1、 第二章第二章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動主要內容：主要內容：1.1.螺紋連接的基本知識螺紋連接的基本知識2.2.螺紋連接的預緊和防松螺紋連接的預緊和防松3.3.單個螺栓連接的強度計算（單個螺栓連接的強度計算（重點重點）4.4.螺栓組連接的設計計算與實例分析螺栓組連接的設計計算與實例分析（難點）（難點）5.5.提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施6.6.螺旋傳動螺旋傳動 機器是零部件通過聯接實現的有機組合體。在機械中，聯接是指為實現某種功能，使兩個或兩個以上的零件相互接觸，并以某種方式保證一定的位置關系。如果被聯接件間相互位置固定，不能作相對運動，稱為靜聯接，能作相對運動的則

2、稱為動聯接（如鉸鏈等）。 習慣上，機械設計中的聯接通常指的是靜聯接，簡稱聯接。聯接的方法很多，有些聯接需要專門的聯接件，如箱體與箱蓋的螺紋聯接，軸與軸上零件（如齒輪、帶輪）的鍵聯接。聯接件又稱緊固件，常見的有螺栓、螺母、鍵、銷等；有些聯接則不需要專門的聯接件。一、螺紋的形成二、螺紋的主要參數三、幾種常用螺紋的特點和應用一、螺紋的形成一、螺紋的形成一、螺紋的形成一、螺紋的形成螺旋線螺旋線-將一與水平面傾斜角為將一與水平面傾斜角為 的直線繞在圓柱體上，的直線繞在圓柱體上，即可形成一條螺旋線。即可形成一條螺旋線。螺紋螺紋-一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該圖形通一平面圖形沿螺旋線運動，運動時保持該

3、圖形通過圓柱體的軸線，就得到螺紋。過圓柱體的軸線，就得到螺紋。按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按回轉體的內外表面分按回轉體的內外表面分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋螺紋的牙型螺紋的牙型按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按回轉體的內外表面分按回轉體的內外表面分矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋按螺紋的牙型分按螺紋的牙型分螺螺紋紋的的分分類類按螺紋的旋向分按螺紋的旋向分按回轉體的內外表面分按回轉體的內外

4、表面分 矩形螺紋矩形螺紋三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋右旋螺紋右旋螺紋左旋螺紋左旋螺紋外螺紋外螺紋內螺紋內螺紋螺紋副螺紋副螺紋配合螺紋配合二、螺紋的主要參數二、螺紋的主要參數3.3.中徑中徑d d2 2 也是一個假想圓也是一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。牙型溝槽和凸起寬度相等。1.大徑大徑d 與外螺紋牙頂與外螺紋牙頂(或內或內螺紋牙底螺紋牙底)相重合的假想圓柱相重合的假想圓柱體的直徑。體的直徑。2. 小徑小徑 d1 與外螺紋牙底與外螺紋牙底(或或內螺紋牙頂內螺紋牙頂)相重合的假想圓相重合的假想圓柱體的直徑。柱體的直徑。

5、4. 螺距螺距P 相鄰兩牙在中徑線上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。對應兩點間的軸向距離。二、螺紋的主要參數二、螺紋的主要參數(5) 導程導程S S = nP同一條螺旋線上的相鄰兩牙同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸在中徑線上對應兩點間的軸向距向距P(6) 螺紋升角螺紋升角 中徑中徑d2圓柱上，螺旋線的切圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角的夾角tg=d2 nP 二、螺紋的主要參數二、螺紋的主要參數 (7)牙型角牙型角 軸向截面內螺紋牙型相鄰兩軸向截面內螺紋牙型相鄰兩側邊的夾角。牙型側邊與螺側邊的夾角。牙型側邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。

6、紋軸線的垂線間的夾角。牙側角牙側角 (8)接觸高度接觸高度 h 內外螺紋旋合后，接觸面內外螺紋旋合后，接觸面的徑向高度。的徑向高度。二、螺紋的主要參數二、螺紋的主要參數三、幾種常用螺紋的特點和應用三、幾種常用螺紋的特點和應用1.普通螺紋的代號與標記普通螺紋的代號與標記（1）普通螺紋代號的組成：由螺紋代號M、公稱直徑、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成。粗牙普通螺紋用字母M及公稱直徑表示細牙普通螺紋用字母M及公稱直徑螺距表示（2）普通螺紋標記：注：（注：（1 1）當螺紋為左旋時，在螺紋代號之后加）當螺紋為左旋時，在螺紋代號之后加“LH”“LH”字、字、右旋螺紋不標注旋向代號。右旋螺紋不標注旋

