当前位置：文档之家 › 螺纹连接(机械设计课件)

螺纹连接(机械设计课件)

  • 格式：ppt
  • 大小：8.78 MB
  • 文档页数：251

下载文档原格式

  / 251

合集下载

机械设计基础课件06-04螺纹连接的结构设计

机械设计基础课件06-04螺纹连接的结构设计
2.螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓连接，不要在平行于工作载荷的方向 上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓连接承受弯矩或转矩时，应使 螺栓的位置适当靠近连接接合面的边缘，以减小螺栓的受力。
6.4 螺纹连接的结构设计
螺纹连接与螺旋传动
3. 螺栓排列应有合理的间距和体壁间的最 小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。
6.4 螺纹连接的结构设计
4. 对于压力容器等紧密性要求较高的重要连接，螺栓的间距有要求。
螺纹连接与螺旋传动
6.4 螺纹连接的结构设计
螺纹连接与螺旋传动
5.分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。 同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。
6.避免螺栓承受附加的弯曲载荷。对于在铸、锻件等的粗糙表面上安装螺栓时，应制成凸台或 沉头座。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈等。
6.4 螺纹连接的结构设计
螺纹连接与螺旋传动
螺栓组连接结构设计的主要目的，在于合理地确定连接接合面的几何形状和螺栓的布置形式， 力求各螺栓和连接接合面间受力均匀，便于加工和装配。
1. 连接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形、环形、矩形、框形、 三角形等，这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和连接接合 面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。

机械设计课件之螺纹联接

机械设计课件之螺纹联接
第6章 螺纹联接 基本要求
1).掌握常用螺纹的类型、特点和普通螺纹
的主要参数； 2).掌握常用螺纹联接的主要类型和应用； 3).了解常用螺纹联接的拧紧与防松； 4).掌握单个螺栓联接的强度计算； 5).掌握螺栓组联接的受力分析；
重点：
受力分析、强度计算 难点： 受翻转力矩的螺栓组联接
6.1.2 螺纹紧固件的性能等级和材料 1.螺纹紧固件
5.常用的提高螺栓联接强度的措施有哪些？这些措施 中哪些主要针对静载荷？哪些主要针对变载荷？ 6.为什么有些气缸盖螺栓用细腰结构的长螺栓？
6.3 单个螺栓联接的受力分析和强度计算
6.3.1受拉螺栓联接 主要失效形式：
静载：螺纹部分的塑性变形或断裂； 变载：栓杆部分的疲劳断裂； 精度低或时常装拆时：滑扣。
1.受拉松螺栓联接 只承受轴向静载 强度条件：
2. 受拉紧螺栓联接
（1）只受预紧力的紧螺栓联接 外载：横向载荷 载荷传递： 靠被联接件接合面上 的摩擦力来传递外载FR 螺栓受载： 只受预紧力F’
螺纹紧固件
2.紧固件的材料和性能等级
6.1 螺纹联接的主要类型、材料和精度
6.1.1螺纹联接的主要类型
按紧固件不同分 螺栓联接 螺钉联接 双头螺柱联接 紧定螺钉联接
螺纹联接的分类
根据装配时是否拧紧分 按螺栓受力状况分
松联接
紧联接
的拧紧与防松
6.2.1螺纹联接的拧紧 1.拧紧的目的：增强联接的刚性、 紧密性和防松能力。对于受拉螺栓 联接，还可提高螺栓的疲劳强度； 对于受剪螺栓联接，有利于增大联 接中的摩擦力。 2.拧紧力矩:
4）
F ≥Kf FR 0.15 F 1.2 3400
F 27200 N
13F 4 / d12 ≤ .

mA机械设计——螺纹连接共54页

mA机械设计——螺纹连接共54页
Design example of screw joint
教学目标与教学重点
1）熟悉螺纹连接的基本类型及其之间的区别；
教 学 2）了解螺纹连接拧紧的目的拧紧力矩的计算方法； 目 3）掌握螺纹连接防松的必要性以及防松的基本原理和措施； 标 4） 掌握受剪螺栓连接强度计算方法；
5） 掌握受拉螺栓连接强度计算方法。
1.螺纹的形成：
2.螺纹的分类：
a)按螺旋线方向分: 左旋、右旋
b)按螺旋线头数分: 单线、多线 c)按螺纹在母体的内外表面分: 外螺纹、内螺纹
d)按螺纹的母体分: 圆柱螺纹、圆锥螺纹
e)按牙形分: 三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹
3.螺纹的主要参数 详细 4.螺纹副的受力关系：
F tF ta n v —拧紧时
2、防松的根本问题
防松的根本问题在于防止螺纹副在受载时发生相对转动。
3. 防松的方法
根据工作原理来划分，有利用摩擦、机械防松和破坏 螺纹副关系三种方法。
请见实例
实例 动画模拟 实例
§5-3 螺纹连接的强度计算
Strength calculations for screw joints
一、受拉螺栓（普通螺栓）
Elastic ring joints Interference fit joints Riveted joints Welded joints Adhesive joints
Shaft－hub joints
二、螺纹的类型和主要参数
Types and main parameters of screw
此外，还有一些特殊结构的连接。例如： 标准螺纹连接件
2、螺纹连接工程中的应用：
轿车 飞机机翼 自行车

