机械基础螺纹连接讲解共54页

其中：d1、p 分别为螺纹小径和螺距。
[σ ] —— 许用应力，N / mm2 ，[σ ] ＝ σs /[ Ss ] ，
见表6.3（P110）。
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机械设计
螺纹连接 28
dc
4F
[ ]
(mm) —— 设计式
∵ 螺栓为标准件 ∴ 查标准，选螺栓
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机械设计
螺纹连接 29
克服螺纹中阻力所需的转矩为：
T第1 8页F/共5d272页
d2 2
Q
tan
机械设计
螺纹连接
8
旋转螺母一周，输入的驱动功W1 = 2πT1 ，有效功W2 = Q S ， 故螺旋副的效率为：
W2 W1
QS
2 T1
2
Q d2 tan
d2 Q tan
tan
tan
2
由上式知：λ↑，ρ↑ —→ η↑；当：λ= 45°-ρ/2 时 —→ ηmax
其相对运动相当于楔形滑块沿楔形槽斜
面移动。故非矩形螺纹的受力分析与矩形螺
纹的受力分析过程一样。由图知：
F = Q tan（λ +ρv ） 克服螺纹中阻力所需的转矩为：
T1
F
d2 2
d2 2
Q tan v
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机械设计
螺纹连接 10
螺旋副的效率为：
W2 W1
QS
2 T1
2
Q d2 tan
1）直径 大径 d 、小径 d1 、中径 d2 大径 d ： 公称直径。 小径 d1 ：螺纹的最小直径。 中径 d2 ：齿厚 = 齿槽宽处直径，几何计算用。 d2 ≈ (d + d1 )/2 M 20 —→ d = 20 mm

§2—2 螺纹标记
2．55°密封管螺纹的标记
（1）由螺纹特征代号和尺寸代号组成 Rp3/4——尺寸代号为3/4的右旋圆柱内螺纹 R13——尺寸代号为3的与圆柱内螺纹配合的右旋圆锥外螺纹 （2）左旋螺纹在尺寸代号后面加注“LH” Rc3/4LH——尺寸代号为3/4的左旋圆锥内螺纹
（3）螺旋副的特征代号为“Rp/R1”或“Rc/R2” Rc/R23——尺寸代号3、右旋圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的螺旋副
§2—1 螺纹的基本知识
二、螺纹的形成
某一平面图形沿圆 柱（或圆锥）表面 上的螺旋线运动， 形成的具有相同断 面的连续凸起和沟 槽称为螺纹
§2—1 螺纹的基本知识
外螺纹：在圆柱 （或圆锥）外表 面上形成的螺纹
内螺纹：在圆柱 （或圆锥）内表 面上形成的螺纹
§2—1 螺纹的基本知识
三、螺纹的种类
常见螺纹的种类、特征代号和牙型
（1）单线螺纹的尺寸代号 单线螺纹的尺寸代号为“公称直径×螺距” 粗牙普通螺纹不标螺距，细牙普通螺纹必须注出螺距
§2—2 螺纹标记
“M8×1”——公称直径8mm、螺距1mm、单线细牙螺纹 “M8”——公称直径8mm、螺距1.25mm、单线粗牙螺纹
（2）多线螺纹的尺寸代号 多线螺纹的尺寸代号为“公称直径×Ph导程P螺距” M16×Ph3P1.5 ——公称直径16mm、螺距1.5mm、导程3mm、双线螺纹
§2—3 螺纹连接
5．内六角圆柱头螺钉
螺钉 GB/T 70.1 M10×35
表示：内六角圆柱头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）
为10mm，公称长度l为35mm
§2—3 螺纹连接
6．开槽锥端紧定螺钉
螺钉 GB/T 71 M6×15
表示：开槽锥端紧定螺钉，规格尺寸（螺纹大径d） 为6mm，公称长度l为15mm