7、向代號。 （2 2）旋合長度有長旋合長度）旋合長度有長旋合長度L L、中等旋合長度、中等旋合長度N N和短和短旋合長度旋合長度S S三種，中等旋合長度三種，中等旋合長度N N不標注。不標注。 （3 3）公差帶代號中，前者為中徑公差帶代號，后者）公差帶代號中，前者為中徑公差帶代號，后者為頂徑公差帶代號，兩者一致時則只標注一個公差帶代號。為頂徑公差帶代號，兩者一致時則只標注一個公差帶代號。內螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。內螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。 （4 4）內、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內螺）內、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內螺紋公差帶代號后者為外螺紋公差帶代號，中間用紋公

8、差帶代號后者為外螺紋公差帶代號，中間用“ / ”“ / ”分開。分開。1.普通螺紋的代號與標記普通螺紋的代號與標記示例示例:普通螺紋的含義普通螺紋的含義v1、普通粗牙螺紋：M12LH-7g-Lv2、普通細牙螺紋：M121-7H8Hv3、內外配合螺紋：M12LH-6H/7gv M121-6H/7g 8g2.梯形螺紋的代號與標記梯形螺紋的代號與標記說明：單線螺紋只標注螺距，多線螺紋標注螺距和導程。說明：單線螺紋只標注螺距，多線螺紋標注螺距和導程。右旋螺紋不標注旋向代號，左旋螺紋用右旋螺紋不標注旋向代號，左旋螺紋用LHLH表示。表示。旋合長度有長旋合長度旋合長度有長旋合長度L L、中等旋合長度、中等

9、旋合長度N N兩種，中兩種，中等旋合長度等旋合長度N N不標注。不標注。公差帶代號中，螺紋只標注中徑公差帶代號。內螺公差帶代號中，螺紋只標注中徑公差帶代號。內螺紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。紋用大寫字母，外螺紋用小寫字母。內、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內螺紋公內、外螺紋配合的公差帶代號中，前者為內螺紋公差帶代號，后者為外螺紋公差帶代號，中間用差帶代號，后者為外螺紋公差帶代號，中間用“ / ”“ / ”分開。分開。 （1 1）梯形螺紋代號組成梯形螺紋代號組成： 特征代號特征代號TrTr、公稱直徑、螺紋公差帶、公稱直徑、螺紋公差帶代號和螺紋旋合長度代號所組成。代號和螺紋旋合長度代號所組成。

10、Tr 24 10 (p5) LH- 7H示例:梯形螺紋的含義梯形螺紋公稱直徑導程螺距左旋中徑公差帶代號2.梯形螺紋的代號與標記梯形螺紋的代號與標記3、管螺紋標記、管螺紋標記說明：管螺紋尺寸代號不再稱作公稱直徑，也不是螺紋本說明：管螺紋尺寸代號不再稱作公稱直徑，也不是螺紋本身的任何直徑尺寸，只是一個無單位的代號。身的任何直徑尺寸，只是一個無單位的代號。 管螺紋為英制細牙螺紋，其公稱直徑近似為管子的管螺紋為英制細牙螺紋，其公稱直徑近似為管子的內孔直徑，以英寸為單位。內孔直徑，以英寸為單位。 右旋螺紋不標注旋向代號，左旋螺紋則用右旋螺紋不標注旋向代號，左旋螺紋則用LHLH表示。表示。 非螺紋密封管螺

11、紋的外螺紋的公差等級有非螺紋密封管螺紋的外螺紋的公差等級有A A、B B兩級，兩級，A A級精度較高；內螺紋的公差等級只有一個，故無公差等級精度較高；內螺紋的公差等級只有一個，故無公差等級代號。級代號。 內、外螺紋配合在一起時，內、外螺紋的標注用內、外螺紋配合在一起時，內、外螺紋的標注用“ / ”“ / ”分開，前者為內螺紋的標注，后者為外螺紋的標分開，前者為內螺紋的標注，后者為外螺紋的標注。注。 管螺紋管螺紋用螺紋密封的管螺紋用螺紋密封的管螺紋非螺紋密封的管螺紋非螺紋密封的管螺紋1）非螺紋密封的管螺紋：G 1 A-LH示例:管螺紋的含義2）螺紋密封的管螺紋： R 2 - LHRc 2 Rp

