機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)螺紋演講人：日期:目錄01螺紋基本概念02螺紋分類方法03螺紋幾何參數(shù)04螺紋加工技術(shù)05螺紋連接設(shè)計(jì)06典型應(yīng)用分析01螺紋基本概念螺紋定義與組成要素螺紋定義螺紋是一種在固體材料表面或內(nèi)部沿一定方向連續(xù)、周期性排列的凸起和溝槽組成的結(jié)構(gòu)，具有傳動(dòng)、緊固、密封等功能。組成要素螺紋的基本組成要素包括牙型、螺距、導(dǎo)程、線數(shù)等，這些要素決定了螺紋的特性和功能。牙型牙型是螺紋的基本形狀，通常有三角形、梯形、矩形等多種形狀，不同牙型具有不同的傳動(dòng)效率和承載能力。螺距與導(dǎo)程螺距是相鄰兩個(gè)螺紋峰之間的距離，導(dǎo)程是螺紋上任意一點(diǎn)沿螺旋線方向移動(dòng)一周所經(jīng)過的軸向距離，單頭螺紋的螺距等于導(dǎo)程。螺紋功能與應(yīng)用領(lǐng)域傳動(dòng)功能緊固功能密封功能測量與定位螺紋可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，廣泛應(yīng)用于絲杠、螺栓等傳動(dòng)部件。螺紋通過旋緊力矩使兩個(gè)或多個(gè)零件緊密結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)緊固作用，如螺栓、螺母等。螺紋可以形成緊密的接觸面，防止液體或氣體泄漏，常用于管道、閥門等密封部位。螺紋還可以用于測量和定位，如千分尺、螺紋規(guī)等測量工具。以毫米為單位，螺距為公制尺寸的螺紋，包括普通螺紋、細(xì)牙螺紋等，廣泛應(yīng)用于國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域。以英寸為單位，螺距為英制尺寸的螺紋，包括惠氏螺紋、英制管螺紋等，主要應(yīng)用于英美等國家。公制螺紋和英制螺紋之間可以通過換算公式進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，以便在不同標(biāo)準(zhǔn)體系下使用。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需求和使用環(huán)境選擇合適的螺紋標(biāo)準(zhǔn)，確保螺紋的互換性和可靠性。公制/英制標(biāo)準(zhǔn)體系公制螺紋英制螺紋相互轉(zhuǎn)換選擇與應(yīng)用02螺紋分類方法按牙型分類（三角形/梯形/矩形）三角形螺紋牙型為三角形，是最常見的螺紋類型，用于連接和緊固，分為普通螺紋和管螺紋。01梯形螺紋牙型為梯形，適用于需要傳動(dòng)較大載荷的場合，常用于傳動(dòng)螺旋和起重螺旋。02矩形螺紋牙型為矩形，傳動(dòng)效率高，但制造難度大，常用于特殊場合，如飛機(jī)的螺旋槳。03按旋向分類（左旋/右旋）螺紋的螺旋方向向左，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為旋入方向，常用于需要防止松動(dòng)和逆向轉(zhuǎn)動(dòng)的場合。左旋螺紋螺紋的螺旋方向向右，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為旋入方向，是最常見的螺紋類型，廣泛應(yīng)用于各種連接和緊固。右旋螺紋螺紋在零件的內(nèi)部，通常用于螺母或螺紋孔，需要與外螺紋配合使用，實(shí)現(xiàn)連接或緊固。內(nèi)螺紋螺紋在零件的外表面，通常用于螺栓、螺釘?shù)染o固件，需要與內(nèi)螺紋配合使用，實(shí)現(xiàn)連接或緊固。外螺紋0102按位置分類（內(nèi)螺紋/外螺紋）03螺紋幾何參數(shù)公稱直徑與中徑公稱直徑中徑實(shí)際作用中徑作用中徑的公差螺紋的最大直徑，是螺紋的基準(zhǔn)直徑，也稱大徑。螺紋的齒厚和槽寬相等處的直徑，是螺紋的重要參數(shù)，用于強(qiáng)度計(jì)算?？紤]到螺紋制造誤差，實(shí)際起作用的中徑。確保螺紋配合時(shí)的互換性和可靠性。螺距螺紋上相鄰兩個(gè)牙尖之間的距離，分為粗牙和細(xì)牙。導(dǎo)程螺紋的螺旋線在軸向上移動(dòng)一個(gè)完整螺旋的距離，單線螺紋導(dǎo)程等于螺距。多線螺紋由多條螺旋線組成的螺紋，其導(dǎo)程等于螺距與線數(shù)的乘積。