螺纹连接(机械设计)课件.ppt

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1、联接的分类和意义联接的分类和意义静联接静联接动联接动联接可拆联接可拆联接(螺纹联接、键联接）螺纹联接、键联接）不可拆联接不可拆联接（铆接、焊接、胶接）（铆接、焊接、胶接）联接的选择联接的选择（根据使用要求与经济要求来选择、（根据使用要求与经济要求来选择、根据联接的加工条件和被联接零件的材料、形状和根据联接的加工条件和被联接零件的材料、形状和尺寸等）尺寸等）1 螺纹联接和螺旋传动23第第第第六六六六章章章章 螺纹联接和螺旋传动螺纹联接和螺旋传动螺纹联接和螺旋传动螺纹联接和螺旋传动6 6-1-1 螺纹螺纹6 6-2-2 螺纹联接的类型和标准联接件螺纹联接的类型和标准联接件6 6-3-3 螺纹联接的

2、预紧螺纹联接的预紧6 6-4-4 螺纹联接的防松螺纹联接的防松6 6-5-5 单个螺栓联接的强度计算单个螺栓联接的强度计算6 6-6-6 螺栓组联接的设计螺栓组联接的设计6 6-7-7 提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施4螺纹连接螺纹连接5一字螺钉一字螺钉一字螺钉一字螺钉六角螺栓六角螺栓六角螺栓六角螺栓十字螺钉十字螺钉十字螺钉十字螺钉内六角螺栓内六角螺栓内六角螺栓内六角螺栓紧定螺钉紧定螺钉紧定螺钉紧定螺钉自攻螺钉自攻螺钉自攻螺钉自攻螺钉翼形螺钉翼形螺钉翼形螺钉翼形螺钉圆头螺钉圆头螺钉圆头螺钉圆头螺钉六角螺母六角螺母六角螺母六角螺母盖形螺母盖形螺母盖形螺母盖形螺母开槽六角螺母开槽六角螺

3、母开槽六角螺母开槽六角螺母翼形螺母翼形螺母翼形螺母翼形螺母螺纹连接螺纹连接66 6-0-0 引引 言言 由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很多零件需要彼此联接。中很多零件需要彼此联接。机械零件之间的联接分为：机械零件之间的联接分为：被联接件之间相互完全固定。被联接件之间相互完全固定。（形锁合、摩擦锁合、材料锁合）（形锁合、摩擦锁合、材料锁合）被联接件之间能产生一定的相对运动。被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。例如：运动副。静联接：静联接：动联接：动联接：本课程介绍的联接主要是本课程介绍的联接主要是静联接静联接。联

4、接的类型：联接的类型：螺纹联接螺纹联接键联接、花键联接、销联接键联接、花键联接、销联接弹性环联接等弹性环联接等铆接铆接焊接焊接粘接粘接联联接接可拆可拆联接联接不可拆不可拆联接联接过盈联接过盈联接（介于两者之间）（介于两者之间）7螺纹的形成螺纹的形成d d2 2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等速速旋旋转转，同时沿轴向作等速移动的轨迹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形通通过过圆圆柱体的轴线，就得到螺纹。柱体的轴线，就得到螺纹。螺纹螺纹8 牙型角为牙型角为6060,牙

5、根较厚，强度较牙根较厚，强度较高。同一公称直径的普通螺纹可分为高。同一公称直径的普通螺纹可分为粗粗牙、细牙牙、细牙。普通螺纹普通螺纹(M)(M)60螺 纹9 牙型角为牙型角为5555 ，牙顶呈圆弧形，牙顶呈圆弧形。其公称。其公称直径近似为管子的孔径，以英寸为单位。旋直径近似为管子的孔径，以英寸为单位。旋合螺纹之间没有径向间隙，紧密性好。合螺纹之间没有径向间隙，紧密性好。如果如果要求连接具有密封性时，需添加密封物。要求连接具有密封性时，需添加密封物。5555非密封管螺纹非密封管螺纹(G)(G)55螺 纹105555非密封管螺纹非密封管螺纹螺 纹11 牙型角为牙型角为5555 ，牙顶呈圆弧形，牙顶

6、呈圆弧形。螺纹。螺纹分布在分布在1:161:16的的圆锥管壁圆锥管壁上。内外螺纹配合上。内外螺纹配合时没有间隙，不用填料也可以保证不渗漏，时没有间隙，不用填料也可以保证不渗漏，拧紧时可消除制造误差或磨损所产生的间拧紧时可消除制造误差或磨损所产生的间隙。隙。5555密封管螺纹（密封管螺纹（R R）55螺 纹12 牙型为等腰梯型，牙型角为牙型为等腰梯型，牙型角为3030。梯。梯形螺纹的形螺纹的效率比矩形螺纹低效率比矩形螺纹低，但牙根的强，但牙根的强度较高，易于加工，对中性好，当采用剖度较高，易于加工，对中性好，当采用剖分式螺纹时，还可以消除因磨损而产生的分式螺纹时，还可以消除因磨损而产生的间隙。间

