,螺紋的用途,1,2,在講述螺栓之前我們必須先了解螺紋，因?yàn)槁菟ǖ倪B接效果是由螺紋來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,一、螺紋發(fā)展的歷史,螺紋是人類最早發(fā)明的簡(jiǎn)單機(jī)械之一，在古代，人們利用螺紋固定戰(zhàn)袍的鎧甲、提升物體、壓榨油料和酒制品等。18世紀(jì)末，英國(guó)工程師亨利莫斯利（HenryMaudslag）發(fā)明了螺紋絲杠車床。第一次工業(yè)革命后，1841年英國(guó)人約瑟夫惠特沃斯（JosephWhitworth）提出了世界上第一份螺紋國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(BS84,惠氏螺紋，B.S.W.和B.S.F.)從而奠定了螺紋標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)體系。1905年，英國(guó)人泰勒（WilliamTaylor）發(fā)明了螺紋量規(guī)設(shè)計(jì)原理（泰勒原理）。從此，英國(guó)成為世界上第一個(gè)全面掌握螺紋加工和檢測(cè)技術(shù)的國(guó)家，英制螺紋標(biāo)準(zhǔn)是世界上現(xiàn)行螺紋標(biāo)準(zhǔn)的祖先，英制螺紋標(biāo)準(zhǔn)最早得到了世界范圍的認(rèn)可和推廣。,世界上最有影響的緊固螺紋有三種，它們是：英國(guó)的惠氏螺紋、美國(guó)的賽氏螺紋、法國(guó)的米制螺紋。最有影響的管螺紋有兩種：英國(guó)的惠氏管螺紋、美國(guó)的布氏管螺紋。,3,一、螺紋聯(lián)接的基本知識(shí),按螺旋線繞行方向，螺紋可分為左旋螺紋和右旋螺紋,按螺紋的位置，螺紋分為內(nèi)螺紋和外螺紋，二者共同組成螺紋副用于聯(lián)接和傳動(dòng)。,（一）螺紋的類型,按螺旋線的數(shù)目，螺紋可分為單線螺紋（n=1）、雙線螺紋（n=2）和多線螺紋（n2）,4,按牙型，螺紋可分為,三角形螺紋矩形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋,主要用于聯(lián)接,主要用于傳動(dòng),5,鋸齒形螺紋,三角形螺紋,矩形螺紋,梯形螺紋,6,7,（三）常用螺紋的特點(diǎn)及應(yīng)用,管螺紋,矩形螺紋,梯形螺紋,鋸齒形螺紋,公制三角形螺紋，牙型角為60，同一公稱直徑下有多種螺距，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余為細(xì)牙螺紋。,英制螺紋，牙型角為55，公稱直徑是管子內(nèi)徑，可分為圓柱管螺紋和圓錐管螺紋，前者用于低壓場(chǎng)合，后者用于高溫、高壓或密封性高的管連接。,牙型為正方形，牙型角為0，傳動(dòng)效率最高，牙根強(qiáng)度低，傳動(dòng)精度低，常用于傳力或傳導(dǎo)螺旋，未標(biāo)準(zhǔn)化，逐漸被梯形螺紋所替代。,牙型為等腰梯形，牙型角為30，傳動(dòng)效率低于矩形螺紋，但牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好，廣泛用于傳力或傳導(dǎo)螺旋，如機(jī)床的絲杠、螺旋舉重器等。,工作面的牙型斜角為3，非工作面的牙型斜角為30，綜合了矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但僅用于單向受力的傳力螺旋。,8,一、螺紋的形成、結(jié)構(gòu)和要素,螺紋的形成,一個(gè)與軸線共面的平面圖形（三角形、梯形等），繞圓柱面作螺旋運(yùn)動(dòng)，則得到一圓柱螺旋體,螺紋。,制在圓柱體外表面上的螺紋叫外螺紋。