1、第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動第5章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接的基本知識螺紋連接的預緊與防松單個螺栓連接的強度計算 螺栓組聯接的設計與受力分析 螺紋連接件的材料和許用應力 提高螺栓聯接強度的措施 滑動螺旋傳動簡介 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動一、螺紋的類型和應用 1 1、按螺紋的位置，螺紋分為內螺紋和外螺紋，二者、按螺紋的位置，螺紋分為內螺紋和外螺紋，二者共同組成螺紋副用于聯接和傳動。共同組成螺紋副用于聯接和傳動。（一）螺紋的類型第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動螺紋旋向判斷螺紋旋向判斷 旋向旋向(螺旋線方向螺旋線方向)：常用右旋，常用右旋

2、， 特殊要求時用左旋特殊要求時用左旋 旋向判斷旋向判斷: (1)軸線垂直放，右邊高軸線垂直放，右邊高右旋右旋 左左邊高邊高左旋左旋 (2)右手右手旋，前進旋，前進右旋右旋 左左手手旋，前進旋，前進左旋左旋 2 2、按螺旋線繞行方向，螺紋可分為左旋螺紋和右旋螺紋、按螺旋線繞行方向，螺紋可分為左旋螺紋和右旋螺紋第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 3 3、按螺旋線的數目，螺紋可分為單線螺紋（、按螺旋線的數目，螺紋可分為單線螺紋（n=1=1）、）、雙線雙線螺紋（螺紋（n=2=2）和多線螺紋（和多線螺紋（n22）第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 4 4、按牙型，螺紋可分為、

3、按牙型，螺紋可分為三角形螺紋矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋主要用于聯接主要用于傳動第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋三角形螺紋三角形螺紋矩形螺紋矩形螺紋梯形螺紋梯形螺紋第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 d2 （二）（二） 主要參數主要參數 大徑大徑d、D：最大直徑最大直徑公稱直徑公稱直徑 小徑小徑d1：外螺紋的危險剖面直徑外螺紋的危險剖面直徑 強度直徑強度直徑 中徑中徑d2、D2：假想直徑，牙型溝槽假想直徑，牙型溝槽寬與牙的寬度相等寬與牙的寬度相等 計算直徑計算直徑 螺距螺距P：相鄰兩牙軸向距離相鄰兩牙軸向距離 導程導程S：同一條螺紋線的相鄰兩牙間

4、同一條螺紋線的相鄰兩牙間的軸向距離，的軸向距離，S = nP 接觸高度接觸高度h：旋合接觸面的徑向高度旋合接觸面的徑向高度 升角升角 ：螺紋與其軸線的垂直平面所成的夾角螺紋與其軸線的垂直平面所成的夾角 牙型角牙型角a a ：螺紋兩側邊的夾角螺紋兩側邊的夾角d1D, dSP第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動（三）常用螺紋的特點及應用管螺紋矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋普通螺紋米制三角形螺紋，牙型角為60，同一公稱直徑下有多種螺距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余為細牙螺紋。 英制螺紋，牙型角為55，公稱直徑是管子內徑，可分為圓柱管螺紋和圓錐管螺紋，前者用于低壓場合，后者用于高溫、高壓或

5、密封性高的管連接。牙型為正方形，牙型角為0，傳動效率最高，牙根強度低，傳動精度低，常用于傳力或傳導螺旋，未標準化，逐漸被梯形螺紋所替代。牙型為等腰梯形，牙型角為30，傳動效率低于矩形螺紋，但牙根強度高，對中性好，廣泛用于傳力或傳導螺旋，如機床的絲杠、螺旋舉重器等。工作面的牙型斜角為3，非工作面的牙型斜角為30，綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強度高的特點，但僅用于單向受力的傳力螺旋。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動1.螺栓聯接a) 普通螺栓聯接被聯接件不太厚，通孔不帶螺紋，螺桿穿過通孔與螺母配合使用。裝配后孔與桿間有間隙，結構簡單，裝拆方便，可多個裝拆，應用較廣。主要用于被連

