1、第十章第十章 螺紋連接與螺旋傳動螺紋連接與螺旋傳動引言 由于使用、結構、制造、裝配、運輸等方面的原因，機器中很由于使用、結構、制造、裝配、運輸等方面的原因，機器中很多零件需要彼此聯接。多零件需要彼此聯接。 機械零件之間的聯接分為：機械零件之間的聯接分為：被聯接件之間相互完全固定。被聯接件之間相互完全固定。被聯接件之間能產生一定的相對運動。例如：運動副被聯接件之間能產生一定的相對運動。例如：運動副。靜聯接：靜聯接：動聯接：動聯接：本課程介紹的聯接主要是靜聯接。本課程介紹的聯接主要是靜聯接。聯接的類型：聯接的類型：螺紋聯接螺紋聯接鍵聯接、花鍵聯接、銷聯接鍵聯接、花鍵聯接、銷聯接彈性環聯接等彈性環聯

2、接等鉚接鉚接焊接焊接粘接粘接聯接聯接可拆聯接可拆聯接不可拆聯接不可拆聯接過盈聯接過盈聯接（介于兩者之間）10.1 10.1 螺螺 紋紋 10.1.1 10.1.1 螺紋的分類螺紋的分類一、螺紋的形成、旋向及線數螺紋形成螺紋形成加工方法：車制內外螺紋；加工方法：車制內外螺紋；直徑小用碾壓法；內螺紋先用鉆頭鉆出光孔，然后絲錐攻螺紋直徑小用碾壓法；內螺紋先用鉆頭鉆出光孔，然后絲錐攻螺紋螺旋線螺旋線一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉，同時沿軸向作等速移動的軌跡。速旋轉，同時沿軸向作等速移動的軌跡。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

3、形沿螺旋線運動，運動時保持該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。螺紋螺紋d2螺紋有外螺紋與內螺紋之分，它們共同組成螺旋副。螺紋有外螺紋與內螺紋之分，它們共同組成螺旋副。 按螺旋線的旋向按螺旋線的旋向：左旋螺紋, 右旋螺紋； 按螺旋線的數目按螺旋線的數目：單線螺紋、多線螺紋。 螺紋的旋向與線數螺紋的旋向與線數 二、二、 螺紋的分類螺紋的分類1 1、按螺紋的牙齒形狀：、按螺紋的牙齒形狀：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、 鋸齒形螺紋和管螺紋。2 2、按用途分、按用途分連接螺紋 傳動螺紋3 3、按母體形狀分、按母體形狀分圓柱螺紋 圓錐螺紋10.1.2螺紋的主要幾何參數10.1

4、.2 螺紋的主要幾何參數螺紋的主要幾何參數一、螺紋的主要參數一、螺紋的主要參數大徑大徑d d 是螺紋的公稱直徑。是螺紋的公稱直徑。小徑小徑d d1 1常用于強度計算。常用于強度計算。中徑中徑d d2 2常用于幾何計算。常用于幾何計算。螺距螺距P P 相鄰兩螺紋牙上對應點相鄰兩螺紋牙上對應點 間的軸向距離。間的軸向距離。導程導程 S 沿螺紋上同一條螺旋線沿螺紋上同一條螺旋線 轉一周所移動的軸向距離，轉一周所移動的軸向距離，S = nP。線數線數 n 螺紋的螺旋線數目。螺紋的螺旋線數目。牙型角牙型角a a在軸向截面內，螺紋牙型兩側邊的夾角。在軸向截面內，螺紋牙型兩側邊的夾角。牙型斜角牙型斜角在軸向

5、截面內，螺紋牙型一側邊與螺紋軸線的垂在軸向截面內，螺紋牙型一側邊與螺紋軸線的垂 線之間的夾角。線之間的夾角。22tanSnpdd螺紋升角螺紋升角 螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。22tandnPdS22tanSnpdd10.1.3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖螺紋副的受力分析、效率和自鎖擰緊螺母受力圖擰緊螺母受力圖松退螺母受力圖松退螺母受力圖10.1.3 10.1.3 螺紋副的受力分析、效率和自鎖螺紋副的受力分析、效率和自鎖 螺紋副的受力螺紋副的受力 擰緊時：tantvFF21tan2vdTF松脫時：tantvFF21tan2vdTFta