,制在圓柱體內(nèi)表面上的螺紋叫內(nèi)螺紋。,1螺紋和螺紋緊固件,9,車外螺紋,車內(nèi)螺紋,工件旋轉(zhuǎn),車刀沿軸向移動(dòng),10,一、外螺紋加工方法,車削外螺紋的情況：工件繞軸線作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具沿軸線作等速移動(dòng)且切入工件一定深度即能切削出螺紋。,11,（二）內(nèi)螺紋加工方法,絲錐攻絲的方法：先用鉆頭鉆孔，再用絲錐攻絲，鉆孔深度較深于螺紋長(zhǎng)度,車削內(nèi)螺紋的情況：工件繞軸線作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具沿軸線作等速移動(dòng)且切入工件一定深度,12,螺紋的檢驗(yàn)：,13,螺紋的要素,螺紋的牙型,在通過(guò)螺紋軸線的剖面上，螺紋的輪廓形狀。,常用的有：,14,螺紋的大徑和小徑,大徑：與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱面的直徑。D、d,小徑：與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱面的直徑。D1、d1,15,外螺紋,內(nèi)螺紋,大徑D、d,小徑D1、d1,中徑D2、d2,螺紋的中徑：,一個(gè)假想圓柱的直徑。該圓柱的母線通過(guò)牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方。,16,螺紋的線數(shù)n,沿一條螺旋線形成的螺紋叫做單線螺紋；沿兩條或兩條以上在軸向等距分布的螺旋線所形成的螺紋叫做多線螺紋。,單線螺紋,雙線螺紋,17,螺距和導(dǎo)程,螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離P稱為螺距。,同一條螺紋上相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離L稱為導(dǎo)程。,單線螺紋：P=L,多線螺紋：P=L/n,=導(dǎo)程,18,螺距的測(cè)量,19,20,螺紋的旋向,右旋(常用),左旋,注意：只有上述各要素完全相同的內(nèi)、外螺紋才能旋合在一起。,右旋,左旋,21,二、螺紋的規(guī)定畫法,牙頂用粗實(shí)線表示(外螺紋的大徑線，內(nèi)螺紋的小徑線)。,牙底用細(xì)實(shí)線表示(外螺紋的小徑線，內(nèi)螺紋的大徑線)。,在投影為圓的視圖上，表示牙底的細(xì)實(shí)線圓只畫約3/4圈。,螺紋終止線用粗實(shí)線表示。,當(dāng)需要表示螺紋收尾時(shí)，螺尾部分的牙底線與軸線成30。,不管是內(nèi)螺紋還是外螺紋，其剖視圖或斷面圖上的剖面線都必須畫到粗實(shí)線。,22,外螺紋畫法,外螺紋剖視畫法：,AA,23,1.外螺紋的畫法,24,內(nèi)螺紋畫法,25,不穿通螺紋孔的畫法:,容易出錯(cuò)的地方,鉆孔,攻絲,26,螺紋局部結(jié)構(gòu)的畫法與標(biāo)注,倒角,退刀槽,螺尾,螺尾只在有要求時(shí)才畫，不需標(biāo)注。,27,螺紋牙型的表示,重合畫法,移出局部放大,28,AA,螺紋連接的畫法,畫圖要點(diǎn)：,大徑線和大徑線對(duì)齊；小徑線和小徑線對(duì)齊。,旋合部分按外螺紋畫；其余部分按各自的規(guī)定畫。,按不剖畫,內(nèi)、外螺紋剖面線方向相反,29,畫圖步驟：,畫外螺紋,確定內(nèi)螺紋的端面位置,畫內(nèi)螺紋及其余部分投影,30,三、螺紋的種類,螺紋,31,聯(lián)接螺紋,傳動(dòng)螺紋,M,G,Tr,B,是最常用的聯(lián)接螺紋,用于細(xì)小的精密或薄壁零件,用于水管、油管、氣管等薄壁管子上，用于管路的聯(lián)接。,用于各種機(jī)床的絲杠，作傳動(dòng)用。