7、隙。梯形螺纹梯形螺纹(Tr)(Tr)30螺 纹13 牙型为锯齿型，牙型为锯齿型，工作面工作面的牙型边倾斜角的牙型边倾斜角为为3 3 ，非工作面的，非工作面的牙型边倾斜角为牙型边倾斜角为3030 。比梯比梯形螺纹牙根强度高。形螺纹牙根强度高。锯齿形螺纹锯齿形螺纹(B)(B)303螺 纹14 以上的螺纹有些只要标注牙型代号，以上的螺纹有些只要标注牙型代号，就能分辨出螺纹种类，称为就能分辨出螺纹种类，称为标准螺纹标准螺纹。有些螺纹，必须画出牙型才能加工，有些螺纹，必须画出牙型才能加工，例如方牙螺纹，称为例如方牙螺纹，称为非标准螺纹非标准螺纹。标准螺纹与非标准螺纹标准螺纹与非标准螺纹螺 纹15 螺纹牙

8、型为正方形，牙厚是螺距的螺纹牙型为正方形，牙厚是螺距的一半。一半。矩形螺纹不是标准螺纹，没有代号。矩形螺纹不是标准螺纹，没有代号。标注时应注出大径、小径和螺距。标注时应注出大径、小径和螺距。矩形螺纹矩形螺纹螺 纹16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151530303 3303017联联接接螺螺纹纹传传动动螺螺纹纹MGTrB粗牙粗牙细牙细牙螺螺 纹纹管管 螺螺 纹纹梯形螺纹梯形螺纹锯锯 齿齿 形形 螺螺 纹纹普普 通通是最常用的联接螺纹是最常用的联接螺纹用于细小的精密或薄壁零件用于细小的精密或薄壁零件用于水管、油管、气管等用于水管、油管

9、、气管等薄壁管子上，用于管路的薄壁管子上，用于管路的联接。联接。用于各种机床的丝杠，做用于各种机床的丝杠，做传动用。传动用。只能传递单方向的动力。只能传递单方向的动力。螺螺 纹纹 种种 类类特征特征代号代号外外 形形 图图用用 途途常用的几种螺纹的特征代号及用途常用的几种螺纹的特征代号及用途18外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹19螺旋线螺旋线A A A A制在回转体外表面制在回转体外表面的螺纹为的螺纹为外螺纹外螺纹外螺纹外螺纹车刀车刀制在回转体内表面制在回转体内表面的螺纹为的螺纹为内螺纹内螺纹内螺纹内螺纹形成形成卡盘卡盘20车外螺纹车外螺纹车内螺纹车内螺纹工件工件卡盘卡盘螺尾和退刀槽螺尾和退刀槽螺纹的

10、加工方法：螺纹的加工方法：车刀车刀21螺螺 尾尾开始退刀开始退刀退出车刀退出车刀退刀槽退刀槽车刀车刀车车刀刀内退刀槽内退刀槽外退刀槽外退刀槽退刀纹退刀纹螺纹收尾螺纹收尾22 外外螺纹制作：螺纹制作：把工件车到一把工件车到一定的尺寸，用板牙定的尺寸，用板牙绞出绞出外螺纹；外螺纹；工程上大量制工程上大量制造的尺寸较小的造的尺寸较小的外外螺纹螺纹件用搓丝机制件用搓丝机制作。作。搓搓搓搓丝丝丝丝机搓板机搓板机搓板机搓板板牙板牙板牙板牙工件工件工件工件23内内螺纹制作螺纹制作 首先用钻头在工件上钻孔，再用丝锥攻首先用钻头在工件上钻孔，再用丝锥攻丝得到丝得到内螺纹。内螺纹。246-1 螺纹 螺纹的牙型螺纹

11、的牙型三角形三角形 在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状。的轮廓形状。梯形梯形锯齿形锯齿形常用的有：常用的有：牙型牙型25 螺纹的大径、小径和中径螺纹的大径、小径和中径大径大径：与：与外螺纹牙顶外螺纹牙顶或或内螺纹牙底内螺纹牙底相切的相切的 假想圆柱面的直径。假想圆柱面的直径。D D、d d小径小径：与：与外螺纹牙底外螺纹牙底或或内螺纹牙顶内螺纹牙顶相切的相切的 假想圆柱面的直径。假想圆柱面的直径。D D1 1、d d1 1牙底牙底牙底牙底牙顶牙顶牙顶牙顶小径小径大径大径26 外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹牙顶牙顶牙底牙底牙底牙底牙顶牙顶大径大径 D、d小径小径D1、d

12、1中径中径D2、d2螺纹的中径：螺纹的中径：一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通一个假想圆柱的直径。该圆柱的母线通过牙型上过牙型上沟槽和凸起宽度相等沟槽和凸起宽度相等的地方。的地方。27 螺纹的线数螺纹的线数n n 沿沿一条螺旋线一条螺旋线形成的螺形成的螺纹叫做纹叫做单线螺纹单线螺纹；沿；沿两条或两条或两条以上两条以上在轴向等距分布的在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹叫做螺旋线所形成的螺纹叫做多多线螺纹线螺纹。单线螺纹单线螺纹双线螺纹双线螺纹28 螺距和导程螺距和导程 螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离之间的轴向距离P P称为螺距。称为螺距。同一条螺纹