6、接件不厚、通孔、經常拆卸的場合。（一）螺紋聯接的基本類型二、螺紋聯接的類型和標準連接件螺紋余留長度l1，0.30.5d（靜載荷）或0.75d（變載荷）或d（沖擊載荷）螺紋伸出長度a，0.20.3d；螺栓軸線到連接件邊緣e=d+（36）mm；d0=1.1d第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動b) 鉸制孔螺栓聯接裝配后無間隙，主要承受橫向載荷，也可作定位用，采用基孔制配合鉸制孔螺栓聯接.第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 螺桿兩端無釘頭，但均有螺紋，裝配時一端旋入被聯接件，另一端配以螺母。拆裝時只需拆螺母，而不將雙頭螺柱從被聯接件中擰出。適用于被聯接件之一較厚、盲孔且經常

7、拆卸場合。2.雙頭螺柱聯接擰入深度Hd（鋼或青銅） 鑄鐵H=（1.251.5）d 鋁合金H=（1.52.5）d第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動3.螺釘聯接適用于被聯接件之一較厚、盲孔、不經常裝拆且受力不大的場合。擰入深度Hd（鋼或青銅） 鑄鐵H=（1.251.5）d 鋁合金H=（1.52.5）d第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動4.緊定螺釘聯接 利用桿末端頂住另一零件表面或旋入零件相應的缺口中以固定零件的相對位置，可傳遞不大的軸向力或扭矩。緊定螺釘聯接地腳螺栓聯接 吊環螺釘接第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動（二）標準螺紋聯接件 通用螺紋緊固件已標準

8、化。常用的有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母和墊圈等，這類零件的結構型式和尺寸都已標準化，設計時可根據有關標準選用。1.螺栓 有普通螺栓和鉸制孔螺栓，精度分A、B、C三級，通常多用C級，桿部可以全是螺紋或只有一段螺紋。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動2.雙頭螺柱 兩端帶螺紋， 分A型（有退刀槽）和B型（無退刀槽）。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動3.螺釘 與螺栓區別：要求螺紋部分直徑較粗；要求全螺紋。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動4.緊定螺釘錐 端適于零件表面硬度較低不常拆卸場合。 平 端接觸面積大、不傷零件表面，用于頂緊硬度較大的平面，適

9、于經常拆卸的場合。 圓柱端壓入軸上凹坑中，適于緊定空心軸上零件的位置輕材料和金屬薄板。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動5.六角螺母 按厚度分為標準、薄型兩種，精度與螺栓對應，分A、B、C三級，分別與同級別的螺栓配用。6.圓螺母： 圓螺母與帶翅墊圈配用，螺母帶有缺口，應用時帶翅墊圈內舌嵌入軸槽中，外舌嵌入圓螺母的槽內，螺母即被鎖緊.第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動7.墊圈 墊圈放在螺母與被連接件之間，保護支承面。分平墊和斜墊兩者。斜墊用于傾斜的支承面。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動三、螺紋聯接的預緊 一般螺紋聯接在裝配時都必須擰緊，以增強聯接的可

10、靠性、緊密性和防松能力。 對于一般聯接，可憑經驗來控制預緊力F0的大小，對于重要的聯接就要嚴格控制其預緊力。0101(0.6 0.7)(0.5 0.6)ssFAFA碳素鋼螺栓：合金鋼螺栓：第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 螺母擰緊時螺母擰緊時預緊力預緊力F0 擰緊阻力矩擰緊阻力矩 T 的大小：的大小： 螺旋副間摩擦力矩螺旋副間摩擦力矩 T1 ： 螺母與支承面間摩擦力矩螺母與支承面間摩擦力矩 T2：螺栓螺栓預緊拉力預緊拉力F F0 0被聯接件被聯接件預緊壓力預緊壓力F F0 0施加在扳手上的力施加在扳手上的力FT21TTT210tan()2vdTF330020220013eDdT

11、f FDdTF0F0LFTTTT 21T1T2當量摩擦角varctan1.155vf第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動控制控制擰緊力矩擰緊力矩的的扳手扳手 定力矩扳手定力矩扳手 測力矩扳手測力矩扳手第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動控制控制擰緊力擰緊力臂臂 選擇扳手長度選擇扳手長度第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動1、在常用的螺旋傳動中，傳動效率最高的螺紋是 。（1）三角形螺紋；（2）梯形螺紋；（3）鋸齒形螺紋；（4）矩形螺紋；2、在常用的螺紋聯接中，自鎖性最好的螺紋是 。（1）三角形螺紋；（2）梯形螺紋；（3）鋸齒形螺紋；（4）矩形螺紋；3、當兩個被