,只能傳遞單方向的動(dòng)力。,常用的幾種螺紋的特征代號(hào)及用途,32,四、螺紋的標(biāo)注,標(biāo)注的基本模式,螺紋代號(hào),公稱直徑,螺距(導(dǎo)程/線數(shù)),旋向,公差帶代號(hào),旋合長(zhǎng)度代號(hào),粗牙螺紋允許不標(biāo)注螺距；,旋合長(zhǎng)度為中等時(shí)，“N”可省略。,單線螺紋允許不標(biāo)注導(dǎo)程與線數(shù)；,右旋螺紋省略“右”字，左旋時(shí)則標(biāo)注LH;,33,標(biāo)注示例,M202LH-5g6g-s,例1：,例2：,Tr407(14/2)7HL,右旋,34,M202,標(biāo)注方法,M20-7H,G1,記住：尺寸界線應(yīng)從大徑引出！,注：G右面的數(shù)字不是管螺紋的大徑，而是它的公稱直徑。,35,（4）非標(biāo)注螺紋的標(biāo)準(zhǔn),非標(biāo)準(zhǔn)螺紋必須畫出牙型并標(biāo)注全部尺寸,36,常見(jiàn)螺紋緊固件,37,螺紋緊固件的標(biāo)記,38,螺紋緊固件的標(biāo)記和畫法,六角螺母,規(guī)定標(biāo)記：,螺母GB6172M12,簡(jiǎn)化畫法：,常用的螺紋緊固件有：螺栓、螺釘、螺柱、螺母和墊圈等。由于這類零件都是標(biāo)準(zhǔn)件，通常只需用簡(jiǎn)化畫法畫出它們的裝配圖，同時(shí)給出它們的規(guī)定標(biāo)記。標(biāo)記方法按“GB”有關(guān)規(guī)定。,例：,39,六角頭螺栓,規(guī)定標(biāo)記：,螺栓GB5780M1280,簡(jiǎn)化畫法：,例：,墊圈,規(guī)定標(biāo)記：,墊圈GB9512,簡(jiǎn)化畫法：,例：,40,螺釘,規(guī)定標(biāo)記：,螺釘GB65M12L,簡(jiǎn)化畫法：,例：,41,42,螺栓聯(lián)接裝配圖的簡(jiǎn)化畫法,一、螺紋緊固件裝配圖的畫法,L計(jì)=1+2+0.15d(墊圈厚)+0.8d(螺母厚)+0.3d,螺栓、墊圈、螺母按不剖畫,螺栓的有效長(zhǎng)度按下式計(jì)算,計(jì)算后查表取標(biāo)準(zhǔn)值,兩塊板的剖面線方向相反,被連接件的孔徑=1.1d,43,畫圖步驟：,先畫俯視圖較方便,44,2.螺栓連接的比例畫法,45,1.螺栓聯(lián)接,a)普通螺栓聯(lián)接被聯(lián)接件不太厚，通孔不帶螺紋，螺桿穿過(guò)通孔與螺母配合使用。裝配后孔與桿間有間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，可多個(gè)裝拆，應(yīng)用較廣。主要用于被連接件不厚、通孔、經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。,46,b)鉸制孔螺栓聯(lián)接裝配后無(wú)間隙，主要承受橫向載荷，也可作定位用，采用基孔制配合鉸制孔螺栓聯(lián)接.,47,二.螺柱連接的裝配過(guò)程,48,雙頭螺柱旋入長(zhǎng)度,49,2.螺柱連接的比例畫法,50,螺柱聯(lián)接裝配圖的簡(jiǎn)化畫法,L計(jì)=+0.15d+0.8d+0.3d,bm同螺釘,由被聯(lián)接件的材料決定。,51,螺桿兩端無(wú)釘頭，但均有螺紋，裝配時(shí)一端旋入被聯(lián)接件，另一端配以螺母。拆裝時(shí)只需拆螺母，而不將雙頭螺柱從被聯(lián)接件中擰出。適用于被聯(lián)接件之一較厚、盲孔且經(jīng)常拆卸場(chǎng)合。,2.雙頭螺柱聯(lián)接,52,三、螺釘聯(lián)接裝配圖的簡(jiǎn)化畫法,bm:,鋼：bm=d,鑄鐵:bm=1.25d或1.5d,鋁:bm=2d,螺釘長(zhǎng)度：L計(jì)=bm+,53,常見(jiàn)的幾種錯(cuò)誤畫法：,允許將螺紋畫到底,螺釘末端應(yīng)畫到什么位置？