6、ntanv 螺紋副的效率螺紋副的效率 擰緊時：松脫時：tan()tanv自鎖條件自鎖條件：varctan(/cos)vf其中：其中：螺紋副效率與升角的關系螺紋副效率與升角的關系10.1.4 10.1.4 常用螺紋的特點和應用常用螺紋的特點和應用特點特點：螺紋的牙型角 a a=2=2 =60=60 , ,螺紋牙根部的強度較高，當量摩擦角 大，自鎖性能好，用于聯接用于聯接。按螺距的大小分為粗牙螺紋和細牙螺紋。1 1、三角形螺紋、三角形螺紋( (代號：代號：M GB192-81)M GB192-81) 細牙螺紋與粗牙螺紋的比較細牙螺紋與粗牙螺紋的比較粗牙：粗牙：常用連接牙形。細牙細牙：用于薄壁零件的

7、連接、受動載荷零件的連接及微調裝置的調節螺紋。優點：升角小，小徑大，自鎖性能更好，強度高。缺點：牙小，相同載荷下磨損快，易脫扣。細牙細牙細牙細牙粗牙粗牙 特點：特點： 牙形角=0，其傳動效率高，多用于傳動。但對中性差，牙根強度低，螺紋牙磨損后間隙難以補償。使傳動精度降低，故已被梯形螺紋所代替。 2 2、矩形螺紋、矩形螺紋3 3、 梯形螺紋梯形螺紋 (代號：代號：Tr GB192-81)特點： a=2=30。比矩形螺紋效率略低，但工藝性好牙根強度高、對中性好。在螺旋傳動中有廣泛應用。4 4 、鋸齒形螺紋、鋸齒形螺紋 (代號：代號：S JB 923-66)特點：特點：工作邊牙側角 = 3，非工作邊

8、牙側角 = 30它綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強度高的優點,能承受較大的載荷,但只能用于單向傳動。(5) 圓柱管螺紋 特點：用于管件連接的，三角螺紋,a=55，擰緊后 無徑向間隙，密封好（6）圓錐螺紋特點：三角螺紋,密封好，擰緊后無間隙，用于高溫高壓密封管路連接。 a=55，1：16錐管 普通螺栓連接普通螺栓連接 鉸制孔螺栓連接鉸制孔螺栓連接普通螺栓連接普通螺栓連接 螺栓和孔壁有間隙孔螺栓和孔壁有間隙孔的加工精度低。的加工精度低。鉸制孔螺栓連接鉸制孔螺栓連接螺桿與孔用過渡配合，螺桿與孔用過渡配合，承受軸向載荷孔需精承受軸向載荷孔需精制。制。可起定位作用。可起定位作用。1、 螺栓連接螺栓連

9、接 10.2 10.2 螺紋聯接的基本類型和標準螺紋聯接件螺紋聯接的基本類型和標準螺紋聯接件特點特點：被連接件不宜做被連接件不宜做成通孔。成通孔。不宜經常拆卸。不宜經常拆卸。擰入深度擰入深度：銅或青銅：銅或青銅：H=d鑄鑄 鐵：鐵：H=1.251.5d鋁鋁 合合 金：金： H=1. 52.5d2、 螺釘連接螺釘連接擰入深度擰入深度鉆孔深度特點：特點：被連接件不宜被連接件不宜做成通孔又需要經常做成通孔又需要經常拆卸或用螺釘無法安拆卸或用螺釘無法安裝。裝。擰入深度：擰入深度：銅或青銅：銅或青銅：H=d鑄鑄 鐵：鐵：H=1.251.5d鋁鋁 合合 金：金： H=1. 52.5d3、雙頭螺柱連接、雙頭

