+联接课件讲义整理

第十章

螺纹连接与螺旋传动第十章

螺纹连接与螺旋传动1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。被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。静联接：动联接：本课程介绍的联接主要是静联接。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）引言由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因210.1螺纹10.1.1螺纹的分类一、螺纹的形成、旋向及线数10.1螺纹10.1.1螺纹的分类3按螺旋线的旋向：左旋螺纹,

右旋螺纹；按螺旋线的数目：单线螺纹、多线螺纹。螺纹的旋向与线数按螺旋线的旋向：左旋螺纹,螺纹的旋向与线数4二、螺纹的分类1、按螺纹的牙齿形状：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和管螺纹。二、螺纹的分类1、按螺纹的牙齿形状：52、按用途分{连接螺纹传动螺纹3、按母体形状分{圆柱螺纹圆锥螺纹2、按用途分{连接螺纹传动螺纹3、按母体形状分{圆柱螺纹6d--螺纹大径d1--螺纹小径d2--螺纹中径n--线数p--螺距s--导程ψ--螺纹升角，--牙型角，牙侧角h--螺纹接触高度10.1.2螺纹的主要几何参数d--螺纹大径10.1.2螺纹的主要几何参数710.1.3螺纹副的受力分析、效率和自锁

螺纹副的受力

拧紧时：松脱时：

螺纹副的效率

拧紧时：松脱时：自锁条件：其中：10.1.3螺纹副的受力分析、效率和自锁螺纹副的受力8螺纹副效率与升角的关系螺纹副效率与升角的关系910.1.4常用螺纹的特点和应用10.1.4常用螺纹的特点和应用10特点：螺纹的牙型角=2=60,螺纹牙根部的强度较高，当量摩擦角大，自锁性能好，用于联接。按螺距的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹。1、三角形螺纹(代号：MGB192-81)特点：螺纹的牙型角=2=60,螺纹牙根部的强度较高，11细牙螺纹与粗牙螺纹的比较粗牙：常用连接牙形。细牙：用于薄壁零件的连接、受动载荷零件的连接及微调装置的调节螺纹。优点：升角小，小径大，自锁性能更好，强度高。缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。细牙细牙粗牙细牙螺纹与粗牙螺纹的比较粗牙：常用连接牙形。细牙细牙粗牙12

特点：

牙形角α=0°，其传动效率高，多用于传动。但对中性差，牙根强度低，螺纹牙磨损后间隙难以补偿。使传动精度降低，故已被梯形螺纹所代替。

2、矩形螺纹特点：2、矩形螺纹133、梯形螺纹(代号：TrGB192-81)特点：

=2=30。比矩形螺纹效率略低，但工艺性好牙根强度高、对中性好。在螺旋传动中有广泛应用。3、梯形螺纹(代号：TrGB192-81)特点：144、锯齿形螺纹(代号：SJB923-66)特点：工作边牙侧角=3，非工作边牙侧角=30它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点,能承受较大的载荷,但只能用于单向传动。4、锯齿形螺纹(代号：SJB923-66)特点：工15(5)圆柱管螺纹

特点：用于管件连接的，三角螺纹,=55，拧紧后无径向间隙，密封好(5)圆柱管螺纹特点：用于管件连接的，三角螺16（6）圆锥螺纹特点：三角螺纹,密封好，拧紧后无间隙，用于高温高压密封管路连接。

=55，1：16锥管（6）圆锥螺纹特点：三角螺纹,密封好，拧紧后无间隙，用于高温17普通螺栓连接铰制孔螺栓连接普通螺栓连接

螺栓和孔壁有间隙孔的加工精度低。铰制孔螺栓连接螺杆与孔用过渡配合，承受轴向载荷孔需精制。可起定位作用。1、螺栓连接10.2螺纹联接的基本类型和标准螺纹联接件普通螺栓连接铰制孔螺栓连接普通螺18第十章+联接课件19特点：被连接件不宜做成通孔。不宜经常拆卸。拧入深度：铜或青铜：H=d铸铁：H=1.25~1.5d铝合金：H=1.5~2.5d2、螺钉连接特点：被连接件不宜做成通孔。2、螺钉连接20拧入深度拧入深度钻孔深度拧入深度拧入深度钻孔深度21特点：被连接件不宜做成通孔又需要经常拆卸或用螺钉无法安装。拧入深度：铜或青铜：H=d铸铁：H=1.25~1.5d铝合金：H=1.5~2.5d3、双头螺柱连接