13、上同一条螺纹上相邻两牙在中径线上对应相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离两点之间的轴向距离P Ph h称为导程。称为导程。单线螺纹：单线螺纹：P=PP=Ph h多线螺纹：多线螺纹：P=PP=Ph h/n/n=导程导程螺距螺距螺距螺距导程导程29单线螺纹单线螺纹多线螺纹多线螺纹P=L/nP=L/n螺距螺距(P)(P)导程导程(L)(L)30 螺纹的旋向螺纹的旋向右旋右旋(常用常用)左旋左旋注意注意：只有上述各：只有上述各要素完全相同要素完全相同的内、外的内、外 螺纹才能旋合在一起。螺纹才能旋合在一起。31螺螺旋旋在在上上方方用用右右旋旋，则则顺顺时时针针方方向向是是搬搬紧紧，合合乎乎用用力力

14、习习惯惯。反反之之，在在下下方方用用左左旋旋则则顺顺时时针针方方向向是是搬搬紧紧，合合乎乎用用力力习习惯惯。325-1 螺纹大径大径d d 是螺纹的公称直径。是螺纹的公称直径。小径小径d d1 1常用于强度计算。常用于强度计算。中径中径d d2 2常用于几何计算。常用于几何计算。螺距螺距P P 相邻两螺纹牙上对应点相邻两螺纹牙上对应点间的轴向距离。间的轴向距离。导程导程 S 沿螺纹上同一条螺旋线沿螺纹上同一条螺旋线 转一转一周所移动的轴向距离，周所移动的轴向距离，S=nP。线数线数 n 螺纹的螺旋线数目。螺纹的螺旋线数目。牙型角牙型角a a在轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。在轴向截面内，螺纹

15、牙型两侧边的夹角。牙型斜角牙型斜角在轴向截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂在轴向截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂 线之间的夹角。线之间的夹角。（6）螺纹的角度）螺纹的角度3334螺纹升角螺纹升角y y螺螺旋线的切线与垂直旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面于螺纹轴线的平面间的夹角。间的夹角。3536A AA A （7 7）螺纹连接的画法）螺纹连接的画法A AA A旋入深度旋入深度画图要点：画图要点：大径线和大径线对齐；小径线和小径线大径线和大径线对齐；小径线和小径线 对齐。对齐。旋合部分按外螺纹画；其余部分按各自旋合部分按外螺纹画；其余部分按各自 的规定画。的规定画。按不剖画按不剖画内、外螺

16、纹剖面线方向相反内、外螺纹剖面线方向相反为什么？为什么？37画图步骤：画图步骤：画外螺纹画外螺纹 确定内螺纹的端面位置确定内螺纹的端面位置 画内螺纹及其余部分投影画内螺纹及其余部分投影38 大径线画粗实线大径线画粗实线 倒角圆不画倒角圆不画小径圆约画小径圆约画3/4圈圈外螺纹剖视画法：外螺纹剖视画法：小径小径大径大径AA螺纹终止线画一小段螺纹终止线画一小段剖面线画到大径线剖面线画到大径线AA小径线画细实线小径线画细实线且画到倒角内且画到倒角内小径小径0.85d螺纹终止线螺纹终止线画粗实线画粗实线39螺纹终止线螺纹终止线 大径线画细实线大径线画细实线 小径线画粗实线小径线画粗实线 倒角圆不画倒角

17、圆不画大径圆约画大径圆约画3/4圈圈剖面线画到小径线剖面线画到小径线即粗实线位置即粗实线位置AAAA40（8 8）螺纹的标注螺纹的标注 标注的基本格式标注的基本格式特征代号特征代号 公称直径公称直径 导程导程(P螺距螺距)旋向旋向公差带代号公差带代号 旋合长度代号旋合长度代号粗牙螺纹不标注螺距。粗牙螺纹不标注螺距。旋合长度为中等时，旋合长度为中等时，“N N”可省略。可省略。右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注LHLH。右旋右旋左旋左旋长：长：L L 中等：中等：N N短：短：S S中径和顶径中径和顶径公差带代号公差带代号单线螺纹单线螺纹 改为改为 。导程导程(

18、P螺距螺距)螺距螺距公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代号。公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代号。41注意事项 粗牙螺纹不标注螺距。粗牙螺纹不标注螺距。粗牙螺纹不标注螺距。粗牙螺纹不标注螺距。管螺纹公称直径为英寸，近似等于管子的通径管螺纹公称直径为英寸，近似等于管子的通径管螺纹公称直径为英寸，近似等于管子的通径管螺纹公称直径为英寸，近似等于管子的通径。其公差等级代号外螺纹为其公差等级代号外螺纹为其公差等级代号外螺纹为其公差等级代号外螺纹为A A A A、B B B B两级，内螺纹仅一两级，内螺纹仅一两级，内螺纹仅一两级，内螺纹仅一 种公差等级种公差等级种公差等级种公差等级 ，故不标注