12、聯接件不太厚時，宜采用 。（1）雙頭螺柱聯接；（2）螺栓聯接；（3）螺釘聯接；（4）緊定螺釘聯接；4、當兩個被聯接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要經常拆裝時，往往采用 。（1）螺栓聯接；（2）螺釘聯接；（3）雙頭螺柱聯接；（4）緊定螺釘聯接；4123第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動5、當兩個被聯接件之一太厚，不宜制成通孔，且聯接不需要經常拆裝時，往往采用 。（1）螺栓聯接；（2）螺釘聯接；（3）雙頭螺柱聯接； （4）緊定螺釘聯接；6、在擰緊螺栓聯接時，控制擰緊力矩有很多方法，例如 。（1）增加擰緊力；（2）增加扳手力臂； （3）使用測力矩扳手或定力矩扳手；7、螺紋聯接預緊的目的

13、之一是 。（1）增強聯接的可靠性和緊密性；（2）增加被聯接件的剛性； （3）減小螺栓的剛性；8、有一汽缸蓋螺栓聯接，若汽缸內氣體壓力在02Mpa之間循環變化，則螺栓中的應力變化規律為 。（1）對稱循環變應力；（2）脈動循環變應力； （3）非對稱循環變應力；（4）非穩定循環變應力；2313第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動54 螺栓聯接的防松 防松目的：實際工作中，外載荷有振動、變化、材料高溫蠕變等會造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋聯接松動，如經反復作用，螺紋聯接就會松馳而失效。因此，必須進行防松，否則會影響正常工作，造成事故。 常用的防松方法摩

14、擦防松機械防松破壞螺旋副運動關系防松 防松原理：消除（或限制）螺紋副之間的相對運動，或增大相對運動的難度。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動1.摩擦防松 雙螺母彈簧墊圈自鎖螺母螺母一端做成非圓形收口或開峰后徑向收口，螺母擰緊后收口漲開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動槽形螺母與開口銷止動墊片2.機械防松圓螺母與帶翅墊圈第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動串聯鋼絲3、其它方法防松如端鉚防松、沖點防松、點焊防松、粘合防松、串聯鋼絲防松第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動5 55 5螺栓組連接的設計螺栓組連接的設計在

15、設計螺栓組連接時，關鍵是連接的結構設計。它是根據被連接件的結構和連接的用途，確定螺栓數目和分布形式。為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證連接結為了便于加工制造和對稱布置螺栓，保證連接結合面受力均勻，通常連接接合面的幾何形狀都設計合面受力均勻，通常連接接合面的幾何形狀都設計成成一、螺栓組連接的結構設計一、螺栓組連接的結構設計基本原則：基本原則：大多數機械中螺栓都是成組使用的。大多數機械中螺栓都是成組使用的。軸對稱的簡單幾何形狀軸對稱的簡單幾何形狀 圓形圓形 圓環形圓環形 矩形矩形 矩形框矩形框 三角形三角形 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動螺栓布置應使各螺栓的受力合理螺栓布置應使

16、各螺栓的受力合理FF(1) 對于鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向上對于鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向上成排地布置個以上的螺栓，以免載荷分布過于不均；成排地布置個以上的螺栓，以免載荷分布過于不均； 合理不合理(2)當螺栓連接承受彎矩或轉矩時，應使螺栓的位置適當靠近當螺栓連接承受彎矩或轉矩時，應使螺栓的位置適當靠近連接接合面的邊緣，以減少螺栓的受力。連接接合面的邊緣，以減少螺栓的受力。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 dhD螺栓的排列應有合理的間距、邊距，以保證扳手空間螺栓的排列應有合理的間距、邊距，以保證扳手空間(3)當同時承受軸向載荷和較大的橫向載荷時

17、，采用抗當同時承受軸向載荷和較大的橫向載荷時，采用抗 剪零件來承受橫向載荷。剪零件來承受橫向載荷。 60CCEE60扳手空間的尺寸見有關標準。AB第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動對于壓力容器等緊密性要求較高的重要連接。螺栓的間距不大于下表對于壓力容器等緊密性要求較高的重要連接。螺栓的間距不大于下表所推薦的取值。所推薦的取值。t0 螺栓間距t0工作壓力/MPa7d 5d 4.5 4d 3.5 3d t0 /mm 1.6 1.6 4 410 1016 1620 2030 d為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一圓周上的螺栓數目取