特点：被连接件不宜做成通孔又需要经常拆卸或用螺钉无法安装。拧22第十章+联接课件234、紧定螺钉连接旋入被连接件的螺纹孔中，顶住另一被连接件的表面或凹坑。固定两个零件或传递不大的力矩。4、紧定螺钉连接245、其它特殊结构的螺纹连接地脚螺栓吊环螺钉T型槽螺栓5、其它特殊结构的螺纹连接地脚螺栓吊环螺钉T型槽螺栓25二、标准螺纹连接件各种螺栓二、标准螺纹连接件各种螺栓26双头螺柱各种螺钉双头螺柱各种螺钉27各种螺钉紧定螺钉的头部和末端各种螺钉紧定螺钉的头部和末端28各种螺母与垫片各种螺母与垫片2910.3螺纹连接的预紧和防松10.3.1螺纹连接的预紧10.3螺纹连接的预紧和防松10.3.1螺纹连接30

预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧力F’的作用，以防止联接受载后被联接件之间出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松。预紧力过大－－会使整个联接的结构尺寸增大；也会使联接螺栓在装配时因过载而断裂。预紧力不足－－则又可能导致联接失效。重要的螺栓联接应控制预紧力

预紧的目的预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧力F’的作用31装配时控制预紧力的方法测力矩扳手装配时控制预紧力的方法测力矩扳手32定力矩扳手定力矩扳手33拧紧螺母时的力矩和预紧力拧紧螺母时的力矩和预紧力34拧紧螺母时，要克服螺纹副的摩擦力矩T1和螺母与支持面间的摩擦力矩T2，因此拧紧力矩T=T1+T2式中f为螺母与被联接件支承表面间的摩擦系数。对于M10-M68粗牙三角螺纹有：T≈0.2F’d拧紧螺母时，要克服螺纹副的摩擦力矩T1和螺母与支持面间的摩擦3510.3.2螺纹联接的防松1、摩擦防松1)双螺母防松10.3.2螺纹联接的防松1、摩擦防松1)双362)弹簧垫圈防松2)弹簧垫圈防松373)锁紧螺母防松尼龙圈锁紧螺母3)锁紧螺母防松尼龙圈锁紧螺母382、机械防松

1)开口销与六角开槽螺母防松2、机械防松1)开口销与六角开槽螺母防松392)止动垫圈防松2)止动垫圈防松40←圆螺母用带翅垫片3）圆螺母＋翅型垫片防松←圆螺母用带翅垫片3）圆螺母＋翅型垫片防松414)串联钢丝防松4)串联钢丝防松423、破坏螺纹副关系防松3、破坏螺纹副关系防松4310.4螺栓连接的强度计算普通螺栓设计准则：保证螺栓的拉伸强度铰制孔螺栓设计准则：保证螺栓的拉伸强度、剪切强度和挤压强度螺栓连接的强度计算，对于螺钉等其他螺纹连接方式也同样适用10.4螺栓连接的强度计算普通螺栓设计准则：保证螺栓的拉44计算内容根据强度条件确定螺栓直径，选取合理的参数失效形式：受拉螺栓，螺杆的疲劳断裂、塑性变形，位置受剪螺栓，螺杆被剪断，螺杆和孔壁的贴合面被压溃单个螺栓连接的强度计算计算内容失效形式：单个螺栓连接的强度计算4510.4.1普通螺栓连接的强度计算

1、松螺栓连接10.4.1普通螺栓连接的强度计算46MPa或mm式中：d1—螺纹小径mmF—螺纹承受的轴向工作载荷N[σ]—螺纹材料的许用应力MPa松螺栓连接的设计计算MPa或mm式中：d1—螺纹小径mm松螺栓连接472、紧螺栓连接a.普通螺栓联接1)只受预紧力作用的紧螺栓连接2、紧螺栓连接a.普通螺栓联接1)只受预紧力48式中：f—接合面摩擦系数m—接合面数z—螺栓数目ks

—可靠性系数靠摩擦力传递横向载荷的紧螺栓连接式中：靠摩擦力传递横向载荷的紧螺栓连接49靠摩擦力传递转矩的紧螺栓连接靠摩擦力传递转矩的紧螺栓连接50螺栓的危险截面处于拉伸和扭转的复合应力状态，而螺栓通常是塑性的，因此按第四强度理论，螺栓联接的强度条件为：

对于M10～M68的普通螺纹钢制螺栓，可取螺栓的危险截面处于拉伸和扭转的复合应力状态，而螺栓通常是塑性51或式中：—预紧力Nd1—螺纹小径mm[σ]—螺纹材料的许用应力MPa上式说明紧螺栓连接可按纯拉伸强度计算，但需将拉伸应力增大30%，以考虑扭剪应力的影响。或—预紧力N上式说明522）受预紧力及受轴向工作设:缸内总压力为Q，螺栓数为z，则每个螺栓所受的工作载荷为：载荷F

作用的紧螺栓联接2）受预紧力及受轴向工作设:缸内总压力为Q，载荷53在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受的总拉伸载荷图a）联接还没有拧紧时的情况图b)联接拧紧后螺栓受到预紧力而伸长了，被联接件受到预紧力而缩短了图c)在联接承受轴向载荷F时，螺栓的伸长量增了被连接件的变形量减少了根据变形协调条件：在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受的总拉伸载荷图a）54设：螺栓的刚度为Cb,被联接件的刚度为Cm。因为所以设：螺栓的刚度为Cb,被联接件的刚度为Cm。因为55