机械设计基础课件06-05螺纹连接件的材料和性能等级

机械设计基础课件06-05螺纹连接件的材料和性能等级
6.5 螺纹连接件的材料和性能等级
螺纹连接与螺旋传动
普通垫圈的材料推荐采用 Q 235、15、35；弹簧垫圈用65 钢制造，并经热处理和表面处理。
制造一般螺栓常用的材料为Q215、Q235、10、35和45等钢。
对于承受冲击、振动或变载荷的螺纹连接件，可采用低合金钢、合金钢，如15Cr、40Cr、 30CrMnsi等材料制造。
选择螺母的材料时，考虑到更换螺母比更换螺栓较经济、方便，所以应使螺母材料的强度低于 螺栓材料的强度。
对于最为常用的螺栓、螺钉和螺柱，国家标准GB 3098.1-2000及GB 3098.2-2000把它们性能分成 10个等级，分别是3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9，其中8.8级及以上螺栓材质 为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。
6.5 螺纹连接件的材料和性能等级
螺纹连接与螺旋传动
螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈服强度比值。 （螺栓用"X.Y"表示性能等级，抗拉强度（MPa）为X×100，屈强比值为 .Y，屈服强度为 X×100×.Y /10，抗

机械制图_螺纹连接(PPT57页)

机械制图_螺纹连接(PPT57页)
用于水管、油管、气管等 薄壁管子上，用于管路的 联接。
传 梯形螺纹 Tr
动
螺
纹
锯齿形 螺纹
B
用于各种机床的丝杠，做 传动用。
只能传递单方向的动力。
五、）螺纹的规定画法
★牙顶用粗实线表示 (外螺纹的大径线，内 螺纹的小径线)。
★牙底用细实线表示 (外螺纹的小径线，内 螺纹的大径线)。
★在投影为圆的视图上，表示牙底的细实线 圆只画约3/4圈。
30º
头部
倒角
2d
螺杆
0.7d
2d L
简化画法：
C0.1d
d
2d 0.7d l （由设计决定）
3、 双 头 螺 柱
结构：A型和B型 有旋入端和拧紧端之分 规格只寸：螺纹大径和双头螺柱长度
d
旋入端
bm
A型 L b
拧紧端
d
bm
B型
b
L
标记：名称 标准代号 类型 螺纹代号×长度 螺柱 GB/T899 M12×45
钻
孔
攻
丝
内螺纹
二、）螺纹的种类和结构
外螺纹
牙顶
倒角
内螺纹
螺尾
牙底
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
三、） 螺纹要素
1、牙型
在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹
的轮廓形状。
牙型
常用的有：
三角形
梯形
锯齿形
2、 螺纹的大径、小径和中径
大径：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的 假想圆柱面的直径。D、d
小径：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的
假想圆柱面的直径。 D1、d1

机械设计 螺纹连接

机械设计 螺纹连接
d2 F T1 F 2 d 2 G tan( v) 2 d 2F 0tan( v) 2

G
将字母更换：
F0 = G =
D0 d0
T 2 螺母和支承面上的摩擦阻力矩
fCF 0 D d T 2 3 D d
3 0 2 0 3 0 2 0
f F d d C 0D 2 T F tan( ) 0 v 2 3D d
120
r1
F max
Tr max

z
i 1
ri
2
F r Fmax F1 . 18 max 1 21 F 60 12 . 7 N 1 rmax r1 r max 100
3、受轴向力的紧螺栓组连接
工作拉力
F p D /4 F z z
2
F
p
D
气缸螺栓连接图
F 0 预紧力
双头螺柱受拉力
3、螺钉连接 用于不经常装拆的场合
F 0 预紧力
螺钉受拉力
4、紧定螺钉连接
一、螺纹连接的预紧 目的：增强连接的可靠性和 紧密性，防止松动。
§5-3 螺纹连接的预紧和防松
T
F0
T 1 螺旋副摩擦阻力矩 T T T 1 2 T 2 螺母和支承面上的摩擦阻力矩
T 1 螺旋副摩擦阻力矩
r
i 1
z
i
连接的不滑移条件： F 0 fr i KST
i 1

z
例：
120
160
T
r1
r2
T=10Nm, Z=6, f =0.15, Ks=1.2 求 F0=?
r1 =60mm, r2 =100mm K ST
z