18、成布在同一圓周上的螺栓數目取成 4、6、8等偶數。同一螺栓組中的螺栓的材料、直徑、長度應相同同一螺栓組中的螺栓的材料、直徑、長度應相同第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 支承面傾斜支承面傾斜采用凸臺或沉孔結構采用凸臺或沉孔結構 支承面不平支承面不平避免螺栓承受附加的彎曲載荷避免螺栓承受附加的彎曲載荷切削加工支承面切削加工支承面支承面傾斜支承面傾斜 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動二、螺栓組連接的受力分析二、螺栓組連接的受力分析受力分析的目的受力分析的目的: : 根據連接的結構和受載情況，求出受力最大的螺栓及其所根據連接的結構和受載情況，求出受力最大的螺栓及其所受的

19、力，以便進行螺栓連接的強度計算。受的力，以便進行螺栓連接的強度計算。受力分析時所作假設受力分析時所作假設: : (1) (1)所有螺栓的材料、直徑、長度和預緊力均相同；所有螺栓的材料、直徑、長度和預緊力均相同； (3)(3)受載后連接接合面仍保持為平面。受載后連接接合面仍保持為平面。受力分析的類型：受力分析的類型：(2)(2)螺栓組的對稱中心與連接接合面的形心重合；螺栓組的對稱中心與連接接合面的形心重合；受轉矩受轉矩受橫向載荷受橫向載荷受軸向載荷受軸向載荷受傾覆力矩受傾覆力矩M第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動（1）對于鉸制孔用螺栓連接，每個螺栓所受工作剪力為）對于鉸制孔用螺栓連

20、接，每個螺栓所受工作剪力為（2）對于普通螺栓連接）對于普通螺栓連接 ，按預緊后接合面間所產生的最大摩擦力必須大于或，按預緊后接合面間所產生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷的要求，有等于橫向載荷的要求，有式中式中 z z為螺栓數目。為螺栓數目。 圖示為由四個螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組連接。1 1受橫向載荷受橫向載荷的螺栓組連接的螺栓組連接zFF0SfFziK FKs為防滑系數，設計中可取為防滑系數，設計中可取Ks =1.11.3。 鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓FFFF 普通螺栓S0K FFfzi或或第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 TO O采用普通螺栓和鉸制孔用螺栓組成的螺栓組受轉矩

21、時的受力情況是不同的。2受轉矩的螺栓組連接受轉矩的螺栓組連接01020zsF frF frF frK T1,zi iiFrT采用普通螺栓，是靠連接預緊后在接合采用普通螺栓，是靠連接預緊后在接合面間產生的摩擦力矩來抵抗轉矩面間產生的摩擦力矩來抵抗轉矩T。采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉矩螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉矩T。maxmax,iiFFrrm axm ax21ziiTrFrS01ziiK TFfrTrmaxFmaxr1f F0f F0r2riFi假設底板受載仍為平面，剪切力與距離r的比值為常數,iiFK r第第5章章 螺紋連接

22、與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 D3受軸向載荷的螺栓組連接受軸向載荷的螺栓組連接若作用在螺栓組上軸向總載荷若作用在螺栓組上軸向總載荷F F 作用線與螺栓軸線平行，并通過螺栓作用線與螺栓軸線平行，并通過螺栓組的對稱中心，則各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為組的對稱中心，則各個螺栓受載相同，每個螺栓所受軸向工作載荷為通常，各個螺栓還承受預緊力通常，各個螺栓還承受預緊力F0的作用，的作用，當連接要有保證的殘余預緊力為當連接要有保證的殘余預緊力為F1時，每個螺時，每個螺栓所承受的總載荷栓所承受的總載荷F2為為zFF=F2 = F1 + FpFFF第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動

23、 4受傾覆力矩的螺栓組連接受傾覆力矩的螺栓組連接 傾覆力矩 M 作用在連接接合面的一個對稱面內，底板在承受傾覆力矩之前，螺栓已被擰緊并承受預緊力F0且被拉伸，地基有均勻的壓縮。在作用M后，接觸面繞0-0線轉動一個角度，左邊的地基被放松，而螺栓被進一步拉伸；右邊的螺栓被放松，而地基被進一步壓縮。單個螺栓拉力產生的單個螺栓拉力產生的力矩為力矩為F1F0 F0 p ( F 0引起引起)F2mp2( F1m引起引起)p1( F1引起引起)LiLmaxOOxxOMMMi=Fi Li iimaxmax=rFrF假設底板受載仍為平面，則螺栓受力與螺栓中心到螺栓組排列中心的距離成正比。ii=rKF螺栓承受的載