式中称为相对刚度系数，它与螺栓和被联接件的材料、结构、尺寸以及工作载荷作用位置、垫片等因素有关。

相对刚度系数查表得到。为保证被联接件的接合面不出现缝隙，的值查p181。式中称为相对刚度系数，它与螺栓和56螺栓的相对刚度剩余预紧力螺栓的相对刚度剩余预紧力57强度条件式：或：式中：F0—螺栓的总拉力Nd1—螺栓的小径mm[σ]—螺栓材料的许用应力MPa强度条件式：式中：F0—螺栓的总拉力N5810.4.2铰制孔螺栓联接的强度计算强度条件：式中：Fs—单个螺栓所受的横向载荷Nds—螺栓剪切面直径mmhmin—螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度mm[τ]——螺栓材料的许用剪切应力MPa[σp]——螺栓和孔壁材料中弱者的许用挤压应力MPa10.4.2铰制孔螺栓联接的强度计算强度条件：式中：5910.4.3螺栓连接件的材料和许用应力1、螺纹连接件的材料常用材料：

低碳钢，中碳钢，如：Q215、Q235、10、35和45号钢

重要和特殊用途的螺纹联接件可采用合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnSi。2、螺纹连接件的许用应力可由p182表中查得。10.4.3螺栓连接件的材料和许用应力1、螺纹连接件60一、改善螺纹牙间的载荷分布10.4.4提高螺栓联接强度的措施一、改善螺纹牙间的载荷分布10.4.4提高螺栓联接强61第十章+联接课件62均载螺母实例均载螺母实例63二、降低螺栓所受的总拉力F0当和一定时，越小，则螺栓所受到的总拉力就越小。二、降低螺栓所受的总拉力F0当和一定时，越小，则螺64减小螺栓刚度的结构用O形密封圈密封降低螺栓刚度有利于减少螺栓所受的总拉力减小螺栓刚度的结构用O形密封圈密封降低螺栓65三、避免或减小附加应力三、避免或减小附加应力66四、减少应力集中四、减少应力集中6710.5螺栓组连接的结构设计10.5.1连接接合面的设计10.5螺栓组连接的结构设计10.5.1连接接合面的设计681、螺栓的布置应使各螺栓的受力合理（1）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。（2）对于铰制孔螺栓连接的受剪螺栓，在平行于工作载荷方向上成排布置的螺栓数目不应超过8个，以免载荷分布不均。10.5.2螺栓的数目及布置1、螺栓的布置应使各螺栓的受力合理10.5.269（3）对于受弯矩或转矩的螺栓连接，应使螺栓尽量布置在靠近连接接合面的边缘上，以减少螺栓的受力。（3）对于受弯矩或转矩的螺栓连接，应使螺栓尽量布置在靠近连接702、螺栓的布置应有合理的间距和边距，以保证连接的紧密性和装配时扳手所需活动空间。2、螺栓的布置应有合理的间距和边距，以保证连接的紧密性和装配713、螺栓的数目及布置应便于螺栓孔的加工

分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4,6,8等偶数，以便于在圆周上钻孔时的分度和划线。3、螺栓的数目及布置应便于螺栓孔的加工分布在同7210.5.3采用减载装置，减少螺栓的受力10.5.3采用减载装置，减少螺栓的受力7310.6螺旋传动10.6.1概述螺旋传动的特点：螺旋传动主要是变回转运动为直线运动。10.6螺旋传动10.6.1概述74分类分类75按其用途可分为三类

(1)传力螺旋：

以传递动力为主。如千斤顶、起重器、压力机等。按其用途可分为三类(1)传力螺旋：76螺旋千斤顶螺旋千斤顶77

以传递运动为主，要求有较高的运动精度。(2)、传导螺旋以传递运动为主，要求有较高的运动精度。(2)、传导78(3)调整螺旋用于调整固定零件间的相对位置。这种螺旋不经常转动，一般在空载下调整。(3)调整螺旋用于调整固定零件间的相对位置。这种螺旋不经常79按螺纹副中摩擦性质的不同分类按螺纹副中摩擦性质的不同分类80特点：摩擦阻力大、传动效率低、磨损快、运动精度低。但结构简单、制造方便、易于自锁，应用广。（1）滑动螺旋特点：（1）滑动螺旋81（2）滚动螺旋

