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1、第五章螺纹联接和螺旋传动第1页，共57页，编辑于2022年，星期三51 51 螺螺螺螺 纹纹纹纹一、螺纹的形成一、螺纹的形成一、螺纹的形成一、螺纹的形成1 1、螺纹的形成、螺纹的形成、螺纹的形成、螺纹的形成 将一直角三角形将一直角三角形将一直角三角形将一直角三角形abcabcabcabc绕在直径为绕在直径为绕在直径为绕在直径为d d d d2 2 2 2的圆柱表面上，使三角形底边的圆柱表面上，使三角形底边的圆柱表面上，使三角形底边的圆柱表面上，使三角形底边abababab与圆柱体的底边重合，与圆柱体的底边重合，与圆柱体的底边重合，与圆柱体的底边重合，则三角形的斜边则三角形的斜边则三角形的斜边则
2、三角形的斜边amcamcamcamc在圆柱体表面形成一条螺旋线在圆柱体表面形成一条螺旋线在圆柱体表面形成一条螺旋线在圆柱体表面形成一条螺旋线amamamam1 1 1 1c c c c1 1 1 1。三角形。三角形。三角形。三角形abcabcabcabc的斜边与底边的夹角的斜边与底边的夹角的斜边与底边的夹角的斜边与底边的夹角，称为螺纹升角。若取一平面图形，使其平面始终通过圆柱体的轴线并沿着螺旋线运动，称为螺纹升角。若取一平面图形，使其平面始终通过圆柱体的轴线并沿着螺旋线运动，称为螺纹升角。若取一平面图形，使其平面始终通过圆柱体的轴线并沿着螺旋线运动，称为螺纹升角。若取一平面图形，使其平面始终通
3、过圆柱体的轴线并沿着螺旋线运动，则这平面图形在空间形成一个螺旋形体，称为螺纹。则这平面图形在空间形成一个螺旋形体，称为螺纹。则这平面图形在空间形成一个螺旋形体，称为螺纹。则这平面图形在空间形成一个螺旋形体，称为螺纹。2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第2页，共57页，编辑于2022年，星期三2 2、螺纹的类型、螺纹的类型 (1)(1)(1)(1)按螺纹在轴向剖面内的形状，分为矩形螺纹、三角形螺纹、梯按螺纹在轴向剖面内的形状，分为矩形螺纹、三角形螺纹、梯按螺纹在轴向剖面内的形状，分为矩形螺纹、三角形螺纹、梯按螺纹在轴向剖面内的
4、形状，分为矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹及锯齿形螺纹。形螺纹及锯齿形螺纹。形螺纹及锯齿形螺纹。形螺纹及锯齿形螺纹。(2)(2)(2)(2)按螺纹旋线绕行的方向，分为右旋螺纹和左旋螺纹。只有按螺纹旋线绕行的方向，分为右旋螺纹和左旋螺纹。只有按螺纹旋线绕行的方向，分为右旋螺纹和左旋螺纹。只有按螺纹旋线绕行的方向，分为右旋螺纹和左旋螺纹。只有在特殊需要时，才采用左螺纹。比如煤汽罐等危险设备中使用的螺在特殊需要时，才采用左螺纹。比如煤汽罐等危险设备中使用的螺在特殊需要时，才采用左螺纹。比如煤汽罐等危险设备中使用的螺在特殊需要时，才采用左螺纹。比如煤汽罐等危险设备中使用的螺纹。纹。纹。纹。2007-20
5、082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第3页，共57页，编辑于2022年，星期三(3)(3)(3)(3)按螺纹的线数，分为单线螺纹和多线螺纹。按螺纹的线数，分为单线螺纹和多线螺纹。按螺纹的线数，分为单线螺纹和多线螺纹。按螺纹的线数，分为单线螺纹和多线螺纹。沿一条螺旋线所形成的螺纹为沿一条螺旋线所形成的螺纹为沿一条螺旋线所形成的螺纹为沿一条螺旋线所形成的螺纹为单线螺纹单线螺纹单线螺纹单线螺纹。单线螺纹多用于联。单线螺纹多用于联。单线螺纹多用于联。单线螺纹多用于联接。接。接。接。沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹为沿两条或两条以上
6、在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹为沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹为沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹为多多多多线螺纹线螺纹线螺纹线螺纹。多线螺纹多用于传动。多线螺纹多用于传动。多线螺纹多用于传动。多线螺纹多用于传动。多线螺纹由于加工制造的原因，线数一般不超过多线螺纹由于加工制造的原因，线数一般不超过多线螺纹由于加工制造的原因，线数一般不超过多线螺纹由于加工制造的原因，线数一般不超过4 4 4 4条。条。条。条。2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第4页，共57页，编辑于2022年，星期三1