12、2外螺紋公差等級代號圓錐內螺紋尺寸代號圓柱內螺紋圓錐外螺紋非螺紋密封管螺紋尺寸代號左旋尺寸代號尺寸代號左旋3、管螺紋標記、管螺紋標記常用螺紋的類型特點和應用常用螺紋的類型特點和應用常用螺紋的類型特點和應用常用螺紋的類型特點和應用習題：習題：1.螺紋的分類。螺紋的分類。2.螺紋的主要參數。螺紋的主要參數。3.解釋下列螺紋代號：解釋下列螺紋代號：M20-5H，M16-5H6H-L，M30X1-6H/5g6g4.有一普通螺栓，已知直徑有一普通螺栓，已知直徑d=20mm,中徑中徑d2=18.376mm,小徑小徑d1=17.294mm，螺距，螺距p=2.5mm，螺紋頭數，螺紋頭數n=2，試求：，試求：1

13、）螺栓的導）螺栓的導程程S；2）螺栓的升角）螺栓的升角習題：習題：3.解釋下列螺紋代號：解釋下列螺紋代號：M20-5H，M16-5H6H-L，M30X1-6H/5g6g；普通內螺紋，公稱直徑為普通內螺紋，公稱直徑為20mm，中徑和頂徑公差帶代號均為，中徑和頂徑公差帶代號均為5H；普通內螺紋，公稱直徑為普通內螺紋，公稱直徑為16mm,中徑公差帶代號為中徑公差帶代號為5H，頂徑公差帶代號為，頂徑公差帶代號為6H，長旋合長度長旋合長度公稱直徑為公稱直徑為30mm，螺距為，螺距為1mm的普通內、外螺紋配合。內螺紋的中徑與頂徑的普通內、外螺紋配合。內螺紋的中徑與頂徑公差帶代號為公差帶代號為6H；外螺紋的

14、中徑公差帶代號為；外螺紋的中徑公差帶代號為5g，頂徑公差帶代號為，頂徑公差帶代號為6g4.有一普通螺栓，已知直徑有一普通螺栓，已知直徑d=20mm,中徑中徑d2=18.376mm,小徑小徑d1=17.294mm，螺距，螺距p=2.5mm，螺紋頭數，螺紋頭數n=2，試求：，試求：1）螺栓的導）螺栓的導程程S；2）螺栓的升角）螺栓的升角一、標準螺紋聯接件二、螺紋聯接的基本類型三、螺紋聯接的預緊四、螺紋聯接的防松一、標準螺紋連接件一、標準螺紋連接件 螺紋聯接件品種很多，大都已標準化。常用的標準螺紋聯接螺紋聯接件品種很多，大都已標準化。常用的標準螺紋聯接件有螺栓、螺釘、緊定螺釘、自攻螺釘、雙頭螺柱、螺

15、母和墊件有螺栓、螺釘、緊定螺釘、自攻螺釘、雙頭螺柱、螺母和墊圈。圈。1.螺栓螺栓 機械零件，配用機械零件，配用螺母螺母的圓柱形帶螺紋的的圓柱形帶螺紋的緊固緊固件。由頭部和件。由頭部和螺螺桿桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。母配合，用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。 按連接的受力方式分：分普通的和有鉸制孔用的。按頭部形按連接的受力方式分：分普通的和有鉸制孔用的。按頭部形狀分：有六角頭的，圓頭的，方形頭的，沉頭的等等。其中六狀分：有六角頭的，圓頭的，方形頭的，沉頭的等等。其中六角頭是最常用

16、的。一般沉頭用在要求連接的地方。角頭是最常用的。一般沉頭用在要求連接的地方。 2.螺釘（螺絲）螺釘（螺絲） 螺釘螺釘Screw ，也有人叫它，也有人叫它“螺絲螺絲”（螺絲釘）、（螺絲釘）、“螺桿螺桿”（螺絲桿）。其實螺絲是通稱，而螺絲釘、螺絲桿都是互有區（螺絲桿）。其實螺絲是通稱，而螺絲釘、螺絲桿都是互有區別的。螺絲釘一般叫木螺絲；是前端有尖頭的那種，螺距較大，別的。螺絲釘一般叫木螺絲；是前端有尖頭的那種，螺距較大，一般用于緊固木制件、塑料件。螺絲桿是機螺絲（機械螺絲），一般用于緊固木制件、塑料件。螺絲桿是機螺絲（機械螺絲），是前端平頭的那種，螺距較小，均勻，一般用于緊固金屬、機是前端平頭的那

17、種，螺距較小，均勻，一般用于緊固金屬、機器部件。器部件。 種類有開槽普通螺釘、內六角螺釘、十字槽普通螺釘、吊種類有開槽普通螺釘、內六角螺釘、十字槽普通螺釘、吊環螺釘等。環螺釘等。3.緊定螺釘（支頭螺釘、定位螺釘）緊定螺釘（支頭螺釘、定位螺釘） 專供固定機件相對位置用的一種螺釘。使用時，把緊定螺專供固定機件相對位置用的一種螺釘。使用時，把緊定螺釘旋入待固定的機件的螺孔中，以螺釘的末端緊壓在另一機件釘旋入待固定的機件的螺孔中，以螺釘的末端緊壓在另一機件的表面上，即使前一機件固定在后一機件上。的表面上，即使前一機件固定在后一機件上。4.自攻螺釘自攻螺釘 自攻螺釘，是在金屬或非金屬材料之預鉆孔中自行攻