特点：

摩擦阻力小、传动效率高、传动平稳、运动精度高，使用寿命长，但结构复杂、制造困难、成本较高。滚珠螺旋传动（2）滚动螺旋特点：滚珠螺旋传动82

特点：

传动效率最高、工作平稳、使用寿命长，但结构复杂，制造精度要求高，需附加一套供油系统。用于高精度、高效率的重要传动。（3）静压螺旋

特点：

传动效率最高、工作平稳、使用寿83滑动螺旋传动的结构和材料滑动螺旋传动的结构和材料841、滑动螺旋传动的结构螺杆：

当螺杆短而粗且垂直分布时（如：起重的传力螺旋），可以利用螺母本身作为支撑。而当螺杆细而长且水平布置时（如：机床的丝杠），应在螺杆的两端或中间附加支撑。1、滑动螺旋传动的结构螺杆：85螺母（整体式、剖分式、组合式）剖分式螺母组合式螺母螺母（整体式、剖分式、组合式）剖分86

滑动螺旋传动多采用梯形或锯齿形螺纹，且常用右旋螺纹。传力和调整螺纹要求自锁时，应采用单线螺纹。传导螺旋可采用多线螺纹。

螺纹牙形与线数的选择滑动螺旋传动多采用梯形或锯齿形螺螺纹牙形与线87

螺杆和螺母的材料除要求有足够的强度、耐磨性，还要求两者配合时摩擦系数小。1、一般螺杆可选用Q275、45、50号钢;(需经热处理以达到高硬度的重要螺杆，则常用合金钢，如T12、40Cr、65Mn钢等)2、常用螺母材料有铸造锡青铜ZCuSn10Pb1和ZCuSn5Pb5Zn5(重载低速时可选用铸造铝青铜ZCuSn10Pb1和ZCuSn5Pb5Zn5)

低速轻载，特别是不经常运转时，可选用耐磨铸铁.2、螺杆和螺母的材料螺杆和螺母的材料除要求有足够的强度、耐磨性，还要求两88螺旋传动的主要失效形式：螺纹牙磨损、螺纹牙塑性变形和断裂、螺杆的塑性变形和断裂、螺杆失稳等。主要设计：螺杆的直径和螺母的高度10.6.3滑动螺旋传动的设计计算螺旋传动的主要失效形式：10.6.3滑动螺旋传动的设计计89螺旋传动的设计准则1、先根据耐磨性条件确定螺杆的直径和螺母的高度，再校核其它条件；2、对传力较大的传力螺旋，应按螺杆和螺纹牙的强度设计，按耐磨性校核螺母的高度；3、对有自锁要求的，应校核其自锁条件；4、对长径比比较大的受压螺杆，校核其稳定性。螺旋传动的设计准则1、先根据耐磨性条件确定螺杆的直径和螺母的90

耐磨性计算主要是限制螺纹接触处的压强ps设轴向载荷Q均匀分布在螺母的z圈螺纹上，则耐磨条件式：一、耐磨性计算耐磨性计算主要是限制螺纹接触处的压强ps一、耐磨性91对于梯形螺纹，h=0.5p,则：对于锯齿形螺纹，h=0.75p,则：设：代入上式得：Ψ值由p185查表获得。按d2和查国标，选取相应的d和p。对于梯形螺纹，h=0.5p,则：对于锯齿形螺纹，h=0.792二、螺杆的强度较核

螺杆受轴向力Q和摩擦力矩T1的联合作用，在危险截面，按第四强度理论得强度条件为：二、螺杆的强度较核螺杆受轴向力Q和摩擦力矩T93三、螺纹牙强度的校核防止沿螺母螺纹牙根部剪断和弯断的校核式为：三、螺纹牙强度的校核防止沿螺母螺纹牙根部剪断和弯断的校核式为94四、自锁条件校核其中：螺纹升角当量摩擦角：四、自锁条件校核其中：螺纹升角95螺杆的临界压力Qc的值与螺杆的柔度有关五、螺杆的稳定性校核

式中：Q—螺杆受到的最大轴向力；Qc—螺杆的临界压力。稳定性条件：螺杆的临界压力Qc的值与螺杆的柔度有关五、螺杆的稳定性校96--螺杆长度系数,与螺杆端部结构有关一端固定、一端自由(如起重器)，取μ=2一端固定、一端铰支(如压力机)，取μ=0.7

两端铰支(如传导螺杆),取μ=1

i--螺杆危险截面的惯性半径，若则：

--螺杆长度系数,与螺杆端部结构有关97(1)当λ≥100时：式中:

E--螺杆材料的弹性模量；

I--螺杆危险截面的轴惯性矩：

--螺杆的最大工作长度,mm(1)当λ≥100时：98(2)、当λ<100时：对于σB≥380MPa的碳素钢取：对于σB≥480MPa的优质碳素钢(如35，40钢)取：(3)、对于<40的螺杆，不用稳定性校核。(2)、当λ<100时：99习题1．利用普通螺栓连接方式将钢板1和钢板2连接起来，并注意防松。12习题1．利用普通螺栓连接方式将钢板1和钢板2连接起来，并注意10012121012有一普通螺纹联接,需控制预紧力,每个螺栓所受轴向工作载荷为3.8KN,螺栓材料为45钢,其许用应力为,采用M16的螺栓,螺栓小径d1=13.835mm,F’’=1.6F,试校核此螺栓连接的强度解：螺栓所受的总拉力2有一普通螺纹联接,需控制预紧力,每个螺栓所受轴向工作载荷1023用M12的螺栓连接两块钢板，其厚度分别为20mm和60mm，在厚度为20mm的板上钻的孔，试设计此螺钉连接。3用M12的螺栓连接两块钢板，其厚度分别为20mm和60m103第十章+联接课件104解:作用在气缸盖上的总压力为:

每个螺栓的轴向工作载荷为:解:作用在气缸盖上的总压力为:每个螺栓的轴向工作载荷为:1055螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？

答：（螺纹联接都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时不会自动松脱。）但在冲击、振动和变载荷的作用下，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，也有可能发生松脱现象。因此必须考虑防松。

防松的方法有：摩擦防松（如双螺母、弹簧垫圈、锁紧螺母）；机械防松（如开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝）；永久性防松（如冲点铆住、粘接）。5螺纹连接为什么要防松？有哪几类防松方法？106解:所以,螺双的公称直径取M8解:所以,螺双的公称直径取M8107第十章+联接课件108解:螺栓所承受的预紧力为:螺栓应满足的强度条件为:解得Z=4.78,取z=6解:螺栓所承受的预紧力为:解得Z=4.78,取z=61098下图为螺栓与被联接件的受力－变形图，在图上标出预紧力F’，螺栓所受工作载荷F，螺栓所受的总拉力F0，螺栓总的伸长变形量及受载后被联接件的变形8下图为螺栓与被联接件的受力－变形图，在图上标出预紧力F’110第十章+联接课件111指出下列螺纹连接的结构错误指出下列螺纹连接的结构错误112例题1例题1113例题2例题2114第十章

螺纹连接与螺旋传动第十章

螺纹连接与螺旋传动115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。被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。静联接：动联接：本课程介绍的联接主要是静联接。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）引言由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因11610.1螺纹10.1.1螺纹的分类一、螺纹的形成、旋向及线数10.1螺纹10.1.1螺纹的分类117按螺旋线的旋向：左旋螺纹,

右旋螺纹；按螺旋线的数目：单线螺纹、多线螺纹。螺纹的旋向与线数按螺旋线的旋向：左旋螺纹,螺纹的旋向与线数118二、螺纹的分类1、按螺纹的牙齿形状：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和管螺纹。二、螺纹的分类1、按螺纹的牙齿形状：1192、按用途分{连接螺纹传动螺纹3、按母体形状分{圆柱螺纹圆锥螺纹2、按用途分{连接螺纹传动螺纹3、按母体形状分{圆柱螺纹120d--螺纹大径d1--螺纹小径d2--螺纹中径n--线数p--螺距s--导程ψ--螺纹升角，--牙型角，牙侧角h--螺纹接触高度10.1.2螺纹的主要几何参数d--螺纹大径10.1.2螺纹的主要几何参数12110.1.3螺纹副的受力分析、效率和自锁

螺纹副的受力

拧紧时：松脱时：

螺纹副的效率

拧紧时：松脱时：自锁条件：其中：10.1.3螺纹副的受力分析、效率和自锁螺纹副的受力122螺纹副效率与升角的关系螺纹副效率与升角的关系12310.1.4常用螺纹的特点和应用10.1.4常用螺纹的特点和应用124特点：螺纹的牙型角=2=60,螺纹牙根部的强度较高，当量摩擦角大，自锁性能好，用于联接。按螺距的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹。1、三角形螺纹(代号：MGB192-81)特点：螺纹的牙型角=2=60,螺纹牙根部的强度较高，125细牙螺纹与粗牙螺纹的比较粗牙：常用连接牙形。细牙：用于薄壁零件的连接、受动载荷零件的连接及微调装置的调节螺纹。优点：升角小，小径大，自锁性能更好，强度高。缺点：牙小，相同载荷下磨损快，易脱扣。细牙细牙粗牙细牙螺纹与粗牙螺纹的比较粗牙：常用连接牙形。细牙细牙粗牙126

特点：

牙形角α=0°，其传动效率高，多用于传动。但对中性差，牙根强度低，螺纹牙磨损后间隙难以补偿。使传动精度降低，故已被梯形螺纹所代替。

2、矩形螺纹特点：2、矩形螺纹1273、梯形螺纹(代号：TrGB192-81)特点：

=2=30。比矩形螺纹效率略低，但工艺性好牙根强度高、对中性好。在螺旋传动中有广泛应用。3、梯形螺纹(代号：TrGB192-81)特点：1284、锯齿形螺纹(代号：SJB923-66)特点：工作边牙侧角=3，非工作边牙侧角=30它综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点,能承受较大的载荷,但只能用于单向传动。4、锯齿形螺纹(代号：SJB923-66)特点：工129(5)圆柱管螺纹