10、螺柱連接 4 、緊定螺釘連接、緊定螺釘連接旋入被連接件的螺旋入被連接件的螺紋孔中，頂住另一紋孔中，頂住另一被連接件的表面或被連接件的表面或凹坑。凹坑。固定兩個零件或傳固定兩個零件或傳遞不大的力矩。遞不大的力矩。5 5、其它特殊結構的螺紋連接、其它特殊結構的螺紋連接地腳螺栓地腳螺栓吊環螺釘吊環螺釘T T型槽螺栓型槽螺栓二二 、標準螺紋連接件、標準螺紋連接件各種螺栓各種螺栓雙頭螺柱雙頭螺柱各種螺釘各種螺釘各種螺釘各種螺釘緊定螺釘的緊定螺釘的頭部和末端頭部和末端各種螺母各種螺母與墊片與墊片10.3 10.3 螺紋連接的預緊和防松螺紋連接的預緊和防松10.3.1 10.3.1 螺紋連接的預緊螺紋連接的

11、預緊 預緊可使聯接在承受工作載荷之前就受到預緊可使聯接在承受工作載荷之前就受到預緊力預緊力FF的作用，以防止聯接受載后被聯接的作用，以防止聯接受載后被聯接件之間出現間隙或橫向滑移。預緊也可以防松。件之間出現間隙或橫向滑移。預緊也可以防松。預緊力過大預緊力過大會使整個聯接的結構尺寸增會使整個聯接的結構尺寸增 大；也會使聯接螺栓在裝配時因過載而斷裂。大；也會使聯接螺栓在裝配時因過載而斷裂。預緊力不足預緊力不足則又可能導致聯接失效。則又可能導致聯接失效。 重要的螺栓聯接應控制預緊力重要的螺栓聯接應控制預緊力 預緊的目的預緊的目的裝配時控制預緊力的方法裝配時控制預緊力的方法測力矩扳手測力矩扳手定力矩扳

12、手定力矩扳手 擰緊螺母時的力矩和預緊力擰緊螺母時的力矩和預緊力擰緊螺母時，要克服螺紋副擰緊螺母時，要克服螺紋副的摩擦力矩的摩擦力矩T1T1和螺母與支持和螺母與支持面間的摩擦力矩面間的摩擦力矩T2T2，因此擰，因此擰緊力矩緊力矩 T=T1+T2T=T1+T2式中式中f f為螺母與被聯接件支承為螺母與被聯接件支承表面間的摩擦系數。表面間的摩擦系數。2)(21dtgFTv對于對于M10-M68M10-M68粗牙三角螺紋有：粗牙三角螺紋有：T0.2FdT0.2Fd20213031231dDdDFfTdFdDdDdftgddTv20213031232)(2120213031232)(21dDdDdftg

13、ddTvT擰緊力矩系數擰緊力矩系數 10.3.2 10.3.2 螺紋聯接的防松螺紋聯接的防松1 1、摩擦防松、摩擦防松1) 雙螺母防松2) 2) 彈簧墊圈防松彈簧墊圈防松 3) 3) 鎖緊螺母防松鎖緊螺母防松尼龍圈鎖緊螺母尼龍圈鎖緊螺母2 2、機械防松、機械防松 1) 1) 開口銷與六角開槽螺母防松開口銷與六角開槽螺母防松 2) 2) 止動墊圈防松止動墊圈防松圓螺母用帶翅墊片圓螺母用帶翅墊片3）圓螺母翅型墊片防松）圓螺母翅型墊片防松4) 4) 串聯鋼絲防松串聯鋼絲防松3 3、破壞螺紋副關系防松、破壞螺紋副關系防松10.4 10.4 螺栓連接的強度計算螺栓連接的強度計算普通螺栓設計準則：保證螺栓