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第五章 螺纹连接
§5-1 螺纹 §5-2 螺纹连接的类型与标准连接件 §5-3 螺纹连接的预紧 §5-4 螺纹连接的防松 §5-6 螺纹连接的强度计算 §5-5 螺栓组连接的设计 §5-7 螺纹连接件的材料与许用应力 §5-8 提高螺纹连接强度的措施
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一.螺纹联接的四种基本类型:螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定 螺钉联接。
。
15%
20% 65%
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螺栓连接强度计算的目的是根据强度条件确定螺栓直径，而螺栓和螺 母的螺纹牙及其他各部分尺寸均按标准选定。
螺栓连接的强度计算主要与连接的装配情况（预紧或不预紧）、外载荷 的性质和材料性能等有关。
一、松螺栓连接强度计算
二、紧螺栓连接强度计算
1．仅受预紧力的紧螺栓连接 2．受轴向载荷的紧螺栓连接 3．承受工作剪力的紧螺栓连接
预紧力引起的拉应力：
s
F0
4
d12
螺牙间的摩擦力矩引 起的扭转剪应力：
F0
tan(
v
)
d2 2
16
d13
0.5s
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根据第四强度理论，可求出螺栓危险剖面的当量应力为：
s ca s 2 3 2 s 2 （3 0.5s）2 1.3s
由此可见，仅受预紧力的螺栓连接在拧紧时虽是同时 承受拉伸和扭转的联合作用，但在计算时可以只按拉伸强 度计算，但需将拉力增大30%来考虑扭矩的影响。
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3. 螺钉联接
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特点和应用：不用螺母，而且 能有光整的外露表面，应用于 与双头螺柱联接相似，但不宜 用于时常装拆的联接，以免损 坏被联接件的螺纹孔。

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

14
圆柱管螺纹
牙型角为=55的英制螺纹，内、外螺纹旋合后无径向间 隙。螺纹副本身不具密封性，连接要求密封时，可压紧被连接 件螺纹副外的密封面，也可在密封面间添加密封物。多用于压 力为1.568Pa以下的水、煤气管路，润滑和电线管路系统。
15
2.矩形螺纹
牙型角为0 ，传动效率高于其他螺纹，但牙根强度低，精 确制造困难，对中精度低，未标准化，逐渐被梯形螺纹代替。
第四章
连接的分类
螺纹连接
1.按机械工作时被连接零（部）件间是否有相对运动分 静连接 连接 动连接 2.按能否拆开分 可拆连接 螺纹连接、键连接，销连接、型面连接 焊接、粘接和铆接等
1
螺纹连接、键连接、花键连接、销连接 导向平键连接、导向花键连接及各种运动副
连接
不可拆连接
d2
4.1
螺纹的主要参数和常用类型 螺纹的形成及其分类
43
5.自攻螺钉——由螺标准，扁，厚
45
圆螺母+止退垫圈——带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入
轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧
46
7.垫圈
平垫圈
斜垫圈
h
d1 d2
47
4.4
螺栓连接的强度计算
螺栓连接强度计算的目的是：根据强度条件确定螺 栓直径或校核其强度 ，而螺栓和螺母的螺纹牙及其他各 部分尺寸均按标准选定。 普通螺栓连接在工作时，螺栓主要承受轴向力(包 括预紧力)，故又称受拉螺栓。 铰制孔用螺栓连接工作时，螺栓只承受横向力，又称 受剪螺栓。
受力时被连接件接合面间不 应相对滑移失效，预紧力F 的大 小根据板件的静力平衡条件可得 ：
F f s zm k f FR (即F
k f FR f s zm

