聯(lián)接

動聯(lián)接運動副靜聯(lián)接可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接螺紋聯(lián)接鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接銷聯(lián)接小過盈配合焊接鉚接膠接大過盈配合帶螺紋的零件螺紋聯(lián)接：自鎖、聯(lián)接強度螺旋轉(zhuǎn)動：效率高、壽命長

螺紋聯(lián)接和螺旋傳動§5—1螺紋一、形成、類型及應(yīng)用1.形成

S—導(dǎo)程

P—螺距ψ—升角螺旋線：螺紋：2.類型(1)按牙型分三角形

聯(lián)接

矩形

梯形鋸齒形

傳動矩性牙梯形牙

強度低矩齒形牙強度高效率高

公制

英制

自鎖性好(2)按用途分螺紋傳動矩

形：η最高，牙根強度弱，磨損后間

隙不可調(diào)

梯

形：η高，強度高，雙向傳動矩齒形：η高,強度高,單向傳動聯(lián)接三角形普通粗牙：常用

M20細牙：緊固、薄壁、微調(diào)圓錐圓柱英制

α=55°圓錐

公制

α=60°管3.旋向右旋:正扣(常用)左旋:反扣

右旋左旋4.線段:螺旋線根數(shù)(單、多)單線:ψ小

自鎖性好聯(lián)接多線:ψ大

效率高傳動小結(jié):聯(lián)接螺紋:單線、三角形螺紋傳動螺紋:多線、矩形、梯形、矩齒

形螺紋二、主要參數(shù)d——大徑

公稱直徑

M10d1——小徑

危險直徑d2——中徑

平均直徑d2=(d1+d)／2n——線數(shù)

p——螺距S=np導(dǎo)程ψ——升角

ψ=arctgα——牙形角公制：60。英制：55。β——牙側(cè)角h——接觸高度效

率：自鎖條件：§5-2螺紋聯(lián)接的類型和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件1.螺栓聯(lián)接：被聯(lián)接件必須打成通孔一

、螺栓聯(lián)接的基本類型普通螺栓聯(lián)接鉸制孔用螺栓聯(lián)接2.雙頭螺柱聯(lián)接：⑴被聯(lián)接件不能打成通孔

⑵

經(jīng)常拆卸處盲孔⒊螺釘聯(lián)接：⑴被聯(lián)接件不能打成通孔

⑵不經(jīng)常拆卸處⒋緊釘螺釘聯(lián)接：⑴用于軸向或周向固定

⑵傳遞較大的力或力矩其他：地腳螺栓聯(lián)接

吊環(huán)螺栓聯(lián)接

T型槽螺栓聯(lián)接二、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件五大件：螺栓、雙頭螺栓、螺釘、螺

母、墊圈自學(xué)（結(jié)構(gòu)、特點、應(yīng)用）§

5-3螺紋聯(lián)接的預(yù)緊一般聯(lián)接：擰緊

不控制預(yù)緊力重要聯(lián)接：控制預(yù)緊力一、一般聯(lián)接：預(yù)緊力

Qp碳素鋼：Qp=(0.6~0.7)σSA1合金鋼：Qp≤（0.5~0.6)σSA1A1=π二、重要聯(lián)接：擰緊力矩TT=T1+T2T1：螺旋副摩擦阻力矩T2：螺母支承面的摩擦阻力矩對于普通粗牙螺紋

M10~M68T≈0.2Qpd注意：對于重要聯(lián)接

d≥M12∵

一般扳手長度

L=15dT=FL∴Qp=75F(擰緊力）當(dāng)

F=200NQp=15000NM12以下的螺栓以被擰斷三、控制Qp的方法⒈測力矩扮手，定力矩扮手（不準(zhǔn)確）⒉測量螺栓伸長量的方法

（準(zhǔn)確）§5-4螺紋聯(lián)接的防松目的：防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動靜載荷

溫差?。嚎勘旧碜枣i變載荷

溫差大

：

防松Ψ=1°42′~3°2′<=6°~9°自鎖防松方法：類型

結(jié)構(gòu)

特點⒈摩擦防松：增大摩擦力，不可靠對頂螺母：彈簧墊圈：自旋螺母：⒉機械防松：鎖住螺旋副，

可靠開口銷與六角開槽螺母：止動墊圈：串聯(lián)鋼絲：a）正確b）不正確⒊鉚、沖、焊、膠接防松：破壞螺旋副

可靠§5-5 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計螺栓組聯(lián)接一般均成組使用螺栓組聯(lián)接設(shè)計內(nèi)容｛結(jié)構(gòu)設(shè)計受力設(shè)計一、結(jié)構(gòu)設(shè)計目的：合理確定接合面的形狀和螺栓