特点：用于管件连接的，三角螺纹,=55，拧紧后无径向间隙，密封好(5)圆柱管螺纹特点：用于管件连接的，三角螺130（6）圆锥螺纹特点：三角螺纹,密封好，拧紧后无间隙，用于高温高压密封管路连接。

=55，1：16锥管（6）圆锥螺纹特点：三角螺纹,密封好，拧紧后无间隙，用于高温131普通螺栓连接铰制孔螺栓连接普通螺栓连接

螺栓和孔壁有间隙孔的加工精度低。铰制孔螺栓连接螺杆与孔用过渡配合，承受轴向载荷孔需精制。可起定位作用。1、螺栓连接10.2螺纹联接的基本类型和标准螺纹联接件普通螺栓连接铰制孔螺栓连接普通螺132第十章+联接课件133特点：被连接件不宜做成通孔。不宜经常拆卸。拧入深度：铜或青铜：H=d铸铁：H=1.25~1.5d铝合金：H=1.5~2.5d2、螺钉连接特点：被连接件不宜做成通孔。2、螺钉连接134拧入深度拧入深度钻孔深度拧入深度拧入深度钻孔深度135特点：被连接件不宜做成通孔又需要经常拆卸或用螺钉无法安装。拧入深度：铜或青铜：H=d铸铁：H=1.25~1.5d铝合金：H=1.5~2.5d3、双头螺柱连接

特点：被连接件不宜做成通孔又需要经常拆卸或用螺钉无法安装。拧136第十章+联接课件1374、紧定螺钉连接旋入被连接件的螺纹孔中，顶住另一被连接件的表面或凹坑。固定两个零件或传递不大的力矩。4、紧定螺钉连接1385、其它特殊结构的螺纹连接地脚螺栓吊环螺钉T型槽螺栓5、其它特殊结构的螺纹连接地脚螺栓吊环螺钉T型槽螺栓139二、标准螺纹连接件各种螺栓二、标准螺纹连接件各种螺栓140双头螺柱各种螺钉双头螺柱各种螺钉141各种螺钉紧定螺钉的头部和末端各种螺钉紧定螺钉的头部和末端142各种螺母与垫片各种螺母与垫片14310.3螺纹连接的预紧和防松10.3.1螺纹连接的预紧10.3螺纹连接的预紧和防松10.3.1螺纹连接144

预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧力F’的作用，以防止联接受载后被联接件之间出现间隙或横向滑移。预紧也可以防松。预紧力过大－－会使整个联接的结构尺寸增大；也会使联接螺栓在装配时因过载而断裂。预紧力不足－－则又可能导致联接失效。重要的螺栓联接应控制预紧力

预紧的目的预紧可使联接在承受工作载荷之前就受到预紧力F’的作用145装配时控制预紧力的方法测力矩扳手装配时控制预紧力的方法测力矩扳手146定力矩扳手定力矩扳手147拧紧螺母时的力矩和预紧力拧紧螺母时的力矩和预紧力148拧紧螺母时，要克服螺纹副的摩擦力矩T1和螺母与支持面间的摩擦力矩T2，因此拧紧力矩T=T1+T2式中f为螺母与被联接件支承表面间的摩擦系数。对于M10-M68粗牙三角螺纹有：T≈0.2F’d拧紧螺母时，要克服螺纹副的摩擦力矩T1和螺母与支持面间的摩擦14910.3.2螺纹联接的防松1、摩擦防松1)双螺母防松10.3.2螺纹联接的防松1、摩擦防松1)双1502)弹簧垫圈防松2)弹簧垫圈防松1513)锁紧螺母防松尼龙圈锁紧螺母3)锁紧螺母防松尼龙圈锁紧螺母1522、机械防松

1)开口销与六角开槽螺母防松2、机械防松1)开口销与六角开槽螺母防松1532)止动垫圈防松2)止动垫圈防松154←圆螺母用带翅垫片3）圆螺母＋翅型垫片防松←圆螺母用带翅垫片3）圆螺母＋翅型垫片防松1554)串联钢丝防松4)串联钢丝防松1563、破坏螺纹副关系防松3、破坏螺纹副关系防松15710.4螺栓连接的强度计算普通螺栓设计准则：保证螺栓的拉伸强度铰制孔螺栓设计准则：保证螺栓的拉伸强度、剪切强度和挤压强度螺栓连接的强度计算，对于螺钉等其他螺纹连接方式也同样适用10.4螺栓连接的强度计算普通螺栓设计准则：保证螺栓的拉158计算内容根据强度条件确定螺栓直径，选取合理的参数失效形式：受拉螺栓，螺杆的疲劳断裂、塑性变形，位置受剪螺栓，螺杆被剪断，螺杆和孔壁的贴合面被压溃单个螺栓连接的强度计算计算内容失效形式：单个螺栓连接的强度计算15910.4.1普通螺栓连接的强度计算