7、 1）外外外外径径径径（大大大大径径径径）d d（D D）与与与与外外外外螺螺螺螺纹纹纹纹牙牙牙牙顶顶顶顶（内内内内螺螺螺螺纹纹纹纹牙牙牙牙底底底底）相相相相重重重重合合合合的的的的假假假假想想想想圆圆圆圆柱柱柱柱面面面面直直直直径径径径，即为螺纹公称直径即为螺纹公称直径即为螺纹公称直径即为螺纹公称直径2 2）内内内内径径径径（小小小小径径径径）d d1 1(D(D1 1)与与与与外外外外螺螺螺螺纹纹纹纹牙牙牙牙底底底底（内内内内螺螺螺螺纹纹纹纹牙牙牙牙顶顶顶顶）相相相相重重重重合合合合的的的的假假假假想想想想圆圆圆圆柱柱柱柱面直径，即强度计算时的危险剖面直径面直径，即强度计算时的危险剖面直径
8、面直径，即强度计算时的危险剖面直径面直径，即强度计算时的危险剖面直径3 3）中径）中径）中径）中径d d2 2(D(D2 2)在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面 直径，直径，直径，直径，d d2 20.5(d+d0.5(d+d1 1)二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数二、螺纹的主要参数第5页，共57页，编辑于2022年，星期三4 4）螺）螺）螺）螺 距距距距 P P 相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离相邻两牙在中径圆柱面的母线上
9、对应两点间的轴向距离相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离 5 5）导程（）导程（）导程（）导程（S S）同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面母线上的对应两点同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面母线上的对应两点同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面母线上的对应两点同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面母线上的对应两点 间的轴向距离间的轴向距离间的轴向距离间的轴向距离6 6）线）线）线）线 数数数数 n n 螺纹螺旋线数目，一般为便于制造螺纹螺旋线数目，一般为便于制造螺纹螺旋线数目，一般为便于制造螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n4n4 螺距、导程、线数之间关
10、系：螺距、导程、线数之间关系：螺距、导程、线数之间关系：螺距、导程、线数之间关系：S S =nP=nP 第6页，共57页，编辑于2022年，星期三7 7）螺旋升角）螺旋升角）螺旋升角）螺旋升角中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线 的平面的夹角的平面的夹角的平面的夹角的平面的夹角8 8）牙型角）牙型角）牙型角）牙型角 螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角9 9）牙型斜
11、角）牙型斜角）牙型斜角）牙型斜角螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角第7页，共57页，编辑于2022年，星期三2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第8页，共57页，编辑于2022年，星期三按牙型按牙型按牙型按牙型:三角形螺纹、管螺纹三角形螺纹、管螺纹三角形螺纹、管螺纹三角形螺纹、管螺纹 联接螺纹联接螺纹联接螺纹联接螺纹 矩形、梯形、锯齿形螺纹矩形、梯形、锯齿形螺纹矩形、梯形、锯齿形螺纹矩形、梯形、锯齿形螺纹传动螺纹传动螺
12、纹传动螺纹传动螺纹三三三三.几种常用螺纹的特点和应用几种常用螺纹的特点和应用几种常用螺纹的特点和应用几种常用螺纹的特点和应用第9页，共57页，编辑于2022年，星期三2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第10页，共57页，编辑于2022年，星期三一、螺纹联接主要类型一、螺纹联接主要类型一、螺纹联接主要类型一、螺纹联接主要类型1 1、螺栓联接、螺栓联接、螺栓联接、螺栓联接52 52 螺纹联结的基本类型螺纹联结的基本类型螺纹联结的基本类型螺纹联结的基本类型a a）普通螺栓联接）普通螺栓联接）普通螺栓联接）普通螺栓联接被联接件不太厚