24、荷與距離成正比螺栓承受的載荷與距離成正比 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動單個螺栓的受力分析單個螺栓的受力分析1ziiiMF L未加傾覆力矩時。未加傾覆力矩時。Mi=0施加傾覆力矩施加傾覆力矩M時，時，作用在底板兩側的合力矩與傾覆力矩作用在底板兩側的合力矩與傾覆力矩M平衡，即平衡，即iiLFLFmaxmax由：iiLLFFmaxmax求得最大工作載荷ZiLMLF12imaxmax第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動0PmaxPzFMAW00minPWMAzF為防止接合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現間隙，要求為防止接合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現間隙，要求連

25、接接合面材料的許用擠壓應力材料 鋼 鑄鐵 混凝土 磚(水泥漿縫) 木材p(MPa) 0.8 S (0.40.5)B 2.03.0 1.52.0 2.04.0第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動56 螺紋聯接的強度計算 單個螺栓聯接的強度計算是螺紋聯接設計的基礎。 根據聯接的的工作情況，可將螺栓按受力形式分為受拉螺栓和受剪螺栓，兩者失效形式是不同的。 設計準則：針對具體的失效形式，通過對螺栓的相應部位進行相應強度條件的設計計算（或強度校核）。 螺栓聯接的計算主要是確定螺紋小徑d1,然后按照標準選定螺紋的公稱直徑（大經）d等。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動（一）受拉螺

26、栓聯接1.松螺栓聯接強度條件：設計公式：421dFAF41Fd d1計算出后,再按標準查選螺紋的公稱直徑。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動2.緊螺栓聯接（1）只受預緊力緊螺栓聯接螺栓螺紋部分處于拉伸與扭轉的復合應力狀態。螺栓危險截面上的拉伸應力為4210dF螺栓危險截面上的扭轉剪切應力為0213311tan()/ 21616vFdTdd第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 對于常用的單線、三角形螺紋的普通螺栓，簡化處理得,根據第四理論，可求出計算應力ca為222233(0.5 )1.3ca因此，強度條件為：1.3 ca即43 . 1210dF設計公式為3 . 140

27、1Fd0.5第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動（2）受軸向外載荷的緊螺栓聯接 載荷方向與螺栓軸向一致，螺栓受載前需預緊，受載前后受力不同。螺栓內部危險截面上同樣既有拉應力s，又有扭轉剪應力 。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動強度條件: 設計公式:式中F2為螺栓受載后所受的軸向總拉力(N)，F為單個螺栓的軸向載荷, F1為殘余軸向預緊力2211.3 / 4Fd214 1.3 Fd F2=F+ F1有密封要求時 F1 =（1.51.8）F 一般聯接 F1 =（0.20.6）F 載荷穩定 F1 =（0.61.0）F 載荷不穩定地腳螺栓聯接 F1 F第第5章章 螺紋連接與

28、螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動（3）受剪切螺栓聯接 螺栓受載前后不需預緊，橫向載荷靠螺栓桿與螺栓孔壁之間的相互擠壓傳遞。擠壓強度條件剪切強度條件0minppFd L20 / 4FdFF第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動57 螺紋聯接件的材料和許用應力（一）螺紋聯接件的材料其它對螺紋有特殊要求（如防腐、耐高溫）時，應選擇有特殊性能的材料。一般螺紋聯接件常用材料為低碳鋼和中碳鋼，如Q215、Q235、15、35、45等受沖擊、振動和變載荷作用的螺栓可用合金鋼，如15Cr、40Cr、30CrMnSi、15CrVB等螺紋連接件常用材料的力學性能見表5-8、9（二）螺紋連接的許用應力螺栓材料的

29、許用應力和安全系數見表5-10。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動58 提高螺栓聯接強度的措施 螺栓聯接的強度主要取決于螺栓的強度，提高螺栓強度有以下幾種措施：1.改善螺紋牙間的載荷分配a) 懸置螺母 b) 環槽螺母 c)內斜螺母 d)環槽內斜 工作中螺栓牙受拉伸長，螺母牙受壓縮短，伸與縮的螺距變化差以緊靠支承面處第一圈為最大，應變最大，應力最大，其余各圈依次遞減。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動2.減小螺栓的應力變化幅度 受變載荷作用的螺栓，其應力也在一定的幅度內變動，減小螺栓剛度或增大被聯接件剛度等皆可以使螺栓的應力變化幅度減小。降低螺栓剛度 適當增加螺栓長度