螺距與導(dǎo)程的關(guān)系螺距決定了螺紋的升角，導(dǎo)程決定了螺紋的螺旋升角。螺距與導(dǎo)程關(guān)系牙型角與旋合長度牙型角螺紋的牙側(cè)面與牙底面的夾角，影響螺紋的強(qiáng)度和自鎖性能。牙型半角牙型角的一半，用于計(jì)算螺紋的受力情況。旋合長度兩個(gè)相互配合的螺紋沿軸向的重合長度，影響螺紋連接的強(qiáng)度和緊密性。旋合長度的計(jì)算旋合長度等于兩螺紋的公稱直徑乘以旋合圈數(shù)，旋合圈數(shù)由螺紋的公差和配合間隙決定。04螺紋加工技術(shù)車削加工普通車床、數(shù)控車床，適用于大批量、高精度螺紋加工。01銑削加工使用螺紋銑刀，適用于大螺距、大直徑螺紋加工。02切削液選擇切削油、乳化液，冷卻潤滑，提高加工效率。03刀具材料高速鋼、硬質(zhì)合金，保證刀具硬度與耐磨性。04切削加工（車削/銑削）滾壓成形工藝滾壓原理滾壓方式滾壓成形優(yōu)點(diǎn)滾壓輪材料利用滾輪對金屬坯料施加壓力，使其塑性變形形成螺紋。徑向滾壓、軸向滾壓，根據(jù)需要選擇合適方式。生產(chǎn)效率高、表面質(zhì)量好、材料強(qiáng)度高。硬質(zhì)合金、碳化物，耐磨、抗變形。樹脂、金屬粉末，多樣化選擇滿足需求。3D打印材料無需模具、快速定制、形狀復(fù)雜度高。3D打印優(yōu)點(diǎn)01020304激光熔化沉積、光固化成型，逐層堆積形成螺紋。3D打印技術(shù)打印精度、材料強(qiáng)度、批量生產(chǎn)成本。3D打印局限性3D打印螺紋實(shí)現(xiàn)05螺紋連接設(shè)計(jì)預(yù)緊力計(jì)算原則通過螺紋的摩擦力矩計(jì)算預(yù)緊力，確保螺紋連接在承受外力時(shí)不會(huì)松動(dòng)。摩擦力計(jì)算通過螺紋的應(yīng)力分布計(jì)算預(yù)緊力，確保螺紋連接在承受外力時(shí)不會(huì)破壞。應(yīng)力計(jì)算考慮摩擦系數(shù)、螺紋升角等因素，計(jì)算扭矩系數(shù)以調(diào)整預(yù)緊力。扭矩系數(shù)防松裝置類型彈簧墊圈涂層鎖固劑鎖緊墊圈自鎖螺紋利用彈簧墊圈的彈力增加摩擦力，防止螺紋連接松動(dòng)。利用鎖緊墊圈的特殊形狀和彈性，增加螺紋連接的鎖緊力。在螺紋表面涂覆鎖固劑，增加螺紋之間的摩擦力，防止松動(dòng)。利用螺紋自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自鎖，防止螺紋連接松動(dòng)。強(qiáng)度校核方法拉伸強(qiáng)度校核剪切強(qiáng)度校核擠壓強(qiáng)度校核疲勞強(qiáng)度校核通過拉伸試驗(yàn)測定螺紋連接的拉伸強(qiáng)度，校核其是否滿足設(shè)計(jì)要求。通過剪切試驗(yàn)測定螺紋連接的剪切強(qiáng)度，校核其是否滿足設(shè)計(jì)要求。對于承受擠壓載荷的螺紋連接，需要進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核。對于承受交變載荷的螺紋連接，需要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核，以確保其長期使用的可靠性。06典型應(yīng)用分析緊固連接場景螺栓螺母配合螺栓和螺母通過螺紋咬合，緊固連接兩個(gè)或多個(gè)零件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備。01螺釘連接螺釘通過螺紋旋入被連接件，實(shí)現(xiàn)緊固連接，適用于需經(jīng)常拆卸的場合。02緊固件組合如墊圈、鎖緊墊圈等螺紋緊固件配合使用，提高緊固效果和防松能力。03傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用絲杠和螺母通過螺紋配合，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，用于傳動(dòng)和定位。絲杠螺母傳動(dòng)蝸輪蝸桿通過螺紋齒形嚙合，實(shí)現(xiàn)減速和改變運(yùn)動(dòng)方向的功能，常用于傳動(dòng)裝置。蝸輪蝸桿傳動(dòng)利用螺紋的斜面原理，實(shí)現(xiàn)軸向移動(dòng)，廣泛應(yīng)用于升降機(jī)構(gòu)、微調(diào)裝置等。螺旋傳動(dòng)密封