14、的拉伸強度普通螺栓設計準則：保證螺栓的拉伸強度鉸制孔螺栓設計準則：保證螺栓的拉伸強度、鉸制孔螺栓設計準則：保證螺栓的拉伸強度、剪切強度和擠壓強度剪切強度和擠壓強度螺栓連接的強度計算，對于螺釘等其他螺紋螺栓連接的強度計算，對于螺釘等其他螺紋連接方式也同樣適用連接方式也同樣適用 螺栓一般成組使用，設計或者選擇原則：螺栓一般成組使用，設計或者選擇原則： 1、將螺栓組受力分配到單個螺栓上、將螺栓組受力分配到單個螺栓上 2、找出螺栓組中受力最大的螺栓、找出螺栓組中受力最大的螺栓 3、按照單個螺栓失效進行強度計算、按照單個螺栓失效進行強度計算 所以，先從單個螺栓強度計算開始所以，先從單個螺栓強度計算開始計

15、算內容 根據強度條件確定螺栓直徑， 選取合理的參數失效形式： 受拉螺栓，螺桿的疲勞斷裂、塑性變形，位置 受剪螺栓，螺桿被剪斷，螺桿和孔壁的貼合面被壓潰單個螺栓連接的強度計算65%20%15%10.4.1 10.4.1 普通螺栓連接的強度計算普通螺栓連接的強度計算 1 1 、松螺栓連接、松螺栓連接MPa 或mm 214dF Fd41式中式中： d1螺紋小徑螺紋小徑 mmmm F螺紋承受的軸向工作載荷螺紋承受的軸向工作載荷 N N 螺紋材料的許用應力螺紋材料的許用應力 MPaMPa松螺栓連接的設計計算松螺栓連接的設計計算2 2 、緊螺栓連接、緊螺栓連接 a. 普通螺栓聯接1)1)只受預緊力只受預緊

16、力 作用的緊螺栓連接作用的緊螺栓連接FRKmFzfszfmRkFs/式中：式中： f f 接合面摩擦系數接合面摩擦系數 m m 接合面數接合面數 z z 螺栓數目螺栓數目 k ks s 可靠性系數可靠性系數靠摩擦力傳遞橫向載荷的緊螺栓連接靠摩擦力傳遞橫向載荷的緊螺栓連接00/22/zfDTkFTkDFzfss 靠摩擦力傳遞轉矩的緊螺栓連接靠摩擦力傳遞轉矩的緊螺栓連接 213 . 143 . 1dFe螺栓的危險截面處于拉伸和扭轉的復合應力螺栓的危險截面處于拉伸和扭轉的復合應力狀態，而螺栓通常是塑性的，因此按第四強狀態，而螺栓通常是塑性的，因此按第四強度理論，螺栓聯接的強度條件為：度理論，螺栓聯接

17、的強度條件為：322e 對于對于M10M10M68M68的普通螺紋鋼制螺栓，可取的普通螺紋鋼制螺栓，可取5 . 0/3 . 141Fd或或式中：式中： 預緊力 N d1 螺紋小徑 mm 螺紋材料的許用應力 MPa F上式說明緊螺栓連接可按純拉伸強度計算，但需上式說明緊螺栓連接可按純拉伸強度計算，但需將拉伸應力增大將拉伸應力增大30%30%，以考慮扭剪應力的影響。，以考慮扭剪應力的影響。2 2 ）受預緊力）受預緊力 及受軸向工作及受軸向工作設設: :缸內總壓力為缸內總壓力為Q Q，螺栓數為螺栓數為z z，則每個，則每個螺栓所受的工作載荷螺栓所受的工作載荷為：為：zQF F載荷載荷F F 作用的緊

18、螺栓聯接作用的緊螺栓聯接在受軸向工作載荷的螺栓聯接中，螺栓實際承受在受軸向工作載荷的螺栓聯接中，螺栓實際承受的總拉伸載荷的總拉伸載荷FFF0圖圖a a）聯接還沒有擰緊）聯接還沒有擰緊時的情況時的情況圖圖b) b) 聯接擰緊后螺栓聯接擰緊后螺栓受到預緊力受到預緊力 而伸長而伸長了了 ，被聯接件受到，被聯接件受到預緊力預緊力 而縮短了而縮短了圖圖c) c) 在聯接承受軸向在聯接承受軸向載荷載荷F F時，螺栓的伸長時，螺栓的伸長量增了量增了 被連接件的被連接件的變形量減少了變形量減少了FbFmbbm m根據變形協調條件：根據變形協調條件：bFFFFFF 00設：螺栓的剛度為設：螺栓的剛度為C Cb

