1、1 螺紋2 螺紋聯接3 螺紋聯接的預緊6 螺紋聯接組的設計5 螺紋聯接的強度計算8 提高螺紋聯接強度的措施7 螺紋聯接件的材料與許用應力9 螺旋傳動4 螺紋聯接的防松 螺紋的形成螺紋的形成展開為三角形展開為三角形s d2P 螺紋的主要參數螺紋的主要參數1212dddo大徑大徑d（ D ）（）o小徑小徑d1 （D1）（）o中中徑徑d2（D2）o螺距螺距Po線數線數no導程導程s（s=nP）o螺紋升螺紋升角角o牙型角牙型角22tandnPdsp螺紋的類型螺紋的類型 三角形螺紋三角形螺紋 （用于聯接）（用于聯接） 矩形螺紋矩形螺紋 梯形螺紋梯形螺紋 （用于傳動）（用于傳動） 鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋普通

2、螺紋普通螺紋 管螺紋管螺紋 粗牙粗牙 細牙細牙 圓柱管螺紋圓柱管螺紋 圓錐管螺紋圓錐管螺紋，螺旋線向左上升，螺旋線向左上升左旋左旋 螺旋線向右上升螺旋線向右上升右旋右旋左旋左旋右旋右旋按線數分按線數分單線單線雙（多）線雙（多）線按牙形分按牙形分按旋向分按旋向分問題：常用螺栓的螺紋是問題：常用螺栓的螺紋是？單線、粗牙、右旋的普通螺紋單線、粗牙、右旋的普通螺紋右旋右旋左旋左旋右旋右旋機械制造中常用螺紋種類及標準機械制造中常用螺紋種類及標準普通螺栓聯普通螺栓聯接（受拉螺接（受拉螺栓聯接）栓聯接）鉸制孔用鉸制孔用螺栓聯接螺栓聯接（受剪螺（受剪螺栓聯接栓聯接）雙頭螺雙頭螺柱聯接柱聯接螺釘聯接螺釘聯接緊定

3、螺釘聯接緊定螺釘聯接螺栓聯接螺栓聯接D0T0FsFTL擰緊力矩：擰緊力矩：21MMLFMT式中：式中：M1螺紋副摩擦阻力矩螺紋副摩擦阻力矩; M2螺母與支承面間的摩螺母與支承面間的摩擦力矩擦力矩;對于重要的螺紋聯接必須控制其預緊力，為什么？對于重要的螺紋聯接必須控制其預緊力，為什么？對于對于M10M64的鋼制粗牙普通螺紋，將的鋼制粗牙普通螺紋，將其有關參數的統計平均值代入公式其有關參數的統計平均值代入公式dFKMt而一般標準扳手的長度為而一般標準扳手的長度為 L15d ，Kt=0.2;則：則：TTFddFdMF752 . 0152 . 0若：若：FT=200N，則：，則：F=15000N擰緊的

4、目的？擰緊的目的？增強聯接的可靠性、緊密性和防松能力。增強聯接的可靠性、緊密性和防松能力。Ftan221dFM（5-2）2021303123dDdDFMe（5-3）預緊力的控制預緊力的控制推薦：推薦：47 . 05 . 021dFs螺栓材料的屈服極限螺栓材料的屈服極限控制預緊力的方法控制預緊力的方法力矩法力矩法螺母轉角法螺母轉角法測定螺栓伸長量法測定螺栓伸長量法測力矩扳手測力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手測量螺栓伸長量法測量螺栓伸長量法摩擦防松摩擦防松機械防松機械防松粘合粘合沖點沖點彈簧墊圈彈簧墊圈對頂螺母對頂螺母開口銷開口銷止動墊圈止動墊圈破壞螺紋破壞螺紋副的運動副的運動關系防松關系防松1、為什