螺纹连接(机械设计课件)

螺纹连接(机械设计课件)
a）螺栓
标记: 螺栓 标准号 螺纹规格 × 有效长度
螺纹紧固件连接
例:螺纹规格D=M12，性能等级为10级，不经表面处理，A级的六角螺母。 螺母 GB/T 6170-2000 M12
b）螺母
标记: 螺母 标准号 螺纹规格
螺纹紧固件连接
例: 标准系列，公称尺寸d=8，性能等级为140HV，不经表面处理的平垫圈 垫圈 GB/T 97.1-2000 8
联接的类型：
螺纹联接
键联接、花键联接、销联接
弹性环联接等
铆接
焊接
粘接
联接
可拆 联接
不可拆 联接
过盈联接
（介于两者之间）
螺纹的形成
d2
螺旋线——一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。
螺纹——一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。
螺纹
牙顶
牙顶
小径
大径
外螺纹
内螺纹
牙顶
牙底
牙底
牙顶
大径 D、d
小径D1、d1
中径D2、d2
螺纹的中径：
一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
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。
六角螺母
盖形螺母
开槽六角螺母
翼形螺母
螺纹连接
§5-0 引 言
由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件需要彼此联接。 机械零件之间的联接分为：
被联接件之间相互完全固定。（形锁合、摩擦锁合、材料锁合）
被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。

机械设计基础第七章螺纹连接

机械设计基础第七章螺纹连接

一、螺纹连接的预紧
1、预紧的作用：
预紧可使连接在承受工作载荷之前就受到预紧力
F0的作用，以防止连接受载后被连接件之间出现间隙
或横向滑移。预紧也可以防松。
2、控制预紧力的目的：在于增加连接的可靠性、紧
密性和防松能力。
预紧力过大，会使连接超载。
预紧力不足，可能导致连接失效。
2重019/要12/4的螺栓应控制预紧力课。件
2019/剪12/4切强度：

4F

d
2 0
[ ]
课件
34
机械设计基础——联接
讨论：
FS
普通螺栓受横向载荷F时，为保证结合面
T
不发生滑移，靠结合面的摩擦力抵抗F F
预紧力Fs的大小，根据接合面不发生滑移
F
的条件确定 fF0 1.2F
d1
4x1.3FS
[ ]
Fs
f=0.2时，FS=6F 结论：
2019/12/4
课件
38
图3，加载F后→工作状态
图7.15c所示为螺栓受到轴向 外载荷(因气缸内压力而引起 的)F作用时的情况，螺栓被拉 伸，变形增量为δ2，根据变形 协调条件， δ2即等于被联接件 压缩变形的减少量。此时被联 接件受到的压缩力将减小为F/0， 称为残余预紧力。显然，为了 保证按联接件间密封可靠。
12
3、拧紧力矩和预紧力的计算
2019/12/4
拧紧螺母时的课件力矩和预紧力
13
螺纹副摩擦力矩
T1F0tan(v)d22
螺母与被连件摩擦力矩
T2

fcFo(D1
d0 4
)
拧紧力矩
TT1T2
2019/12/4
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

