机械设计基础10联接(螺纹联接)

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1、第十章联接(螺纹联接)p.131前言§10-1螺纹参数§10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁§10-3机械制造常用螺纹及标准§10-4螺纹联接基本类型及螺纹联接件§10-5螺纹联接的预紧和防松§10-6螺栓联接的强度计算§10-7螺栓的材料和许用应力§10-8提高螺栓联接强度的措施§10-9螺旋传动机械零件(制造单元)→构件(运动单元)→机构→机器静联接动联接零件联接前言:联接被联接件联接件联接机械静联接→可拆联接→螺纹、键、销分类不可拆联接→焊、粘、铆机械动联接→运动副螺内螺纹纹外螺纹螺旋副→螺纹联接(静联接→构件)螺旋传动(动联

2、接→机构)§10-1螺纹参数p.131(一)螺纹的形成：①顺时针旋进→右旋②以轴线为基准(外)→判断方法右旋左旋→判断方法旋向单头→联接多头→传动线数二．螺纹参数：n=1n=2n=3dd2d1=?ｄ(大径－标准直径);ｄ1(小径);ｄ2(中径);p(螺距)；ｎ(螺旋线数);Ｓ(导程);Ｓ＝np;α（牙型角）;β(牙側角);φ（升角）(二)螺纹参数：P.132S(np)tgφ＝np／πｄ2(10－1)30°梯形3°30°锯齿形矩形60°普通牙型:α=60°β＝30°α=30°β＝15°β工＝3°,β非＝30°α=0°β＝0°矩形非矩形

3、牙α=60°型α=30°α=33°α=0°→→在轴向载荷下相对运动图(10－4,a)S(np)内螺纹外螺纹拧紧、加载、顶起重物相对运动→联接传动→螺旋副FFa→将螺旋线沿中径展开§10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁p.132→滑块(重物)在斜面运动分析:1.当匀速上升:ρFaFFnFRFfφFaFFRφ+ρ图(10－4,b)FR与Fn夹角→摩擦角ρ:tgρ＝f＝Ff/Ｆn∴ＦR与Ｆa夹角＝φ＋ρ→加载Ｆa(轴向力,自重,阻力)作用在螺旋副上的驱动力矩：(10-2b)∴Ｆ＝Ｆa·tg(φ＋ρ)(10－2a)→合反力FRV∵(滑块)合

4、力＝０→法向反力Fn(⊥斜面)→施加水平推力Ｆ→摩擦阻力:f·Fn=Ff一．矩形螺纹:(α=0○)→施加水平支持力Ｆ(匀速下滑)当Ｆ＝０→Ｆ＜０→自锁条件：滑块在斜面运动状态不变作用力Ｆ与假设力的方向相反→推力Ｆ≤０→φ≤ρ(10-3b)ρFaFFnFRFfφFaFFRφ－ρ→无论Ｆa多大，滑块不会自动下滑→自锁2.当匀速下降:图(10－4,c)→将ρ→ρ′(当量摩擦角)tgρ′＝f/cosβ=f′(10-4)(当量摩擦系数)α(β)↑ρ′↑→φ↑→匀速上升:Ｆ＝Ｆa·tg(φ＋ρ′)(10-5a)匀速下降:Ｆ＝Fa·tg(φ－ρ′

5、)(10-6a)(10-6b)(10-5b)自锁条件：φ≤ρ′(10-7)αβ要自锁好→α(β)↑,φ↓(单头)自锁性↑自锁性↓二．非矩形螺纹(10-8)S要效率高→过大，制造困难/ρ′－当量摩擦角,φ－升角η＝有效功／输入功＝Ｆa·Ｓ／（Ｆπｄ2）＝Ｆa·πｄ2tgφ/[Ｆa·tg(φ＋ρ′)πｄ2]要自锁好→α↑φ↓(单);要效率高→α↓φ↑(多)→α↓,φ↑(多头)φ↑,ρ′↓φη三.效率:当匀速上升:联接(可靠)→→要自锁传动→效率高1.三角形／普通螺纹(M)螺纹(联接)＼管螺纹→α＝60°、55°→紧密梯形螺纹Tr→α＝

6、30°,β＝15°锯齿形螺纹S→β工＝3°,β非＝30°矩形螺纹→α＝０°→α小、φ大→多线螺旋副ρ′↑→α↑φ↓→单线ｎ=1ρ′↓→α↓φ↑→多线ｎ＞１→α＝60°,β=30°2.传动螺纹→效率高§10-3机械制造常用螺纹及标准p.134→紧固→联接(单线、α大)(粗,细)作业：P16110-2主要内容：螺旋副的受力分析、效率和自锁§10-4螺纹联接基本类型及螺纹联接件p.137C1e普通螺栓图(10－9,a)铰制孔用螺栓联接图(10－9,b)一．螺纹联接基本类型d0螺栓联接螺钉联接图(10－10,a)双头螺柱联接图(10－10,

7、b)紧定螺钉联接图(10－11)螺栓－螺栓；螺钉；双头螺柱；紧定螺钉螺母－六角螺母；圆螺母；糟型螺母垫片－垫片；弹簧垫片；斜垫片；球形垫片二．螺纹联接件p.138目的：→防止松动→提高可靠、强度、紧密性T0的大小:拧紧时→螺纹阻力矩T1:(10-5b)螺母支持面上的摩擦阻力矩T2T2＝fc·Fa·rf(10-10)T0＝T1＋T2≈0.2FadN·mm(一)拧紧力矩T0→Ｔ0＝Ｔ1＋Ｔ2T0控制、不严格控制ＦS(少－测力矩板手；多－风板机)§10-5螺纹联接的预紧和防松P.140螺栓→轴向拉力被联接件→轴向压力锁紧力ＦSＴ1＝Fd2

8、/2＝Fatg(φ＋ρ’)d2/2（二）螺纹联接的防松p.142螺旋副→联接(可靠)→拧紧＋自锁→防松？∵靠摩擦力自锁→不可靠,∴→防松防松方法：→关键摩擦防松→阻止螺旋副相对转动机械防松不可拆防松弹簧垫片锁紧螺母对顶螺母→使螺纹接触