螺纹及螺纹件联接
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一、 螺纹连接是利用螺纹零件构成的可拆连接,结构简单,拆装方便,适用范围广。
二、 螺纹的种类及主要参数:根据螺纹线绕行方向的不同,螺纹分为右旋和左旋,一般用右旋;根据螺纹在螺杆轴向剖面上的形状的不同,分为三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和管螺纹;螺纹又分为内螺纹和外螺纹,二者旋合组成螺纹副或称螺旋副;根据母体的形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。
圆柱螺纹的主要参数d (D )螺纹大径,是螺纹的公称直径如M8表示d=8mm ;d 1(D 1)螺纹小径,常用于计算螺纹强度;d 2(D 2)螺纹中径,用于计算效率、升角、自锁的基准。
(外螺纹各直径用小写字母表示,内螺纹各直径用大写字母表示);p 螺距,螺纹上相邻两牙对应点轴向距离;n 线数,沿一条螺纹线形成的螺纹,成为单线螺纹,沿两条、三条或多条螺纹线形成的螺纹,成文双线、三线或多线螺纹;s 导程,任一点沿同一条螺纹线转一周的轴向位移,s=np ;ψ螺纹的螺旋升角,在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角,即22tan s np d d ψππ==;α牙形角,β牙形斜角,在对称牙形中2αβ=;h 工作高度,三、1. 三角螺纹的牙形角260αβ==o ,因牙形斜角β大,所以当量摩擦因素大,自锁性好,主要用于连接,这种螺纹分为粗牙和细牙,一般多用粗牙螺纹。
公称直径相同时细牙螺纹的螺距较小、牙细,内经和中径较大,升角较小,因为自锁性好,对螺纹零件的强度削弱小,但磨损后易滑扣。
细牙螺纹常用于薄壁和细小零件上或承受变载、冲击振动的连接及微调装置中。
2.举行螺纹牙形为正方形,牙形斜角0β=o。
所以当量摩擦角小,效率高,用于传动;但由于制造困难,螺母和螺杆同心度差,牙根强度弱,常被梯形螺纹代替。
3.梯形螺纹的牙形角230αβ==o,与矩形螺纹相比,效率略低,但牙根强度较高,易于制造,在螺旋传动中应用较为普遍。
4.锯齿形螺纹工作边的牙形斜角3β=o,传动效率高,便于加工,非工作边的牙形斜角30β=o。
第7章螺纹联接与螺旋传动【教学要求】掌握螺纹联接的类型、预紧和防松、螺栓组联接的设计计算,并能根据已知条件合理地选用螺栓联接。
【教学的重点与难点】重点:单个螺栓联接的设计计算难点:螺栓组联接的设计计算【教学内容】7.1螺纹联接的基本知识7.2螺纹联接的预紧与防松7.3单个螺栓联接的强度计算7.4螺栓组联接的结构设计7.5滑动螺旋传动简介7.6滚动螺旋传动简介【学习内容】为了便于机器的制造、安装、维护和运输,在机器和设备的各零、部件间广泛采用各种联接。
联接分为可拆联接和不可拆联接两类。
不损坏联接中的任一零件就可将被联接件拆开的联接称为可拆联接,这类联接经多次装拆无损于使用性能,如螺纹联接、键联接和销联接等。
不可拆联接是指至少必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接,如焊接、铆接和粘接等。
螺纹联接和螺旋传动都是利用具有螺纹的零件进行工作的,前者把需要相对固定在一起的零件用螺纹零件联接起来,作为紧固联接件用,这种联接称为螺纹联接;后者利用螺纹零件实现把回转运动变为直线运动的传动,称为螺旋传动,则作为传动件用。
本章主要讨论螺纹联接的结构、计算和设计,重点介绍单个螺栓联接的强度计算。
螺纹联接是可拆联接,结构简单、拆卸方便、联接可靠,且多数螺纹联接件已标准化、生产效率高、成本低廉,因而得到广泛采用。
7.1 螺纹联接的基本知识为使机器制造、安装、调整、维修和运输、减重、省科、降成、提高效率、等等必须采用各种方式联接成整体,才能实现上述要求。
因此一个出色的设计者应了解联接的种类、特点和应用,熟悉联接设计的准则。
掌握好设计的方法。
联接——近代机械设计(机器设计)中最感兴趣的课题之一,也是近一些年来,发明创造最多的。
在通用机械中,联接件占总零件数的20~50%。
如Boeng’s 747中有250万个紧固联接件联接:静联接——被联接件间不充许产生相对运动①不可折联接:铆、焊、介于可折不可折之间,胶(粘)接等②可折联接:螺纹、键、花键、销、成型而联接等动联接——被联接零件间可产生相对运动——各种运动副联接7.1.1 螺纹的类型1、螺纹按牙型分类:三角形(普通螺纹)、管螺纹—联接螺纹矩形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹—传动螺纹三角形螺纹:粗牙螺纹—用于联接细牙螺纹—自锁性好,适于薄壁细小零件和冲击变载等2、螺纹按位置分类: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根据螺旋线绕行方向分类:左旋、右旋根据螺旋线头数分类:单头螺纹(n=1)—用于联接双头螺纹(n=2)多线螺纹(n≥2)—用于传动7.1.2 螺纹的主要参数1)外径d(大径)(D)——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径——亦称公称直径2)内径(小径)d1(D1)——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径,在强度计算中作危险剖面的计算直径3)中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径,近似等于螺纹的平均直径d2≈0.5(d+d1)4)螺距P——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离5)导程(S )——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离6)线数n ——螺纹螺旋线数目,一般为便于制造n ≤4 螺距、导程、线数之间关系:L=nP7)螺旋升角ψ——在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。