,螺紋終止線應(yīng)畫到什么位置？,54,應(yīng)為?度,傾斜?度,剖面線畫到?位置,畫在何處？,55,3.螺釘聯(lián)接,適用于被聯(lián)接件之一較厚、盲孔、不經(jīng)常裝拆且受力不大的場(chǎng)合。,56,4.緊定螺釘,錐端適于零件表面硬度較低不常拆卸場(chǎng)合。平端接觸面積大、不傷零件表面，用于頂緊硬度較大的平面，適于經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。圓柱端壓入軸上凹抗中，適于緊定空心軸上零件的位置輕材料和金屬薄板。,57,5.六角螺母,按厚度分為標(biāo)準(zhǔn)、薄型兩種，精度與螺栓對(duì)應(yīng)，分A、B、C三級(jí)，分別與同級(jí)別的螺栓配用。,6.圓螺母：,圓螺母與帶翅墊圈配用，螺母帶有缺口，應(yīng)用時(shí)帶翅墊圈內(nèi)舌嵌入軸槽中，外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊.,58,7.墊圈,墊圈放在螺母與被連接件之間，保護(hù)支承面。分平墊和斜墊兩者。斜墊用于傾斜的支承面。,59,螺栓強(qiáng)度等級(jí)：,螺栓性能等級(jí)分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個(gè)等級(jí)，其中8.8級(jí)及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱為高強(qiáng)度螺栓，其余通稱為普通螺栓。,60,螺栓性能等級(jí)標(biāo)號(hào)有兩部分?jǐn)?shù)組成，分別表示螺栓材料的公稱抗拉強(qiáng)度值和屈強(qiáng)比值。例如，性能等級(jí)4.6級(jí)的螺栓，其含義是：1、螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)400MPa級(jí)；2、螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.6；3、螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)4000.6=240MPa級(jí)性能等級(jí)10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，其材料經(jīng)過(guò)熱處理后，能達(dá)到：1、螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)1000MPa級(jí)；2、螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.9；3、螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)10000.9=900MPa級(jí),61,62,螺栓標(biāo)識(shí)系統(tǒng),生產(chǎn)商第一個(gè)數(shù)=1/100的最小抗拉強(qiáng)度(N/mm2)1008=800N/mm2第二個(gè)數(shù)=屈服強(qiáng)度與最小抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系0.8=80%兩數(shù)相乘得出屈服應(yīng)力800*0.8=640N/mm2,公制螺紋,目前市場(chǎng)上標(biāo)準(zhǔn)件主要有碳鋼、不銹鋼、銅三種材料。（一）碳鋼。我們以碳鋼料中碳的含量區(qū)分低碳鋼，中碳鋼和高碳鋼以及合金鋼。