18、鉆出所自攻螺釘，是在金屬或非金屬材料之預鉆孔中自行攻鉆出所配合陰配合陰螺紋螺紋之一種有螺紋扣件。自攻螺釘多用于薄的金屬板之一種有螺紋扣件。自攻螺釘多用于薄的金屬板（鋼板、鋸板等）之間的連接。連接時，先對被連接件制出螺（鋼板、鋸板等）之間的連接。連接時，先對被連接件制出螺紋底孔，再將自攻螺釘擰入被連接件的螺紋底孔中。由于自攻紋底孔，再將自攻螺釘擰入被連接件的螺紋底孔中。由于自攻螺釘的螺紋表面具有較高的硬度（螺釘的螺紋表面具有較高的硬度（45HRC），可在被連接件），可在被連接件的螺紋底孔中攻出的螺紋底孔中攻出內螺紋內螺紋，從而形成連接。，從而形成連接。 螺釘頭部形狀有圓頭，平頭，半沉頭及沉頭等。

19、由于其自螺釘頭部形狀有圓頭，平頭，半沉頭及沉頭等。由于其自行成型或攻出其配合螺紋，因此在組合上具有高防松能力，且行成型或攻出其配合螺紋，因此在組合上具有高防松能力，且可以裝卸。在小形螺絲上其尺寸，螺紋型式，頭型，攻鉆性能可以裝卸。在小形螺絲上其尺寸，螺紋型式，頭型，攻鉆性能在工程用途上幾乎無可限量在工程用途上幾乎無可限量 。5.雙頭螺柱（雙頭螺栓）雙頭螺柱（雙頭螺栓） 用于連接機械的固定鏈接功能，雙頭螺栓兩頭都有螺紋，用于連接機械的固定鏈接功能，雙頭螺栓兩頭都有螺紋，中間的螺桿，有粗的也有細的。一般用于礦山機械，橋梁，汽中間的螺桿，有粗的也有細的。一般用于礦山機械，橋梁，汽車，摩托車，鍋爐鋼結

20、構，吊塔，大跨度鋼結構和大型建筑等車，摩托車，鍋爐鋼結構，吊塔，大跨度鋼結構和大型建筑等 。主要用途：主要用途： 1.用在主體為大型設備，需要安裝附件，比如視鏡、機械密用在主體為大型設備，需要安裝附件，比如視鏡、機械密封座封座 、減速機架等。這時就用到雙頭螺栓，一端擰入主體，安、減速機架等。這時就用到雙頭螺栓，一端擰入主體，安裝好附件后另一端帶上螺母，由于附件是經常拆卸的，裝好附件后另一端帶上螺母，由于附件是經常拆卸的，螺紋螺紋會會磨損或損壞，使用雙頭螺栓更換會非常方便。磨損或損壞，使用雙頭螺栓更換會非常方便。 2.用于連接體厚度很大，螺栓長度非常長時，會用雙頭螺栓。用于連接體厚度很大，螺栓長

21、度非常長時，會用雙頭螺栓。 3.用于連接厚板和不便使用六角螺栓連接的地方，如混凝土用于連接厚板和不便使用六角螺栓連接的地方，如混凝土屋架、屋面梁懸掛單軌梁懸掛件等。屋架、屋面梁懸掛單軌梁懸掛件等。6.螺母螺母 螺母就是螺母就是螺帽螺帽,與與螺栓螺栓或或螺桿螺桿擰在一起用來起緊固作用的擰在一起用來起緊固作用的零件，所有生產制造機械必須用的一種元件。根據材質的不同，零件，所有生產制造機械必須用的一種元件。根據材質的不同，分為碳鋼、不銹鋼、有色金屬（如銅）等幾大類型。分為碳鋼、不銹鋼、有色金屬（如銅）等幾大類型。 螺母是具有內螺紋并與螺栓配合使用的緊固件螺母是具有內螺紋并與螺栓配合使用的緊固件,具有

