《机械设计》课程授课教案（讲稿）4.1、4.2螺纹、螺纹联接

课程名称：《机械设计》第5讲次第四章螺纹联接及螺旋传动授课题目4-1螺纹4-2螺纹联接【目的要求】1了解螺纹联接的类型、预紧以及防松等基本知识；[重点】螺纹联接的类型；【难点】螺纹联接的预紧以及防松；内容第四章螺纹联接及螺旋传动4-1螺纹螺纹的主要参数[外螺纹圆柱螺纹等螺纹分为内螺纹圆锥螺纹[1.大经D（或d）一一作为公称直径2.小经D（或d)一一作为危险截面的直径3.中经D2（或d2）一一其上牙厚=牙间宽度。是理想直径。4.牙型角α5.牙型斜角β主要参数有：6.工作高度h一一接触面的径向高度d7.螺距PTP8.导程SSS=nPA9.螺纹头数natg=npV10螺纹升角d2W

课程名称：《机械设计》 第 5 讲次 授课题目 第四章 螺纹联接及螺旋传动 4-1 螺纹 4-2 螺纹联接 【目的要求】 了解螺纹联接的类型、预紧以及防松等基本知识； 【重 点】 螺纹联接的类型； 【难 点】 螺纹联接的预紧以及防松； 内 容 第四章 螺纹联接及螺旋传动 4-1 螺纹 一、 螺纹的主要参数 螺纹分为    内螺纹 外螺纹    圆锥螺纹 圆柱螺纹 等 主要参数有：                   = = 2 2 2 1 1 10 tg 9. n 8. S S nP 7. P 6. h 5. 4. 3. D d 2. D d 1. D d d n P  螺纹升角ψ ψ 螺纹头数 导程 螺距 工作高度 — —接触面的径向高度 牙型斜角β 牙型角α 中经 （或 ）— —其上牙厚＝牙间宽度。是理想直径。 小经 （或 ）— —作为危险截面的直径 大经 （或 ）— —作为公称直径

二、常用的螺纹【联接螺纹；要求自锁性好按用途不同分为传动螺纹：要求效率n高按牙型不同分为：自锁性效率加工强度牙型斜角β易低易普通螺纹30°高0°不易高不易低矩形螺纹较易梯形螺纹15°较易较高较高3°不易较高较易较高矩齿形螺纹注：目前：除了矩形螺纹尚无标准以外，其它三种均已标准化。使用时，可查阅标准。4-2螺纹联接一、主要联接形式（对照教材上的表讲解）实现螺纹联接，通常有两种方式：1）在被联接件上直接做出，内、外螺纹，把两个被联接件直接拧在一起。2）是利用具有，内、外螺纹的辅助零件（螺纹紧固件）来实现。对于第二种方式，根据辅助零件的不同可以分为四种基本类型：【普通螺栓一一工作中只受拉（受拉螺栓）螺栓联接【铰制孔用螺栓（受剪螺栓）对照教材讲3双头螺柱：（它们的结构、特点、应用见教材）螺钉联接：紧固螺钉联接：1.掌握：结构、特点、要求会选用。（选的要合适）2.注意：两种“螺栓”的区别。（结构和受载）注意：3.各形式的应用场合。4.螺纹紧固件都是标准件，有专门的厂家按国家标准制造。对使用者，选好规格尺寸到商店买即可。二、螺纹联接的拧紧[1.防松，保证紧密性拧紧的目的：2.增强联接的刚性，还可提高螺栓的疲劳强度

二、 常用的螺纹 按用途不同分为    传动螺纹：要求效率 高 联接螺纹；要求自锁性好  按牙型不同分为： 注：目前：除了矩形螺纹尚无标准以外，其它三种均已标准化。使用时，可查阅标准。 4-2 螺纹联接 一、主要联接形式 （对照教材上的表讲解） 实现螺纹联接，通常有两种方式： 1）在被联接件上直接做出，内、外螺纹，把两个被联接件直接拧在一起。 2）是利用具有，内、外螺纹的辅助零件（螺纹紧固件）来实现。 对于第二种方式，根据辅助零件的不同可以分为四种基本类型： 对照教材讲 (             紧固螺钉联接： 螺钉联接： 双头螺柱： 它们的结构、特点、应用见教材） 铰制孔用螺栓（受剪螺栓） 普通螺栓— —工作中只受拉（受拉螺栓） 螺栓联接 注意：          对使用者，选好规格尺寸到商店买即可。 螺纹紧固件都是标准件，有专门的厂家按国家标准制造。 各形式的应用场合。 注意：两种“螺栓”的区别。（结构和受载） 掌握：结构、特点、要求会选用。（选的要合适） 4. 3. 2. 1. 二 、螺纹联接的拧紧 拧紧的目的：    增强联接的刚性，还可提高螺栓的疲劳强度。 防松，保证紧密性 2. 1. 牙型斜角 β 自锁性 效率 加工 强度 普通螺纹 30° 易 低 易 高 矩形螺纹 0° 不易 高 不易 低 梯形螺纹 15° 较易 较高 较易 较高 矩齿形螺纹 3° 不易 较高 较易 较高