❖ 许用应力：表7-1
载荷类型
螺 栓 直 径 d/mm
6--16
材
料
碳 合
素 金
钢 钢
(0.25--0.33) (0.2--0.25)
静载荷 16--30 (0.33--0.5) (0.25--0.4)
30--60 (0.5--0.77)
0.4
变载荷 6--16 16--30
(0.1--0.15) 0.15 s (0.13--0.2) 0.2 s
13
螺纹副摩擦力矩
T1
F0
tan(
v
)
d2 2
螺母与被连件摩擦力矩
T2
fcFo
(
D1
4
d
0
)
拧紧力矩
T T1 T2
2020/5/15
课件
14
当钢制螺纹M10~M68时，由螺纹几何关系和 摩擦系数可得：
T 0.2F0d
F0
T 0.2d
F0大小可以根据螺栓的受力情况和连接的工作要求 决定，一般规定，拧紧后不超过螺纹连接件材料屈服强
课件
27
机械设计基础——联接
1 失效形式
❖ 失效形式： ❖ 1. 螺栓杆拉断（普通螺栓） ❖ 2. 螺纹压溃和剪断（受剪螺栓） ❖ 3. 经常装拆因磨损而发生滑扣
❖ 普通螺栓主要为螺纹部分发生断裂 ❖ 受剪螺栓(铰制孔螺栓)主要为压溃和剪切
2020/5/15
课件
28
机械设计基础——联接
2 设计步骤
为增加可靠性，减小直径，简化结构，提高承载能力可 采用如下减载装置：
a)减载销 b)减载套筒 c)减载键
2020求/5/1出5 F0以后按右式进行强 课件

F
tan(
v )
2d2 d1
F0
d12
0.5
4
F0
F0
ca 2 3 2 1.3
F
F0
减载销 减载套筒 减载键
F
1.3
F0
d12
[ ]
4
验算式
d1
1.3 4F0
设计式
1.3系数是考虑扭转切应力 的影响
f F0 F, f 0.2
F0 5F
F0 15000N
预紧方法：
测力矩扳手（图5-8）
定力矩扳手（图5-9）
二、螺纹连接的防松
螺纹升角ψ=1o42’~ 3o2’v= 6.5o~ 10.5o
防松的根本问题：
1、摩擦防松 防止螺旋副的相对转动
对顶螺母
垫圈动画
弹簧垫圈
2、机械防松
开口销与槽形螺母 止动垫片
3、其他防松 防松的根本问题： 防止螺旋副的相对转动
Fmax r1 rmax
21.18 60 12.7N 100
3、受轴向力的紧螺栓组连接
工作拉力 F F pD2 / 4
z
z
F
p
D
气缸螺栓连接图
4、受倾覆力矩M的螺栓组连接
M Lmax
Fmax
Li
Fi
0
z
Fi Li M
i 1
Fmax Fi Lmax Li
Fmax
MLmax
z
L2i
F
d2 2
G
tan(
v )
d2 2
F0
tan(
v )
G
将字母更换：
F0 = G
=
T2 螺母和支承面上的摩擦阻力矩 D0

T
=
T1+T2
F
d2 2
tan(
v )
fcF rf
0.2Fd
(N.mm)
T1 — 螺纹副阻力矩
对于M10~M68的普通粗牙螺纹，取：
T2 — 螺母支承面摩擦阻力矩
fv= tanρv≈0.15
fc ≈ 0.15
20
§9-4 螺纹联接的预紧和放松
二、螺纹联接的放松 联接用的三角形螺纹都具有自锁性，在静载
不同场合螺旋副，自锁和效率要求不同 连接螺纹，必须具有自锁性 对于某些传力螺旋，要求自锁
螺 旋 千 斤 顶
对于传递运动的螺旋副，要求效率高，不需自锁 如：车床丝杠与刀架螺旋副
16
§9-3 螺纹联接的基本类型
1、螺栓连接 被连接件不厚且有装配空间时用
普通孔螺栓连接
孔与螺栓杆间有空隙， 加工精度低，简单方便
F
N Rψ ρ
fN
v
F
水平驱动力：F = Fatan(ψ +ρ）
驱动力矩：T = F
d2 2
=Fa
d2 tan(ψ 2
+ρ)
ψ
Fa
—即为摩擦副间的阻力矩
ψ
当升角较大，重物要匀速下滑时：
R
水平驱动力：
F = Fatan(ψ -ρ）
R
N ρ
v
ψ-ρ
驱动力矩：
T
=Fa
d2 tan(ψ -ρ) 2
Fa F
fN F
荷和工作温度变化不大时不会自动松脱。 但是在冲击、振动和变载的作用下，预紧力
可能在某一瞬间消失，联接仍有可能松脱。高温 的螺纹联接，由于温度变形差异等原因，也可能 发生松脱现象，因此设计时必须考虑防松。

