机械原理第四章 螺纹联接与螺旋传动
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机械设计螺旋传动与螺纹联接引言螺旋传动和螺纹联接是机械设计中常见的两个概念。
螺旋传动是指通过螺旋齿轮或蜗杆传递力和运动的机械传动方式,而螺纹联接则是指通过螺纹连接来实现两个工件的固定或拆卸。
本文将对机械设计中螺旋传动和螺纹联接的原理、特点和应用进行详细介绍。
螺旋传动原理螺旋传动是一种通过螺旋齿轮或蜗杆将输入轴的运动转化为输出轴的运动的机械传动方式。
螺旋齿轮传动是通过螺旋形状的齿来传递力和运动,而蜗杆传动则是通过蜗杆和蜗轮的配合来实现传动。
特点螺旋传动具有以下特点:1.能够传递较大的力矩和轴向力;2.传动效率高,传动比准确;3.传动平稳,噪音低,运动精度高;4.适用于大功率、大速比的传动。
应用螺旋传动在机械设计中有广泛的应用,常见的应用包括:1.工程机械领域,如挖掘机、起重机等的行走、转动传动;2.机床领域,如数控机床的进给系统、主轴传动等;3.冶金、石油、化工等工业领域的设备传动。
螺纹联接原理螺纹联接是通过螺纹连接来实现两个工件的固定或拆卸。
螺纹是一种具有螺旋纹形的连接方式,通常由螺纹孔和螺纹柱两部分组成。
特点螺纹联接具有以下特点:1.能够承受较大的拉力和剪力;2.连接可靠,安全性高;3.配合精度要求高,需保持良好的配合状态才能实现联接或拆卸。
应用螺纹联接在机械设计中被广泛应用,常见的应用包括:1.螺钉和螺母的连接,如螺栓连接;2.各类机械和设备的组装,如汽车发动机的各个部件的联接;3.管道连接,如常见的水管、气管的螺纹连接。
螺旋传动与螺纹联接的比较螺旋传动和螺纹联接虽然都是通过螺纹形状来实现传动或连接,但两者在原理和应用场景上有所不同。
螺旋传动和螺纹联接的主要区别在于其功能和载荷的不同。
螺旋传动通过螺旋齿轮或蜗杆传递力和运动,主要用于传递力矩和运动,适用于大功率、大速比的传动。
而螺纹联接是通过螺纹连接来实现固定或拆卸,主要用于承受拉力和剪力,适用于连接工件或管道。
此外,螺旋传动和螺纹联接的加工精度和配合要求也有所不同。
螺纹连接与螺旋传动一、螺纹的形成如用一个三角形K沿螺旋线运动并使K平面始终通过圆柱体轴线YY,这样就构成了三角形螺纹。
同样改变平面图形K,可得到矩形、梯形、锯齿形、管螺纹,如图1-1所示。
图1-1 螺纹的形成二、螺纹的类型(1)按牙型分类有:三角形螺纹、管螺纹,用于联接螺纹;矩形、梯形、锯齿形螺纹,用于传动螺纹。
其中三角形螺纹中粗牙螺纹用于紧固件;细牙螺纹在同样的公称直径下,螺距最小,自锁性好,适于薄壁细小零件和冲击荷载等。
(2)按位置分类有:内螺纹,在圆柱孔的内表面形成的螺纹;外螺纹,在圆柱孔的外表面形成的螺纹。
(3)根据螺旋线绕行方向有左旋(图1-2)和右旋。
(4)根据螺旋线头数:单头螺纹(n=1),用于连接;双头螺纹(n=2),一般用于连接两个连接件,如图1-2所示;多线螺纹(n≥2),用于传动。
三、螺纹的主要参数现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数,如图1-3所示:(1)大径d——螺纹的最大直径,即与螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径,在标准中定为公称直径。
(2)小径d1——螺纹的最小直径,即与螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径,在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。
(3)中径d2——通过螺纹向截面内牙型上的沟槽和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径,近似于螺纹的平均直径,d2≈(d+d1)/2。
中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。
(4)线数n——螺纹的螺旋线数目。
沿一根螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹;沿两根以上的等距螺旋线形成螺纹称为多线螺纹。
常用的联接螺纹要求自锁性,故多用单线螺纹;传动螺纹要求传动效率高,故多用双线或单线螺纹。
为了便于制造,一般用螺纹线数n≤4。
(5)螺距P——螺纹相邻两个牙形上对应点间的距离。
(6)导程S——螺纹上任一点沿同一条螺旋线旋转一周所移动的轴相距离。
单线螺纹S=P;多线螺纹S=nP。
(7)螺纹升角φ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。