30、、減小螺栓光桿直徑，也可以在螺母下裝彈性元件以降低螺栓剛度。 增大被連接件的剛度 除可以從被連接件的結構和尺寸考慮外，還可以采用剛度較大的金屬墊片或不設墊片。 理想方法 同時提高被聯接件剛性、降低螺栓剛性第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動3.減小應力集中加大過渡處圓角改用退刀槽卸載槽卸載過渡結構第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動4.避免附加彎曲應力 被聯接件支承面不平突起、表面與孔不垂直，使螺栓承受偏心載荷，從而使螺栓桿產生很大的附加彎曲應力。防偏載措施：第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動一、螺旋傳動的類型和應用一、螺旋傳動的類型和應用調整螺旋調整螺旋

31、靜壓螺旋靜壓螺旋類類型型運動形式有運動形式有5 59螺旋傳動螺旋傳動螺母固定，螺桿轉動并移動螺母固定，螺桿轉動并移動 螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現傳動的。作用：回轉運動作用：回轉運動 直線運動，同時傳遞動力。直線運動，同時傳遞動力。螺桿轉動，螺母移動螺桿轉動，螺母移動 溜板溜板 按用按用途分途分傳力螺旋傳力螺旋傳導螺旋傳導螺旋滑動螺旋滑動螺旋滾動螺旋滾動螺旋按摩擦按摩擦性質分性質分傳遞動力傳遞動力 傳遞運動傳遞運動, ,要求精度高要求精度高調整相對位置調整相對位置應用實例為車床刀架溜板第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 調整螺旋調整螺旋調整螺旋調整螺旋第第5章章 螺

32、紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動機床的進給機構機床的進給機構 應用實例應用實例: 機床的進給機構、起重設備（千機床的進給機構、起重設備（千斤頂）斤頂） 、鍛壓機械、鍛壓機械(壓力機壓力機)、測、測量儀器（千分尺）、夾具、玩量儀器（千分尺）、夾具、玩具、機器人及其他工業裝備中。具、機器人及其他工業裝備中。 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動應用實例應用實例 起重設備（起重設備（千斤頂千斤頂）鍛壓機械鍛壓機械(壓力機壓力機) 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動應用實例應用實例 工件夾緊裝置(鋸床) 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動應用實例應用實例 鉗工

33、虎鉗鉗工虎鉗 千分尺千分尺 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動整體螺整體螺母母組合螺組合螺母母剖分螺剖分螺母母螺母結構螺母結構 組合螺母組合螺母 調整楔快調整楔快固定螺釘固定螺釘調整螺釘調整螺釘二、滑動螺旋的結構和材料二、滑動螺旋的結構和材料 滑動螺旋的結構主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結構形式。螺旋傳滑動螺旋的結構主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結構形式。螺旋傳動的工作剛度與精度等和支承結構有直接關系。動的工作剛度與精度等和支承結構有直接關系。1. 結構結構 剖分螺母剖分螺母第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 螺旋副材料要求：足夠的強度、耐磨性、摩擦因子小螺旋副

34、材料要求：足夠的強度、耐磨性、摩擦因子小2. 滑動螺旋的材料滑動螺旋的材料螺桿材料螺桿材料: : Q257、45、50鋼，或鋼，或T12、40Cr、65Mn 螺母材料螺母材料: : ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZCuAl10Fe3.螺桿螺桿- -螺母材料螺母材料 滑動速度滑動速度 m/min m/min 許用壓力許用壓力/MPa/MPa 摩擦因子摩擦因子 低速低速 181825 25 3 11 3 1118 18 6 61212 7 710 10 1515 1 12 淬火鋼青銅淬火鋼青銅 鋼青銅鋼青銅 鋼鑄鐵鋼鑄鐵 鋼鋼鋼鋼 6 61212 10 1013 0.060.08

