第10章联接 基本内容:螺纹参数:螺纹副的受力分析、效率和自锁:机械制造常用螺纹:螺纹联接的 基本类型和螺纹紧固件:;螺纹联接的预紧和防松:螺栓联接的强度计算;螺栓 的材料和许用应力;提高螺栓联接强度的措施:键联接和花键联接:销联接。 基本要求:了解螺纹联接的类型和特点:掌握螺纹联接的受力分析和强度计算方法 掌握键联接的类型及选择计算:了解花键联接、销联接的特点 重点:螺纹联接的受力分析和强度计算 学时:课堂讲授:5学时。 第一讲 由于使用、结构、制造、装配、运输等原因,机器中有许多零件需要按照一定的要求 和方式它们联接起来,而构成一个整体 零件的联接方式有多种,通常所谓的联接主要是指静联接 螺纹联接 —键联接(平键、花键、楔键) 可拆的联接 销联接 一一弹性环联接 联接 成形联接 一夹紧联接等 焊接 不可拆的联接 铆接 一粘接 过盈配合 在这些联接方式中尤其是以螺纹联接应用最为广泛,各种类型的机器设备中都有这种 联接方式,如:自行车等。 ▲螺纹联接的主要特点:
- 1 - 第 10 章 联接 基本内容：螺纹参数；螺纹副的受力分析、效率和自锁；机械制造常用螺纹；螺纹联接的 基本类型和螺纹紧固件；螺纹联接的预紧和防松；螺栓联接的强度计算；螺栓 的材料和许用应力；提高螺栓联接强度的措施；键联接和花键联接；销联接。 基本要求：了解螺纹联接的类型和特点；掌握螺纹联接的受力分析和强度计算方法； 掌握键联接的类型及选择计算；了解花键联接、销联接的特点。 重 点：螺纹联接的受力分析和强度计算 学 时：课堂讲授：5 学时。 第一讲 由于使用、结构、制造、装配、运输等原因，机器中有许多零件需要按照一定的要求 和方式它们联接起来，而构成一个整体。 零件的联接方式有多种，通常所谓的联接主要是指静联接。 ——螺纹联接 ——键联接（平键、花键、楔键） ——可拆的联接 —— ——销联接 ——弹性环联接 联接—— ——成形联接 ——夹紧联接等 ——焊接 ——不可拆的联接 ————铆接 ——粘接 ——过盈配合 在这些联接方式中尤其是以螺纹联接应用最为广泛，各种类型的机器设备中都有这种 联接方式，如：自行车等。 ▲螺纹联接的主要特点：
§10-1螺纹参数 螺纹的形成 少如斗 双线螺坟 、螺纹的类型和分类 ▲按照平面图形的形状:螺纹分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等 ▲按照螺旋线的旋冋:螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。杋械制造中一般釆用右旋螺纹, 有特殊要求时,才采用左旋螺纹 ▲按照螺旋线的数目:螺纹还分为单线螺纹和多线螺纹,为了制造方便,螺纹的线数 一般不超过4。 ▲按功能:联接螺纹:传动螺纹,调节螺纹,阻塞螺纹等 ▲按标准:公制螺纹,英制螺纹 ▲螺纹有内螺纹和外螺纹之分,两者旋合组成螺旋副或称螺纹副 ▲按照母体形状,螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。 三、螺纹的基本参数:以圆柱螺纹为例, 大径——d、D 中径一—d2、D2 小径——d1、D1 线数一 螺距——P 导程 螺纹升角 tgo= nP 牙型角——a 牙型斜角一—β(牙侧角)工作高度一—H
- 2 - §10-1 螺纹参数 一、螺纹的形成 二、螺纹的类型和分类 ▲按照平面图形的形状：螺纹分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。 ▲按照螺旋线的旋向：螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。机械制造中一般采用右旋螺纹， 有特殊要求时，才采用左旋螺纹。 ▲按照螺旋线的数目：螺纹还分为单线螺纹和多线螺纹，为了制造方便，螺纹的线数 一般不超过 4。 ▲按功能：联接螺纹；传动螺纹，调节螺纹，阻塞螺纹等 ▲按标准：公制螺纹，英制螺纹 ▲螺纹有内螺纹和外螺纹之分，两者旋合组成螺旋副或称螺纹副。 ▲按照母体形状，螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。 三、螺纹的基本参数：以圆柱螺纹为例， 大径——d、D 中径——d2、D2 小径——d1、D1 线数——n 螺距——P 导程——S S＝nP 螺纹升角——ψ 牙型角——α 牙型斜角——β（牙侧角） 工作高度——H
§10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁 一、矩形螺纹(B=0) 将矩形螺纹沿中径d2展开可得一斜面,如图所示 ▲当滑块沿斜面等速上升时 F= Ftg(+ p) 作用在螺旋副上的相应驱动力矩T=F·=F.g(+p ▲当滑块沿斜面等速下滑时:F=Fg(y-p) 作用在螺旋副上的相应力矩 d2 T=F.tg(ψ-p) 当滑块沿斜面等速下滑时求出的F值可为正,也可为负。 非矩形螺纹(B≠0) 非矩形螺纹是指牙侧角β≠0的三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹, 略去螺纹升角的影响,在轴向载荷Fa作用下 螺杆 非矩形螺纹的法向力比矩形螺纹的大。 线螺杆 若把法向力的增加看作摩擦系数的增加 螺母 则非矩形螺纹的摩擦阻力可写为 F cos B f= F。=fF 式中f’一一为当量摩擦系数,即 cOS P tg o