13、，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。个装拆，应用较广。个装拆，应用较广。个装拆，应用较广
14、。b)b)b)b)铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制孔螺栓联接采用基孔制配合铰制孔螺栓联接采用基孔制配合铰制孔螺栓联接采用基孔制配合铰制孔螺栓联接第11页，共57页，编辑于2022年，星期三2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第12页，共57页，编辑于2022年，星期三2 2 2 2、双头螺栓联接、
15、双头螺栓联接、双头螺栓联接、双头螺栓联接螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，另一端配以螺母。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。另一端配以螺母。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。另一端配以螺母。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。另一端配以螺母。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。折装时只需
16、拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。3 3 3 3、螺钉联接、螺钉联接、螺钉联接、螺钉联接适于被联接件之一适于被联接件之一适于被联接件之一适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），较厚（上带螺纹孔），较厚（上带螺纹孔），较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，一端不需经常装拆，一端不需经常装拆，一端不需经常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，有螺钉头，不需螺母，有螺钉头，不需螺母，有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况适于受载较小情况适于受载较小情况适于受载较小情况第13页，共57页，编辑于2022年，星期三5 5 5 5、特殊联接、特殊联接、特殊联接、特殊联接地脚螺栓联地脚螺栓联地脚螺栓联地脚螺栓联接接接接
17、,吊环螺钉联接吊环螺钉联接吊环螺钉联接吊环螺钉联接4 4 4 4、紧定螺钉联接、紧定螺钉联接、紧定螺钉联接、紧定螺钉联接拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩。第14页，共57页，编辑于2022年，星期三二、螺纹联接件二、螺纹联接
18、件二、螺纹联接件二、螺纹联接件 2 2 2 2）双头螺柱）双头螺柱）双头螺柱）双头螺柱两端带螺纹两端带螺纹两端带螺纹两端带螺纹 A A A A型型型型有退刀槽有退刀槽有退刀槽有退刀槽 B B B B型型型型无退刀槽无退刀槽无退刀槽无退刀槽1 1 1 1）螺栓）螺栓）螺栓）螺栓 普通螺栓普通螺栓普通螺栓普通螺栓 六角头，小六角头，标准六角头，大六角六角头，小六角头，标准六角头，大六角六角头，小六角头，标准六角头，大六角六角头，小六角头，标准六角头，大六角头头头头,内六角内六角内六角内六角 铰制孔螺栓铰制孔螺栓铰制孔螺栓铰制孔螺栓螺纹部分直径较小螺纹部分直径较小螺纹部分直径较小螺纹部分直径较小第1
19、5页，共57页，编辑于2022年，星期三4 4 4 4）紧定螺钉）紧定螺钉）紧定螺钉）紧定螺钉 锥锥锥锥 端端端端适于零件表面硬度较低不常拆卸常合适于零件表面硬度较低不常拆卸常合适于零件表面硬度较低不常拆卸常合适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 平平平平 端端端端接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大的平面，适于经常拆卸接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大的平面，适于经常拆卸接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大的平面，适于经常拆卸接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大的平面，适于经常拆卸 圆柱端圆柱端圆柱端圆柱端压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板压入轴