22、內螺具有內螺紋并與螺桿配合使用用以傳遞運動或動力的機械零件。紋并與螺桿配合使用用以傳遞運動或動力的機械零件。 六角螺母六角螺母(Hexagon nut)與螺栓、螺釘配合使用，起連接與螺栓、螺釘配合使用，起連接緊固機件作用。其中經緊固機件作用。其中經1型六角螺母應用最廣，型六角螺母應用最廣，C級螺母用于級螺母用于表面比較粗糙、對精度要求不高的機器、設備或結構上；表面比較粗糙、對精度要求不高的機器、設備或結構上；A級級和和B級螺母用于表面比較光潔、對精度要求較高的機器、設備級螺母用于表面比較光潔、對精度要求較高的機器、設備或結構上。或結構上。2型六角螺母的厚度型六角螺母的厚度m較厚，多用于常經常需

23、要裝較厚，多用于常經常需要裝拆的場合。六角薄螺母的厚度拆的場合。六角薄螺母的厚度m較薄，多用于被連接機件的表較薄，多用于被連接機件的表面空間受限制的場合。面空間受限制的場合。 7.墊圈墊圈 指墊在被連接件與指墊在被連接件與螺母螺母之間的零件。一般為扁平形的金屬之間的零件。一般為扁平形的金屬環，用來保護被連接件的表面不受螺母擦傷，分散螺母對被連環，用來保護被連接件的表面不受螺母擦傷，分散螺母對被連接件的壓力接件的壓力 。 平墊圈一般用在連接件中一個是軟質地的，一個是硬質地平墊圈一般用在連接件中一個是軟質地的，一個是硬質地較脆的，其主要作用是增大較脆的，其主要作用是增大接觸面積接觸面積，分散，分散

24、壓力壓力，防止把質地，防止把質地軟的壓壞。而彈簧墊圈的彈簧的基本作用是再螺母擰緊之后給軟的壓壞。而彈簧墊圈的彈簧的基本作用是再螺母擰緊之后給螺母一個力，增大螺母和螺栓之間的摩擦力。彈簧墊圈在一般螺母一個力，增大螺母和螺栓之間的摩擦力。彈簧墊圈在一般機械產品的承力和非承力結構中應用廣泛，其特點是成本低廉、機械產品的承力和非承力結構中應用廣泛，其特點是成本低廉、安裝方便，適用于裝拆頻繁的部位。但是彈簧墊圈的防松能力安裝方便，適用于裝拆頻繁的部位。但是彈簧墊圈的防松能力很低，尤其在歐美各國要求可靠性高的產品中采用率極低，特很低，尤其在歐美各國要求可靠性高的產品中采用率極低，特別是重要的承力結構連接部

25、位早已被拋棄。別是重要的承力結構連接部位早已被拋棄。標準螺紋聯接件實物標準螺紋聯接件實物二、螺紋聯接的基本類型二、螺紋聯接的基本類型 1.螺栓聯接螺栓聯接 2.雙頭螺柱聯接雙頭螺柱聯接 3.螺釘聯接螺釘聯接 4.緊定螺釘聯接緊定螺釘聯接1. 1. 螺栓聯接螺栓聯接2. 2. 雙頭螺柱聯接雙頭螺柱聯接工作原理：工作原理：螺栓受拉力，承螺栓受拉力，承受外載受外載應用：應用：被聯接件較厚，被聯接件較厚，且常拆卸處且常拆卸處3. 3. 螺釘聯接螺釘聯接工作原理：工作原理：螺栓受拉承受外載螺栓受拉承受外載應用：應用：一被聯件較厚，一被聯件較厚，但不常拆卸處但不常拆卸處4. 4. 緊定螺釘聯接緊定螺釘聯接

26、工作原理：工作原理：靠擰入零件螺紋孔靠擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住中的螺釘末端頂住另一個零件的表面，另一個零件的表面，或者頂入相應的凹或者頂入相應的凹坑中，將零件固定?？又校瑢⒘慵潭ā茫簯茫罕”诩摻颖”诩摻尤⒙菁y聯接的預緊三、螺紋聯接的預緊 大多數螺紋聯接在承受工作載荷之前，裝配時就已經擰緊，大多數螺紋聯接在承受工作載荷之前，裝配時就已經擰緊，稱之為稱之為預緊預緊。 螺紋聯接在承受工作載荷之前預先受到的一個擰緊作用螺紋聯接在承受工作載荷之前預先受到的一個擰緊作用力叫做力叫做預緊力預緊力。 裝配時預緊的螺栓聯接稱為裝配時預緊的螺栓聯接稱為緊螺栓聯接緊螺栓聯接。預緊的目的預緊的目的

