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上海大学机械设计课件-第五章 螺纹联接.ppt

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机械设计第5章螺纹联接和螺旋传动课件

机械设计第5章螺纹联接和螺旋传动课件


③ 中径 d2
d d2 d1
（二）螺纹的主要参数
PS
d d2 d1
二 ④ 螺距 P 距 ⑤ 导程（升距）S
单线螺纹: S = P 多线螺纹: S = nP
n----螺纹的线数
PS
d d2 d1
ψ
二 ⑥ 螺纹升角ψ 角 ⑦ 牙型角 α
S ψ
πd2
tanψ
=
S πd2
nP =πd2
α ββ
牙侧角 β
1.螺栓连接
d0
孔与螺杆之间 留有间隙
d0
受拉螺栓
受剪螺栓
d
铰制孔用螺栓连接
普通螺栓连接
结构简单，装拆 方便，应用最广
多用于承受横 向载荷的场合
§5-2 螺纹连接的类型及标准连接件
（二）螺纹连接的基本类型
1. 螺栓连接
2. 双头螺柱连接 ----可经常拆装 3. 螺钉连接 ----不宜经常拆卸
结构简单，省了螺母，不宜经常拆装， 以免损坏螺孔而修复困难。
机械连接的分类：
1.动连接 ---被连接的零件间可以有相对运动的连接 如:各种运动副
2.静连接 ---被连接件之间不许产生相对运动的连接 ❖ 可拆连接 ---如: 螺纹、键、销连接等 ❖ 不可拆连接 ---铆、焊、粘接等 （永久连接）
提问： 有没有既是可拆连接又是不可拆连接的连接形式 ？
过盈连接简介
粗牙
细牙螺纹
tgψ=
nP πd2
ψ ≤ φv
优点：p ，ψ ， 自锁性更好、连接更可靠；且螺纹深度
缺点：不耐磨易滑扣。
浅，强度高。
应用：薄壁零件、受变载荷的连接和微调机构。
粗牙螺纹
P ,由于制造简单，一般连接常用。
机械基础课件螺纹连接ppt

机械基础课件螺纹连接ppt


铰制孔用螺栓联接
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
2.双头螺柱联接
用两头均有螺纹的螺柱和螺母 把被联接件联接起来, 被联接件 之一为光孔、另一个为螺纹孔。 适用于被联接件之一厚度很大， 而又不宜钻通孔，但又经常拆 卸的地方。
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
按母体形状分
圆柱螺纹 圆锥螺纹
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
标准螺纹联接件
垫圈。用于同一 螺纹直径的垫圈 又分为特大、大、 普通和小的四种 规格，特大垫圈 主要在铁木结构 上使用。斜垫圈 只用于倾斜的支 承面上。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
六、螺纹联接的预紧和防松
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
2.双头螺柱联接
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.螺钉联接
五、标准螺纹联接件
标准螺纹联接件 没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任
《机械设计》课件第五章螺纹连接和螺旋传动

《机械设计》课件第五章螺纹连接和螺旋传动


03
连接的安全性和可靠性。
04
螺旋传动的优化设计
螺旋传动的效率优化
优化设计参数
通过调整螺旋传动的几何参数，如螺 距、螺旋升角等，提高传动效率。
材料选择
加工精度
提高螺旋齿的加工精度，减少齿面粗 糙度，降低摩擦阻力，提高传动效率 。
选择具有高强度、低摩擦系数的材料 ，以减小摩擦损失，提高传动效率。
螺旋传动的刚度分析
02
螺旋传动的基本原理
螺旋传动的分类和特点
分类
根据工作原理的不同，螺旋传动可以 分为传力螺旋传动、传导螺旋传动和 调整螺旋传动。
特点
螺旋传动具有传动平稳、承载能力大 、传动精度高、易于自锁等优点，但 同时也有传动效率低、结构尺寸大、 成本高等缺点。
螺旋传动的应用场景
1 2
工业制造
螺旋传动广泛应用于各种工业制造领域，如冶金 、化工、建材等，用于驱动各种工作机构和调整 机构。
《机械设计》课件第五章螺纹连 接和螺旋传动
目 录
• 螺纹连接的基本知识 • 螺旋传动的基本原理 • 螺纹连接的设计与计算 • 螺旋传动的优化设计 • 螺纹连接和螺旋传动的实例分析
01
螺纹连接的基本知识
螺纹的种类和特点
01
02
03
04
三角形螺纹
主要用于一般连接，特点是自 锁性能好，但强度低，只能承
将进一步拓展。
03
环保与可持续发展
随着对环保和可持续发展的重视，无污染、低能耗的螺纹连接和螺旋传
动技术将受到更多关注。例如，开发无润滑油或低润滑油需求的螺纹连
接和螺旋传动系统，减少对环境的影响。
THANK YOU
未来发展趋势与展望
01
第5章螺纹联接ppt课件

