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第第1010章章 连连 接接 §§1010——1 1 螺纹参数螺纹参数 §§1010——2 2 螺旋副的受力分析、效率和自锁螺旋副的受力分析、效率和自锁 §§1010——3 3 机械制造常用螺纹机械制造常用螺纹 §§1010——4 4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件§§1010——5 5 螺纹连接的预紧和防松螺纹连接的预紧和防松§§1010——6 6 螺纹连接的强度计算螺纹连接的强度计算一、一、螺纹螺纹线、螺纹、螺纹副线、螺纹、螺纹副二、螺纹二、螺纹分类分类三、螺纹的主要三、螺纹的主要几何参数几何参数§10—1 螺纹参数螺纹参数一、螺纹线、螺纹、螺纹副一、螺纹线、螺纹、螺纹副1、螺纹线：、螺纹线：一一直线沿直线沿倾斜角倾斜角ΨΨ缠绕圆柱体上所形成一条线（螺旋线）缠绕圆柱体上所形成一条线（螺旋线）2、螺纹：、螺纹：沿沿圆圆柱柱体体轴轴线线剖剖开开，，可可以以看看到到直直线线的的剖剖面面形形状状：：螺纹螺纹3、螺纹副：、螺纹副： 内外螺纹的相互旋合。

内外螺纹的相互旋合二、螺纹分类二、螺纹分类1、按螺纹的牙型、按螺纹的牙型（螺纹的剖面形状）（螺纹的剖面形状）分分2、螺纹的、螺纹的旋向旋向分：分：3、螺纹的、螺纹的线数线数（头数）分：（头数）分：三角形、三角形、 矩形、矩形、 梯形、梯形、 锯齿形；锯齿形；左旋、右旋；左旋、右旋；单线、多线；单线、多线；三、螺纹的主要几何参数三、螺纹的主要几何参数1.1.大径大径（外径）（外径）d d（（D D）：外（内）螺纹牙顶（底）相重合的圆柱）：外（内）螺纹牙顶（底）相重合的圆柱体直径体直径( (公称直径公称直径) )2.2.小径小径（内径）（内径）d d1 1 (D (D1 1) )：外螺纹牙底相重合的圆柱体直径外螺纹牙底相重合的圆柱体直径3.3.中径中径d d2 2 ：牙槽与牙厚相等处的圆柱表面直径牙槽与牙厚相等处的圆柱表面直径4.螺距螺距 P：中圆柱面上相邻两牙对应两点的轴向距离中圆柱面上相邻两牙对应两点的轴向距离5.导程导程S：中圆柱面上同一螺旋线相邻两牙的轴向距离中圆柱面上同一螺旋线相邻两牙的轴向距离6））线数线数n ：螺旋线数目（一般：螺旋线数目（一般n≤4n≤4）。