20、上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板3 3 3 3）螺钉）螺钉）螺钉）螺钉 与螺栓区别与螺栓区别与螺栓区别与螺栓区别要求螺纹部分直径较粗要求螺纹部分直径较粗要求螺纹部分直径较粗要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹要求全螺纹要求全螺纹要求全螺纹第16页，共57页，编辑于2022年，星期三6 6 6 6）螺母）螺母）螺母）螺母 六角螺母：标准，扁，厚六角螺母：标准，扁，厚六角螺母：标准，扁，厚六角螺母：标准，扁，厚 5 5 5 5）自攻螺钉）自攻螺钉）自攻螺钉）自攻螺钉由
21、螺钉攻出螺纹由螺钉攻出螺纹由螺钉攻出螺纹由螺钉攻出螺纹圆螺母圆螺母圆螺母圆螺母+止退垫圈止退垫圈止退垫圈止退垫圈带有缺口，带有缺口，带有缺口，带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧第17页，共57页，编辑于2022年，星期三7 7 7 7）垫圈）垫圈）垫圈）垫圈螺纹联接件精度：螺纹联接件精度：螺纹联接件精度：螺纹联接件精度：A:A:A:A:精度最高，用于要求配合精度高，
22、防止振动的重要联接精度最高，用于要求配合精度高，防止振动的重要联接精度最高，用于要求配合精度高，防止振动的重要联接精度最高，用于要求配合精度高，防止振动的重要联接B:B:B:B:用于受载较大且经常装拆调整或承受变载荷的联接用于受载较大且经常装拆调整或承受变载荷的联接用于受载较大且经常装拆调整或承受变载荷的联接用于受载较大且经常装拆调整或承受变载荷的联接 C:C:C:C:一般联接，最常用。一般联接，最常用。一般联接，最常用。一般联接，最常用。第18页，共57页，编辑于2022年，星期三1 1、螺栓位置螺栓位置螺栓位置螺栓位置53 53 螺栓组的结构设计螺栓组的结构设计螺栓组的结构设计螺栓组的结构
23、设计2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第19页，共57页，编辑于2022年，星期三 （1 1 1 1）、布局要尽量对称分布，栓组中心与联接结合面形心重合（有利）、布局要尽量对称分布，栓组中心与联接结合面形心重合（有利）、布局要尽量对称分布，栓组中心与联接结合面形心重合（有利）、布局要尽量对称分布，栓组中心与联接结合面形心重合（有利于分度、划线、钻孔），以受力均匀于分度、划线、钻孔），以受力均匀于分度、划线、钻孔），以受力均匀于分度、划线、钻孔），以受力均匀2 2 2 2、螺栓的布置、螺栓的布置、螺栓的布置、螺栓的布置2007
24、-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第20页，共57页，编辑于2022年，星期三 （2 2）、承受弯矩或扭矩，应尽量将螺栓布置在靠近接合面的）、承受弯矩或扭矩，应尽量将螺栓布置在靠近接合面的）、承受弯矩或扭矩，应尽量将螺栓布置在靠近接合面的）、承受弯矩或扭矩，应尽量将螺栓布置在靠近接合面的边缘，以充分利用各螺栓的承载能力边缘，以充分利用各螺栓的承载能力边缘，以充分利用各螺栓的承载能力边缘，以充分利用各螺栓的承载能力（3 3 3 3）、为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同）、为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同）
25、、为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同）、为了便于在圆周上钻孔时的分度和画线，通常分布在同一圆周上的螺栓数目取成一圆周上的螺栓数目取成一圆周上的螺栓数目取成一圆周上的螺栓数目取成2 2 2 2，3 3 3 3，4 4 4 4、6 6 6 6、8 8 8 8等数。等数。等数。等数。2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第21页，共57页，编辑于2022年，星期三1 1、预紧、预紧、预紧、预紧预紧目的预紧目的预紧目的预紧目的增加联接的可靠性与紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙增加联接的可靠性与紧密性，防止受载后被联接件