第5章螺纹联接ppt课件

剪切强度： FA 2[]
（2〕铰制孔用螺栓联接的强度 挤压强度：
pFd0L mi n[ p]
剪切强度：
4Fd0 2[]
杜永平
螺纹联接
（3〕受轴向载荷的紧螺栓联接
螺杆的总受力（reFsi2d＝uaFl残0p＋r余eFt预ig？h紧te力ning force）
F2 F0F
F2F1F
杜永平
螺纹联接
F2 F0F
e d1
32F0
d12
4dF120
94dF120
9
杜永平
螺纹联接
避免偏载的措施： ① 铸造出凸台；
② 加工沉头座； （鱼眼坑）
③ 斜面用斜垫圈；
杜永平
螺纹联接
④ 采用球面垫圈。
杜永平
螺纹联接
五、螺栓组联接的设计
1. 螺栓组的结构设计 ① 轴对称的简单几何形状
受力均匀 便于加工
杜永平
螺纹联接
② 螺栓的受力合理
自锁螺母〔self-locking nut）
杜永平
螺纹联接
2. 机械防松 开口销(spring cotter)与 六角开槽螺母(notch nut)
杜永平
螺纹联接
止动垫圈〔stop washer）
串联金属丝〔in series wire）
杜永平
螺纹联接
3. 永久防松〔破坏螺纹副） 冲点、焊接(jointing)、粘合(conglutination)
杜永平
螺纹联接
2. 螺栓组受力分析 目的：找出受力最大的螺拴及所受力的大小 假设：螺栓的材料、直径、长度、预紧力相同；
螺栓组的对称中心与接合面形心重合； 受载后结合面仍保持为平面。
杜永平
螺纹联接
螺纹连接原理ppt课件

螺纹连接原理ppt课件

上只选用性能等级即可。 • 螺母的性能等级分7个等级，从4到12。螺栓和螺母的性能等级应配合使用。
精品课件
螺纹联接的有效性
c) 防松 摩擦防松
1、螺纹联接原理
机械防松
破坏螺旋副的防松
注意： 提高螺栓拧紧扭矩，只可以提高两个零件的联接程度，但不能起到防松 作用，而且一味的提高扭矩，可能会造成紧固件拉伸变形，一旦超过屈
退刀槽、在螺母承压面以内的栓杆有余留螺纹等。 d-2) 减小螺栓的应力幅
精品课件
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精品课件
螺纹联接原理
精品课件
螺旋与螺旋副
外（阳）螺旋和内（阴）螺旋相互配合，通过旋转其中一个 就可以使两者沿螺旋移动，产生相对的螺旋运动——螺旋副
螺旋是一种简单机械，是斜面类机械的变形
螺旋副啮合条件
螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向称为螺纹五要素，只有五要 素相同的内、外螺纹才能互相旋合。
将一与水平面倾斜角为的直线绕在圆柱体上，即可形成一条螺旋线。 如果用一个平面图形（梯形、三角形或矩形）沿着螺旋线运动，并保 持此平面图形始终在通过圆柱轴线的平面内，则此平面图形的轮廓在 空间的轨迹便形成螺纹。
服极限，就会造成紧固件断裂，联接失效，严重的还会引起其他事故的发生。
精品课件
1、螺纹联接原理
螺纹联接的有效性
d-1) 减轻应力集中 • 螺纹的牙根和收尾、螺栓头部与栓杆交接处都有应力集中，是产生疲劳断裂的危险部位。 • 为减轻应力集中，适当加大牙根圆角半径以可提高螺栓疲劳强度20～40%，或在螺纹收尾处用
精品课件
1、螺纹联接原理
螺纹联接的受力状态
对于整个联接而言，所受的载荷可能为轴向载荷、横向载 荷、弯矩和转矩等，但是对于当个螺栓而言，所受载荷为 轴向力和（或）横向力。 轴向力 —— 拉伸应力 —— 拉伸强度
螺纹连接(机械设计课件)_图文