19、b, ,被被聯接件的剛度為聯接件的剛度為C Cm m。因為。因為所以所以FFFCFCFmbmmbb /()bbbmFF CCC0 /()bbmFFF CCC 式中式中 稱為相對剛度系數，它與稱為相對剛度系數，它與螺栓和被聯接件的材料、結構、尺寸以及工螺栓和被聯接件的材料、結構、尺寸以及工作載荷作用位置、墊片等因素有關。作載荷作用位置、墊片等因素有關。)/(mbbCCC 相對剛度系數查表得到。相對剛度系數查表得到。為保證被聯接件的接合面不出現縫隙，為保證被聯接件的接合面不出現縫隙， 的值查的值查p181p181。0F F螺栓的相對剛度螺栓的相對剛度剩余預緊力剩余預緊力FF2 . 0 強度條件式：

20、強度條件式： 或或：/3 . 14210dFe/3 . 1401Fd 式中：式中：F F0 0螺栓的總拉力螺栓的總拉力 N N d d1 1螺栓的小徑螺栓的小徑 mmmm 螺栓材料的許用應力螺栓材料的許用應力 MPaMPa10.4.2 10.4.2 鉸制孔螺栓聯接的強度計算鉸制孔螺栓聯接的強度計算強度條件：強度條件：/4min2psspsshdFdF式中：式中： F Fs s單個螺栓所受的橫向載荷單個螺栓所受的橫向載荷 N N d ds s螺栓剪切面直徑螺栓剪切面直徑 mmmm h hminmin螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度 mmmm 螺栓材料的許用剪切應力螺栓材料

21、的許用剪切應力 MPaMPa p p螺栓和孔壁材料中弱者的許用擠壓應力螺栓和孔壁材料中弱者的許用擠壓應力 MPaMPa10.4.3 10.4.3 螺栓連接件的材料和許用應力螺栓連接件的材料和許用應力 1 1、螺紋連接件的材料、螺紋連接件的材料 常用材料：常用材料： 低碳鋼，中碳鋼，如：低碳鋼，中碳鋼，如：Q215Q215、Q235Q235、1010、3535和和4545號鋼號鋼 重要和特殊用途的螺紋聯接件可采用合金鋼，如重要和特殊用途的螺紋聯接件可采用合金鋼，如15Cr15Cr、 40Cr40Cr、30CrMnSi30CrMnSi。 2 2、 螺紋連接件的許用應力可由螺紋連接件的許用應力可由p

22、182p182表中查得表中查得。一、一、 改善螺紋牙間的載荷分布改善螺紋牙間的載荷分布10.4.4 10.4.4 提高螺栓聯接強度的措施提高螺栓聯接強度的措施 均載螺母實例均載螺母實例二、降低螺栓所受的總拉力二、降低螺栓所受的總拉力F F0 0 當和一定時，越小，則螺栓所受到當和一定時，越小，則螺栓所受到的總拉力就越小。的總拉力就越小。FF/()bbmCCC0F減小螺栓剛度的結構減小螺栓剛度的結構 用用O O形密封圈密封形密封圈密封降低螺栓剛度有利于減少螺栓所受的總拉力降低螺栓剛度有利于減少螺栓所受的總拉力三、避免或減小附加應力三、避免或減小附加應力 四、四、 減少應力集中減少應力集中10.5

23、 10.5 螺栓組連接的結構設計螺栓組連接的結構設計10.5.1 10.5.1 連接接合面的設計連接接合面的設計 1 1、螺栓的布置應使各螺栓的受力合理、螺栓的布置應使各螺栓的受力合理 （1 1）對稱布置螺栓，使螺栓組的對稱中心）對稱布置螺栓，使螺栓組的對稱中心和連接接合面的形心重合。和連接接合面的形心重合。 （2 2）對于鉸制孔螺栓連接的受剪螺栓，在）對于鉸制孔螺栓連接的受剪螺栓，在平行于工作載荷方向上成排布置的螺栓數平行于工作載荷方向上成排布置的螺栓數目不應超過目不應超過 8 8 個，以免載荷分布不均。個，以免載荷分布不均。 10.5.2 10.5.2 螺栓的數目及布置螺栓的數目及布置（3