26、间出现缝隙增加联接的可靠性与紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙增加联接的可靠性与紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙与相对滑移。保持正常工作。与相对滑移。保持正常工作。与相对滑移。保持正常工作。与相对滑移。保持正常工作。预紧力预紧力预紧力预紧力F F0 0预先轴向作用力（拉力）预先轴向作用力（拉力）预先轴向作用力（拉力）预先轴向作用力（拉力）螺纹联接：松联接螺纹联接：松联接螺纹联接：松联接螺纹联接：松联接在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用 紧联接紧联接紧联接紧
27、联接在装配时需拧紧，即在承载时，螺栓已预先受在装配时需拧紧，即在承载时，螺栓已预先受在装配时需拧紧，即在承载时，螺栓已预先受在装配时需拧紧，即在承载时，螺栓已预先受力，预紧力力，预紧力力，预紧力力，预紧力F F F F0 0 0 0预紧过紧预紧过紧预紧过紧预紧过紧拧紧力拧紧力拧紧力拧紧力F F0 0过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度 过松过松过松过松拧紧力拧紧力拧紧力拧紧力F F0 0过小，工作不可靠过小，工作不可靠过小，工作不可靠过小，工作不可靠 预紧力限制54 54 螺纹联结的预紧与防松螺
28、纹联结的预紧与防松螺纹联结的预紧与防松螺纹联结的预紧与防松第22页，共57页，编辑于2022年，星期三 详细推导扳手拧紧力矩：扳手拧紧力矩：扳手拧紧力矩：扳手拧紧力矩：T T T T=T=T=T=T1 1 1 1+T+T+T+Tf f f fT T T T拧紧力矩拧紧力矩拧紧力矩拧紧力矩T T T T1 1 1 1螺纹摩擦阻力矩螺纹摩擦阻力矩螺纹摩擦阻力矩螺纹摩擦阻力矩 T T T Tf f f f螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩螺母端环形面与被联接件间的摩擦力矩对于对于对于对于M10-68M10-68M10-68M10-6
29、8粗牙普通螺纹：粗牙普通螺纹：粗牙普通螺纹：粗牙普通螺纹：T0.2FT0.2FT0.2FT0.2F0 0 0 0*d*d*d*d第23页，共57页，编辑于2022年，星期三预紧力预紧力预紧力预紧力F F0 0的控制：的控制：的控制：的控制：测力矩板手测力矩板手测力矩板手测力矩板手测出预紧力矩，如左图测出预紧力矩，如左图测出预紧力矩，如左图测出预紧力矩，如左图定力矩板手定力矩板手定力矩板手定力矩板手达到固定的拧紧力矩达到固定的拧紧力矩达到固定的拧紧力矩达到固定的拧紧力矩T T T T时，弹簧受压将时，弹簧受压将时，弹簧受压将时，弹簧受压将自动打滑，如右图自动打滑，如右图自动打滑，如右图自动打滑，
30、如右图测量预紧前后螺栓伸长量测量预紧前后螺栓伸长量测量预紧前后螺栓伸长量测量预紧前后螺栓伸长量精度较高精度较高精度较高精度较高 重要联结若不能严格控制预紧力，而只靠安装经验来拧紧螺重要联结若不能严格控制预紧力，而只靠安装经验来拧紧螺重要联结若不能严格控制预紧力，而只靠安装经验来拧紧螺重要联结若不能严格控制预紧力，而只靠安装经验来拧紧螺栓时，为避免螺栓拉断，通常不宜采用小于栓时，为避免螺栓拉断，通常不宜采用小于栓时，为避免螺栓拉断，通常不宜采用小于栓时，为避免螺栓拉断，通常不宜采用小于M12M12M12M12的螺栓，一般采的螺栓，一般采的螺栓，一般采的螺栓，一般采用用用用M12-M24M12-M
31、24M12-M24M12-M24的螺栓。的螺栓。的螺栓。的螺栓。第24页，共57页，编辑于2022年，星期三(1)(1)(1)(1)、防松目的、防松目的、防松目的、防松目的实实实实际际际际工工工工作作作作中中中中，外外外外载载载载荷荷荷荷有有有有振振振振动动动动、变变变变化化化化、材材材材料料料料高高高高温温温温蠕蠕蠕蠕变变变变等等等等会会会会造造造造成成成成摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力减减减减少少少少，螺螺螺螺纹纹纹纹副副副副中中中中正正正正压压压压力力力力在在在在某某某某一一一一瞬瞬瞬瞬间间间间消消消消失失失失、摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力为为为为零零零零，从从从从而而而而使使使使螺螺螺螺纹纹纹纹