螺纹连接(机械设计课件)_图文

工件
卡盘
车刀
车外螺纹
车内螺纹
螺尾
螺纹收尾 退刀纹
退刀槽
外退刀槽
退出车刀
车刀 开始退刀
内退刀槽
车 刀
外螺纹制作：
把工件车到一定 的尺寸，用板牙绞 出外螺纹；
工程上大量制 造的尺寸较小的外 螺纹件用搓丝机制 作。
搓丝机搓板
板牙 工件
内螺纹制作 首先用钻头在工件上钻孔，再用丝锥攻
丝得到内螺纹。
§5-1 螺 纹
圆螺母
平垫圈
弹簧垫圈
圆螺母用止动垫圈
螺纹紧固件连接
4）螺纹紧固件的标记方法
名称 标准编号 形式与尺寸
材料 热处理 表面处理
螺纹紧固件连接
a）螺栓
标记:
螺栓 标准号 螺纹规格 × 有效长度
例:螺纹规格d=M12，公称长度L=80，性能等 级为4.8级，不进行表面处理，全螺纹，C级 的六角头螺栓：
螺栓 GB/T 5780-2000 M12×80
牙底
牙顶
小径D1、d1 中径D2、d2 大径 D、d
牙顶 内螺纹
牙底 外螺纹
⑶ 螺纹的线数n
沿一条螺旋线形成的螺 纹叫做单线螺纹；沿两条或 两条以上在轴向等距分布的 螺旋线所形成的螺纹叫做多 线螺纹。
单线螺纹
双线螺纹
⑷ 螺距和导程
螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点 之间的轴向距离P称为螺距。
同一条螺纹上相邻两牙在中径线上对 应两点之间的轴向距离Ph称为导程。
螺纹
锯齿形螺纹(B)
3° 30°
牙型为锯齿型，工作面的牙型边倾斜角 为3，非工作面的牙型边倾斜角为30。比梯 形螺纹牙根强度高。
螺纹
标准螺纹与非标准螺纹
5机械设计_课件_第5章螺纹连接和螺旋传动