24、 3）對于受彎矩或轉矩的螺栓連接，應使螺）對于受彎矩或轉矩的螺栓連接，應使螺栓盡量布置在靠近連接接合面的邊緣上，以減栓盡量布置在靠近連接接合面的邊緣上，以減少螺栓的受力少螺栓的受力。2 2、螺栓的布置應有合理的間距和邊距，以保、螺栓的布置應有合理的間距和邊距，以保證連接的緊密性和裝配時扳手所需活動空間。證連接的緊密性和裝配時扳手所需活動空間。3 3 、螺栓的數目及布置應便于螺栓孔的加工、螺栓的數目及布置應便于螺栓孔的加工 分布在同一圓周上的螺栓數目，應取分布在同一圓周上的螺栓數目，應取成成4,6,84,6,8等偶數，以便于在圓周上鉆孔時等偶數，以便于在圓周上鉆孔時的分度和劃線。的分度和劃線。1

25、0.5.3 10.5.3 采用減載裝置，減少螺栓的受力采用減載裝置，減少螺栓的受力10.6 螺 旋 傳 動 10.6.1 10.6.1 概概 述述 螺旋傳動的特點：螺旋傳動的特點： 螺旋傳動主要是變回轉運動為直線運動螺旋傳動主要是變回轉運動為直線運動。分分 類類按其用途可分為三類按其用途可分為三類 (1)(1)傳力螺旋：傳力螺旋： 以傳遞動力以傳遞動力為主。如千斤為主。如千斤頂、起重器、頂、起重器、壓力機等。壓力機等。 螺旋千斤頂 以傳遞運以傳遞運動為主，要動為主，要求有較高的求有較高的運動精度運動精度。(2) 、傳導螺旋(3) (3) 調整螺旋調整螺旋用于調整固用于調整固定零件間的定零件間的

26、相對位置。相對位置。這種螺旋不這種螺旋不經常轉動，經常轉動，一般在空載一般在空載下調整。下調整。按螺紋副中摩擦性質的不同分類按螺紋副中摩擦性質的不同分類特點：特點： 摩擦阻力大、傳動摩擦阻力大、傳動效率低、磨損快、運效率低、磨損快、運動精度低。但結構簡動精度低。但結構簡單、制造方便、易于單、制造方便、易于自鎖，應用廣。自鎖，應用廣。（1）滑動螺旋（2 2）滾動螺旋）滾動螺旋 特點：特點： 摩擦阻力小、傳動摩擦阻力小、傳動效率高、傳動平穩、效率高、傳動平穩、運動精度高，使用壽運動精度高，使用壽命長，但結構復雜、命長，但結構復雜、制造困難、成本較高制造困難、成本較高。滾珠螺旋傳動滾珠螺旋傳動 特點

27、：特點： 傳動效率最高、工作平穩、使用壽命長，但傳動效率最高、工作平穩、使用壽命長，但結構復雜，制造精度要求高，需附加一套供油系結構復雜，制造精度要求高，需附加一套供油系統。用于高精度、高效率的重要傳動統。用于高精度、高效率的重要傳動。（3）靜壓螺旋 滑動螺旋傳動的結構和材料滑動螺旋傳動的結構和材料1 1 、滑動螺旋傳動的結構、滑動螺旋傳動的結構 螺桿螺桿： 當螺桿短而粗且垂直分當螺桿短而粗且垂直分布時（如：起重的傳力螺布時（如：起重的傳力螺旋），可以利用螺母本身旋），可以利用螺母本身作為支撐。而當螺桿細而作為支撐。而當螺桿細而長且水平布置時（如：機長且水平布置時（如：機床的絲杠），應在螺桿的