1、松螺栓连接10.4.1普通螺栓连接的强度计算160MPa或mm式中：d1—螺纹小径mmF—螺纹承受的轴向工作载荷N[σ]—螺纹材料的许用应力MPa松螺栓连接的设计计算MPa或mm式中：d1—螺纹小径mm松螺栓连接1612、紧螺栓连接a.普通螺栓联接1)只受预紧力作用的紧螺栓连接2、紧螺栓连接a.普通螺栓联接1)只受预紧力162式中：f—接合面摩擦系数m—接合面数z—螺栓数目ks

—可靠性系数靠摩擦力传递横向载荷的紧螺栓连接式中：靠摩擦力传递横向载荷的紧螺栓连接163靠摩擦力传递转矩的紧螺栓连接靠摩擦力传递转矩的紧螺栓连接164螺栓的危险截面处于拉伸和扭转的复合应力状态，而螺栓通常是塑性的，因此按第四强度理论，螺栓联接的强度条件为：

对于M10～M68的普通螺纹钢制螺栓，可取螺栓的危险截面处于拉伸和扭转的复合应力状态，而螺栓通常是塑性165或式中：—预紧力Nd1—螺纹小径mm[σ]—螺纹材料的许用应力MPa上式说明紧螺栓连接可按纯拉伸强度计算，但需将拉伸应力增大30%，以考虑扭剪应力的影响。或—预紧力N上式说明1662）受预紧力及受轴向工作设:缸内总压力为Q，螺栓数为z，则每个螺栓所受的工作载荷为：载荷F

作用的紧螺栓联接2）受预紧力及受轴向工作设:缸内总压力为Q，载荷167在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受的总拉伸载荷图a）联接还没有拧紧时的情况图b)联接拧紧后螺栓受到预紧力而伸长了，被联接件受到预紧力而缩短了图c)在联接承受轴向载荷F时，螺栓的伸长量增了被连接件的变形量减少了根据变形协调条件：在受轴向工作载荷的螺栓联接中，螺栓实际承受的总拉伸载荷图a）168设：螺栓的刚度为Cb,被联接件的刚度为Cm。因为所以设：螺栓的刚度为Cb,被联接件的刚度为Cm。因为169

式中称为相对刚度系数，它与螺栓和被联接件的材料、结构、尺寸以及工作载荷作用位置、垫片等因素有关。

相对刚度系数查表得到。为保证被联接件的接合面不出现缝隙，的值查p181。式中称为相对刚度系数，它与螺栓和170螺栓的相对刚度剩余预紧力螺栓的相对刚度剩余预紧力171强度条件式：或：式中：F0—螺栓的总拉力Nd1—螺栓的小径mm[σ]—螺栓材料的许用应力MPa强度条件式：式中：F0—螺栓的总拉力N17210.4.2铰制孔螺栓联接的强度计算强度条件：式中：Fs—单个螺栓所受的横向载荷Nds—螺栓剪切面直径mmhmin—螺栓杆与孔壁挤压面的最小高度mm[τ]——螺栓材料的许用剪切应力MPa[σp]——螺栓和孔壁材料中弱者的许用挤压应力MPa10.4.2铰制孔螺栓联接的强度计算强度条件：式中：17310.4.3螺栓连接件的材料和许用应力1、螺纹连接件的材料常用材料：

低碳钢，中碳钢，如：Q215、Q235、10、35和45号钢

重要和特殊用途的螺纹联接件可采用合金钢，如15Cr、40Cr、30CrMnSi。2、螺纹连接件的许用应力可由p182表中查得。10.4.3螺栓连接件的材料和许用应力1、螺纹连接件174一、改善螺纹牙间的载荷分布10.4.4提高螺栓联接强度的措施一、改善螺纹牙间的载荷分布10.4.4提高螺栓联接强175第十章+联接课件176均载螺母实例均载螺母实例177二、降低螺栓所受的总拉力F0当和一定时，越小，则螺栓所受到的总拉力就越小。二、降低螺栓所受的总拉力F0当和一定时，越小，则螺178减小螺栓刚度的结构用O形密封圈密封降低螺栓刚度有利于减少螺栓所受的总拉力减小螺栓刚度的结构用O形密封圈密封降低螺栓179三、避免或减小附加应力三、避免或减小附加应力180四、减少应力集中四、减少应力集中18110.5螺栓组连接的结构设计10.5.1连接接合面的设计10.5螺栓组连接的结构设计10.5.1连接接合面的设计1821、螺栓的布置应使各螺栓的受力合理（1）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。（2）对于铰制孔螺栓连接的受剪螺栓，在平行于工作载荷方向上成排布置的螺栓数目不应超过8个，以免载荷分布不均。10.5.2螺栓的数目及布置1、螺栓的布置应使各螺栓的受力合理10.5.2183（3）对于受弯矩或转矩的螺栓连接，应使螺栓尽量布置在靠近连接接合面的边缘上，以减少螺栓的受力。（3）对于受弯矩或转矩的螺栓连接，应使螺栓尽量布置在靠近连接1842、螺栓的布置应有合理的间距和边距，以保证连接的紧密性和装配时扳手所需活动空间。2、螺栓的布置应有合理的间距和边距，以保证连接的紧密性和装配1853、螺栓的数目及布置应便于螺栓孔的加工