5、么要防松？、為什么要防松？2、防松的根本原理？、防松的根本原理？3、防松的方法有哪些？、防松的方法有哪些？螺紋聯接件一般采用：螺紋聯接件一般采用：單線粗牙的普通螺紋單線粗牙的普通螺紋：螺紋升角螺紋升角=14232螺旋副的當量摩擦角螺旋副的當量摩擦角=6.510.5問：能否自鎖？問：能否自鎖？ 顯然能顯然能但為什么還要防松？但為什么還要防松？能保證自鎖的條件是：靜載荷和能保證自鎖的條件是：靜載荷和工作溫度變化不大的場合。工作溫度變化不大的場合。在沖擊、振動或變載荷作用下，在沖擊、振動或變載荷作用下，螺紋副間的摩擦力可能在瞬間螺紋副間的摩擦力可能在瞬間減小或消失。減小或消失。這種現象多次重復后，會

6、使聯接這種現象多次重復后，會使聯接松脫。松脫。摩擦防松摩擦防松摩擦防松摩擦防松機械防松機械防松機械防松機械防松破壞螺紋副的運動關系防松破壞螺紋副的運動關系防松一、查出下列一、查出下列螺栓的螺距、螺栓的螺距、大徑、中徑及大徑、中徑及小徑：小徑：M10、M101、M12、M121.5、0.20.3dM24二、圖中，兩塊板的厚度均為二、圖中，兩塊板的厚度均為25mm，求所需螺栓長度（注：，求所需螺栓長度（注：加彈簧墊圈加彈簧墊圈）。）。 普通（受拉）螺栓聯接普通（受拉）螺栓聯接拉斷拉斷鉸制孔用（受剪）螺栓聯接鉸制孔用（受剪）螺栓聯接壓潰、剪斷壓潰、剪斷確定或驗算螺栓危險截面的尺寸（直徑）確定或驗算螺

7、栓危險截面的尺寸（直徑）是根據等強度條件確定的，通常不需進行強度計算。是根據等強度條件確定的，通常不需進行強度計算。受拉螺栓受拉螺栓受剪螺栓受剪螺栓孔和桿之間無間隙，多用孔和桿之間無間隙，多用配合尺寸，能精確定位，但配合尺寸，能精確定位，但加工精度要求高。加工精度要求高。加橫向載荷加橫向載荷F后，靠擠壓后，靠擠壓和剪切承擔載荷。和剪切承擔載荷。為：壓潰、為：壓潰、剪斷。剪斷。強度計算：強度計算：擠壓強度條件：擠壓強度條件：剪切強度條件：剪切強度條件：psssphdFAF mdFAFsss42hminssssdsds工作時，螺栓受純拉伸，工作工作時，螺栓受純拉伸，工作載荷為載荷為 F（N）。）。

8、 校核式校核式 設計計算式設計計算式特點：特點：裝配時，螺母不擰緊；裝配時，螺母不擰緊； 214dFAF強度計算強度計算： Fd41放映5-8a普通螺栓聯接（受拉螺栓聯接）普通螺栓聯接（受拉螺栓聯接）裝配時，螺母需擰緊裝配時，螺母需擰緊,螺栓受螺栓受預緊力（預加鎖緊力）預緊力（預加鎖緊力）F和螺紋阻力和螺紋阻力矩矩M1的作用。的作用。F特點：特點：所加載荷為橫向工作載荷所加載荷為橫向工作載荷F（載荷方向（載荷方向螺栓軸線），加載后，螺栓軸線），加載后，螺栓受力不發生變化，而靠預緊力產螺栓受力不發生變化，而靠預緊力產生的摩擦力抵抗外載荷。生的摩擦力抵抗外載荷。F：要考慮到螺栓桿同時受拉應力和扭轉