- 3 - §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 一、矩形螺纹（β＝0） 将矩形螺纹沿中径 d2 展开可得一斜面，如图所示。 ▲当滑块沿斜面等速上升时： 作用在螺旋副上的相应驱动力矩 ▲当滑块沿斜面等速下滑时： 作用在螺旋副上的相应力矩 ▲当滑块沿斜面等速下滑时求出的 F 值可为正，也可为负。 二、非矩形螺纹 （β≠0） 非矩形螺纹是指牙侧角β≠0 的三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。 略去螺纹升角的影响，在轴向载荷 Fa 作用下， 非矩形螺纹的法向力比矩形螺纹的大。 若把法向力的增加看作摩擦系数的增加， 则非矩形螺纹的摩擦阻力可写为 式中 f’——为当量摩擦系数，即
式中p’—一为当量摩擦角:β为牙侧角。 ▲当滑块沿非矩形螺纹等速上升时,可得水平椎力 F=Fatg(y+ p) 相应的驱动力矩 T=F2=F,2g中+p) ▲当滑块沿非矩形螺纹等速下滑时,可得 F=Ftg(b-p) 可得相应的力矩为 T=F。ntg(4-p) 与矩形螺纹分析相同,若螺纹升角φ小于当量摩擦角ρ’,则螺旋具有自锁特性,如 不施加驱动力矩,无论轴向驱动力Fa多大,都不能使螺旋副相对运动。考虑到极限情况, 非矩形螺纹的自锁条件可表示为 y≤p 为了防止螺母在轴向力作用下自动松开,用于联接的紧固螺纹必须满足自锁条件 ▲螺旋副的效率:一一是有效功与输人功之比 FS tg y tg(+p 由于过大的螺纹升角制造困难,且效增尚也个亚者,所以一服φ角不大于25° 用于联接的螺纹升角,一般都较小。 §10-3机械制造常用螺纹 三角形螺纹 ▲普通三角形螺纹一一多用于紧固联接,a=60°以大径d为公称直径。 粗牙与细牙螺纹的比较: 粗牙螺距大,牙的强度高,但有效截面直径小 细牙螺距小,牙的强度小,不耐磨,容易滑丝,自锁性能
- 4 - 式中 p’——为当量摩擦角；β为牙侧角。 ▲当滑块沿非矩形螺纹等速上升时，可得水平椎力 相应的驱动力矩 ▲当滑块沿非矩形螺纹等速下滑时，可得 可得相应的力矩为 与矩形螺纹分析相同，若螺纹升角ψ小于当量摩擦角ρ’，则螺旋具有自锁特性，如 不施加驱动力矩，无论轴向驱动力 Fa 多大，都不能使螺旋副相对运动。考虑到极限情况， 非矩形螺纹的自锁条件可表示为 为了防止螺母在轴向力作用下自动松开，用于联接的紧固螺纹必须满足自锁条件。 ▲螺旋副的效率：——是有效功与输人功之比。 由于过大的螺纹升角制造困难，且效率增高也不显著，所以一般ψ角不大于 25° 用于联接的螺纹升角，一般都较小。 §10-3 机械制造常用螺纹 一、三角形螺纹 ▲普通三角形螺纹——多用于紧固联接，α＝60°以大径 d 为公称直径。 ——粗牙与细牙螺纹的比较： 粗牙螺距大，牙的强度高，但有效截面直径小 细牙螺距小，牙的强度小，不耐磨，容易滑丝，自锁性能 好
▲管螺纹一一用于紧密联接 、其他螺纹 般用于传动。 第二讲 §10-4螺纹联接的基本类型 一、基本类型 1、螺栓联接 1)受拉螺栓联接:制造和装拆方便,应用广泛 2)铰制孔螺栓联接:螺栓受剪,多用于板状件的联接, 有时兼起定位作用。 2、双头螺柱联接 用于被联接件之一较厚或受结构限制而不能用螺栓或希望联接结构较紧凑的场合。 紧定螺钉联接 3、螺钉联接 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ε 4、紧定螺钉联接 用以固定两个零件的相互位置,并可传递不大的力或转矩。 、螺纹紧固件标准件 螺纹紧固件的品种很多,大都已标准化,其规格、型号均已系列化 1.螺栓最常用的有六角头和小六角头两种 2.双头螺柱旋入被联接件螺纹孔的一端称为座端,另一端为螺母端,其公称长度
- 5 - ▲管螺纹——用于紧密联接。 二、其他螺纹 一般用于传动。 第二讲 §10-4 螺纹联接的基本类型 一、基本类型 1、螺栓联接 1）受拉螺栓联接：制造和装拆方便，应用广泛 2）铰制孔螺栓联接：螺栓受剪，多用于板状件的联接， 有时兼起定位作用。 2、双头螺柱联接 用于被联接件之一较厚或受结构限制而不能用螺栓或希望联接结构较紧凑的场合。 3、螺钉联接 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。 4、紧定螺钉联接 用以固定两个零件的相互位置，并可传递不大的力或转矩。 二、螺纹紧固件 标准件 螺纹紧固件的品种很多，大都已标准化，其规格、型号均已系列化。 1．螺栓 最常用的有六角头和小六角头两种。 2．双头螺柱 旋入被联接件螺纹孔的一端称为座端，另一端为螺母端，其公称长度