19、。，故不标注。，故不标注。，故不标注。右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注右旋螺纹不用标注旋向，左旋时则标注LH LH LH LH。公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代公差带代号应按顺序标注中径、顶径公差带代 号。内螺纹号。内螺纹号。内螺纹号。内螺纹G G G G、H H H H两种；外螺纹两种；外螺纹两种；外螺纹两种；外螺纹e e e e、f f f f、g g g g、h h h h四种。四种。四种。四种。若中径和顶径的公差带相同时，只注一个

20、。若中径和顶径的公差带相同时，只注一个。若中径和顶径的公差带相同时，只注一个。若中径和顶径的公差带相同时，只注一个。单线螺纹单线螺纹单线螺纹单线螺纹导程导程(P(P螺距螺距)螺距螺距改为改为。42螺纹各种数据的螺纹各种数据的查表查表G1G1M30M30M30M30M20M20M20M201.5-6g-LH1.5-6g-LH1.5-6g-LH1.5-6g-LHTr24Tr24Tr24Tr2410(p5)10(p5)10(p5)10(p5)B40B40B40B4032(P8)32(P8)32(P8)32(P8)大径大径大径大径小径小径小径小径导程导程导程导程旋向旋向旋向旋向线数线数线数线数标记标记

21、标记标记螺纹螺纹螺纹螺纹名称名称名称名称螺距螺距螺距螺距公称公称公称公称尺寸尺寸尺寸尺寸牙型牙型牙型牙型303026.21126.2113.53.5右右右右1 1普通粗牙普通粗牙普通粗牙普通粗牙螺纹螺纹螺纹螺纹3.53.53030三角形三角形三角形三角形60606060度度度度202018.37618.3761.51.5左左左左1 1普通细牙普通细牙普通细牙普通细牙螺纹螺纹螺纹螺纹1.51.52020三角形三角形三角形三角形60606060度度度度24241010右右右右2 2梯形螺纹梯形螺纹梯形螺纹梯形螺纹5 52424梯形梯形梯形梯形30303030度度度度40403232右右右右4 4锯

22、齿形螺锯齿形螺锯齿形螺锯齿形螺纹纹纹纹8 84040锯齿形锯齿形锯齿形锯齿形30303030度度度度33.24933.24930.29130.2912.3092.309右右右右1 1普通粗牙普通粗牙普通粗牙普通粗牙螺纹螺纹螺纹螺纹2.3092.3091 1英寸英寸英寸英寸三角形三角形三角形三角形55555555度度度度18.5018.5043标注示例M2025g6gS LH普通螺纹普通螺纹普通螺纹普通螺纹 大径大径大径大径d d2020 螺距螺距螺距螺距P P=2(=2(细牙细牙细牙细牙)短旋合长度短旋合长度短旋合长度短旋合长度 顶径公差带代号顶径公差带代号顶径公差带代号顶径公差带代号中径公差

23、带代号中径公差带代号中径公差带代号中径公差带代号 例例1 1：例例2 2：Tr4014(P7)7HL梯形螺纹梯形螺纹 大径大径D40 导程导程14螺距螺距7线数线数2中径、顶径中径、顶径公差带代号公差带代号长旋合长度长旋合长度 右旋右旋螺纹的标记左旋左旋 44M202LH5g6gS普通螺纹普通螺纹大径大径d20螺距螺距P2(细牙细牙)短旋合长度短旋合长度顶径公差带代号顶径公差带代号左旋左旋中径公差带代号中径公差带代号例例3：例例4：Tr4014(P7)7HL梯形螺纹梯形螺纹大径大径D40导程导程14螺距螺距P7线数线数2中径、顶径中径、顶径公差带代号公差带代号长旋合长度长旋合长度右旋右旋452

24、 2）螺母）螺母3 3）垫圈）垫圈六角螺母六角螺母六角螺母六角螺母六角开槽螺母六角开槽螺母六角开槽螺母六角开槽螺母圆螺母圆螺母圆螺母圆螺母平垫圈平垫圈平垫圈平垫圈弹簧垫圈弹簧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圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈螺纹紧固件连接螺纹紧固件连接46 4 4）螺纹紧固件的标记方法）螺纹紧固件的标记方法名称名称标准编号标准编号形式与尺寸形式与尺寸材料材料热处理热处理表面处理表面处理螺纹紧固件连接螺纹紧固件连接47例例:螺纹规格螺纹规格d=M12d=M12，公称长度，公称长度L=80L=80，性能等级，性能等级为为4.84.8级，不进行表面处理，全螺纹，级，

25、不进行表面处理，全螺纹，C C级的级的六角头螺栓：六角头螺栓：螺栓螺栓 GB/T GB/T 5780-2000 M12805780-2000 M1280a a）螺栓）螺栓标记标记:螺栓螺栓螺栓螺栓 标准号标准号标准号标准号 螺纹规格螺纹规格螺纹规格螺纹规格 有效长度有效长度有效长度有效长度螺纹紧固件连接螺纹紧固件连接48例例:螺纹规格螺纹规格D=M12D=M12，性能等级为，性能等级为1010级，级，不经表面处理，不经表面处理，A A级的六角螺母。级的六角螺母。螺母螺母 GB/T GB/T 6170-2000 M126170-2000 M12b b）螺母螺母标记标记:螺母螺母 标准号标准号 螺