9、剪應力的作用。：要考慮到螺栓桿同時受拉應力和扭轉剪應力的作用。223e螺栓是塑性材料螺栓是塑性材料應按第四強度理論求拉扭合成當量應力：應按第四強度理論求拉扭合成當量應力： 對于普通螺栓聯接的標準螺栓來說，對于普通螺栓聯接的標準螺栓來說，雖然同時受拉應力和扭轉剪應力作用，但計算時可作為純拉伸雖然同時受拉應力和扭轉剪應力作用，但計算時可作為純拉伸的情況處理，即只需將拉伸載荷加大的情況處理，即只需將拉伸載荷加大30%30%。 校核式校核式 （5-9） 設計式設計式 （5-10）：對于：對于M10M64的鋼制普通螺栓的鋼制普通螺栓 、 d2 /d1取取統計平均值、統計平均值、 =arctan0.17

10、0.5 43 . 121dFe Fd3 . 141因此，當量應力為：因此，當量應力為：3 . 15 . 0322e214dF2112312142tan162tandFddddFWMT其中：其中：典型實例：壓力容器缸蓋上的螺栓聯接典型實例：壓力容器缸蓋上的螺栓聯接（ 裝配時，螺母需裝配時，螺母需擰緊，螺栓受擰緊，螺栓受F和和M1作用作用;加載后，加載后， 螺栓總拉力：螺栓總拉力：zpDzFF)4(2FFpDF F0 0 = = FF+ +F F？工作拉力工作拉力F：F F0 0FF+ +F F螺栓螺栓被聯接件被聯接件無力無變形無力無變形無力無變形無力無變形受力受力F變形變形b受力受力F變形變形m

11、變形變形b 受力受力F+F” 變形變形m 受力受力 F” 因此，工作狀態下螺栓所受總拉力為：因此，工作狀態下螺栓所受總拉力為：FFF 0承受工作載荷后承受工作載荷后預緊后預緊后FFmbFF剩余預剩余預緊力緊力F+FF+FFF預緊前預緊前FFmb（圖（圖5-12） F F b mF bF mF b mF b m F FFF F F FFCCCFmbb若若Cb 和和Cm 分別表示螺分別表示螺栓與被聯接件的剛度，栓與被聯接件的剛度，則由圖可得：則由圖可得：mbmbCCFFFtantanFFCbbbtanFFFCmmmtanF F0 0 = = F F + + FFF F0 0 = =F FmbbcC

12、CCK F0 = F+KcFF = F+(1- Kc)FF= F -(1-Kc)F其中：其中： 與聯接的材料、結構等有與聯接的材料、結構等有關。當螺栓與被聯接件均為鋼制時，關。當螺栓與被聯接件均為鋼制時，一般僅決定于墊片的材料：金屬墊一般僅決定于墊片的材料：金屬墊片片Kc =0.2=0.20.30.3；皮革墊片；皮革墊片Kc =0.7=0.7；銅皮墊片；銅皮墊片Kc =0.8 =0.8；橡膠墊；橡膠墊片片Kc =0.9 =0.9。有緊密性要求的聯接，取有緊密性要求的聯接，取 F” =( 1.51.8 ) F對不太重要的聯接對不太重要的聯接:若外載荷穩定，取若外載荷穩定，取F”=（0.20.6）

13、F 若外載荷有變動，取若外載荷有變動，取F”=（0.61.0）F 對地腳螺栓，取對地腳螺栓，取 F” F 43 . 1210dF 013 . 14Fd聯接不出現縫隙，應滿足聯接不出現縫隙，應滿足 F” 0螺栓的強度條件：螺栓的強度條件：（5-15）（5-16）（2220FKFFFc螺栓的載荷幅：螺栓的載荷幅：螺栓的疲勞強度：螺栓的疲勞強度：acadFK212一般：一般：Q235、Q275、35鋼、鋼、45鋼鋼特殊用途：特殊用途：15Cr、40Cr螺栓的材料：螺栓的材料：0.2試樣在拉伸過程中，標距試樣在拉伸過程中，標距部分殘余伸長達到原標距長度的部分殘余伸長達到原標距長度的0.2%時的負荷除以