螺距、导程、线数之间关系：螺距、导程、线数之间关系：S=nS=n××P P 7））螺旋升角螺旋升角ψ：中圆柱面上螺旋线的切线与端平面的夹角中圆柱面上螺旋线的切线与端平面的夹角 tgψ =nP /πd28））牙型角牙型角α：轴向截平面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角轴向截平面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角9））牙侧角牙侧角β：牙型侧边与端面的夹角牙型侧边与端面的夹角 对称牙侧角对称牙侧角β＝＝ α/ 2一、一、矩形矩形螺纹螺纹二、二、非矩形非矩形螺纹螺纹§10—2 螺旋副的受力分析、螺旋副的受力分析、 效率和自锁效率和自锁三、三、螺旋副螺旋副效率与自锁效率与自锁螺纹受力模型与斜面上的滑块受力极为相似螺纹受力模型与斜面上的滑块受力极为相似轴向载荷轴向载荷 Fa、、法向支反力法向支反力Fn（（Fa×cosφ）、）、切向摩擦阻力切向摩擦阻力Ff（（= =F Fn nf f）当坡角当坡角φ不大、系统处于不大、系统处于三力平衡三力平衡：FR=Fn+Ff此时的坡角此时的坡角φ可以由可以由摩擦系数摩擦系数f f 确定确定，，称称摩擦角摩擦角ρ ∵tanρ =tanFf/Fn=f此时系统处于平衡状态：滑块不动此时系统处于平衡状态：滑块不动 （（螺纹不松脱：螺纹不松脱：自锁自锁））ρFfFnFR一、矩形螺纹一、矩形螺纹（（ =0=0) )FaFn  ψ vFfFt Fn’即：即： sinψ Fa ≤ f cosψFa tanψ ≤ f = tan 自锁条件自锁条件Ψ≤ Ψ≤  Ft ＞＞ Ff滑块移动：滑块移动：螺纹松脱螺纹松脱 一定要避免！一定要避免！FaFnvf FnFaFn  ψ vFfFt Fn’当坡角当坡角φ较大时（较大时（φ＞＞ ））有下滑力有下滑力Ft大于摩擦力大于摩擦力Ff f ‘为当量摩擦系数ρ‘为当量摩擦角 为牙型斜角把法向力的增加看成把法向力的增加看成摩擦系数的增加：摩擦系数的增加：二、非矩形螺纹二、非矩形螺纹（（ ≠≠0 0，，三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹) )螺纹的螺纹的摩擦阻力：摩擦阻力：用用f ’取代取代f，用，用ρ’取代取代ρ，非，非矩形矩形螺纹螺纹不下滑不下滑：：tanψψ＜＜ f’ = tan ’非矩形螺纹非矩形螺纹自锁自锁条件：条件： ψ＜＜  '请问：请问：非矩形螺纹与矩非矩形螺纹与矩形螺纹的自锁性形螺纹的自锁性能那个大？能那个大？一、一、三角三角形螺纹形螺纹二、二、梯形和锯齿形梯形和锯齿形螺纹螺纹§10—3 机械制造常用螺纹机械制造常用螺纹三、三、螺纹螺纹标注标注四、四、例题例题1 常用螺纹的特点及应用常用螺纹的特点及应用三角螺纹三角螺纹（（普通螺纹、管螺纹））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 有有粗牙粗牙普通螺纹普通螺纹M10和和M68，请说明在静载荷下这，请说明在静载荷下这两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数两种螺纹能否自锁（已知摩擦系数f = 0.1~0.15））例题例题11、首先求螺纹升角、首先求螺纹升角ψ 。

解：解：M10螺纹：螺纹：M68螺纹：螺纹：由由P136表表10-1查得：查得：螺距螺距P=1.5mm，中径，中径d2=9.026mm；；螺距螺距P=6mm，， 中径中径d2=64.103mmM10螺纹升角：螺纹升角：M68螺纹升角：螺纹升角：2、求当量摩擦角、求当量摩擦角 '则当量摩擦角则当量摩擦角 '为：为：普通螺纹牙型角普通螺纹牙型角αα= = 6060o o牙侧角牙侧角   = =3030o o摩擦系数摩擦系数 f f = = 0.10.1因为因为:同理同理:ψ10=3.03o<ρ' ，，能能自锁自锁ψ68=1.707o<ρ' ，，能能自锁自锁请问：请问：1.M10、、M68那个自锁性那个自锁性能更好？能更好？2.粗牙和细牙的自锁性粗牙和细牙的自锁性能哪个更好？能哪个更好？一、一、螺纹联结基本螺纹联结基本类型类型二、二、螺纹螺纹紧固件紧固件 §10—4 螺纹连接的基本类螺纹连接的基本类 型及螺纹紧固件型及螺纹紧固件 受拉受拉 常用于被连接件不太厚常用于被连接件不太厚和便于加工通孔的场合和便于加工通孔的场合 受剪受剪 铰制孔铰制孔螺栓连接螺栓连接（无间隙）（无间隙） 1.1.螺栓连接螺栓连接（一种非常重要的螺栓） 普通普通螺栓连接螺栓连接（有间隙）（有间隙） 一、螺纹连接的一、螺纹连接的基本类型基本类型F← →FF← →F注意：注意：它们受力方式是完全不同的！ 不常拆装不常拆装 螺钉连接螺钉连接 双头螺栓连接双头螺栓连接2.螺钉连接螺钉连接直接旋入被连接的螺孔，直接旋入被连接的螺孔，结构简单，不宜经常装结构简单，不宜经常装拆。