26、纹规格螺纹规格螺纹紧固件连接螺纹紧固件连接49例例:标准系列，公称尺寸标准系列，公称尺寸d=8d=8，性能等级为，性能等级为140HV140HV，不经表面处理的平垫圈，不经表面处理的平垫圈垫圈垫圈 GB/T GB/T 97.1-2000 897.1-2000 8c c）垫圈）垫圈标记标记:垫圈垫圈 标准号标准号 公称直径公称直径螺纹紧固件连接螺纹紧固件连接50螺纹的类型螺纹的类型螺纹分为螺纹分为外螺纹外螺纹内螺纹内螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹圆锥螺纹圆锥螺纹左旋左旋右旋右旋常用右旋常用右旋效率较高，主要用于螺旋传动效率较高，主要用于螺旋传动此外，还有此外，还有 管螺纹：管螺纹：主要用于管路的联接。主要

27、用于管路的联接。按牙型的不同分为按牙型的不同分为普通螺纹：普通螺纹：矩形螺纹矩形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹效率低，易自锁，多用于联接。效率低，易自锁，多用于联接。？5152?53F Fa ad2dd1y y5455过大的螺旋升角制造困难过大的螺旋升角制造困难,而且而且当角度大于当角度大于25度后效率相差不度后效率相差不大了大了.一般取不大于一般取不大于20-25度度.5657585960传动应效率高传动应效率高,希望螺旋升角大希望螺旋升角大紧固要求自锁紧固要求自锁,希望螺旋升角小希望螺旋升角小牙型角小摩擦就小，易于传牙型角小摩擦就小，易于传动，但太小则牙根强度不够。、动，但太小则

28、牙根强度不够。、牙型角大摩擦就大，易于紧固牙型角大摩擦就大，易于紧固连接，但太大拧紧费力连接，但太大拧紧费力61 V62636-2 螺纹联接的类型和标准联接件一基本类型一基本类型（请掌握各联接的请掌握各联接的特点特点及及适用场合适用场合）1螺栓联接螺栓联接 普通螺栓联接（受拉螺栓联接普通螺栓联接（受拉螺栓联接）铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接(受剪螺栓联接受剪螺栓联接)2双头螺柱联接（常拆场合）双头螺柱联接（常拆场合）3螺钉联接（不常拆场合）螺钉联接（不常拆场合）4紧定螺钉联接紧定螺钉联接普通螺栓既可用来承担轴向载荷也可用来承担普通螺栓既可用来承担轴向载荷也可用来承担普通螺栓既可用来承担轴向载

29、荷也可用来承担普通螺栓既可用来承担轴向载荷也可用来承担横向载荷，但铰制孔用螺栓一般用来承担横向载荷。横向载荷，但铰制孔用螺栓一般用来承担横向载荷。横向载荷，但铰制孔用螺栓一般用来承担横向载荷。横向载荷，但铰制孔用螺栓一般用来承担横向载荷。64螺纹紧固件连接的基本形式有：螺纹紧固件连接的基本形式有：螺栓连接螺栓连接双头螺柱连接双头螺柱连接螺钉连接螺钉连接6566普通螺栓连接67ll计计=t=t1 1+t+t2 2+0.15d(+0.15d(垫圈厚垫圈厚)+0.8d(+0.8d(螺母厚螺母厚)+0.3d)+0.3d 螺栓、垫圈、螺母按不剖画螺栓、垫圈、螺母按不剖画 螺栓的有效长度按下式计算螺栓的有

30、效长度按下式计算计算后查表取标准值计算后查表取标准值 两块板的剖面线方向相反两块板的剖面线方向相反t t1 1ll0.3d0.3d t t2 2 被连接件的孔径被连接件的孔径=1.1d=1.1d68普通螺栓联接69普通螺栓联接70普通螺栓联接71普通螺栓联接72普通螺栓联接73铰制孔用螺栓联接74铰制孔用螺栓联接75铰制孔用螺栓联接76铰制孔用螺栓联接77 普通螺栓联接普通螺栓联接（受拉螺栓联接）（受拉螺栓联接）铰制孔用螺栓联接铰制孔用螺栓联接(受剪螺栓联接受剪螺栓联接)78螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型螺栓联接螺栓联接基基本本类类型型螺纹余留长度螺纹余留长度l1 静载荷静载荷l1=(0

