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1、一、螺纹的类型和应用一、螺纹的类型和应用9-1 9-1 螺纹的基本学问螺纹的基本学问d2螺螺旋旋线线-一一动动点点在在一一圆圆柱柱体体的的表表面面上上，一一边边绕绕轴轴线线等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。螺螺纹纹-一一平平面面图图形形沿沿螺螺旋旋线线运运动动，运运动动时时保保持持该该图图形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。螺纹螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形态分按母体形
2、态分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹螺纹的牙型螺纹的牙型矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹1530330按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形态分按母体形态分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹潘存云教授研制潘存云教授研制按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的
3、根数分按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形态分按母体形态分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹 一般一般:n 4双线螺纹双线螺纹单线螺纹单线螺纹PSPh=2PPPhPPh=Pn线螺纹线螺纹:Ph=n P潘存云教授研制按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分 按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形态分按母体形态分矩形螺纹矩形螺纹三角形
4、螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹螺纹副螺纹副内螺纹内螺纹外螺纹外螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形态分按母体形态分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹连接螺纹连接螺纹传动螺纹传动螺纹螺旋传动螺旋传动连接螺纹连接螺纹
5、传动螺纹传动螺纹按螺纹的牙型分按螺纹的牙型分螺螺纹纹的的分分类类按螺纹的旋向分按螺纹的旋向分按螺旋线的根数分按螺旋线的根数分 按回转体的内外表面分按回转体的内外表面分按螺旋的作用分按螺旋的作用分按母体形态分按母体形态分矩形螺纹矩形螺纹三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹右旋螺纹右旋螺纹左旋螺纹左旋螺纹单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹连接螺纹连接螺纹传动螺纹传动螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹管螺纹管螺纹(3)中径中径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。d1d2d(1)大径大径d（为（
6、为公称直径公称直径）与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)相重合的假想圆柱体的直径。(2)小径小径 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)导程导程Ph(6)螺纹升角螺纹升角 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。tg=d2 nP 牙侧角牙侧角 d2SPh=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、螺纹要素（主要参数）二、螺纹要素（主要参数）SPP/2P/2三角形三角形螺纹螺纹一般螺纹一般螺纹=
7、60=60 管管螺纹螺纹=55一般螺纹以大径一般螺纹以大径d为公称直径，同一公称直径可以有多为公称直径，同一公称直径可以有多种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为种螺距，其中螺距最大的称为粗牙螺纹，其余的统称为细牙螺纹。细牙螺纹。60Pd粗牙粗牙dP细牙细牙dP细牙细牙粗牙螺纹应用最广粗牙螺纹应用最广细牙螺纹的优点：细牙螺纹的优点：升角小、小径大、自锁性好、强度高，升角小、小径大、自锁性好、强度高，缺点：缺点：不耐磨易滑扣。不耐磨易滑扣。应用：应用：薄壁零件、受动载荷的连接和微调机构。薄壁零件、受动载荷的连接和微调机构。三、螺纹标记梯形梯形螺纹：螺纹：梯梯 形形锯齿形锯齿形30330