2021/3/27
CHENLI
24
§6-1 螺 纹
⑴ 螺纹的牙型
在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹
的轮廓形状。
牙型
常用的有：
三角形
梯形
2021/3/27
CHENLI
锯齿形
25
⑵ 螺纹的大径、小径和中径
大径：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的 假想圆柱面的直径。D、d
小径：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的
假想圆柱面的直径。 D1、d1
特征 螺 纹 种 类 代号 外 形 图
用途
联 普 通 粗牙 M 接 螺 纹 细牙 螺 纹 管螺纹 G
传 梯形螺纹 Tr 动
螺
纹
锯齿形 螺纹
B
是最常用的联接螺纹
用于细小的精密或薄壁零件 用于水管、油管、气管等 薄壁管子上，用于管路的 联接。 用于各种机床的丝杠，做 传动用。
只能传递单方向的动力。
2021/3/27
联接的分类和意义
静联接 动联接
可拆联接(螺纹联接、键联接） 不可拆联接（铆接、焊接、胶接）
联接的选择（根据使用要求与经济要求来选择、
根据联接的加工条件和被联接零件的材料、形状和 尺寸等）
2021/3/27
CHENLI
1
螺纹联接和螺旋传动
2021/3/27
CHENLI
2
2021/3/27
CHENLI
动联接：被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。
本课程介绍的联接主要是静联接。
联接的类型：
可拆
联 联接 接 过盈联接
不可拆 联接
2021/3/27
螺纹联接பைடு நூலகம்
键联接、花键联接、销联接
弹性环联接等
铆接 焊接 粘接
CHENLI
（介于两者之间）
7
螺纹的形成
螺旋线——一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线等速旋
一字螺钉
六角螺栓
紧定螺钉
自攻螺钉
十字螺钉
内六角螺栓 翼形螺钉
圆头螺钉
六角螺母
2021/3/27
盖形螺母
开槽六角螺母
CHENLI
翼形螺母
6
§6-0 引 言
由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器 中很多零件需要彼此联接。 机械零件之间的联接分为：
静联接：被联接件之间相互完全固定。（形锁合、摩擦锁合、材料锁合）
CHENLI
18
内螺纹 外螺纹
2021/3/27
CHENLI
19
形成
卡盘
2021/3/27
螺旋线
A
制在回转体外表面 的螺纹为外螺纹
车刀
制在回转体内表面 的螺纹为内螺纹
CHENLI
20
螺尾和退刀槽 螺纹的加工方法：
工件
卡盘
车刀
车外螺纹
车内螺纹
2021/3/27
CHENLI
21
螺尾
螺纹收尾 退刀纹
55°
牙型角为55 ，牙顶呈圆弧形。其公称直 径近似为管子的孔径，以英寸为单位。旋合 螺纹之间没有径向间隙，紧密性好。如果要 求连接具有密封性时，需添加密封物。
2021/3/27
CHENLI
10
螺纹
55°非密封管螺纹
2021/3/27
CHENLI
11
螺纹
55°密封管螺纹（R）
55°
牙型角为55 ，牙顶呈圆弧形。螺纹分
2021/3/27
CHENLI
13
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。
2021/3/27
CHENLI
14
螺纹
标准螺纹与非标准螺纹
以上的螺纹有些只要标注牙型代号， 就能分辨出螺纹种类，称为标准螺纹。
有些螺纹，必须画出牙型才能加 工，例如方牙螺纹，称为非标准螺纹。
2021/3/27
CHENLI
15
螺纹
矩形螺纹
螺纹牙型为正方形，牙厚是螺距的一 半。矩形螺纹不是标准螺纹，没有代号。 标注时应注出大径、小径和螺距。
2021/3/27
CHENLI
16
螺纹的牙型
30º
15º
30º
3º
矩形螺纹
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
2021/3/27
CHENLI
17
常用的几种螺纹的特征代号及用途
单线螺纹
双线螺纹
2021/3/27
CHENLI
28
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。
螺距=导程
导程 螺距
单线螺纹：P=Ph 多线螺纹：P=Ph/n
2021/3/27
CHENLI
29
单线螺纹
退刀槽
外退刀槽
退出车刀
车刀 开始退刀
2021/3/27
CHENLI
内退刀槽
车 刀
22
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
2021/3/27
CHENLI
板牙 工件
23
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。
3
第六章 螺纹联接和螺旋传动
§6-1 螺 纹
§6-2 螺纹联接的类型和标准联接件
§6-3 螺纹联接的预紧
§6-4 螺纹联接的防松
§6-5 单个螺栓联接的强度计算
§6-6 螺栓组联接的设计
§6-7 提高螺纹联接强度的措施
2021/3/27
CHENLI
4
螺纹连接
2021/3/27
CHENLI
5
螺纹连接
2021/3/27
多线螺纹
螺距(P)
导程(L) P = L / n
CHENLI
30
⑸ 螺纹的旋向
左旋
右旋(常用)
注意：只有上述各要素完全相同的内、外
螺纹才能旋合在一起。
2021/3/27
CHENLI
转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。
螺纹——一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图形通过
圆柱体的轴线，就得到螺纹。
d2
螺纹
2021/3/27
CHENLI
8
螺纹
普通螺纹(M)
60° 牙型角为60,牙根较厚，强度较高。 同一公称直径的普通螺纹可分为粗牙、 细牙。
2021/3/27
CHENLI
9
螺纹
55°非密封管螺纹(G)
布在1:16的圆锥管壁上。内外螺纹配合时
没有间隙，不用填料也可以保证不渗漏，
拧紧时可消除制造误差或磨损所产生的间
隙。
2021/3/27
CHENLI
12
螺纹
梯形螺纹(Tr)
30°
牙型为等腰梯型，牙型角为30。梯形 螺纹的效率比矩形螺纹低，但牙根的强度
较高，易于加工，对中性好，当采用剖分
式螺纹时，还可以消除因磨损而产生的间 隙。
牙底
牙顶
小径 大径
牙顶
牙底
2021/3/27
CHENLI
26
螺纹的中径：
一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通 过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
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
2021/3/27
CHENLI
27
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。