組的步置⒈聯(lián)接接合面為簡單幾何形狀：圓形、環(huán)形、矩形、三角形便于制造、受力均勻⒉螺栓的布置應(yīng)保證受力合理⑴

鉸制孔用螺栓小于8⑵

承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應(yīng)靠邊緣布置（圖5-20）a)合理b)不合理圖5-20 接合面彎矩或轉(zhuǎn)矩時螺栓的布置⒊合理的間距和扳手空間（圖5-21)(表5-6)⒋同一圓周數(shù)為偶數(shù)（4、6、8等）

且螺栓的直徑材料長度均相同⒌避免承受附加彎曲載荷⑴

鑄鍛表面應(yīng)制成凸臺或沉頭座（圖5-22)⑵

傾斜面加斜面墊圈（圖5-23)圖5-23斜面墊圈的應(yīng)用圖5-22凸臺與沉頭座的應(yīng)用二、螺栓組聯(lián)接的受力分析目的：找出受力最大的螺栓和求出所受

力，以便于強度計算。幾種典型受力分析：㈠

受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接橫向載荷：載荷作用線垂直螺栓軸線⒈普通螺栓組聯(lián)接：接和面不滑移靠

摩擦力來抵抗橫向載荷

(圖

5-24a)受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接每個螺栓所受預(yù)緊力f接合面摩擦系數(shù)（表（5-7)i接合面數(shù)

防滑系數(shù)，

=1.1~1.52.鉸制孔用聯(lián)接靠螺栓桿受擠壓和剪切來抵抗橫向載荷(圖5-24b)每個螺栓所受剪力F二

受轉(zhuǎn)矩T

防止底版繞對稱中心O轉(zhuǎn)動⒈普通螺栓聯(lián)接：螺栓受預(yù)緊力圖（5-25a)P79下圖特例：聯(lián)軸器

（圖5-25)P80⒉鉸制孔用螺栓組聯(lián)接：螺栓受剪力F

根據(jù)變形協(xié)調(diào)原則：距對稱中心O

越遠，剪切變形量越大，所受工作

剪力越大。（圖5-25b)或或特例：聯(lián)軸器⒊受軸向載荷軸向載荷：載荷作用線平行螺栓軸線圖（5-26)螺栓受拉力預(yù)緊力聯(lián)合作用QQ

總拉力受傾覆力矩的螺栓組連接⒋受傾覆力矩M(圖

5-27)防止底板繞對稱軸線OO翻轉(zhuǎn)根據(jù)變形協(xié)調(diào)原則或兩項驗算：⒈接合面受壓最大處不壓潰接合面材料（表5-8)⒉接合面受壓最大處不出現(xiàn)間隙注意：實際螺栓組受力為組合狀況普通螺栓聯(lián)接：受拉力⒈按

和M求工作拉力F⒉按

和T求預(yù)緊力求Q總拉力鉸制孔用螺栓聯(lián)接：受剪力

按

和T求工作剪力5-6螺紋聯(lián)接的強度計算選擇螺栓類型：軸向載荷傾覆力矩橫向載荷轉(zhuǎn)矩普通螺栓普通螺栓

鉸制孔用螺栓普通螺栓

受拉螺栓鉸制孔用螺栓受剪螺栓失效形式：⒈受拉螺栓：靜力或疲勞斷裂（圖5-12)⒉受剪螺栓：⑴接合面被壓潰⑵螺栓桿被剪斷設(shè)計準(zhǔn)則：⒈受拉螺栓：⒉受剪螺栓：強度計算

確定

（或

）

查手冊確定按等強度查手冊確定螺栓、螺母、墊圈一

受拉螺栓：普通螺栓㈠

松聯(lián)接（不預(yù)緊）例：拉桿、吊鉤、定滑輪架等圖（5-13)強度條件：或二

緊聯(lián)接（預(yù)緊）⒈只受預(yù)緊力（橫向載荷、轉(zhuǎn)矩）例：索引器、聯(lián)軸器螺栓預(yù)緊力螺紋摩擦力矩復(fù)合應(yīng)力根據(jù)第四強度理論：強度條件：或⒉同時受預(yù)緊力和工作拉力（軸向載

荷傾覆力矩）

例：汽缸、高壓容器⑴預(yù)緊未加工作載荷螺栓：拉伸

變形為被聯(lián)接件：壓縮

變形為圖5-17a,b單個緊螺栓聯(lián)接受力變形圖圖5-17單個螺栓受力變形線圖⑵加入工作載荷螺柱：進一步拉伸

變形為被聯(lián)接件：放松

變形為圖5-17c⑶螺栓的總拉力①②①選擇有密封性要求時

一般聯(lián)接，載荷穩(wěn)定時一般聯(lián)接，載荷不穩(wěn)定時地腳螺栓聯(lián)接②根據(jù)橫向載荷或轉(zhuǎn)矩求出強度條件：螺栓的相對剛度，表5-4⒊受軸向載荷

（圖5-18)工作拉力在0~F之間變化螺栓總拉力在

Qp~Q之間變化按二

受剪螺栓：鉸制孔用螺栓

（圖5-19)