岗位
（学科）
非师范专业要求
户籍
类别
招聘
人数（合计9人）
学历要求
电子商务
电子商务、市场营销（网络营销方向）、市场营销与管理、国际经济与贸易
不限
专业
教师
1
具备以下两个条件之一：
1.具有国民教育序列大学本科及以上学历。
2.具有与应聘学科专业相匹配的国民教育序列大学专科学历且本人或带训（第一辅导教师）学生，在地市级教育局组织的职业院校技能大赛中获市一等奖及以上，或者省教育厅组织的职业院校技能大赛中获省二等奖及以上，或者教育部组织的职业院校技能大赛中获全国三等奖及以上奖项，或者六部委组织的全国技能大赛中获前五名。
计算机
网络工程、软件工程、计算机科学与技术
2
旅游与酒店管理
旅游管理、会展经济与管理旅游管理与服务教育
1
心理健康
应用心理学、心理学
1
2.具有与应聘学科专业相匹配的国民教育序列大学专科学历且本人或带训（第一辅导教师）学生，在省教育厅组织的职业院校技能大赛中获省一等奖，或者教育部组织的职业院校技能大赛中获全国二等奖及以上奖项，或者六部委组织的全国技能大赛中获前五名。
机械2
（数控铣工）
模具设计与制造、数控技术、机电一体化、数控设备应用与维修、机械工程及自动化、材料成型与控制技术
平面设计
艺术设计（学）、动画、环境（艺术）设计、广告学、视觉传达设计、美术学、室内装潢设计
1
烹饪
烹饪与营养教育、烹饪与餐饮管理实训源自教师1汽车运输与维修
汽车维修工程教育、汽车运用与维修、汽车服务工程
1
影视动漫
动画、美术学（动漫教育方向）、数字媒体技术、广告学
专业
教师

形式，以求各螺栓受力均匀，且便于加工装 配。 应考虑以下几个方面： 1.接合面的几何形状设计成轴对称式。
第21页/共58页
2.螺栓的布置要合理。
1).分布在同一圆周上的螺栓应取偶数且均匀 布置；
2).螺栓应有合理的间距和边距；
3).受剪螺栓应布置在载荷方向上（或平行）， 数目不超过6个；
4).联接承受转矩、弯矩时，应尽量使螺栓靠 近接合面的边缘。
当螺栓直径未知时，往往先按静强度条件（6.9）确 定螺栓的尺寸，然后验算疲劳强度(6.10)。
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受剪螺栓联接
主要失效形式 :
第19页/共58页
强度计算内容： 剪切强度条件：
挤压强度条件：
第20页/共58页
（6.11） （6.12）
6.4螺栓组联接的设计
螺栓组联接的结构设计
结构设计目的： 确定合理的接合的几何形状及螺栓的布置
第36页/共58页
5).掌握螺栓组联接的受力分析； 6).了解螺纹联接的预紧、联接件的 材料和许用应力、结构设计、提 高螺栓联接强度的措施。
3.难点：受翻转力矩的螺栓组联接的受力分析。
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复习思考题
1.螺纹联接预紧的作用是什么？为什么对 重要联接要控制预紧力？ 2.螺纹联接常用的防松原理有哪些？ 3.受横向载荷的螺栓组联接，什么情况下 宜采用铰制孔用螺栓？ 4.受拉紧螺栓联接中的螺栓危险截面上都 有什么应力存在？强度计算公式中1.3的含 义是什么？
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4．受翻转力矩M 的螺栓组联接 图6.13
底板的静力平衡条件： 变形协调条件：
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6.5提高螺栓联接强度的措施
从两方面入手： 1）减小螺栓的实际应力； 2）提高螺栓的许用疲劳强度。