35、 2.42.4 13 1318 6 61212 4 47 低速低速 7.57.513 0.11 0.110.170.17 0.080.080.1 0.120.120.15 滑動螺旋副材料的許用壓力滑動螺旋副材料的許用壓力pp及摩擦因子及摩擦因子 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動 三、滑動螺旋傳動的設計計算三、滑動螺旋傳動的設計計算承受載荷承受載荷: 轉矩、軸向力轉矩、軸向力 設計準則：按耐磨損確定直徑，選擇螺距設計準則：按耐磨損確定直徑，選擇螺距校核螺桿、螺母強度等。校核螺桿、螺母強度等。主要失效形式主要失效形式: 螺牙的磨損螺牙的磨損滑動螺旋副材料的許用應力滑動螺旋副材料的許

36、用應力許用應力許用應力/MPa螺旋副材料螺旋副材料螺桿螺桿 鋼鋼 /(35)螺母螺母青銅青銅 4060 3040鑄鐵鑄鐵 4555 40鋼鋼 (0.10.2) 0.6 b 注：注：1) s 為材料的屈服極限；為材料的屈服極限； 2)載荷穩定時，許用應力取大值。載荷穩定時，許用應力取大值。第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動對螺旋傳動的要求對螺旋傳動的要求: : 強度足夠強度足夠, , 耐磨耐磨, , 摩擦因子小摩擦因子小. .螺桿材料螺桿材料: : Q257、45、50鋼，或鋼，或T12、40Cr、65Mn螺母材料螺母材料: : ZCuSn10P1、ZCuSn5Pb5Zn5、 ZC

37、uAl10Fe3。失效形式失效形式: : 磨損磨損 通常先由耐磨性條件，計算螺桿直徑和螺母高度，再參照標準確定螺旋各主要參數，而后對可能發生的其它失效一一校核。耐磨性計算耐磨性計算校核公式：校核公式：影響磨損的原因很多，目前還沒有完善的計算方法，通常是限制螺紋接觸處的壓強。p = p d2 huFF為軸向力；為軸向力； u為參加接觸的螺紋圈數；為參加接觸的螺紋圈數； d2為螺紋中為螺紋中徑；徑；h h為螺紋的工作高度；為螺紋的工作高度； p p 為許用壓強。為許用壓強。速度速度v4 精密螺桿或水平安裝精密螺桿或水平安裝螺桿的穩定性條件為螺桿的穩定性條件為螺桿長度系數，由下表確定。螺桿長度系數，

38、由下表確定。I 為螺桿危險截面的慣性矩 l(2)當螺桿一端以螺母支承時，當螺桿一端以螺母支承時， l 取從螺取從螺母中部到另一支點上的距離。母中部到另一支點上的距離。l 為螺桿的工作長度為螺桿的工作長度:(1) 當螺桿兩端支承時，當螺桿兩端支承時， l 取兩支點間的取兩支點間的距離；距離；lcrscSFSSF2cr2,()E IFl4164dI 第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動(1)若采用滑動支承時，則以軸承長度若采用滑動支承時，則以軸承長度l0與直徑與直徑d0的比值來確定：的比值來確定： l0 / d0 3 為固定支承。為固定支承。(3) 若以剖分螺母作為支承時，可作為不完全

39、固定支承。若以剖分螺母作為支承時，可作為不完全固定支承。(2) 若以整體螺母作為支承時，仍按上述方法確定。但取若以整體螺母作為支承時，仍按上述方法確定。但取 l /H 判斷螺桿端部支承情況的方法：判斷螺桿端部支承情況的方法：(4) 若采用滾動軸承支承，且有徑向約束時，可作為鉸支；若采用滾動軸承支承，且有徑向約束時，可作為鉸支； 有徑向和軸向約束時，可作為固定支承。有徑向和軸向約束時，可作為固定支承。螺桿長度系數螺桿長度系數兩端支承情況兩端支承情況 長度系數長度系數 兩端固定兩端固定 0.50一端固定，一端不完全固定一端固定，一端不完全固定 0.60一端鉸支，一端不完全固定一端鉸支，一端不完全固定 0.70兩端不完全固定兩端不完全固定 0.75兩端鉸支兩端鉸支 1.00一端固定，一端自由一端固定，一端自由 2.0第第5章章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動臨界載荷臨界載荷F Fcrcr與材料、螺桿長細比與材料、螺桿長細比=l / i 有關。有關。（1 1）當）當100100時時, , 臨界載荷為臨界載荷為Fcr = N(l)22EIi 螺桿危險截面的慣性半徑，若危險截面面積螺桿危險截面的慣性半徑，若危險截面面積A=d12/4則則 i = I/A =d1/4E螺桿的彈性模量螺桿的彈性模量, ,對于鋼對于