第7章-螺纹连接课件

第3篇机械设计基础机械设计基础常用机构通用零件工作原理、结构特点、应用场合、技术规范、选用和设计制造单元运动单元1机械与零件27.1螺纹连接的基本类型和螺纹连接件7.2螺纹连接的预紧和防松7.3提高螺栓连接强度的措施第7

章螺纹连接目录37.1螺纹连接的基本类型和螺纹连接件螺纹连接：是利用螺纹零件构成的一种可拆连接。4螺纹的分类(1)按照螺纹的旋向及线数按螺旋线的旋向：左旋螺纹、右旋螺纹；常用右旋螺纹。5

按螺旋线的数目：

单线螺纹、等距排列的多线螺纹。单线螺纹自锁性能好；多线螺纹传递效率高。6(2)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。7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，用于连接。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：MGB/T192)

8特点：

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93)梯形螺纹(代号：Tr

GB/T5796.1)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。在螺旋传动中应用广泛。104)锯齿形螺纹(代号：BGB/T13576.1)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。11螺纹的主要几何参数12(1)螺栓连接7.1.1螺纹连接的基本类型特点：被连接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙，故通孔的加工精度低，结构简单，装拆方便，使用时不受被连接件材料的限制。应用：连接不太厚的两零件，应用极广泛。

131)螺栓连接142)双头螺柱连接应用：这种连接适用于结构上不能采用螺栓连接的场合，例如被连接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比较软（例如用铝镁合金制造的壳体），且需要经常拆装。15双头螺柱连接双头螺柱连接163)螺钉连接特点：是螺钉直接拧入被连接件的螺纹孔，不用螺母，在结构上比双头螺柱连接简单、紧凑。

应用：同双头螺柱，用于不经常拆装的场合。17螺钉连接螺钉连接187.1.2螺纹连接件ABC－通用制造级别螺纹粗牙细牙六角头螺栓19六角头螺栓20双头螺柱

两端螺纹可相同或不同，螺柱可带退刀槽或制成全螺纹，螺柱的一端常用于旋入铸铁或有色金属的螺孔中，旋入后即不拆卸；另一端则用于安装螺母以固定其它零件。结构特点：螺柱两端都有螺纹。21双头螺柱22螺钉螺钉头部形状：六角头圆柱头圆头盘头沉头头部旋具一字槽十字槽内六角强度高，对中性好23能承受较大的扳手力矩，连接强度高24锥端：顶紧零件表面硬度较低或不经常拆卸的场合。平端：顶紧硬度较大的平面或经常拆卸的场合。圆柱端：空心轴。末端形状紧定螺钉25ABC

－通用制造级别厚度标准厚薄分别与相同级别的螺栓配用六角螺母26应用：作为轴上零件的轴向固定用。圆螺母27圆螺母装配：

将垫圈内舌插入轴上的槽内，而将垫圈的外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧。28垫圈装配：常放置在螺母和被连接件之间。作用：起保护支承面等作用。特大－－铁木结构大普通小用于倾斜支承面同一螺纹直径的平垫圈：29垫圈307.1.3螺纹连接件的常用材料和机械性能等级常用：Q215、Q235、35、45(1)螺纹连接件的常用材料重要：40Cr、15MnVB、30CrMnSi螺母材料一般较相配合螺栓的硬度低20～40HBS。

31(2)性能等级按公差大小分为A、B、C三种。

最高最低多用于受载较大且经常装拆、调整或承受变载荷的连接一般的螺纹连接按性能等级σb／100，σs／100见表7－3327.2螺纹连接的预紧和防松7.2.1螺纹连接的预紧预紧的目的：增强连接的可靠性和紧密性，防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。预紧力不足－－－可能导致连接失效。预紧力过大－－－使螺栓过载，甚至断裂破坏。

重要的螺栓连接应控制预紧力33紧连接：用于需要预紧的螺纹连接。松连接：用于不需要预紧的螺纹连接。螺纹连接紧连接34拧紧螺母时的力矩和预紧力预紧力的大小如何控制？35装配时控制预紧力的方法36装配时控制预紧力的方法377.2.2螺纹连接的防松主要防松措施：摩擦防松；机械防松；破坏螺纹副的永久防松。静载和温度变化不大时：

冲击振动的变载荷，或温度变化较大：螺纹标准件都能满足自锁条件(ψ≤ρv)。会出现瞬间连接中的摩擦力消失，从而使连接松动甚至松脱－－需要采用防松措施。

381)双螺母(1)利用摩擦防松原理：利用两螺母对顶拧紧，螺栓旋合段承受拉力而螺母受压，从而使螺纹间始终保持相当大的正压力和摩擦力。特点：结构简单，可用于低速重载场合。但螺栓和螺纹部分均需加长，不够经济，且增加了外廓尺寸和重量。392)弹簧垫圈材料：高强度锰钢原理：装配后弹簧垫圈被压平，其反弹力使螺纹间保持压紧力和摩擦力，且垫圈切口处的尖角也能阻止螺母转动松脱。特点：结构简单，使用方便，但垫圈弹力不均，因而不十分可靠，多用于不重要的连接。403)锁紧螺母原理：在螺母的上部做成有槽的弹性结构，装配前这一部分的内螺纹尺寸略小于螺栓的外螺纹。装配时利用弹性，使螺母稍有扩张，螺纹之间得到紧密的配合，保持经常的表面摩擦力。特点：结构简单，防松可靠，可多次装拆而不减低防松性能。

41(2)机械方法防松1)开口销与六角开槽螺母特点：防松可靠，可用于承受冲击或载荷变化较大的连接。结构：开槽螺母旋紧后，将开口销穿过螺母上的径向槽和螺栓末端的孔，从而把螺母与螺栓固连在一起。42特点：

防松可靠，但只能用于连接部分可容纳弯耳的场合。原理：利用止动垫圈的弯耳紧贴在螺母的侧面上，另一边弯下贴在被连接件的侧壁上或其它螺母上，避免螺母转动而松脱。2)止动垫圈43止动垫圈结构443)串联钢丝结构：将纲丝依次穿过相邻螺栓钉头的横孔，两端拉紧打结。特点：防松效果较好，但安装较费工时。应用：螺钉数目不多且排列较密的连接。

45(3)利用破坏螺纹副关系防松粘合法端面冲点侧面焊死467.3提高螺栓连接强度的措施7.3.1改善螺纹牙间的载荷分配不均的现象问题：旋合各圈螺纹牙载荷分布不均匀。

47螺栓、螺母皆受拉螺母下部局部受拉且富于弹性降低受力较大螺纹牙的刚度解决措施：487.3.2减小螺栓的应力幅螺栓最大应力一定时，应力幅越小，疲劳强度越高。

减小螺栓应力幅值的措施：(1)减小螺栓刚度；

(2)增大被连接件的刚度。(1)适当增加螺栓长度；(2)部分减小螺杆直径或做成中空结构——柔性螺栓；

(3)在螺母下加装弹性元件。减小螺栓刚度:49在螺母下加装弹性元件部分减小螺杆直径柔性螺栓做成中空的结构50增大被连接件的刚度刚性不足517.3.3减小应力集中527.3.4避免附加弯曲应力537.3.5采用合理的制造工艺(1)采用冷镦法制造螺栓头部和滚压加工螺纹。

(2)对螺纹表面