第7章螺紋聯接與螺旋傳動§7.1螺紋聯接的基本知識§7.2螺紋聯接的預緊與防松§單個螺栓聯接的強度計算§7.4螺栓聯接的結構設計和受力分析§7.5螺栓聯接的材料和需用應力§7.6提高螺栓聯接強度的措施§7.7滑動螺旋傳動簡介§7.8滾動螺旋傳動簡介7.1螺紋聯接的基本知識7.1.1

螺紋的形成及類型工件卡盤車刀1)車外螺紋2)車內螺紋外螺紋—在圓柱體外表面上形成的螺紋內螺紋—在圓柱體內表面形成上的螺紋

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。鉆孔深度完整螺紋深度不完整螺紋深度鉆孔攻絲左旋螺紋和右旋螺紋單線螺紋和多線螺紋單線螺紋多線螺紋螺紋的牙型三角形矩形梯形鋸齒形主要用于聯接多用于傳動三角形梯形鋸齒形7.1.2

螺紋的主要參數大經d小徑d1中經d2螺距P導程S升角l牙型角a、牙型斜角b

螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點之間的軸向距離P稱為螺距。

同一條螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對應兩點之間的軸向距離L稱為導程。單線螺紋：P=L多線螺紋：P=L/n螺距=導程螺距導程二者之間的關系：螺距=導程/線數普通螺紋7.1.3

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1.螺栓聯接7.1.4

螺栓聯接的基本類型2.雙頭螺柱聯接3.螺釘聯接4.緊定螺釘聯接7.1.5

標準螺紋聯接件1.螺栓、螺柱、螺釘聯接件2.緊定螺釘、螺母3.墊圈7.2螺紋聯接的預緊和防松

一般螺紋聯接在裝配的時候都必須擰緊，以增強聯接的可靠性、緊密性和防松能力。7.2.1

螺栓聯接的預緊

對于一般聯接，可憑經驗來控制預緊力F0的大小，但對于重要的聯接就要嚴格控制其預緊力。T=T1+T2=KF0d擰緊時扳手力矩為T可由測力矩扳手測定!式中K為擰緊力矩系數,可查表7.2.2

螺栓聯接的防松

聯接中常用的單線普通螺紋和管螺紋在沖擊、震動或變載荷的作用下容易產生松脫現象。

螺紋聯接放松的根本問題在于要防止螺旋副的相對運動。常用的防松方法:摩擦防松機械防松:其他防松彈簧墊圈對頂螺母尼龍圈鎖緊螺母開口銷帶翅墊片止動墊片帶翅墊片串聯鋼絲7.3單個螺栓聯接強度計算

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。7.3.1

受拉螺栓聯接1.松螺栓聯接強度條件：設計公式：式中[σ]為松聯接螺栓的許用拉應力（MPa）,查表d1計算出后,再按標準查選螺紋的公稱直徑。2.緊螺栓聯接只受預緊力緊螺栓聯接螺栓螺紋部分處于拉伸與扭轉的符合應力狀態。螺栓危險界面上的拉伸應力為螺栓危險界面上的扭轉剪切應力為

對于常用的單線、三角形螺紋的普通螺栓，取fv=tanjv=0.15，簡化處理的t=0.5s,.根據第四理論，可求出當量應力se為因此，強度條件為：即設計公式為受橫向外載荷的緊螺栓聯接

載荷與螺栓軸向垂直,靠被聯接件間的摩擦力傳遞.螺栓受載前需預緊,受載前后受力相同.螺栓內部危險截面上既有軸向預緊力F0形成的拉應力s,又有因螺栓與螺紋牙面間的摩擦力矩T1而形成的扭轉剪應力t受力特點螺栓預緊力當f=0.15、Kf=1.1、m=1時，可得此結構，要使聯接不發生滑動，螺栓要承受7倍于橫向外載荷的預緊力。結構笨重、不經濟。因此要避免這種結構，而采用新結構。承受軸向靜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t.受力特點強度條件:設計公式:式中FS為螺栓受載后所受的軸向總拉力(N),通過受載前對螺栓的預緊,和受載后螺栓軸向拉力的分析,可知這里F為單個螺栓的軸向載荷,F0‘為殘余軸向預緊力，不同的場合對殘余預緊力有不同的要求。工作載荷可靠，FS=F+F0'F0ˊ=0.2～0.6F，工作載荷不穩定，Fˊ=0.6～1.0F對于氣缸、壓力容器取Fˊ=1.5～1.8F7.3.2