8、为了削减摩擦和提高效率，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，梯形螺纹可消退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。锯齿形螺纹锯齿形螺纹:常用于传动。常用于传动。=15=3标记示例：标记示例：M24X40(M24X40(粗牙一般螺纹、公称直径粗牙一般螺纹、公称直径24mm24mm、螺距、螺距3mm3mm、长度、长度40mm)40mm)M24X1.5X40(M24X1.5X40(细牙一般螺纹细牙一般螺纹,公称直径公称直径24,24,螺距螺距1.5 1.5、长度、长度40mm)40mm)Tr48Tr48X8 (8 (梯形螺纹，梯形螺纹，公称
9、公称直径直径4848，螺距，螺距8)8)通常接受简化标记，由螺纹种类代号和螺纹的公称直径、螺距、长度组成，粗牙螺纹不标螺距。潘存云教授研制潘存云教授研制 9-9-2 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型一、一、螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型螺栓连接螺栓连接基基本本类类型型潘存云教授研制eaal1 1l1 1可承受横向载荷。铰制孔螺栓铰制孔螺栓孔与螺杆之孔与螺杆之间留有间隙间留有间隙用于常常拆装易磨损之处。潘存云教授研制潘存云教授研制dd潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制一、一、螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型螺栓连接螺栓连接基基本本类类型型螺钉连接螺钉连接ae ee e双头螺
10、柱连接双头螺柱连接 连接件厚，允许拆装。l1 1l1 1H HH HH H1 1H H1 1H H2 2H H2 2结构简洁，省了螺母，不宜常常拆装，以免损坏螺孔而修复困难。d 9-9-2 螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型潘存云教授研制一、一、螺纹连接的类型螺纹连接的类型螺栓连接螺栓连接类类型型螺钉连接螺钉连接双头螺柱连接双头螺柱连接紧定螺钉连接紧定螺钉连接紧定螺钉紧定螺钉 9-9-2 螺纹连接的类型及应用螺纹连接的类型及应用潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件螺栓的结构形式螺栓的结构形式LL0d六角头六角头LdL0小六角头小六
11、角头dL0L1LL1-座端长度座端长度L0-螺母端长度螺母端长度二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺螺纹纹紧紧固固件件双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺螺纹纹紧紧固固件件末端末端结构结构头部头部结构结构螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓潘存云教授研制二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺螺纹纹紧紧固固件件潘存云教授研制地脚螺栓地脚螺栓 潘存云教授研制起吊螺钉起吊螺钉 螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓专用螺纹连接专用螺纹连接T 型螺栓型螺栓 六角螺母六角螺母六角扁螺母六角扁螺母六角厚螺母六角厚螺母圆螺母圆螺母二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺螺纹纹紧紧固固
12、件件用于常常拆装易磨损之处。用于尺寸受限制之处。国标排列有六十余种不同结构的螺母螺母螺母螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓专用螺纹连接专用螺纹连接潘存云教授研制其它螺母：其它螺母：其它螺母：其它螺母：其它螺母：其它螺母：垫圈垫圈平垫圈平垫圈薄平垫圈薄平垫圈A型平垫圈型平垫圈B型平垫圈型平垫圈螺母螺母螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱二、二、螺纹紧固件螺纹紧固件螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件斜垫圈斜垫圈弹簧垫圈弹簧垫圈圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈作用：增加支撑面积以减作用：增加支撑面积以减小压强，避开拧紧螺母擦小压强，避开拧紧螺母擦伤表面、防松。伤表面、防松。9-9