5机械设计_课件_第5章螺纹连接和螺旋传动


分 类
按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺纹的牙型
潘存云教授研制
矩形螺纹
30º
潘存云教授研制
三角形螺纹
15º
潘存云教授研制
梯形螺纹
30º 3º 潘存云教授研制
锯齿形螺纹
潘存云教授研制
潘存云教授研制
潘存云教授研制
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
2
14.701
2.5
16.376
2.5
18.376
2.5
20.376
3
22.052
3
25.052
3.5
27.727
11.835 13.835 15.294 17.294 19.294 20.752 23.752 26.211
1.5, 1 2, 1.5, 1
注：括号内的公称直径为第二系列
细牙普通螺纹基本尺寸 mm
第5章 螺纹连接和螺旋传动
§5－1 §5－2 §5－3 §5－4 §5－5 §5－6 §5－7 §5－8 §5－9
螺纹 螺纹连接的类型及标准连接件 螺纹连接的预紧 螺纹连接的防松 螺纹连接的强度计算 螺栓组连接的设计 螺栓的材料和许用应力 提高螺栓连接强度的措施 螺旋传动
§5－1 螺 纹
一、螺纹的形成
内螺纹小径
D1
d-4 d-5 d-6 d-8 d-10 d-12
普通细牙螺纹
管螺纹 非螺纹密封管螺纹（圆柱管壁α = 55˚） 用螺纹密封管螺纹（圆锥管壁α = 55˚）
60˚圆锥管螺纹
公称直径——管子பைடு நூலகம்公称通径。强调与普通螺纹不同
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arc tan nP d 2
第 二篇
联
接
三、螺纹联接件的精度
• 螺纹连接件分为三个精度等级，其代号为A、B、C 级。A级精度的公差小，精度高，用于要求配合精 确、防止振动等重要零件的联接；B级精度多用于 受载较大且经常拆装、调整或承受变载荷的联接； C级精度多用于一般的螺纹联接。
• 常用的标准螺纹联接件（螺栓、螺钉），通常选用 C级精度。
第 二篇
联
接
（三）控制预紧力的方法
控制应力或应变、控制拧紧力臂、控制拧
紧力矩
应变片
定力矩扳手
测力矩扳手
第 二篇
联
接
§5-4 螺纹联接的防松
➢ 螺纹联接防松的实质在于限制螺旋副的相对转动。 以防止联接的松动，影响正常工作。
➢ 螺纹联接的防松按工作原理可分为三类（P68表53）： 1.摩擦防松 2. 机械防松 3.不可拆卸防松（铆冲；粘接； 焊接）
第二
双头螺柱联接
螺钉拧入深度H:
钢或青铜 H≈d 铸铁 H=(1.25-1.5)d 铝合金 H=(1.5 -2.5)d
篇
联
接
螺钉联接
一、螺纹联接的类型（二）
4、紧定螺钉联接：多用于轴上零件的固定
第 二篇
联
接
一、螺纹联接的类型（三）
5、地脚螺栓
吊环螺栓 T形槽螺栓
地脚螺栓
吊环螺栓 T形槽螺栓
第 二篇
• 4）梯形螺纹
5）矩形螺纹
• 6）锯齿形螺纹
• 前三种用于联接，后三种用于传动。除矩形螺纹外， 都已标准化。
• P60 表5-1
第 二篇
联
接
一、螺纹的类型和应用（二）
❖ 按几何参数可分：公英制螺纹；粗细牙螺纹；左 右旋螺纹；单线及多线螺纹。
2、应用
第 二篇
联
接
二、螺纹的主要参数
大径d，小径d1，中径d2 线数n（单线，多线）， 螺距p（粗牙，细牙），导程s=nP 升角 ， 牙型角α，牙侧角β= α/2 接触高度h：
联 不可拆联接：至少毁坏零件之一才能 接 可拆开。如：铆钉联接、焊接等
第 二篇
联
接
第五章 螺纹联接
§5-1 螺纹 §5-2 螺纹联接的类型和标准联接件 §5-3 螺纹联接的预紧 §5-4 螺纹联接的防松 §5-5 螺纹联接的强度计算 §5-6 螺栓组联接的设计 §5-7 螺纹联接的材料和许用应力 §5-8 提高螺纹联接强度的措施 §5-9螺旋传动
T
1 2
d 2
tan(
v )
2 3
fc