14、原橫截面積所時的負荷除以原橫截面積所得的應力。得的應力。螺栓的許用拉應力螺栓的許用拉應力1、受靜載荷時：、受靜載荷時： Ss松螺栓聯接：松螺栓聯接：S=1.21.7；緊螺栓聯接：緊螺栓聯接：S查表查表5-7。2、受軸向變載荷時：、受軸向變載荷時：對于重要的場合、不控制預緊力時，要求使用對于重要的場合、不控制預緊力時，要求使用 M16螺栓。螺栓。設計時通常先估計設計時通常先估計d 查許用應力查許用應力 設計計算求出設計計算求出 d1取取d判斷是否與假設接近，否則須重新設判斷是否與假設接近，否則須重新設d查許用應力查許用應力再再進行計算，直至符合所設的進行計算，直至符合所設的d。螺栓成組使用螺栓成

15、組使用受力最大的螺栓受力最大的螺栓單個螺栓計算單個螺栓計算采用同采用同一尺寸一尺寸1螺栓組受力分析的目的螺栓組受力分析的目的2 受力分析中的幾個假設條件受力分析中的幾個假設條件3 . 螺螺栓栓組組受受力力分分析析2)2)承受橫向載荷承受橫向載荷3)3)承受轉矩承受轉矩1)1)承受軸向載荷承受軸向載荷4)4)承受傾翻力距承受傾翻力距）螺栓組中各螺栓的材料、直徑、長度和預緊力均相同；）螺栓組中各螺栓的材料、直徑、長度和預緊力均相同；）螺栓組的對稱中心與聯接接合面的形心重合；）螺栓組的對稱中心與聯接接合面的形心重合；）假定底板為剛體，受載后聯接接合面仍舊保持為平面。）假定底板為剛體，受載后聯接接合面

16、仍舊保持為平面。主要是要找出螺栓組中受力最大主要是要找出螺栓組中受力最大的螺栓及其所受力的大小，為螺的螺栓及其所受力的大小，為螺栓聯接的強度計算提供依據。栓聯接的強度計算提供依據。 假設載荷在每個螺栓上均勻分假設載荷在每個螺栓上均勻分配，則配，則工作拉力工作拉力F：zpDzFF)4(2螺栓個數參考螺栓間距螺栓個數參考螺栓間距 確定。確定。分布在同一圓周上的螺栓的數目，應取成分布在同一圓周上的螺栓的數目，應取成4、6、8等偶數，以便于在圓周上鉆孔時分度和畫線。等偶數，以便于在圓周上鉆孔時分度和畫線。pDt0sF假設螺栓組中的每個螺假設螺栓組中的每個螺栓的預緊力栓的預緊力F 都相同，并且都相同，并

17、且由此而引起的摩擦力均集中由此而引起的摩擦力均集中在螺栓的中心。則在螺栓的中心。則zmKFsFs于是，有于是，有mzKFFss 假設載荷在每個螺假設載荷在每個螺栓上都是均勻分配，則栓上都是均勻分配，則zFFssK可靠性系可靠性系數，數，K=1.11.3r10r9r1r2r3r4r5r6r7r8sF sF sF sF sF sF sF sF sF sF 仍舊假設每個螺栓的預緊力均相同，于是有仍舊假設每個螺栓的預緊力均相同，于是有sF r1+ sF r2+ sF r3+ sF rzTK由此可得由此可得 ziisrTKF1(5-23)Fs4Fs10Fs1Fs2Fs3Fs5Fs6Fs7Fs8Fs9解此

18、靜不定方程要點：解此靜不定方程要點：假定底板為剛體，受載后接假定底板為剛體，受載后接合面仍保持為平面，即變形全合面仍保持為平面，即變形全由螺栓承擔。由螺栓承擔。 螺栓組受后，剛性底座協調螺栓組受后，剛性底座協調了各螺栓的變形量了各螺栓的變形量si，即，即由力的平衡：由力的平衡：TrFrFrFzszss2211于是有：于是有：r10r9r1r2r3r4r5r6r7r8ziisiTrF1即：即：isir假定各螺栓的材料、直徑、長度均相同，假定各螺栓的材料、直徑、長度均相同， 它們的剪切剛度也相同，剪切剛度它們的剪切剛度也相同，剪切剛度sisisiFcisisisisirFcF即Fs4Fs10Fs1

