第5章螺纹联接和螺旋传动机械设计课件1.ppt
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1、青岛科技大学专用 潘存云教授研制,第5章 螺纹联接和螺旋传动,51 螺纹,52 螺纹联接的类型及标准联接件,53 螺纹联接的预紧,55 螺纹联接的强度计算,57 螺栓的材料和许用应力,58 提高螺栓联接强度的措施,59 螺旋传动,54 螺纹联接的防松,56 螺栓组联接的设计,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,一、螺纹的形成,51 螺 纹,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,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数
2、分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,螺纹的牙型,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,单线螺纹 多线螺纹,一般: n
3、 4,双线螺纹,单线螺纹,S = 2P,S =P,n线螺纹: S = n P,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,单线螺纹 多线螺纹,外螺纹 内螺纹,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,单线螺纹 多线螺纹,外螺纹
4、内螺纹,联接螺纹 传动螺纹,螺旋传动,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,联接螺纹,传动螺纹,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,按螺纹的牙型分,螺纹的分类,按螺纹的旋向分,按螺旋线的根数分,按回转体的内外表面分,按螺旋的作用分,按母体形状分,矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹,右旋螺纹,左旋螺纹,单线螺纹 多线螺纹,外螺纹 内螺纹,联接螺纹 传动螺纹,圆柱螺纹 圆锥螺纹,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,圆柱螺纹,圆锥螺纹,管螺纹,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,(3)中径d2 也是一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线上牙型沟槽和凸起宽度相等。,(1)大径d 与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相
5、重合的假想圆柱体的直径。,(2) 小径 d1 与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相重合的假想圆柱体的直径。,(4) 螺距P 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。,(5) 导程S,(6) 螺纹升角 中径d2圆柱上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角,(7)牙型角 轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。,牙侧角 ,S = nP,同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P,二、螺纹的主要几何参数,(8)接触高度 h 内外螺纹旋合后,接触面的径向高度。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,普通螺纹以大径d为公称直径,同一公称直径可以有多种螺距,其中螺距最大
6、的称为粗牙螺纹,其余的统称为细牙螺纹。,螺纹的精度等级:,A级,B级,C级,公差小,精度最高,用于配合精确,防振动等场合;,受载较大且经常拆卸,调整或承受变载荷的联接;,用于一般联接,最常用。,粗牙螺纹应用最广,细牙螺纹的优点:升角小、小径大、自锁性好、强度高,缺点:不耐磨易滑扣。,应用:薄壁零件、受动载荷的联接和微调机构。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,梯形螺纹:,为了减少摩擦和提高效率,这两种螺纹的牙侧角比三角形螺纹的要小得多。用于剖分螺母时,梯形螺纹可消除因摩擦而产生的间隙,应用较广。锯齿形螺纹的效率比矩形螺纹高,但只适合单向传动。,锯齿形螺纹:,= 15,= 3,粗牙普通螺纹、细牙
7、普通螺纹和梯形螺纹的基本尺寸见后续各表(或查阅相关机械设计手册)。,螺纹的基本尺寸:,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,直径与螺距、粗牙普通螺纹基本尺寸 mm,标记示例: M24(粗牙普通螺纹、直径24、螺距3),M24X1.5(细牙普通螺纹,直径24,螺距1.5),青岛科技大学专用 潘存云教授研制,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,梯形螺纹基本尺寸 mm,标记示例:Tr48X8 (梯形螺纹,直径48,螺距8),青岛科技大学专用 潘存云教授研制,用螺纹密封的管螺纹,普通细牙螺纹,管螺纹,非螺纹密封管螺纹(圆柱管壁 = 55),用螺纹密封管螺纹(圆锥管壁 = 55),60圆锥管螺纹,公称直径-管
8、子的公称通径。强调与普通螺纹不同,非螺纹密封的管螺纹,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,52 螺纹联接的类型及标准联接件,一、 螺纹联接的基本类型,螺栓联接,基本类型,可承受横向载荷。,螺纹余留长度l1,铰制孔螺栓,孔与螺杆之间留有间隙,静载荷l1=(0.30.5)d;,变载荷l1=0.75d;,冲击载荷或弯曲载荷l1 d;,铰制孔用螺栓l1 0;,螺纹伸出长度a=(0.20.3)d;,螺栓轴线到边缘的距离 e=d+(36) mm,用于经常拆装易磨损之处。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,一、 螺纹联接的基本类型,螺栓联接,基本类型,螺钉联接,座端拧入深度H,当螺孔材料为:,双头螺柱联接 联