27、防止聯接松脫，增強可靠性。防止聯接松脫，增強可靠性。 被聯接件結合面具有足夠的緊密性。被聯接件結合面具有足夠的緊密性。使結合面產生摩擦力，以承受橫向載荷。使結合面產生摩擦力，以承受橫向載荷。三、螺紋聯接的預緊三、螺紋聯接的預緊1.預緊力的控制可以通過控制擰緊力矩預緊力的控制可以通過控制擰緊力矩T來實現來實現擰緊后螺紋聯接件的預緊應力不得超過其材料的屈服極限擰緊后螺紋聯接件的預緊應力不得超過其材料的屈服極限的的80%。注意：對于重要的聯接，應盡量不采用直徑過小（注意：對于重要的聯接，應盡量不采用直徑過?。‵ 地腳螺栓聯接 討論： ） 最不利的情況 ) 1(CPmbKFQQCC)0(CPmbKQQ

28、CC） 最理想的情況 ）不允許的情況有縫隙存在，漏氣 FQQpP 0即）降低螺栓受力的措施： a) 必須采用剛度小螺栓（空心、加長、細頸）b) 加硬墊片或直接擰在凸緣上均可提高強度 ）為聯接緊密、不漏氣，要求 cpPKFQQ1 0即mbbPCPPPCCCFQKFQFQQFQFQQFQQPP6）計算時可根據已知條件選擇其一進行計算a）軸向靜力緊螺栓聯接強度計算 靜力F不變，Q為靜力，但考慮補充擰緊防斷 強度條件驗算公式： 43 . 121dQca43 . 11d設計公式： b）軸向變載荷緊螺栓聯接強度計算 分析：當工作載荷，由0F 21max4dQQ 螺栓總載，由QpQ QP 21min4dQQ

29、Pp部分載荷，由0F0 21212412/2dFKdFFCa3、當驗算不滿足時措施：add1b) 最好改善結構、降低應力集中。包括：工藝、結構、制造、CmCb，適當提高QP等綜合措施mca)例子：書本例子：書本P93-P94P93-P94螺栓組連接的設計計算與實例分析螺栓組連接的設計計算與實例分析一、結構設計原則二、螺栓組受力分析工程中螺栓皆成組使用，單個使用極少。因此，必須研究栓組設計和受力分析。它是單個螺栓計算基礎和前提條件。螺栓組聯接設計的順序選布局、定數目、力分析、設計尺寸 一、結構設計原則、結構設計原則 1、布局要盡量對稱分布，栓組中心與聯接結合面形心重合（有利于分度、劃線、鉆孔），

30、以受力均勻2、受剪螺栓組（鉸制孔螺栓聯接）時，不要在外載作用方向布置8個以上，螺栓要使其受力均勻，以免受力太不均勻，但彎扭作用螺栓組，要適當靠接縫邊緣布局，否則受力太不均 3、合理間距，適當邊距，以利用扳手裝拆4、避免偏心載荷作用 a）被聯接件支承面不平突起 b）表面與孔不垂直 c）鉤頭螺栓聯接防偏載措施：a）凸合；b）凹坑（魚眼坑）；c）斜墊片 二、螺栓組受力分析 目的求受力最大載荷的螺栓前提（假設）：被聯接件為剛性不變形，只有地基變形。各螺栓材料、尺寸、擰緊力均相同受力后材料變形在彈性范圍內接合面形心與螺栓組形心重合，受力后其接縫面仍保持平面1、受軸向載荷螺栓組聯接 單個螺栓工作載荷為：

31、F=P/Z P軸向外載 Z螺栓個數 2、受橫向載荷的螺栓組聯接特點：普通螺栓，鉸制孔用螺栓皆可用，外載垂直于螺栓軸線、防滑普 通 螺 栓 受拉伸作用鉸制孔螺栓受橫向載荷剪切、擠壓作用。單個螺栓所承受的橫向載荷相等 R=RL/Z3、受橫向扭矩螺栓組聯接 （1）圓形接合面：單個螺栓所受橫向載荷 rZTR（2）矩形接合面 a)普通螺栓聯接 由靜平衡條件0TTKTrfQrfQfQrSZPPP21ZiiSZSPrfTKrrrfKTQ121)(則各個螺栓所需的預緊力為聯接件不產生相對滑動的條件為：b)鉸制孔螺栓聯接組 由變形協調條件可知，各個螺栓的變形量和受力大小與其中心到接合面形心的距離成正比TrRrR

32、rRrRZiiiZZ12211由假設板為剛體不變形，工作后仍保持平面，則剪應變與半徑成正比。在材料彈性范圍內，應力與應變成正比 iiirrRRrRrRmaxmaxmaxmax1由靜平衡條件0TTrRrRrRZZ2211ZiirrTR12maxmax 4、受傾覆（縱向）力矩螺栓組聯接 特點：M在鉛直平面內，繞O-O回轉，只能用普通螺栓，取板為受力對象，由靜平衡條件 設單個螺栓工作載荷為Fi MLFLFLFZZ2211)(1maxmaxmax11LLLFconstLFLFii這里tiiLMLFF12max1max)( 即螺栓桿不拉斷的條件 43 . 121maxdQca43 . 1max1Qd設計