32、联联联联接接接接松松松松动动动动，如如如如经经经经反反反反复复复复作作作作用用用用，螺螺螺螺纹纹纹纹联联联联接接接接就就就就会会会会松松松松驰驰驰驰而而而而失失失失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故(2)(2)(2)(2)、防松原理、防松原理、防松原理、防松原理消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运
33、动的难度。消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。(3)(3)(3)(3)、防松办法及措施、防松办法及措施、防松办法及措施、防松办法及措施 1 1 1 1）摩擦防松）摩擦防松）摩擦防松）摩擦防松 双螺母、弹簧垫圈、双螺母、弹簧垫圈、双螺母、弹簧垫圈、双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等尼龙垫圈、自锁螺母等尼龙垫圈、自锁螺母等尼龙垫圈、自锁螺母等 2 2、螺纹防松、螺纹防松、螺纹防松、螺纹防松 第25页，共57页，编辑于2022年，星期三弹簧垫圈弹簧垫圈弹簧垫圈弹簧垫圈自自自自锁锁锁锁螺螺螺螺母母母母螺螺螺螺母母母母一一一一端端端端做做做做成成成成非非非非圆圆圆圆形形形形收收
34、收收口口口口或或或或开开开开峰峰峰峰后后后后径径径径面面面面收收收收口口口口，螺螺螺螺母母母母拧拧拧拧紧紧紧紧后后后后收收收收口口口口涨涨涨涨开开开开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧2 2 2 2）机械防松：）机械防松：）机械防松：）机械防松：开开开开槽槽槽槽螺螺螺螺母母母母与与与与开开开开口口口口销销销销，圆圆圆圆螺螺螺螺母母母母与与与与止止止止动动动动垫垫垫垫圈圈圈圈，弹弹弹弹簧簧簧簧垫垫垫垫片片片片，轴轴轴轴用用用用带带带带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等翅垫片，止动垫片，串联钢丝等翅垫片，止动垫片，串
35、联钢丝等翅垫片，止动垫片，串联钢丝等第26页，共57页，编辑于2022年，星期三3 3 3 3）永久防松：端铆、冲点、点焊）永久防松：端铆、冲点、点焊）永久防松：端铆、冲点、点焊）永久防松：端铆、冲点、点焊4 4 4 4）化学防松）化学防松）化学防松）化学防松粘合粘合粘合粘合 开槽螺母开槽螺母开槽螺母开槽螺母与开口销与开口销与开口销与开口销圆螺母圆螺母圆螺母圆螺母与止动垫圈与止动垫圈与止动垫圈与止动垫圈串联钢丝串联钢丝串联钢丝串联钢丝第27页，共57页，编辑于2022年，星期三55 55 螺栓联结的强度计算螺栓联结的强度计算螺栓联结的强度计算螺栓联结的强度计算螺栓联接的主要失效形式：螺栓联接的
36、主要失效形式：螺栓联接的主要失效形式：螺栓联接的主要失效形式：l l受拉螺栓的螺栓杆螺纹部分断裂受拉螺栓的螺栓杆螺纹部分断裂受拉螺栓的螺栓杆螺纹部分断裂受拉螺栓的螺栓杆螺纹部分断裂l l受剪螺栓的螺栓杆与孔壁贴合面的压溃或螺栓杆被剪断受剪螺栓的螺栓杆与孔壁贴合面的压溃或螺栓杆被剪断受剪螺栓的螺栓杆与孔壁贴合面的压溃或螺栓杆被剪断受剪螺栓的螺栓杆与孔壁贴合面的压溃或螺栓杆被剪断l l因经常拆卸使螺纹牙间相互磨损而发生滑扣。因经常拆卸使螺纹牙间相互磨损而发生滑扣。因经常拆卸使螺纹牙间相互磨损而发生滑扣。因经常拆卸使螺纹牙间相互磨损而发生滑扣。由于螺纹各部尺寸基本上是根据等强度原则确定的。所以，螺栓
37、联接的计算主要是确定由于螺纹各部尺寸基本上是根据等强度原则确定的。所以，螺栓联接的计算主要是确定由于螺纹各部尺寸基本上是根据等强度原则确定的。所以，螺栓联接的计算主要是确定由于螺纹各部尺寸基本上是根据等强度原则确定的。所以，螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径螺纹小径螺纹小径螺纹小径d d d d1 1 1 1，再根据，再根据，再根据，再根据d d d d1 1 1 1查标准选定螺纹大径查标准选定螺纹大径查标准选定螺纹大径查标准选定螺纹大径(公称直径公称直径公称直径公称直径)d)d)d)d及螺距及螺距及螺距及螺距P P P P。一一.松螺栓联接松螺栓联接(受拉螺栓受拉螺栓)：1 1、特点：在承受工
38、作载荷前，螺栓不受力，在工作时则只承受轴向工作载荷、特点：在承受工作载荷前，螺栓不受力，在工作时则只承受轴向工作载荷F F作用。作用。此联接可能发生的失效形式为螺栓杆的抗断。此联接可能发生的失效形式为螺栓杆的抗断。2 2、强度条件：、强度条件：F-F-F-F-轴向工作载荷（轴向工作载荷（轴向工作载荷（轴向工作载荷（N N N N）；）；）；）；d d d d1 1 1 1-螺栓小径（螺栓小径（螺栓小径（螺栓小径（mmmmmmmm）；）；）；）；-松螺栓联接时的许用拉应力（松螺栓联接时的许用拉应力（松螺栓联接时的许用拉应力（松螺栓联接时的许用拉应力（MpaMpaMpaMpa），），），），求出求
39、出求出求出d d d d1 1 1 1后，应按螺纹标准选取螺纹公称直径后，应按螺纹标准选取螺纹公称直径后，应按螺纹标准选取螺纹公称直径后，应按螺纹标准选取螺纹公称直径d d d d2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第28页，共57页，编辑于2022年，星期三二、受横向外载荷的紧螺栓联接二、受横向外载荷的紧螺栓联接二、受横向外载荷的紧螺栓联接二、受横向外载荷的紧螺栓联接1.1.1.1.采用普通螺栓采用普通螺栓采用普通螺栓采用普通螺栓如工作时联接受到与螺栓轴线相垂直的外载荷如工作时联接受到与螺栓轴线相垂直的外载荷如工作时联接受到
40、与螺栓轴线相垂直的外载荷如工作时联接受到与螺栓轴线相垂直的外载荷F F F FR R R R的作用。被联接件在预紧力的作用下相互的作用。被联接件在预紧力的作用下相互的作用。被联接件在预紧力的作用下相互的作用。被联接件在预紧力的作用下相互压紧，依靠结合面产生的摩擦力来抗衡外载荷，从而避免产生相对移动。显然，无论工作前还是工压紧，依靠结合面产生的摩擦力来抗衡外载荷，从而避免产生相对移动。显然，无论工作前还是工压紧，依靠结合面产生的摩擦力来抗衡外载荷，从而避免产生相对移动。显然，无论工作前还是工压紧，依靠结合面产生的摩擦力来抗衡外载荷，从而避免产生相对移动。显然，无论工作前还是工作后，螺栓本身仅受装
41、配时由于拧紧螺母而产生的预紧力和螺纹副阻力矩的作用。预紧力使螺栓危作后，螺栓本身仅受装配时由于拧紧螺母而产生的预紧力和螺纹副阻力矩的作用。预紧力使螺栓危作后，螺栓本身仅受装配时由于拧紧螺母而产生的预紧力和螺纹副阻力矩的作用。预紧力使螺栓危作后，螺栓本身仅受装配时由于拧紧螺母而产生的预紧力和螺纹副阻力矩的作用。预紧力使螺栓危险截面上产生拉应力险截面上产生拉应力险截面上产生拉应力险截面上产生拉应力:F F F F0 0 0 0f*z*mKFf*z*mKFf*z*mKFf*z*mKFR R R R F F F F0 0 0 0KFKFKFKFR R R R/f*z*m/f*z*m/f*z*m/f*z
42、*mz z z z 联接螺栓的数目；联接螺栓的数目；联接螺栓的数目；联接螺栓的数目；m m m m 结合面数目；结合面数目；结合面数目；结合面数目；f f f f 结合面间摩擦系数，钢或铸铁的干燥加工表面，可取结合面间摩擦系数，钢或铸铁的干燥加工表面，可取结合面间摩擦系数，钢或铸铁的干燥加工表面，可取结合面间摩擦系数，钢或铸铁的干燥加工表面，可取f=0.1f=0.1f=0.1f=0.10.150.150.150.15；K K K K 可靠性系数，亦称防滑系数，通常取可靠性系数，亦称防滑系数，通常取可靠性系数，亦称防滑系数，通常取可靠性系数，亦称防滑系数，通常取K=1.1K=1.1K=1.1K=
43、1.11.31.31.31.3。由此可得，单个螺栓所需的预紧应力为：由此可得，单个螺栓所需的预紧应力为：由此可得，单个螺栓所需的预紧应力为：由此可得，单个螺栓所需的预紧应力为：=4F=4F=4F=4F0 0 0 0/d/d/d/d1 1 1 12 2 2 2 若计入扭转切应力的影响，若计入扭转切应力的影响，若计入扭转切应力的影响，若计入扭转切应力的影响，强度条件为强度条件为强度条件为强度条件为:设计公式为：设计公式为：设计公式为：设计公式为：式中：式中：式中：式中：许用拉应力许用拉应力许用拉应力许用拉应力 N/mm N/mm N/mm N/mm2 2 2 2(MPa)(MPa)(MPa)(MP
44、a)2007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第29页，共57页，编辑于2022年，星期三2.2.2.2.采用铰制孔用螺栓采用铰制孔用螺栓采用铰制孔用螺栓采用铰制孔用螺栓(受剪螺栓受剪螺栓受剪螺栓受剪螺栓)铰制孔用螺栓联接一般均需拧紧，由预紧力产生的拉应力对联接强度的铰制孔用螺栓联接一般均需拧紧，由预紧力产生的拉应力对联接强度的铰制孔用螺栓联接一般均需拧紧，由预紧力产生的拉应力对联接强度的铰制孔用螺栓联接一般均需拧紧，由预紧力产生的拉应力对联接强度的 影响可以影响可以影响可以影响可以不计。螺栓杆受横向工作载荷不计。螺栓杆受横向工作载