1、低碳鋼C%0.25%國(guó)內(nèi)通常稱為A3鋼。國(guó)外基本稱為1008，1015，1018，1022等。主要用于4.8級(jí)螺栓及4級(jí)螺母、小螺絲等無(wú)硬度要求的產(chǎn)品。（注：鉆尾釘主要用1022材料。）2、中碳鋼0.25%0.45%。目前市場(chǎng)上基本沒(méi)使用4、合金鋼：在普碳鋼中加入合金元素，增加鋼材的一些特殊性能：如35、40鉻鉬、SCM435，10B38。緊定螺絲主要使用SCM435鉻鉬合金鋼，主要成分有C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo。（二）不銹鋼。性能等級(jí)：45，50，60，70，80主要分奧氏體（18%Cr、8%Ni）耐熱性好，耐腐蝕性好，可焊性好。A1，A2，A4馬氏體、13%Cr耐腐蝕性較差，強(qiáng)度高，耐磨性好。C1，C2，C4鐵素體不銹鋼。18%Cr鐓鍛性較好，耐腐蝕性強(qiáng)于馬氏體。目前市場(chǎng)上進(jìn)口材料主要是日本產(chǎn)品。按級(jí)別主要分SUS302、SUS304、SUS316。（三）銅。常用材料為黃銅鋅銅合金。市場(chǎng)上主要用H62、H65、H68銅做標(biāo)準(zhǔn)件。,63,二、碳鋼產(chǎn)品所使用的盤元,64,不銹鋼材質(zhì)之特性簡(jiǎn)介（304、316）該三種材質(zhì)均為300系列的奧氏體不銹鋼，其化學(xué)成分如下：,65,1、304M、304HC、316三種材質(zhì)是目前300系列奧氏體不銹鋼使用最廣的材質(zhì)之一。各材質(zhì)明顯差異為：冷加工后材質(zhì)磁性為316304HC304M。316材質(zhì)抗化學(xué)品腐蝕，抗孔蝕性及抗海水耐蝕性能相對(duì)于304M及304HC要優(yōu)良。2、總之，不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件特性為耐腐蝕、美觀、衛(wèi)生，但其強(qiáng)度、硬度正常情況下相當(dāng)于碳鋼（6.8級(jí)）故對(duì)不銹鋼產(chǎn)品應(yīng)不可撞擊、敲打、注意維護(hù)其表面光潔度、精度，且不能和使用碳鋼產(chǎn)品一樣隨便施加力量，亦不可施力過(guò)大，同時(shí)因不銹鋼延展性好，在使用時(shí)產(chǎn)生鋼屑易粘于螺帽牙級(jí)處，增加摩檫力，易導(dǎo)致鎖死，而使用碳鋼即使產(chǎn)生鐵屑也會(huì)掉落，相對(duì)于不銹鋼不易鎖死。,66,67,基本擰緊技術(shù),基本擰緊技術(shù),為什么使用螺栓連接,裝配簡(jiǎn)單拆卸方便效率高成本低,68,69,質(zhì)量等級(jí),安全等級(jí),客戶定義等級(jí),裝配工作按精度等級(jí)分為三類,70,螺栓連接的受力,剪切,拉伸,71,為了擰緊螺栓,必須施加力以便擰緊螺母/螺絲,72,測(cè)量擰緊效果,我們能夠測(cè)量的是扭矩T,我們想要得到的是夾緊力F,T,F,F,F,F,73,扭矩夾緊力,旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺桿受力伸長(zhǎng)螺桿伸長(zhǎng)產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾緊我們需要的是連接件中的夾緊力,74,JointDiagrams,螺拴與連接件的關(guān)系,75,螺拴和連接的變形,76,JointDiagrams,螺栓連接的變形關(guān)系,力,變形,預(yù)緊力,螺栓伸長(zhǎng)1,連接件,壓縮2,77,JointDiagrams,軸向工作載荷的影響,力,1,2,變形,螺栓受力增加部分,夾緊力減少部分,1,工作載荷,78,通過(guò)螺紋產(chǎn)生夾緊力把連接件夾緊,旋轉(zhuǎn)螺母或螺絲使螺絲受力伸長(zhǎng)螺絲伸長(zhǎng)產(chǎn)生的夾緊力把連接件夾緊我們需要的是連接件中的夾緊力,79,力(F),力臂(L)=扭矩(M)螺栓旋轉(zhuǎn)的越多，得到的扭矩越大,但是,90%的扭矩被摩擦力消耗只有10%的扭矩轉(zhuǎn)化為夾緊力,夾緊力,10%,螺紋副中的摩擦了,40%,螺栓頭下表面的摩擦力,50%,施加的扭矩并不象夾緊力那么簡(jiǎn)單,80,The50-40-10規(guī)則,扭矩,100%,90%的扭矩用于克服摩擦力,夾緊力10%,螺紋副中40%,螺栓頭下摩擦力50%,81,夾緊力與摩擦力的關(guān)系,通常的情況,螺栓頭下摩擦力50%,螺紋副中摩擦力40%,10%,在螺栓頭下加潤(rùn)滑油,螺栓頭下摩擦力45%,螺紋副中摩擦力40%,夾緊力15%,螺紋副中有雜質(zhì),螺栓頭下摩擦力50%,螺紋副中摩擦力45%,5%,82,一定要確保施加的扭矩達(dá)到最小需要扭矩,夾緊力一定要高于外部載荷,安全余量載荷的影響因素:振動(dòng)摩擦力的變化連接件尺寸變化擰緊精度,83,施加的扭矩不要超過(guò)使用極限,施加的扭矩過(guò)大會(huì)使螺栓過(guò)度伸長(zhǎng),安全余量取決于:擰緊精度材料等級(jí),彈性松弛會(huì)影響夾緊力,材料彈性松弛會(huì)使夾緊力衰減!,Time,84,85,86,衰減,60-70%的衰減發(fā)生在30毫秒以內(nèi),時(shí)間,牛米,衰減,工具斷開,螺栓聯(lián)接的防松,防松目的：實(shí)際工作中，外載荷有振動(dòng)、變化、材料高溫蠕變等會(huì)造成摩擦力減少，螺紋副中正壓力在某一瞬間消失、摩擦力為零，從而使螺紋聯(lián)接松動(dòng)，如經(jīng)反復(fù)作用，螺紋聯(lián)接就會(huì)松馳而失效。因此，必須進(jìn)行防松，否則會(huì)影響正常工作，造成事故。,防松原理：消除（或限制）螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或增大相對(duì)運(yùn)動(dòng)的難度。,87,1.摩擦防松,雙螺母,彈簧墊圈,自鎖螺母螺母一端做成非圓形收口或開峰后徑向收口，螺母擰緊后收口漲開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊,88,槽形螺母與開口銷,止動(dòng)墊片,2.機(jī)械防松,圓螺母與帶翅墊圈,89,串聯(lián)鋼絲,3、其它方法防松,如端鉚防松、沖點(diǎn)防松、點(diǎn)焊防松、粘合防松、串聯(lián)鋼絲防松,90,焊接沖點(diǎn)涂膠,91,92,Jointcharacteristicscanalsodefinethetooltyperequired(ISO5393),旋轉(zhuǎn)角度,目標(biāo)扭矩,A.硬連接：到達(dá)貼合點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)30以內(nèi)達(dá)到目標(biāo)扭矩B.軟連接：到達(dá)貼合點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)2圈以上達(dá)到目標(biāo)扭矩扭矩的過(guò)扭程度受連接件硬度以及工具轉(zhuǎn)速影響。,軟連接、硬連接,軟、硬連接,目標(biāo),均值偏差,扭矩,角度,過(guò)扭,貼合點(diǎn),硬連接,軟連接,93,94,如何在一個(gè)連接件上測(cè)量扭矩,動(dòng)態(tài)扭矩:在擰緊螺栓的同時(shí)用在線式扭矩傳感器測(cè)量靜態(tài)扭矩:安裝后用扭矩扳手測(cè)量,95,靜態(tài)扭矩,動(dòng)力工具輸出扭矩92949