⒈螺栓桿與孔壁的擠壓條件：⒉螺栓桿的剪切強度條件：擠壓面的最小高度光桿直徑

5-7材料及許用應(yīng)力一

材料常用材料：螺栓一般：碳鋼低碳鋼Q215、

10中碳鋼Q235、

35、

45變載荷；合金鋼低碳鋼：15Cr高合金鋼：40Cr、30CrMnSi特殊用途：防銹、防磁、導(dǎo)電耐高溫螺母墊圈：Q235、15、

35彈簧墊圈：65Mn性能等級（表5-9表5-10)二

許用應(yīng)力許用拉應(yīng)力：許用切應(yīng)力：許擁擠壓應(yīng)力：鋼：鑄鐵：表5-9安全系數(shù)

表5-115-8

提高螺栓聯(lián)接強度的措施一

降低應(yīng)力幅，提高疲勞強度F,Qp

不變

減少螺栓剛度增加被聯(lián)接件剛度Q降低應(yīng)力幅⒈減少螺栓剛度圖5-29a⑴加長螺栓⑵柔性螺栓：

(圖5-30)空心腰桿⑶螺母下加彈性元件

（圖

5-31)⒉增加被聯(lián)接件的剛度（圖5-29b)⑴

剛度大的墊圈⑵密封環(huán)

（圖5-32)⒊同時再增大預(yù)緊力Qp更有效

（圖5-29c)二

改善牙間載荷分布不均

（圖5-33)螺栓：受拉Pb螺母：受壓Pm第一圈

變化最大（圖5-34)第一圈承受1/3的載荷第八圈幾乎不受載荷措施：使

減?、?/p>

拉伸螺母：懸置、環(huán)槽

（圖5-35)⑵

內(nèi)斜螺母：載荷上移、趨于均勻⑶

環(huán)槽

、內(nèi)斜螺母：綜合⑷

鋼絲螺套：均載、防震

（圖5-36)三

減少應(yīng)力集中

⒈加大圓角卸載槽螺尾退刀槽

⒉減小彎曲應(yīng)力：凸臺沉頭座球面墊

圈要環(huán)螺栓

（圖5-38圖5-39)四

合理的制造工藝⒈改車制為冷鐓、滾壓

（圖5-40)⒉表面處理：氮化、氰化、噴丸等[例題]固定在鋼制立柱上的鑄鐵托架已知：載荷P、底版尺寸[解]1.螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.螺栓組受力分析：向底板對稱中心簡化。軸向載荷

軸向載荷

傾覆力矩3.螺栓受力分析上面兩螺栓受力最大：4.在

作用下，按底板接合面不滑移的條件，求出殘余預(yù)緊力預(yù)緊力:5.螺栓所受總拉力Q6.強度計算7.螺栓組接合面的兩項校核（1）接合面不壓潰（2）接合面不產(chǎn)生間隙§5-9螺旋傳動一、螺旋傳動的類型和應(yīng)用

1.組成

螺旋副

效率高

2.作用｛螺桿螺母｛變轉(zhuǎn)動為移動傳遞運動和動力3.類型（1）按用途分

傳力螺旋：增力（千斤頂，壓力機）

傳導(dǎo)螺旋：傳遞運動（進給、分度）

調(diào)整螺旋：調(diào)節(jié)位置（相機、儀器）（2）按摩擦性質(zhì)分

滑動螺旋：簡單，易制造，

易自鎖，

滾動螺旋

靜壓螺旋}，精度高1.托杯；2.螺釘3.手柄；4.擋環(huán)5.螺母；6.緊訂螺釘7.螺桿；8.底座9.擋環(huán)二、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)和材料

1.結(jié)構(gòu)

螺桿：多線，梯形、鋸齒形螺紋

螺母：整體：簡單，間隙不可調(diào)

剖分

組合}間隙可調(diào)2.材料要求：強度、耐磨性、減磨性、工藝性螺桿（耐磨）螺母（減磨）

，青銅ZCu10P1等{一般：45等重要：40Cr等三、滑動螺旋傳動的設(shè)計計算

主要失效形式：螺紋磨損

設(shè)計內(nèi)容：

（1）按耐磨性計算確定主要參數(shù)d2H2

（2）其他失效形式的較核計算

（3）查手冊確定螺旋的其他尺寸1.耐磨性計算{確定d2H2驗算自鎖條件（1）{較核：設(shè)計：{矩形、梯形：鋸齒形(2)系數(shù)中{整體式剖分式載荷大、精度高、壽命長工作高度h{矩形、梯形：h=0.5p鋸齒形：h=0.75p工作圈數(shù)許用應(yīng)力（3）自鎖條件摩擦系數(shù)f（4）按d2查手冊確定（d，p）防止其他實效形式的校核2.螺桿的強度計算螺