33、公式 驗算公式 右側不壓潰條件（被聯接件） QP作用下接合面的擠壓應力 AZQPQPM作用下接合面的擠壓應力 WMM maxPPMQPPWMAZQ左側不開縫的條件 0minWMAZQPMQPP若受有橫向載荷PH，板不滑動條件為： HSHVCPPKPPKZQf)()(1VCHSPPKfPKZQmbmCCCCK被聯接件相對剛度 實際使用中螺栓組聯接所受的載荷是以上四種簡單受力狀態的不同組合。計算時只要分別計算出螺栓組在這些簡單受力狀態下每個螺栓的工作載荷，然后按向量疊加起來，便得到每個螺栓的總工作載荷，再對受力最大的螺栓進行強度計算即可說明：工程中受力情況很復雜，但均可轉化為四種典型情況進行解決。

34、 計算公式在對稱分布情況下推導，但不對稱也可以用 取轉軸不同，公式計算精度不同。 總設計思路：螺栓組結構設計（布局、數目）螺栓組受力分析（載荷類型、狀態、形式）求單個螺栓的最大工作載荷（判斷哪個最大）按最大載荷的單個螺栓設計（求d1標準）全組采用同樣尺寸螺栓（互換的目的） 提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施影響聯接強度的因素很多，如材料、結構、尺寸、工藝、螺紋牙間、載荷分布、應力幅度、機械性能，而螺栓聯接的強度又主要取決于螺栓的強度。 改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配減小螺紋的應力副減小螺紋的應力副減小附加彎曲應力減小附加彎曲應力螺紋聯接組的設計1設計螺栓組連接時，通常是

35、先進行結構設計，即設計螺栓組連接時，通常是先進行結構設計，即確定結合確定結合面的形狀、螺栓布置方式和數目，然后按螺栓組的結構和面的形狀、螺栓布置方式和數目，然后按螺栓組的結構和承載狀況進行受力分析承載狀況進行受力分析。l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，通常聯接結合面的幾何形狀都設計成常聯接結合面的幾何形狀都設計成軸對稱的簡單幾何形狀。軸對稱的簡單幾何形狀。l螺栓布置應使各螺栓的受力合理。螺栓布置應使各螺栓的受力合理。l 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為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常

36、分布在同一圓周上的螺栓數目取成上的螺栓數目取成4 4、6 6、8 8等偶數等偶數。l螺栓的排列應有合理的間距、邊距。各螺栓之間的距離大小既要螺栓的排列應有合理的間距、邊距。各螺栓之間的距離大小既要保證聯接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應留有足夠的扳手空。保證聯接的可靠性又要考慮裝拆方便，還應留有足夠的扳手空。 改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配提高螺紋連接強度的措施提高螺紋連接強度的措施5-5 提高螺栓強度的措施 工作中，螺栓受拉，螺母受壓，從而產生螺距差，導工作中，螺栓受拉，螺母受壓，從而產生螺距差，導致旋合的致旋合的各圈螺紋牙受載各圈螺紋牙受載不均。不均。提高螺栓連接強度的措施提高

37、螺栓連接強度的措施改善螺紋牙間的載荷分配改善螺紋牙間的載荷分配螺栓受拉伸，其螺紋的螺距增大；螺栓受拉伸，其螺紋的螺距增大；螺母受壓縮，其螺紋的螺距減小。螺母受壓縮，其螺紋的螺距減小。約有約有1/3的載荷集中作用在的載荷集中作用在第一圈，第八圈以后的螺第一圈，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷紋牙幾乎不承受載荷 、懸置螺母、懸置螺母螺桿與懸置螺母同時受拉螺桿與懸置螺母同時受拉力，使兩者變形協調，可使旋力，使兩者變形協調，可使旋合螺紋牙的載荷均勻分配。合螺紋牙的載荷均勻分配。提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施、環槽螺母、環槽螺母環槽螺母和螺栓在支承面處的變環槽螺母和螺栓在支承面處的變形性質