31、.30.5)d;变载荷变载荷l1=0.75d;冲击载荷或弯曲载荷冲击载荷或弯曲载荷l1 d;铰制孔用螺栓铰制孔用螺栓l1 0;螺纹伸出长度螺纹伸出长度a=(0.20.3)d;螺栓轴线到边缘的距离螺栓轴线到边缘的距离e=d+(36)mmL1铰制孔螺栓铰制孔螺栓dL179铰制孔螺栓铰制孔螺栓80 双头螺柱联接双头螺柱联接不能采用螺栓的场合,例如:连接件之一太厚不宜采用通孔,材料又比较软.81t tb bm mllll计计=t+0.15d+0.8d+0.3d bm同螺钉同螺钉,由被联接件的材由被联接件的材料决定。料决定。螺柱长度螺柱长度:82设计：潘存云螺栓联接螺栓联接基基本本类类型型座端拧入深度座

32、端拧入深度H，当螺孔材料为：，当螺孔材料为：ae ee e双头螺柱联接双头螺柱联接钢或青铜钢或青铜 H=d;铸铁铸铁 H=(1.251.5)d铝合金铝合金 H=(1.52.5)d螺纹孔深度螺纹孔深度 H1=H+(22.5)P;钻孔深度钻孔深度 H2=H1+(0.51)d;参数参数l1、e、a与螺栓相同与螺栓相同 l1 1l1 1H HH HH H1 1H H1 1H H2 2H H2 2d螺钉联接螺钉联接83 螺钉联接螺钉联接多用于受力不大且不需要经常拆卸的场合84t tbmbmll0.5d0.5d bm:钢钢：bm=d铸铁铸铁:bm=1.25d或或1.5d铝铝:bm=2d螺钉长度：螺钉长度：

33、ll计计=bm+t850.2d0.2d2.5:12.5:1d d0.4d0.4d0.25d0.25d 2.5:12.5:1 柱端紧定螺钉柱端紧定螺钉利利用端部小圆柱插入机用端部小圆柱插入机件上的小孔或环槽起件上的小孔或环槽起定位、固定作用。定位、固定作用。紧定螺钉分紧定螺钉分锥端锥端、柱端柱端、平端平端三种。三种。锥端紧定螺钉锥端紧定螺钉靠靠端部锥面顶入机件上端部锥面顶入机件上的小锥坑起定位、固的小锥坑起定位、固定作用。定作用。平端紧定螺钉平端紧定螺钉靠靠其端平面与击机件的其端平面与击机件的摩擦力起定位作用。摩擦力起定位作用。86螺钉联接87螺钉联接88螺钉联接89螺钉联接90螺钉联接91螺钉

34、连接92螺钉连接螺钉拧入深度H:钢或青铜 Hd 铸铁 H=(1.251.5)d 铝合金 H=(1.52.5)d93双头螺柱连接94其他螺纹连接类型紧定螺钉连接地脚螺栓连接吊环螺栓连接T型槽螺栓连接95紧定螺钉连接96紧定螺钉连接97地脚螺栓连接98吊环螺栓连接99吊环螺栓连接100T型槽螺栓连接101例：已知被连接件例：已知被连接件例：已知被连接件例：已知被连接件:板厚板厚板厚板厚1 1 1 12 2 2 230303030板宽板宽板宽板宽60606060螺栓螺栓螺栓螺栓 GB/T 5782-2000 GB/T 5782-2000 GB/T 5782-2000 GB/T 5782-2000 2

35、4L24L24L24L（螺栓长度）（螺栓长度）（螺栓长度）（螺栓长度）垫圈垫圈垫圈垫圈 GB/T 93-1987 24 GB/T 93-1987 24 GB/T 93-1987 24 GB/T 93-1987 24螺母螺母螺母螺母 GB/T 6170-2000 GB/T 6170-2000 GB/T 6170-2000 GB/T 6170-2000 24242424 为了提高画图速度，螺纹连接件各部分的为了提高画图速度，螺纹连接件各部分的尺寸（除公称长度外）都可用尺寸（除公称长度外）都可用d d（或（或）的的一一定比值定比值画出，称为画出，称为比例画法比例画法。螺栓连接螺栓连接螺纹紧固件连接螺

36、纹紧固件连接102螺栓连接件的简化画法螺栓连接件的简化画法d1.1d0.9d0.7d120.8dL(1.5-2)d2d2.2d1.5d(0.20.3)d0.15d0.2d75103螺栓长度的选取被连接件被连接件1 1的厚度的厚度 1 1=30=30被连接件被连接件2 2的厚度的厚度 2 2=30=30螺栓长度螺栓长度L L =1 1 2 20.2d0.2d0.8d0.8d0.3d0.3d=30+30+(0.15=30+30+(0.150.80.80.2)240.2)24=91.2=91.2 将将L L圆整圆整为标准螺栓系列长为标准螺栓系列长度度100 100 螺纹部分长度螺纹部分长度 =2d=

37、224=48 =2d=224=48d1.1d0.85d0.7d120.8dL(1.5-2)d2d2.2d(0.20.3)d0.15d104105106螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓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107螺母螺母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螺钉、紧定螺钉螺钉、紧定螺钉双头螺柱双头螺柱螺栓螺栓螺螺纹纹紧紧固固件件1081.扩大接触面、降低紧固力对扩大接触面、降低紧固力对被紧固件的应力集中，防止损被紧固件的应力集中，防止损坏被紧固件。坏被紧固件。2.拧紧螺母时不会划伤被紧固拧紧螺母时不会划伤被紧固件。件