28、床的絲杠），應在螺桿的兩端或中間附加支撐。兩端或中間附加支撐。 螺母螺母（整體式、剖分式、組合式）（整體式、剖分式、組合式） 剖分式螺母剖分式螺母組合式螺母組合式螺母n 滑動螺旋傳動多采用梯形或鋸齒形螺滑動螺旋傳動多采用梯形或鋸齒形螺 紋，且常用右旋螺紋。紋，且常用右旋螺紋。n 傳力和調整螺紋要求自鎖時，應采用傳力和調整螺紋要求自鎖時，應采用 單線螺紋。單線螺紋。n 傳導螺旋可采用多線螺紋傳導螺旋可采用多線螺紋。 螺紋牙形與線數的選擇n 螺桿和螺母的材料除要求有足夠的強度、耐磨性，螺桿和螺母的材料除要求有足夠的強度、耐磨性， 還要求兩者配合時摩擦系數小還要求兩者配合時摩擦系數小。n 1 1、一

29、般螺桿可選用、一般螺桿可選用Q275Q275、4545、5050號鋼號鋼; ; ( (需經熱處理以達到高硬度的重要螺桿，則常用合金鋼，如需經熱處理以達到高硬度的重要螺桿，則常用合金鋼，如 T12T12、40Cr40Cr、65Mn65Mn鋼等鋼等) )n 2 2、常用螺母材料有鑄造錫青銅、常用螺母材料有鑄造錫青銅ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1和和 ZCuSn5Pb5Zn5ZCuSn5Pb5Zn5 ( (重載低速時可選用鑄造鋁青銅重載低速時可選用鑄造鋁青銅ZCuSn10Pb1ZCuSn10Pb1和和ZCuSn5Pb5Zn5)ZCuSn5Pb5Zn5)n 低速輕載，特別是不經常運轉時，可選

30、用耐磨鑄鐵低速輕載，特別是不經常運轉時，可選用耐磨鑄鐵. .2 2、螺桿和螺母的材料、螺桿和螺母的材料螺旋傳動的主要失效形式：螺旋傳動的主要失效形式：螺紋牙磨損、螺紋牙塑性變形和斷裂、螺桿的塑性變形和斷裂、螺桿失穩等。主要設計主要設計：螺桿的直徑和螺母的高度10.6.3 10.6.3 滑動螺旋傳動的設計計算滑動螺旋傳動的設計計算螺旋傳動的設計準則螺旋傳動的設計準則 1 1、先根據耐磨性條件確定螺桿的直徑和螺、先根據耐磨性條件確定螺桿的直徑和螺母的高度，再校核其它條件；母的高度，再校核其它條件； 2 2 、對傳力較大的傳力螺旋，應按螺桿和、對傳力較大的傳力螺旋，應按螺桿和螺紋牙的強度設計，按耐磨

31、性校核螺母的螺紋牙的強度設計，按耐磨性校核螺母的高度；高度； 3 3、對有自鎖要求的，應校核其自鎖條件；、對有自鎖要求的，應校核其自鎖條件； 4 4、對長徑比比較大的受壓螺桿，校核其穩、對長徑比比較大的受壓螺桿，校核其穩定性。定性。ssphHdQphzdQp22n 耐磨性計算主要是限制螺耐磨性計算主要是限制螺 紋接觸處的壓強紋接觸處的壓強p ps sn 設軸向載荷設軸向載荷Q Q均勻分布在均勻分布在螺母的螺母的z z圈螺紋上，則耐磨圈螺紋上，則耐磨條件式：條件式：一、一、 耐磨性計算耐磨性計算2dH對于梯形螺紋，對于梯形螺紋，h h=0.5=0.5p p , ,則則：對于鋸齒形螺紋，對于鋸齒形