45、荷不计。螺栓杆受横向工作载荷不计。螺栓杆受横向工作载荷F F F FR R R R时，强度条件为：时，强度条件为：时，强度条件为：时，强度条件为：ds-ds-ds-ds-螺栓杆剪切面直径（螺栓杆剪切面直径（螺栓杆剪切面直径（螺栓杆剪切面直径（mmmmmmmm）；）；）；）；Z-Z-Z-Z-联接螺栓数；联接螺栓数；联接螺栓数；联接螺栓数；m-m-m-m-接合面数；接合面数；接合面数；接合面数；螺栓的许用剪切应力（螺栓的许用剪切应力（螺栓的许用剪切应力（螺栓的许用剪切应力（MPaMPaMPaMPa）；查教材）；查教材）；查教材）；查教材52525252页。页。页。页。pppp螺栓杆或孔壁中的低强度
46、材料许用挤压用力（螺栓杆或孔壁中的低强度材料许用挤压用力（螺栓杆或孔壁中的低强度材料许用挤压用力（螺栓杆或孔壁中的低强度材料许用挤压用力（MPaMPaMPaMPa）；查教材）；查教材）；查教材）；查教材52525252页页页页L L L Lminminminmin螺栓杆与孔壁间的最小高度。螺栓杆与孔壁间的最小高度。螺栓杆与孔壁间的最小高度。螺栓杆与孔壁间的最小高度。若为设计，可按剪切强度条件设计，再校核挤压强度条件。若为设计，可按剪切强度条件设计，再校核挤压强度条件。若为设计，可按剪切强度条件设计，再校核挤压强度条件。若为设计，可按剪切强度条件设计，再校核挤压强度条件。2007-2008200
47、7-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第30页，共57页，编辑于2022年，星期三注意：螺栓实际承受的总拉力注意：螺栓实际承受的总拉力注意：螺栓实际承受的总拉力注意：螺栓实际承受的总拉力F F F F并不等于预紧力并不等于预紧力并不等于预紧力并不等于预紧力F F F F0 0 0 0和轴向工和轴向工和轴向工和轴向工作载荷作载荷作载荷作载荷F F F F之和。之和。之和。之和。三、受轴向外载荷的紧螺栓联接三、受轴向外载荷的紧螺栓联接 F F F F=F+F=F+F=F+F=F+F0 0 0 0 F F F F0 0 0 0 ：剩余预紧力，表：剩余预紧力，
48、表：剩余预紧力，表：剩余预紧力，表5-35-35-35-32007-20082007-20082007-20082007-2008第二学期第二学期第二学期第二学期第31页，共57页，编辑于2022年，星期三强度计算为：强度计算为：强度计算为：强度计算为：设计公式为：设计公式为：设计公式为：设计公式为：根据受工作载荷根据受工作载荷根据受工作载荷根据受工作载荷F F F F的伸长量与被联接件回弹变形量相等的关系，可导出预紧力的伸长量与被联接件回弹变形量相等的关系，可导出预紧力的伸长量与被联接件回弹变形量相等的关系，可导出预紧力的伸长量与被联接件回弹变形量相等的关系，可导出预紧力F F F F0 0
49、 0 0与剩余预与剩余预与剩余预与剩余预紧力紧力紧力紧力F F F F0 0 0 0/的关系为：的关系为：的关系为：的关系为：F F F F0 0 0 0=F=F=F=F0 0 0 0/+(1-Kc)F+(1-Kc)F+(1-Kc)F+(1-Kc)F（控制预紧力）（控制预紧力）（控制预紧力）（控制预紧力）;式中：式中：式中：式中：Kc=CKc=CKc=CKc=C1 1 1 1/(C/(C/(C/(C1 1 1 1+C+C+C+C2 2 2 2)，KcKcKcKc称相对刚度系数见教材表称相对刚度系数见教材表称相对刚度系数见教材表称相对刚度系数见教材表53535353；C C C C1 1 1 1
50、为螺栓刚度；为螺栓刚度；为螺栓刚度；为螺栓刚度；C C C C2 2 2 2为被联接件刚度。为被联接件刚度。为被联接件刚度。为被联接件刚度。F F F F=F+F=F+F=F+F=F+F0 0 0 0=F=F=F=F0 0 0 0+C+C+C+C1 1 1 1F/(CF/(CF/(CF/(C1 1 1 1+C+C+C+C2 2 2 2)。F F F F 的变化范围：的变化范围：的变化范围：的变化范围：F F F F0 0 0 0F F F F。减小减小减小减小C C C C1 1 1 1（减小螺栓光杆部分直径，采用空心螺栓）或增大（减小螺栓光杆部分直径，采用空心螺栓）或增大（减小螺栓光杆部分直