38、。3.花垫和弹簧垫还有防止螺母花垫和弹簧垫还有防止螺母松脱的作用。松脱的作用。109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纹紧固件螺纹紧固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，避免拧紧螺母擦小压强，避免拧紧螺母擦伤表面、防松。伤表面、防松。1101精度等级：精度等级：A、B、C（精度由高（精度由高低）低）A类用于要求配合精确、防止振动的重要场合类用于要求配合精确、防止振动的重要场合B类用于受载大且常拆、调整或变载荷的场合类用于受载大且常拆、调整或变载荷的场合C类用于一般的螺纹联接的场

39、合类用于一般的螺纹联接的场合111一预紧目的一预紧目的1增加联接可靠性增加联接可靠性2增加联接紧密性增加联接紧密性6 6 6 6-3-3-3-3螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧螺纹联接的预紧二拧紧力矩二拧紧力矩Tdo预紧力预紧力F0112三控制方法（控制三控制方法（控制预紧力预紧力QP的大小）的大小）113测力矩扳手测力矩扳手定力矩扳手定力矩扳手114测力矩扳手测力矩扳手115定力矩扳手定力矩扳手116dF2.0dDdDFf31)(tg2dFTTT0202030300cv2021-+=+=y117复习:FF0FRF0FLT1181192r12r2rdrF0120dF2.0dDdDFf

40、31)(tg2dFTTT0202030300cv2021-+=+=yT1为螺旋副间的摩擦力矩为螺旋副间的摩擦力矩T2为螺母与支承面间的摩擦力矩为螺母与支承面间的摩擦力矩当当F=200N,则则F0=1500N,很大的力和力矩很大的力和力矩.所以对于重所以对于重要螺栓不用过小的直径要螺栓不用过小的直径.121当当F=200N,则则F0=1500N,很大的力和力矩很大的力和力矩.所以对于重所以对于重要螺栓不用过小的直径要螺栓不用过小的直径.122测量伸长量（测量伸长量（QP=l*Cb）123一防松目的一防松目的防松根本问题防松根本问题：防止螺旋副的相对转动：防止螺旋副的相对转动二防松方法：有三种（图

41、例见下页）二防松方法：有三种（图例见下页）1摩擦防松摩擦防松2机械防松机械防松3铆冲防松（破坏螺纹副）铆冲防松（破坏螺纹副）5-45-45-45-4螺纹联接的防松螺纹联接的防松螺纹联接的防松螺纹联接的防松124摩擦防松摩擦防松1251.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126127机械防松机械防松128开口销与六开口销与六角开槽螺母角开槽螺母129圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈止动垫圈止动垫圈130串联钢丝串联钢丝131止动垫圈止动垫圈串联钢丝串联钢丝11.5P用冲头冲用冲头冲23点点冲点防松法冲点防松法132133134一一普通

42、螺栓普通螺栓联接的强度计算联接的强度计算5-55-55-55-5单个螺栓联接的强度计算单个螺栓联接的强度计算单个螺栓联接的强度计算单个螺栓联接的强度计算失效形式：失效形式：螺纹部分的塑变或螺纹部分的塑变或断裂，断裂，危险截面为螺纹小危险截面为螺纹小径径d1所对应的面积所对应的面积A=d21/4设计准则：设计准则：保证静强度或疲保证静强度或疲劳强度劳强度135d1136137(一一)松螺栓联接的强度计算松螺栓联接的强度计算（螺母不需要拧紧、在承受工作载荷前，螺栓不受力）螺母不需要拧紧、在承受工作载荷前，螺栓不受力）138139(二二)紧螺纹联接的强度计算紧螺纹联接的强度计算（螺母需要拧紧、承受工

43、作载荷前，螺栓受预紧力）（螺母需要拧紧、承受工作载荷前，螺栓受预紧力）1仅受预紧力时紧螺栓联接仅受预紧力时紧螺栓联接只有横向载荷只有横向载荷,没有轴向拉力没有轴向拉力140FFFF/2F/2141142stss3.1322ca+=由第四强度理论得到由第四强度理论得到64M10M普通螺纹的钢制螺栓对虽然同时承受拉应力和剪切应力，但只按拉应力计算，虽然同时承受拉应力和剪切应力，但只按拉应力计算，增加百分之三十拉应力做为对剪切应力的影响的考虑。增加百分之三十拉应力做为对剪切应力的影响的考虑。143FFF0144145 1.3的含义的含义危险截面在小径危险截面在小径d1处处计算求得计算求得d1后应查后

44、应查标准标准d1,然后确定然后确定大径大径d如何求出预紧力如何求出预紧力F0？实际中何种情况使用上述公式？实际中何种情况使用上述公式？问问注意注意146pFFD2受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接1471482受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接A单个螺栓受力变形图单个螺栓受力变形图F149松弛松弛状态状态受载受载变形变形预紧预紧状态状态150松弛松弛状态状态受载受载变形变形预紧预紧状态状态F0151152153F1FF2FF0力变形154螺栓螺栓 F0 F1+F螺栓预紧力螺栓预紧力 F0 F1被连接件被连接件 F0 F1螺栓和被连接螺栓和被连