分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4,6,8等偶数，以便于在圆周上钻孔时的分度和划线。3、螺栓的数目及布置应便于螺栓孔的加工分布在同18610.5.3采用减载装置，减少螺栓的受力10.5.3采用减载装置，减少螺栓的受力18710.6螺旋传动10.6.1概述螺旋传动的特点：螺旋传动主要是变回转运动为直线运动。10.6螺旋传动10.6.1概述188分类分类189按其用途可分为三类

(1)传力螺旋：

以传递动力为主。如千斤顶、起重器、压力机等。按其用途可分为三类(1)传力螺旋：190螺旋千斤顶螺旋千斤顶191

以传递运动为主，要求有较高的运动精度。(2)、传导螺旋以传递运动为主，要求有较高的运动精度。(2)、传导192(3)调整螺旋用于调整固定零件间的相对位置。这种螺旋不经常转动，一般在空载下调整。(3)调整螺旋用于调整固定零件间的相对位置。这种螺旋不经常193按螺纹副中摩擦性质的不同分类按螺纹副中摩擦性质的不同分类194特点：摩擦阻力大、传动效率低、磨损快、运动精度低。但结构简单、制造方便、易于自锁，应用广。（1）滑动螺旋特点：（1）滑动螺旋195（2）滚动螺旋

特点：

摩擦阻力小、传动效率高、传动平稳、运动精度高，使用寿命长，但结构复杂、制造困难、成本较高。滚珠螺旋传动（2）滚动螺旋特点：滚珠螺旋传动196

特点：

传动效率最高、工作平稳、使用寿命长，但结构复杂，制造精度要求高，需附加一套供油系统。用于高精度、高效率的重要传动。（3）静压螺旋

特点：

传动效率最高、工作平稳、使用寿197滑动螺旋传动的结构和材料滑动螺旋传动的结构和材料1981、滑动螺旋传动的结构螺杆：

当螺杆短而粗且垂直分布时（如：起重的传力螺旋），可以利用螺母本身作为支撑。而当螺杆细而长且水平布置时（如：机床的丝杠），应在螺杆的两端或中间附加支撑。1、滑动螺旋传动的结构螺杆：199螺母（整体式、剖分式、组合式）剖分式螺母组合式螺母螺母（整体式、剖分式、组合式）剖分200

滑动螺旋传动多采用梯形或锯齿形螺纹，且常用右旋螺纹。传力和调整螺纹要求自锁时，应采用单线螺纹。传导螺旋可采用多线螺纹。

螺纹牙形与线数的选择滑动螺旋传动多采用梯形或锯齿形螺螺纹牙形与线201

螺杆和螺母的材料除要求有足够的强度、耐磨性，还要求两者配合时摩擦系数小。1、一般螺杆可选用Q275、45、50号钢;(需经热处理以达到高硬度的重要螺杆，则常用合金钢，如T12、40Cr、65Mn钢等)2、常用螺母材料有铸造锡青铜ZCuSn10Pb1和ZCuSn5Pb5Zn5(重载低速时可选用铸造铝青铜ZCuSn10Pb1和ZCuSn5Pb5Zn5)

低速轻载，特别是不经常运转时，可选用耐磨铸铁.2、螺杆和螺母的材料螺杆和螺母的材料除要求有足够的强度、耐磨性，还要求两202螺旋传动的主要失效形式：螺纹牙磨损、螺纹牙塑性变形和断裂、螺杆的塑性变形和断裂、螺杆失稳等。主要设计：螺杆的直径和螺母的高度10.6.3滑动螺旋传动的设计计算螺旋传动的主要失效形式：10.6.3滑动螺旋传动的设计计203螺旋传动的设计准则1、先根据耐磨性条件确定螺杆的直径和螺母的高度，再校核其它条件；2、对传力较大的传力螺旋，应按螺杆和螺纹牙的强度设计，按耐磨性校核螺母的高度；3、对有自锁要求的，应校核其自锁条件；4、对长径比比较大的受压螺杆，校核其稳定性。螺旋传动的设计准则1、先根据耐磨性条件确定螺杆的直径和螺母的204

耐磨性计算主要是限制螺纹接触处的压强ps设轴向载荷Q均匀分布在螺母的z圈螺纹上，则耐磨条件式：一、耐磨性计算耐磨性计算主要是限制螺纹接触处的压强ps一、耐磨性205对于梯形螺纹，h=0