38、相同（均受拉），從而改形性質相同（均受拉），從而改善了旋合圈螺紋的受載狀況。善了旋合圈螺紋的受載狀況。 、內斜螺母、內斜螺母將螺母旋入端制成將螺母旋入端制成10 15 的內錐，的內錐，使螺栓受力較大的螺紋圈之受力點外使螺栓受力較大的螺紋圈之受力點外移，螺栓疲勞強度可提高約移，螺栓疲勞強度可提高約20%。 減小螺栓的應力幅減小螺栓的應力幅增加螺栓的長度增加螺栓的長度減小無螺紋部分螺桿的直徑減小無螺紋部分螺桿的直徑螺桿制成中空結構（柔性螺栓）螺桿制成中空結構（柔性螺栓） 在螺母下安裝彈性元件在螺母下安裝彈性元件 措施措施提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施減小螺栓剛度或增大被連接件的剛度，

39、都能使應力幅減小減小螺栓剛度或增大被連接件的剛度，都能使應力幅減小 采用合理的制造工藝。采用合理的制造工藝。減小附加彎曲應力減小附加彎曲應力冷鐓、碾壓、氮化、噴丸等工藝均可提高螺栓的強度。冷鐓、碾壓、氮化、噴丸等工藝均可提高螺栓的強度。提高螺栓連接強度的措施提高螺栓連接強度的措施球面墊圈球面墊圈帶環腰的螺栓帶環腰的螺栓 一、螺旋傳動的類型、特點與應用 1、應用 螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現傳動要求的。它主要用于將回轉運動變為直線運動將直線運動變為回轉運動，同時傳遞運動或動力。 2、傳動形式： a)螺桿轉螺母移 b)螺桿又轉又移（螺平固定）用得多 c) 螺母轉螺桿移 d) 螺母又轉

40、又移（螺桿固定）用得少 螺旋傳動螺旋傳動按用途分三類： 1）傳力螺旋舉重器、千斤頂、加壓螺旋 特點：低速、間歇工作，傳遞軸向力大、自鎖 2）傳導螺旋機床進給匯杠傳遞運動和動力 特點：速度高、連續工作、精度高 3）調整螺旋機床、儀器及測試裝置中的微調螺旋。 特點：是受力較小且不經常轉動 3、螺旋傳動類型螺旋傳動按摩擦副的性質分： 1、滑動螺旋：構造簡單、傳動比大，承載能力高，加工方便、傳動平穩、工作可靠、易于自鎖缺 點 ：磨損快、壽命短，低速時有爬行現象（滑移），摩擦損耗大，傳動效率低（3040%）傳動精度低2、滾動螺旋傳動摩擦性質為滾動摩擦。滾動螺旋傳動是在具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母之間連續

41、裝填若干滾動體（多用鋼球），當傳動工作時，滾動體沿螺紋滾道滾動并形成循環。按循環方式有：內循環、外循環兩種 特點：傳動效率高（可達90%），起動力矩小，傳動靈活平穩，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆運動效率相同，可實現逆傳動。 缺點：不自鎖，需附加自鎖裝置，抗振性差，結構復雜，制造工藝要求高，成本較高。 3、靜壓螺旋液體摩擦，靠外部液壓系統提高壓力油，壓力油進入螺桿與螺母螺紋間的油缸，促使螺桿、螺母、螺紋牙間產生壓力油膜而分隔開 特點：摩擦系數小，效率高，工作穩定，無爬行現象，定位精度高，磨損小，壽命長。但螺母結構復雜（需密封），需一穩壓供油系統、成本較高。適用于精密機床中進給和分度機構

42、 二、滑動螺旋的設計計算 1、結構與材料 千斤頂典型結構 2、耐磨性計算 滑動螺旋中磨損是最主要的一種失效形式，它會引起傳動精度下降，空間大，并使強度下降。 磨損的影響因素：工作面的比壓，螺紋表面質量，滑動速度和潤滑狀態 所以耐磨性計算主要限制螺紋工作面上比壓P要求小于材料的許用比壓當速度相同時，比壓大，磨損量大潤滑油不被擠出，易形成油膜潤滑耐磨性條件： /22PhHdQPhduQAuQP設計公式： 2PhQPd2、自鎖性驗算 vdnparctgdLarctg223、螺桿的強度計算 螺桿工作時同時受軸面壓力（拉力）Q與扭矩T的作用，截面受拉（壓）應力與扭剪應力的復合作用按彎扭復合強度條件計算第四強度理論 )()(32222TcaWTAQ4、螺母的螺紋牙強度計算 由于螺母材料的強度通常低于螺桿材料的強度，因此螺紋牙受剪和彎曲均在螺母上。將螺母一圈螺紋沿螺紋大徑處展開，即可視為一懸壁梁，每圈螺紋承受的平均壓力Q/u作用在中徑d2的圓周上。 螺紋牙根部危險剖面的變曲強度條件為：bbuDbQlWM62剖面 -的