45、接件受力与变形件受力与变形的关系即刚度的关系即刚度155156式中FFF2cccccFF2ccccccccccFFF20mbbmb0mbbmbmbbmb10+0推荐：推荐：160受轴向变载荷（受轴向变载荷（工作拉力）工作拉力）作用的紧螺栓作用的紧螺栓联接的计算联接的计算161162163 为什么上述螺栓联接的强度计算仅对螺栓杆进行？为什么上述螺栓联接的强度计算仅对螺栓杆进行？当工作载荷为变载荷时，强度计算如何进行？当工作载荷为变载荷时，强度计算如何进行？受轴向变载荷（受轴向变载荷（工作拉力）工作拉力）作用的紧螺栓联接的作用的紧螺栓联接的强度计算：不仅要进行静强度计算，还要进行疲劳强强度计算：不

46、仅要进行静强度计算，还要进行疲劳强度计算。度计算。问题问题螺母和螺栓是等强度的螺母和螺栓是等强度的,而螺栓的小径更小而螺栓的小径更小.所以主要讨论螺栓的连接强度所以主要讨论螺栓的连接强度.164如图为一受轴向工作载荷的紧螺栓连接工作时力和变形的如图为一受轴向工作载荷的紧螺栓连接工作时力和变形的关系关系,问问:(1)螺栓刚度和被连接件的刚度大小对螺栓受力螺栓刚度和被连接件的刚度大小对螺栓受力F2有何影响有何影响?(2)若预紧力若预紧力F0=800N,工作载荷工作载荷F=1000N,Cm=4Cb求求:螺栓上螺栓上的总载荷的总载荷F2以及残余预紧力以及残余预紧力F1F2FF1F0165解:(1)减小

47、减小Cb增大增大Cm可以使总载荷可以使总载荷F2下降下降(2)F2FF1F0想一想会出现想一想会出现什么情况什么情况?间隙间隙166 某某气气缸缸缸缸体体与与缸缸盖盖间间用用10个个M20（d1=17.294mm）的的普普通通螺螺栓栓联联接接。缸缸体体内内径径D250mm，缸缸内内工工作作压压力力p为为01MPa之之间间变变化化，螺螺栓栓的的屈屈服服极极限限S S=340=340 MPa,MPa,安安全全系系数数取取S=2S=2。1）若若结结合合面面上上的的残残余余预预紧紧力力F1为为工工作作载载荷荷的的1.5倍倍，试试校校核该螺栓的静强度。核该螺栓的静强度。2）仍按上述条件，计算汽缸工作时螺

48、栓危险剖面上的最）仍按上述条件，计算汽缸工作时螺栓危险剖面上的最大拉应力，最小拉应力，平均应力和应力幅大拉应力，最小拉应力，平均应力和应力幅.（已知螺栓的（已知螺栓的相对刚度相对刚度0.5）167校核该螺栓的静强度校核该螺栓的静强度螺栓总拉力螺栓总拉力:应力应力(计入切应力计入切应力):安全安全168螺栓应力在螺栓应力在F2与与F0之之间波动间波动169170一降低应力幅一降低应力幅1降低降低cb2增大增大cm方法方法：增加螺栓长度增加螺栓长度 腰状杆螺栓或空心螺栓腰状杆螺栓或空心螺栓 螺母下装弹性元件螺母下装弹性元件方法方法：采用刚度较大的金属垫片或密封环：采用刚度较大的金属垫片或密封环3同

49、时降低同时降低cb，增大，增大cm和和Qp5-65-65-65-6提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施提高螺纹联接强度的措施1711降低降低cb(减小减小 )F0F1FF2F2螺栓总拉力的变动范围螺栓总拉力的变动范围(应力幅应力幅)下降下降172F0FF2F0FF22增大增大cm()也也可可使使应应力力幅幅下下降降1733同时降低同时降低cb，增大，增大cm和和F0F0174175二改善螺纹牙上载荷分布不均现象二改善螺纹牙上载荷分布不均现象1改善螺母结构：改善螺母结构：悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母2采用钢丝螺套采用钢丝螺套3合理选配材料

50、合理选配材料176二改善螺纹牙上二改善螺纹牙上载荷分布不均现象载荷分布不均现象177178179180181三减小应力集中的影响三减小应力集中的影响四采用合理的制造工艺方法四采用合理的制造工艺方法1采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的方法。采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的方法。2采用强化处理的方法（氮化、氰化、喷丸）采用强化处理的方法（氮化、氰化、喷丸）1采用大圆角和卸载结构。采用大圆角和卸载结构。2在设计、制造及装配上避免产生附加在设计、制造及装配上避免产生附加弯曲应力弯曲应力182圆角和卸栽结构圆角和卸栽结构1831841851865-7 铰制孔用螺栓铰制孔用螺栓联接的强度计算联接的强度计算A失效形式