩T 軸向載荷F 普通螺栓組0SK FFFfzi01SziiK TFfrziiPPPLMLFWMAzFWMAzF12maxmax0min0m

16、ax0zFFzFFFziirTrF12maxmaxFCCCFFdFmbbca0221043 . 1210min21minmin121242)2)()(243 . 1dFdFCCCSKKSdFmbbaatccaca200min 4PPFdFd L張朝輝螺紋聯(lián)接32/33螺紋聯(lián)接和螺旋傳動螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，螺栓、螺柱、螺釘?shù)男阅艿燃壏譃槭?，?.6至12.9，小數(shù)點(diǎn)前面的數(shù)字代表材料的抗拉強(qiáng)度極限的1/100，小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)字代表材料的屈服極限與抗拉強(qiáng)度比值的10倍。螺母的性能等級分為七級，從4到12，數(shù)字粗略表示螺母保證能承受的最小應(yīng)力的1/100提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施降

17、低螺栓的應(yīng)力幅、改善螺紋牙載荷分布不均的現(xiàn)象、減輕應(yīng)力集中、減小附加彎曲應(yīng)力、采用合理制造工藝等螺旋傳動類型：按其用途分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋 和調(diào)整螺旋三類結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計計算耐磨性計算、螺桿的強(qiáng)度計算、螺母螺紋的強(qiáng)度計算、螺母外徑與凸緣的強(qiáng)度計算、螺桿的穩(wěn)定性計算張朝輝螺紋聯(lián)接33/33例5.1 下圖所示為一鋼板用四個普通螺栓與立柱連接。鋼板懸壁端作用一載荷P=20000N，接合面摩擦系數(shù)f=0.16，防滑系數(shù)Ks = 1.2。螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力=120MPa，試計算該螺栓組螺栓的小徑d1。張朝輝螺紋聯(lián)接34/33解：（1）螺栓組受力分析。將載荷P向螺栓組聯(lián)接的接合面形心點(diǎn)O簡化，則得橫向

18、載荷P=20 000N旋轉(zhuǎn)力矩T=Pl=20 000300=6000 000Nmm計算受力最大螺栓的橫向載荷FS。在橫向載荷P作用下，各螺栓受的橫向載荷FSP大小相等，方向同P，即NPFFFFSPSPSPSP500042000044321在旋轉(zhuǎn)力矩T作用下，因為各螺栓中心至形心點(diǎn)O距離相等，各螺栓受的橫向載荷FST大小亦相等，方向各垂直于螺栓中心與形心點(diǎn)O的連心線。螺栓中心至形心點(diǎn)O距離r為mmr1 .106757522張朝輝螺紋聯(lián)接35/33故NrTFFFFSTSTSTST6 .141371 .1064600000044321各螺栓所受的橫向載荷FSP和FST的方向如圖5.6所示。由圖中可以看出螺栓1和2所受兩力夾角最?。?45），故螺栓1和2受力最大，所受總的載荷為NFFFFFFFSTSPSTSPSSS3 .1802345cos6 .141375000cos22211212121max張朝輝螺紋聯(lián)接36/33（2）計算螺栓所需預(yù)緊力F0。由一個螺栓所受的橫向力與接合 面間的摩擦力相平衡的條件可得max0SSFK