9、接件厚,允许拆装。,钢或青铜 H=d;,铸铁 H=(1.251.5)d,铝合金 H=(1.52.5)d,螺纹孔深度 H1=H+(22.5)P;,钻孔深度 H2=H1+(0.51)d;,参数l1 、e、a与螺栓相同,结构简单,省了螺母,不宜经常拆装,以免损坏螺孔而修复困难。,52 螺纹联接的类型及标准联接件,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,一、 螺纹联接的基本类型,螺栓联接,基本类型,螺钉联接,双头螺柱联接,紧定螺钉联接,52 螺纹联接的类型及标准联接件,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、螺纹紧固件,螺栓,螺纹紧固件,螺栓的结构形式,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、螺纹紧固件,螺纹紧
10、固件,双头螺柱,螺栓,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、螺纹紧固件,螺纹紧固件,末端结构,头部结构,螺钉、紧定螺钉,双头螺柱,螺栓,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、螺纹紧固件,螺纹紧固件,地脚螺栓,螺钉、紧定螺钉,双头螺柱,螺栓,专用螺纹联接,T 型螺栓,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、螺纹紧固件,螺纹紧固件,用于经常拆装易磨损之处。,用于尺寸受限制之处。,国标罗列有六十余种不同结构的螺母,螺母,螺钉、紧定螺钉,双头螺柱,螺栓,专用螺纹联接,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,其它螺母:,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,其它螺母:,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,垫圈,平垫圈
11、,薄平垫圈,螺母,螺钉、紧定螺钉,双头螺柱,二、螺纹紧固件,螺栓,螺纹紧固件,斜垫圈,弹簧垫圈,圆螺母用止动垫圈,作用:增加支撑面积以减小压强,避免拧紧螺母擦伤表面、防松。,专用螺纹联接,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,53 螺纹联接的预紧,预紧力:大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧,使之在承受工作载荷之前,预先受到力的作用,这个预加作用力称为预紧力。,预紧的目的:增强联接的可靠性和紧密性,以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对移动。,预紧力的确定原则: 拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%。,一、概述,一般螺纹联接在装配时都必须拧紧,这时螺纹联接受到预紧力的作用。
12、对于重要的螺纹联接,应控制其预紧力,因为的大小对螺纹联接的可靠性,强度和密封均有很大影响。,碳素钢螺栓:,Qp(0.60.7) s A1,合金钢螺栓:,Qp (0.50.6) s A1,A1 -危险截面积, A1 d21/4,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、 拧紧力矩,T1克服螺纹副相对转动的阻力矩;,T2克服螺母支撑面上的摩擦阻力矩;,设轴向力为Fa 或预紧力(不受轴向载荷),fc摩擦系数。 无润滑时取: fc =0.15,rf支撑面摩擦半径。 rf =(dw+d0)/4,简化公式: 适用于M10M60的粗牙螺纹, f=0.15, fc=0.15,T 0.2 Fa d,Fa是由联接要求
13、决定的,为了发挥螺栓的工作能力和保证预紧 可靠,应取:,总力矩:,注意:对于重要的联接,应尽可能采用M12的螺栓。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,测力矩扳手,预紧力控制方法:,联接用三角形螺纹都具有自锁性,在静载荷和工作温度变化不大时,不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下,预紧力可能在某一瞬时消失,联接仍有可能松动。高温下的螺栓联接,由于温度变形差异等,也可能发生松脱现象(如高压锅),因此设计时必须考虑防松。即防止相对转动。,定力矩扳手,通常螺纹联接拧紧是凭工人的经验来决定的,重要螺栓则必须预紧力进行精确控制。,1)凭手感经验;,2)测力矩扳手;,3)定力矩扳手;,4)测定伸长量。,青
14、岛科技大学专用 潘存云教授研制,联接用三角形螺纹都具有自锁性,在静载荷和工作温度变化不大时,不会自动松脱。但在冲击、振动和变载条件下,预紧力可能在某一瞬时消失,联接仍有可能松动而失效。高温下的螺栓联接,由于温度变形差异等,也可能发生松脱现象(如高压锅),因此设计时必须考虑防松,即防止相对转动。,防松的方法:,1. 利用附加摩擦力防松,弹簧垫圈,对顶螺母,53 螺纹联接的防松,防松-防止螺旋副相对转动。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,开口销与六 角开槽螺母,串联钢丝,2. 采用专门防松元件防松,圆螺母用止动垫圈,止动垫圈,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,3. 其他方法防松,涂粘合剂,青岛科
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- 螺纹 联接 螺旋 传动 机械设计 课件
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