19、Fs2Fs3Fs5Fs6Fs7Fs8Fs9 螺栓的受力大小螺栓的受力大小F Fs si i與其到回轉中心的距與其到回轉中心的距離離r ri i成正比，即成正比，即crFrFrFrFsisissmaxmax2211由力的平衡：由力的平衡：TrFrFrFzszss2211ississssrrFFrrFFrrFFmaxmax2maxmax21maxmax1于是得于是得ziisrTrF12maxmaxziisiTrF1r10r9r1r2r3r4r5r6r7r8即：即：(5-24)MoorirmaxFiFmax由力的平衡條件可得：由力的平衡條件可得：MrFizii1FiFmax解此靜不定方程要點：解此靜

20、不定方程要點：假定底板為剛體，受載后接合面仍假定底板為剛體，受載后接合面仍保持為平面，即變形由螺栓和基座承保持為平面，即變形由螺栓和基座承擔。擔。 螺栓組受螺栓組受后，剛性底座協調了各后，剛性底座協調了各螺栓的變形量，即每個螺栓的變形量螺栓的變形量，即每個螺栓的變形量是與其到對稱軸的距離稱正比。同理是與其到對稱軸的距離稱正比。同理可知：變形愈大，受力也愈大?？芍鹤冃斡?，受力也愈大。螺栓先擰緊，擰緊后螺栓受預緊力螺栓先擰緊，擰緊后螺栓受預緊力（產生拉伸變形），基座被壓縮（產（產生拉伸變形），基座被壓縮（產生壓縮變形）生壓縮變形） 在在作用下，作用下，o-o軸線左側的螺栓承軸線左側的螺栓承受工

21、作拉力（螺栓被進一步拉伸），受工作拉力（螺栓被進一步拉伸）， o-o軸線右側的基座承受工作壓力（螺軸線右側的基座承受工作壓力（螺栓被放松，預緊力減?。┧ū环潘桑A緊力減?。㎝oorirmaxmaxmax2211rFrFrFrFiiFiFmax于是于是:受力最大的螺栓所承受的載荷為：受力最大的螺栓所承受的載荷為：maxmaxrrFFiiziirMrF12maxmax接合面受壓一側不被壓潰的條件接合面受壓一側不被壓潰的條件 ppWMAFzmax接合面受拉一側不出縫隙的條件接合面受拉一側不出縫隙的條件0minWMAFzpFiFmax 螺栓的受力大小螺栓的受力大小F Fi i與其到與其到對稱軸線的距離

22、對稱軸線的距離r ri i成正比，即成正比，即(5-25)(5-26)(5-27)實際應用中，螺栓實際應用中，螺栓組所受的工作載荷常常組所受的工作載荷常常是以上四種簡單受力狀是以上四種簡單受力狀態的不同組合，都可利態的不同組合，都可利用靜力分析方法將復雜用靜力分析方法將復雜的受力狀態簡化為上述的受力狀態簡化為上述四種簡單受力狀態；四種簡單受力狀態；一般情況下，一般情況下，對于普通螺栓可按對于普通螺栓可按軸向載荷與彎矩確軸向載荷與彎矩確定螺栓的工作拉力；定螺栓的工作拉力；按橫向載荷與扭矩按橫向載荷與扭矩確定螺栓的預緊力；確定螺栓的預緊力；爾后確定螺栓的總爾后確定螺栓的總拉力。拉力。鉸制鉸制孔用螺