32、螺紋，h=0.75p, 則：則：設：設： 代入上式得：代入上式得：sphQpd2spQd8 . 02spQd65. 02值由值由p185p185查表獲得。查表獲得。按按d d2 2和和 查國標，選取相應的查國標，選取相應的d d和和p p。210dp二、二、 螺桿的強度較核螺桿的強度較核 螺桿受軸向力螺桿受軸向力Q Q和摩擦和摩擦 力矩力矩T T1 1的聯合作用，在危的聯合作用，在危險截面，按第四強度理論險截面，按第四強度理論得強度條件為：得強度條件為： 22221231134316eTQdd三、螺紋牙強度的校核三、螺紋牙強度的校核防止沿螺母螺紋牙防止沿螺母螺紋牙根部剪斷和彎斷的根部剪斷和彎斷

33、的校核式為：校核式為： 2/6bdzQlbzdQb 四、自鎖條件校核arctancosfff 螺桿的臨界壓力螺桿的臨界壓力Q Qc c的值與螺桿的柔度有關的值與螺桿的柔度有關il五、螺桿的穩定性校核五、螺桿的穩定性校核 式中：式中：Q 螺桿受到的最大軸向力； Qc 螺桿的臨界壓力。穩定性條件：穩定性條件：/2.5 4cQQ -螺桿長度系數螺桿長度系數 , ,與螺桿端部結構有關與螺桿端部結構有關一端固定、一端自由一端固定、一端自由( (如起重器如起重器) )，取，取=2 =2 一端固定、一端鉸支一端固定、一端鉸支( (如壓力機如壓力機) )，取，取=0=0. .7 7 兩端鉸支兩端鉸支( (如傳

34、導如傳導螺桿螺桿), ), 取取=1 =1 i-i-螺桿危險截面的慣性半徑，若螺桿危險截面的慣性半徑，若 則：則： 221,4mmdAmmdAIi,41(1)當 100 時：式中式中: : E E-螺桿材料的彈性模量；螺桿材料的彈性模量； I I-螺桿危險截面的軸慣性矩螺桿危險截面的軸慣性矩： -螺桿的最大工作長度螺桿的最大工作長度, mm, mm22)/( lEIQc441,64mmdIl( (2)2)、當、當100 100 時：時： 對于對于B B380MPa380MPa的碳素鋼取：的碳素鋼取： 對于對于B B480MPa480MPa的優質碳素鋼的優質碳素鋼( (如如3535，4040鋼鋼

35、) )取：取：(3)(3)、對于、對于 4040的螺桿，不用穩定性校核。的螺桿，不用穩定性校核。412. 130421dQc457. 246121dQc習題1利用普通螺栓連接方式將鋼板利用普通螺栓連接方式將鋼板1和鋼板和鋼板2連接起來，并注連接起來，并注意防松。意防松。12122 2 有一普通螺紋聯接有一普通螺紋聯接,需控制預緊力需控制預緊力,每個螺栓每個螺栓所受軸向工作載荷為所受軸向工作載荷為3.8KN,螺栓材料為螺栓材料為45鋼鋼,其許用應力為其許用應力為,采用采用M16的螺栓的螺栓,螺栓小徑螺栓小徑d d1 1=13.835mm=13.835mm,F=1.6F,試校核此螺栓連接的試校核此

36、螺栓連接的強度強度2 2 有一普通螺紋聯接有一普通螺紋聯接,需控制預緊力需控制預緊力,每個螺栓所受軸向工作每個螺栓所受軸向工作載荷為載荷為3.8KN,螺栓材料為螺栓材料為45鋼鋼,其許用應力為其許用應力為,采用采用M16的的螺栓螺栓,螺栓小徑螺栓小徑d d1 1=13.835mm=13.835mm,F=1.6F,試校核此螺栓連接的試校核此螺栓連接的強度強度解：螺栓所受的總拉力解：螺栓所受的總拉力NFFFFFF988038006 . 26 . 26 . 10 MpaMPadFe12044.853 . 142103 3 用用M12的螺栓連接兩塊鋼板，其厚度的螺栓連接兩塊鋼板，其厚度分別為分別為20mm和和60mm，在厚度為，在厚度為20mm的板上鉆的孔，試設計