13、-3 螺纹连接的预紧和防松螺纹连接的预紧和防松预紧力：大多数螺纹连接在装配时都须要拧紧，使之预紧力：大多数螺纹连接在装配时都须要拧紧，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。作用力称为预紧力。预紧的目的：增加连接的牢靠性和紧密性，以防止受预紧的目的：增加连接的牢靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。载后被连接件间出现缝隙或发生相对移动。一、一、螺纹连接的预紧螺纹连接的预紧一般螺纹连接在装配时都必需拧紧，这时螺纹连接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹连接，应限制其预紧力，因为的大小对螺纹连接的牢靠性，强
14、度和密封均有很大影响。潘存云教授研制测力矩扳手测力矩扳手预紧力限制方法预紧力限制方法:连接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变更不大时，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逝，连接仍有可能松动。高温下的螺栓连接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必需考虑防松。即防止相对转动。F F定力矩扳手定力矩扳手通常螺纹连接拧紧是凭工人的阅历来确定的，重要螺栓则必需预紧力进行精确限制。L LS S1)1)凭手感阅历；凭手感阅历；2)2)测力矩扳手；测力矩扳手；3)3)定力矩扳手；定力矩扳手；4)4)测定伸长量。测定伸长量。L LM ML L
15、S S潘存云教授研制连接用三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷和工作温度变更不大时，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逝，连接仍有可能松动而失效。高温下的螺栓连接，由于温度变形差异等，也可能发生松脱现象（如高压锅），因此设计时必需考虑防松，即防止相对转动。防松的方法：防松的方法：1.利用附加摩擦力防松利用附加摩擦力防松尼龙圈锁紧螺母尼龙圈锁紧螺母弹簧垫圈弹簧垫圈对顶螺母对顶螺母二、二、螺纹连接的防松螺纹连接的防松防松防松-防止螺旋副相对转动。防止螺旋副相对转动。潘存云教授研制潘存云教授研制开口销与六开口销与六角开槽螺母角开槽螺母串连钢丝串连钢丝2.接受特地防松元件防松
16、接受特地防松元件防松圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈潘存云教授研制止动垫圈止动垫圈3.其他方法防松其他方法防松11.5P用冲头冲用冲头冲23点点冲点防松法冲点防松法粘合法防松粘合法防松涂粘合剂涂粘合剂潘存云教授研制9-9-4 其他连接其他连接作用：作用：用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，或实现零件的轴向固定或移动。或实现零件的轴向固定或移动。一、键连接的类型一、键连接的类型类型：类型：平键、半圆键、楔键、切向键等。平键、半圆键、楔键、切向键等。1.平键平键连接连接工作面工作面特点：定心好、装拆便利。特点：定心好、装拆便利。种类种类一般平键一般平
17、键导向平键导向平键间隙间隙轴轴一般平键结构一般平键结构1.圆头圆头(A型型)用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。用指状铣刀加工，固定良好，轴槽应力集中大。A型型盘铣刀盘铣刀 3.单圆头单圆头(C型型)2.方头方头(B型型)用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用盘铣刀加工，轴的应力集中小。用于轴端用于轴端一般平键应用最广。一般平键应用最广。B型型C型型起键螺孔起键螺孔导向平键导向平键固定螺钉固定螺钉零件可以在轴上移动，构成动连接。零件可以在轴上移动，构成动连接。滑移距离较大时，平键过长，制造滑移距离较大时，平键过长，制造困难，故可接受滑键。困难，故可接受滑键。结构特点：结构特点：长度较长，需用螺
18、钉固定。长度较长，需用螺钉固定。为便于装拆，制有起键螺孔。为便于装拆，制有起键螺孔。潘存云教授研制起键螺孔起键螺孔固定螺钉固定螺钉潘存云教授研制双勾头滑键双勾头滑键结构特点：结构特点：两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。两端有勾头，键固定在轮毂上，键短，槽长。潘存云教授研制潘存云教授研制单圆勾头滑键单圆勾头滑键结构特点：结构特点：单圆勾头，嵌入轮毂中。单圆勾头，嵌入轮毂中。潘存云教授研制表表9-7 一般平键和键槽尺寸（一般平键和键槽尺寸（GB1095-79、GB1099-79）A型型B型型C型型bhR=b/2C 45或或r1LLLbhbtd-tbt1d+t1标记实例：标记实例：圆头一般平键
19、圆头一般平键(A型型):键键16100 GB1099-79 方头一般平键方头一般平键(B型型):键键B16100 GB1099-79单圆头一般平键单圆头一般平键(C型型):键键C16100 GB1099-79d潘存云教授研制d b h C或或r L t t1 半径半径r 续表续表6-1键的尺寸键的尺寸键键 槽槽轴的直径轴的直径自自 68 2 2 620 1.2 1810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.81217 5 5 1056 3.0 2.31722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.25