D03 D02
d
3 0
d
2 0
F0
对普通螺栓： 142 ~ 32, (M10 M 64) c 0.1 ~ 0.2;
d2 0.9d D0 1.7d
tanv 00.25）F0d
对M12以下的螺栓，应注意控制预紧力，以防过载拉 断。
第 二篇
联
接
1. 摩擦防松
1）弹簧垫圈防松 2）自锁螺母防松 3）对顶螺母防松
第 二篇
联
接
1）弹簧垫圈防松
2）自锁螺母防松
弹簧垫圈防松
自锁螺母防松
第 二篇
联
接
3）对顶螺母防松
第 二篇
联
接
2、机械防松
1）开口销与六角开槽螺母 2）止动垫圈 3）串联钢丝
第 二篇
联
接
1）开口销与六角开槽螺母
螺栓
第二篇 联接
第五章 螺纹联接和螺旋传动 第六章 键、花键、无键联接和销联接 第七章 铆接、焊接、胶接和过盈联接
第 二篇
联
接
联接
❖ 联接的种类： 机械动联接：机器工作时，被联接件间可以有相对运动 机械静联接：机器工作时，被联接件间不允许有相对运动
机 械 静
可拆联接：不需毁坏零件就可拆开。 如：螺纹联接、键联接等
联
接
二、标准联接件 P64表5-3
螺钉：头部和尾部形状 螺母：外形 垫圈 ：形状
第 二篇
联
接
§5-3螺纹联接的预紧
➢ 预紧：装配时拧紧。 ➢ 预紧力：预紧时预加的作用力 （一） 预紧的目的 1.提高联接的紧密性 2.提高联接的可靠性 3.防止联接松动或被联接件间出现缝隙或发生相对滑
移。
第 二篇
联
第 二篇
联
接
§5-1 螺纹
一、螺纹的类型和应用 二、螺纹的主要参数P61 三、螺纹联接件的精度
第 二篇
联
接
一、螺纹的类型和应用（一）
1、分类： ❖ 按用途分
• 1）联接螺纹：起联接作用的螺纹。 • 2）传动螺纹：起传动作用的螺纹。 ❖ 按螺纹形式分
• 1）普通螺纹（三角螺纹）
• 2）米制锥螺纹
3）管螺纹
• 3）根据统计分析，在静载下螺栓是很少破坏的，只 有在严重过载的情况下才会被剪断。就破坏性质而 言，约有90%的螺栓属于疲劳破坏。
接
（二）拧紧力矩与预紧力的关系
1、拧紧螺纹联接件的预紧应力不得
超过起材料的屈服极限σs的80%。
对于重要的联接，装配时要控制预 紧力。
Fp
2、拧紧力矩与预紧力的关系
T= FL = T1+T2
T1
d2 2
F0tg(
v )
T2
1 3
f c F0
D03 D02
d
3 0
d
2 0
第 二篇
联
接
（二）拧紧力矩与预紧力的关系
1、螺栓组：两个零件用螺栓联接时，常常同时使用若 干个螺栓，称为螺栓组。
2、螺栓组的受载类型：横向载荷、轴向载荷、弯矩、 转矩等。
3、螺栓的受力：轴向力和横向力
第 二篇
联
接
4、螺栓的破坏形式
• 1）轴向力作用下：螺栓杆和螺纹部分可能发生塑性 变形或断裂；
• 2）横向力作用下：铰制孔用螺栓联接，螺栓杆和孔 壁的贴和面上可能发生压溃或落杆被剪断。
开口销 开槽螺母
第 二篇
联
接
装配图
2）止动垫片防松
双联止动垫片
单耳止动垫片
第 二篇
联
接
3）串联钢丝防松
正确
错误
第 二篇
联
接
3.不可拆卸防松
焊接 、 铆冲、胶接
第 二篇
联
接
§5-5 螺纹联接的强度计算
螺纹联接包括：螺栓联接、双头螺柱联接和螺钉联接 等。下面以螺栓联接为例讨论螺纹联接的强度计算 的方法。
第 二篇
联
接
§5-2 螺纹联接的类型和标准联接件
一、螺纹联接的类型 二、标准联接件
第 二篇
联
接
一、螺纹联接的类型（一）
1、螺栓联接
1）普通螺栓联接：不论 联接受横向载荷还是轴 向载荷，螺栓均只受轴 向载荷。
2）铰制孔用螺栓联接： 基孔制过渡配合，直接 承受横向载荷，一般不 用来承受轴向载荷。
普通螺栓联接
铰制孔用螺栓联接
螺纹余留长度l1 P62 螺纹伸出长度a=(0.2-0.3）d
螺栓轴线到被联接件边缘的距 离e=d+(3-6)mm
通孔长度d0=1.1d
第 二篇
联
接
一、螺纹联接的类型（二）
2、双头螺柱 联接：两被 联接件一薄 一厚，且经 常拆装的场 合
3、螺钉联接： 两被联接件 一薄一厚， 且不经常拆 装的场合