受剪切螺栓聯接

受力特點：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7.4螺栓組聯接的結構設計和受力分析要設計成軸對稱的幾何形狀。7.4.1

螺栓組聯接的結構設計使螺栓組的對稱中心和連接接合面的形心重合,保證接合面的受力均勻,同時便于加工.螺栓的布置應使螺栓的受力合理當螺栓組連接承受彎矩或扭矩時,應使螺栓的位置適當靠近接合面的邊緣,以減小螺栓的受力.不要平行于工作載荷的方向上成排地布置8個以上螺栓,以避受力不均勻.螺栓的布置應有合理的間距、邊距同一組螺栓聯接中各螺栓的直徑和材料均應相同,分布在同一圓周上的螺栓數量應成偶數,以便于加工時畫線.避免螺栓承受偏心載荷7.5螺紋聯接件的材料和許用應力7.5.1

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等螺栓材料的許用拉應力按下式確定:

式中S為安全系數。緊聯接螺栓若不控制預緊力，則S大小與螺栓直徑和載荷性質有關，此時設計螺栓聯接時，常用試算法確定S。即先預估螺栓直徑，再與計算出的螺栓直徑作比較后，對S作調整和計算。7.6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：改善螺紋牙間的載荷分配內斜螺母環槽螺母懸置螺母螺紋牙間載荷分配關系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。減小螺栓剛度的方法a.柔性螺栓b.彈性元件增大被聯接件剛度的方法a.金屬墊片b.密封環減小應力集中避免附加彎曲應力7.7滑動螺旋簡介

螺旋運動是利用由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轉變為直線運動，同時傳遞運動和動力的場合。7.7.1

螺旋傳動的類型傳力螺旋傳動螺旋調整螺旋7.7.2

螺旋傳動的結構及材料1.螺母結構整體螺母不能調整間隙，只能用在輕載且精度要求較低的場合組合螺母組合螺母這種螺母便于操作，一般用于車床溜板箱的螺旋傳動中2.螺旋結構

通常采用牙型為矩形、提醒或鋸齒形的右旋螺紋。特殊情況下也采用左旋螺紋。3.材料一般螺桿的選用原則如下：高精度傳動十多選碳素工具鋼需要較高硬度，可采用鉻錳合金鋼或者采用65Mn鋼一般情況下可用45、50鋼

螺母材料可采用鑄造錫青銅，重載低速的場合可選用鑄造鋁鐵青銅，而輕載低速時也可選用耐磨鑄鐵。7.8滾動螺旋簡介

在螺桿和螺母制建設有封閉循環的滾道，在滾道間填充鋼珠，使螺旋副的滑動摩擦變為滾動摩擦，提高傳動效率，這種傳動稱為螺旋傳動，又稱為滾珠絲杠副。7.8.1

滾珠絲杠的分類、特點和應用1.滾珠絲杠的分類按用途定位滾珠絲杠傳動滾珠絲杠通過旋轉角度和導程控制軸向位移量，稱為P類滾珠絲杠用于傳動動力的滾珠絲杠，稱為T類滾珠絲杠按循環方式內循環滾珠絲杠外循環滾珠絲杠2.滾珠絲杠的特點及應用滾珠絲杠的優點滾動摩擦系數小，傳動效率高啟動扭矩接近運轉扭矩，工作較平穩磨損小且壽命長，可用調整裝置調整間隙，傳動精度與剛度均得到提高不具有自鎖性，可將直線運動變為回轉運動滾珠絲杠的缺點結構復雜，制造困難在需要防止逆轉的機構中，要加字所機構承載能力不如滑動螺旋傳動大

滾動絲杠多用在車輛轉向機構及對傳動精度要求較高的