20、2230 8 7 1890 4.0 3.33038 10 8 22110 5.0 3.33844 12 8 28140 5.0 3.34450 14 9 0.40.6 36160 5.5 3.8 0.250.45058 16 10 45180 6.5 4.35865 18 11 50200 7.0 4.46575 20 12 56220 7.5 4.97585 22 14 63250 9.0 5.40.60.8 0.40.62.半圆键半圆键连接连接优点：定心好，装配便利。优点：定心好，装配便利。因半圆键能在轴槽中摇摆以适因半圆键能在轴槽中摇摆以适应轮毂槽底面。应轮毂槽底面。缺点：对轴的减弱较大
21、，只适缺点：对轴的减弱较大，只适 用于轻载连接。用于轻载连接。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制特殊适用于锥形轴端的连接。特殊适用于锥形轴端的连接。工作面工作面3.楔键楔键连接和切向键连接连接和切向键连接结构特点：结构特点：键的上表面有键的上表面有1:100的斜度，的斜度，轮毂槽的底面也有轮毂槽的底面也有1:100的斜度。的斜度。缺点：缺点：定心精度不高。定心精度不高。应用：应用：只能应用于定心精度不高，载荷只能应用于定心精度不高，载荷 平稳和低速的连接。平稳和低速的连接。安装时用安装时用力打入力打入dd类型：一般楔键、钩头楔键。类型：一般楔键、钩头楔键。钩头是用来拆卸用的钩头是用来拆
22、卸用的拆卸空间拆卸空间斜度斜度1：100120 130 在重型机械中常接受切向键在重型机械中常接受切向键-一对楔键组成。一对楔键组成。装配时将两楔键楔紧，键的窄面是工作面，所产生的压力沿切向方向分布，当双向传递扭矩时，须要两对切向键分布成120130 。窄面窄面工作面工作面dbA型型二、平键联接的强度校核二、平键联接的强度校核键的材料：键的材料：B 370 Mpa的碳素钢，常用的碳素钢，常用45钢。钢。键的截面尺寸键的截面尺寸b、h查表选取，长度查表选取，长度L参照轮毂长度参照轮毂长度从标准中选取。从标准中选取。键的主要失效形式：键的主要失效形式：压溃、磨损压溃、磨损(动联接动联接)、剪断剪断
23、。Lbh/2挤压强度条件：挤压强度条件：p=SFt(d/2)(h/2)lT=p MPa MPa d h l4T=l=L-bl=LbB型型一般不会出现ld4、花键连接、花键连接结构特点：结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。优点：承载实力高、对轴的减弱程度小、定心好、优点：承载实力高、对轴的减弱程度小、定心好、导向性好。导向性好。类型：类型：矩形花键、键开线花键、三角形花键。矩形花键、键开线花键、三角形花键。制造简洁制造简洁最常用最常用用于高强用于高强度连接度连接用于薄壁用于薄壁零件连接零件连接二、二、销连接销连接作用：作用：固定零件之间的相对位置，并可传
24、递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。类型类型圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销-经多次拆装后，定位精度会降低；经多次拆装后，定位精度会降低；有有1:501:50的锥度，可反复多次拆装。的锥度，可反复多次拆装。拆装便利拆装便利用于盲孔用于盲孔螺母锁紧螺母锁紧抗冲击抗冲击不易松动，不易松动，能承受振动能承受振动和变载荷和变载荷,不铰孔，可不铰孔，可多次装拆。多次装拆。带槽圆柱销带槽圆柱销装配前、后 三、铆接三、铆接 铆接是利用铆钉将两个或两个以上的被联接件铆接是利用铆钉将两个或两个以上的被联接件（如钢板、型钢等）联接在一起的一种方法。（如钢板、型钢等）联接在一起的一种方法。（1 1）实
25、心铆钉）实心铆钉 常用的有半圆头铆钉；沉头铆钉；常用的有半圆头铆钉；沉头铆钉；半沉头铆钉半沉头铆钉 （2 2）空心铆钉或管状铆钉）空心铆钉或管状铆钉 用在须要通过电路接线或用在须要通过电路接线或其它零件的地方其它零件的地方 铆接结构质量大，铆接时噪声很大，影响工人健铆接结构质量大，铆接时噪声很大，影响工人健康，同时由于焊接和粘接技术的发展，铆接已渐渐被康，同时由于焊接和粘接技术的发展，铆接已渐渐被焊接和粘接代替。焊接和粘接代替。四四.焊接焊接 焊接是利用局部加热（有时还要加压）的方法将焊接是利用局部加热（有时还要加压）的方法将两个或两个以上的金属焊件在联接处形成分子间的结两个或两个以上的金属焊件在联接处形成分子间的结合而构成的一种联接。由于焊接结构具有质量轻、施合而构成的一种联接。由于焊接结构具有质量轻、施工简便、生产率高和成本低等优点工简便、生产率高和成本低等优点 五五.粘接粘接 粘接（又称胶接）长期以来用于木材、橡胶、塑粘接（又称胶接）长期以来用于木材、橡胶、塑料等材料的联接。由于近四十年来粘胶剂和粘接技术料等材料的联接。由于近四十年来粘胶剂和粘接技术的发展，粘接已用于轻金属、钢、铁等材料的联接。的发展，粘接已用于轻金属、钢、铁等材料的联接。