拆3.双头螺柱连接双头螺柱连接用于较厚的被连接件或盲用于较厚的被连接件或盲孔，可多次装拆，拆装时孔，可多次装拆，拆装时只拆螺母，而另一端不从只拆螺母，而另一端不从被连接件中拧出被连接件中拧出紧定螺钉连接紧定螺钉连接 平垫圈平垫圈 弹簧垫圈弹簧垫圈 圆螺母用止动垫圈圆螺母用止动垫圈 圆螺母圆螺母六角头螺栓六角头螺栓双头螺柱双头螺柱六角螺母六角螺母六角开槽螺母六角开槽螺母内六角圆柱头螺钉内六角圆柱头螺钉开槽圆柱头螺钉开槽圆柱头螺钉开槽沉头螺钉开槽沉头螺钉紧定螺钉紧定螺钉二、螺纹紧固件二、螺纹紧固件螺纹连接件实物一、一、拧紧拧紧力矩力矩二、二、螺纹连接的螺纹连接的防松防松 §10-510-5 螺纹连接的预紧和防松螺纹连接的预紧和防松三、三、例题例题2二、二、 螺纹连接的防松螺纹连接的防松——一个非常实际的问题1.目的目的防止连接产生的松脱现象防止连接产生的松脱现象2.根本问题根本问题 防止螺旋副的防止螺旋副的相对相对转动转动 3.方法方法（见表见表）1)摩擦防松摩擦防松2)机械防松机械防松3)其它放松其它放松普通螺栓普通螺栓 一、一、松螺栓松螺栓连接连接√ 二、二、紧螺栓紧螺栓连接连接铰制孔螺栓铰制孔螺栓 §§10-6 10-6 螺栓连接的强度计算螺栓连接的强度计算螺栓的强度螺栓的强度计算就是确计算就是确定小径定小径d d1 1。

1.1.螺栓杆拉断；螺栓杆拉断；2.2.螺纹的压溃和剪断；螺纹的压溃和剪断；3.3.磨损后的滑扣磨损后的滑扣螺栓的主要螺栓的主要失效形式失效形式有：有：一、松螺栓连接一、松螺栓连接松螺栓松螺栓：工作时不需要将螺母拧紧工作时不需要将螺母拧紧如吊钩螺栓如吊钩螺栓螺栓所受的螺栓所受的工作载荷工作载荷——轴向载荷轴向载荷∴∴松螺栓连接松螺栓连接强度条件强度条件：：其中：其中： [ ]—许用拉应力许用拉应力,MPa d1 —螺纹小径螺纹小径例题例题3若受横向载若受横向载荷时怎么计荷时怎么计算呀？算呀？例题例题10-3 如图示，起重吊钩的起吊重量是如图示，起重吊钩的起吊重量是25kN25kN，吊钩材料为，吊钩材料为3535钢，钢，许用应力为许用应力为60MPa60MPa，求吊钩尾部螺纹直径求吊钩尾部螺纹直径根据：根据：有有解：解： 查出的查出的d d1 1比根据强度计算求得的比根据强度计算求得的d d1 1值略大，强度合适故值略大，强度合适故吊钩尾部螺纹可采用吊钩尾部螺纹可采用M27M27由由P136表表10-1查得：查得：d=27mm时，时，d1=23.752mm1）利用附加摩擦力防松 2 2）采用专门防松元件防松）采用专门防松元件防松槽形螺母与开口销槽形螺母与开口销 圆螺母用带翅垫片圆螺母用带翅垫片止动垫片止动垫片3 3）其他方法防松）其他方法防松结构结构：：螺纹竖直，看螺旋线的端头，螺纹竖直，看螺旋线的端头， 左高（左旋）、右高（右旋左高（左旋）、右高（右旋) )。

运动运动：：从端面看去，从端面看去， 逆时针旋进为左旋，顺时针旋进为右旋逆时针旋进为左旋，顺时针旋进为右旋左左旋旋右右旋旋旋向判断方法：旋向判断方法：判断方法：从端面数判断方法：从端面数n=1n=2n=3。