23、栓孔用螺栓應根據橫應根據橫向載荷和向載荷和轉矩確定轉矩確定螺栓的工螺栓的工作剪力。作剪力。不管螺栓組不管螺栓組的載荷狀態如何的載荷狀態如何復雜，就螺栓組復雜，就螺栓組中單個螺栓而言，中單個螺栓而言，其受力只有兩種其受力只有兩種情況：情況：軸向力；軸向力；橫向力。橫向力。一、改善螺紋牙上載荷分布不均現象一、改善螺紋牙上載荷分布不均現象載荷分配不均現象及其產生的原因載荷分配不均現象及其產生的原因改善措施改善措施懸掛螺母；懸掛螺母；環槽螺母；環槽螺母；內斜螺母；內斜螺母；組合螺母（環槽與內斜組合等）。組合螺母（環槽與內斜組合等）。二、降低應力幅二、降低應力幅FCCCFmbb具體措施：具體措施：使用空

24、心螺栓；使用空心螺栓；減小螺栓直徑；在螺母下面假裝彈性元件可達相同效果減小螺栓直徑；在螺母下面假裝彈性元件可達相同效果具體措施：具體措施：合理設計聯接的結構；合理設計聯接的結構；避免在被聯接件接合面上使用剛性小的墊避免在被聯接件接合面上使用剛性小的墊片；片；在被聯接件接合面間加裝剛性大的墊片在被聯接件接合面間加裝剛性大的墊片F0F0F0F01121031088432dededFdeFF由偏心產生的彎曲應力為：FF三、減少附加彎曲應力三、減少附加彎曲應力凸臺凸臺魚眼坑魚眼坑11213188432dededFdeFW例題：例題：（二）螺栓組的結構設計（二）螺栓組的結構設計力求對稱布置，以力求對稱布

25、置，以使接合面受力均勻使接合面受力均勻分布在同一圓周上的螺分布在同一圓周上的螺栓數應為、栓數應為、等易于分度的數目，以利等易于分度的數目，以利劃線鉆孔劃線鉆孔盡量使螺栓受力合理、均勻，并盡量使螺栓受力合理、均勻，并盡量減小螺栓的受力盡量減小螺栓的受力放映螺栓排列應有合理螺栓排列應有合理的邊距、間距，以保的邊距、間距，以保證裝拆時的扳手空間證裝拆時的扳手空間同一螺栓組中的所同一螺栓組中的所有螺栓均應采用相同有螺栓均應采用相同材料、直徑和長度材料、直徑和長度螺旋傳動的類型與特點螺旋傳動的類型與特點一、螺旋傳動的組成與功用一、螺旋傳動的組成與功用組成：組成：螺旋傳動是由螺桿與螺母構成的螺旋傳動是由螺

26、桿與螺母構成的功用：功用：將回轉運動轉變為直線運動將回轉運動轉變為直線運動運運動動形形式式螺桿螺桿螺母螺母螺桿螺桿螺母（旋轉）螺母（旋轉）螺桿（轉動螺桿（轉動并移動）并移動）螺母螺母螺桿螺桿螺母螺母（轉動（轉動并移動）并移動）螺桿轉動螺桿轉動螺母移動螺母移動螺桿固螺桿固定螺母轉定螺母轉動和移動動和移動螺母固螺母固定螺桿轉定螺桿轉動和移動動和移動螺母轉動螺母轉動螺桿移動螺桿移動二、螺旋傳動的類型與特點二、螺旋傳動的類型與特點按照螺紋按照螺紋副的摩擦副的摩擦性質分類性質分類滑動螺旋滑動螺旋傳動傳動滾動螺滾動螺旋旋傳動傳動靜壓螺靜壓螺旋傳動旋傳動按照螺旋按照螺旋傳動的用傳動的用途分類途分類傳力傳力螺旋螺旋傳導傳導螺旋螺旋調整調整螺旋螺旋優點：結構優點：結構簡單、制造方便、簡單、制造方便、傳動平穩、噪聲傳動平穩、噪聲小，可獲得很大小，可獲