根据装配时是否拧紧分为紧螺栓联接：一一工作之前安装时就打紧，各零件就已受力。松螺栓联接：一一工作之前安装时不打紧，不收力。多数情况下，螺纹联接在装配时需要拧紧，称为“预紧”。预紧使联接中的零件受到的力，称为“预紧力”。预紧力的大小会影响联接的可靠性，强度和密封性。所以对重要的联接应控制预紧力。预紧力的控制通常是通过控制拧紧时所施加的紧力矩来实现的拧紧螺母时，需要克服的摩擦阻力矩由两部分组成：螺纹副上的摩擦阻力矩T（见教材计算公式）支撑面的摩擦阻力矩T2经推导分析得拧紧力矩T=T, + T,即T=K,.F.d式中：F"——螺栓所受预紧力d——螺栓的直径K,一一紧力矩系数。K,~0.2控制拧紧力矩的常用方法是用测力矩扳手，定力矩扳手来实现。见教材上的图。例如：汽车的生产流水线，用风动的或电动的定力矩扳手拧紧螺栓。所施加的力矩是一个定值。控制预紧力的更精确的方法：通过测量拧紧时螺栓的伸长量来控制F"。由于摩擦系数不稳定，和加在扳手上的力难于准确控制。对于直径较小的螺栓，有时可能会被拧断。所以，对于重要的联接，不宜采用小于M12~M16的螺栓。三、螺纹联接的防松防松的本质是防止螺纹副的相对转动。螺纹联接虽然在设计上都是满足自锁条件的，但在实际中，由于会到冲击、振动，温度变化等因素的影响，使联接也可能出现松动现象。导致机器不能正常工作，甚至发生严重事故。所以设计时，应考虑到防松的问题。以保证连接安全可靠

根据装配时是否拧紧分为    松螺栓联接：— —工作之前安装时不拧紧，不收力。 紧螺栓联接：— —工作之前安装时就拧紧，各零件就已受力。 多数情况下，螺纹联接在装配时需要拧紧，称为“预紧”。 预紧使联接中的零件受到的力，称为“预紧力”。 预紧力的大小会影响联接的可靠性，强度和密封性。所以对重要的联接应控制预紧力。 预紧力的控制通常是通过控制拧紧时所施加的拧紧力矩来实现的。 拧紧螺母时，需要克服的摩擦阻力矩由两部分组成：    2 1 T T 支撑面的摩擦阻力矩 螺纹副上的摩擦阻力矩 （见教材计算公式） 经推导分析得拧紧力矩 T= T1 + T2 即 T＝ K .F .d' t 式中： ' F ——螺栓所受预紧力 d——螺栓的直径 Kt ——拧紧力矩系数。 Kt ≈0.2 控制拧紧力矩的常用方法是用测力矩扳手，定力矩扳手来实现。见教材上的图。 例如：汽车的生产流水线，用风动的或电动的定力矩扳手拧紧螺栓。所施加的力矩是 一个定值。 控制预紧力的更精确的方法：通过测量拧紧时螺栓的伸长量来控制 ' F 。 由于摩擦系数不稳定，和加在扳手上的力难于准确控制。对于直径较小的螺栓，有时 可能会被拧断。所以，对于重要的联接，不宜采用小于 M12~M16 的螺栓。 三、 螺纹联接的防松 防松的本质是防止螺纹副的相对转动。 螺纹联接虽然在设计上都是满足自锁条件的，但在实际中，由于会遇到冲击、振 动，温度变化等因素的影响，使联接也可能出现松动现象。导致机器不能正常工作， 甚至发生严重事故。所以设计时，应考虑到防松的问题。以保证连接安全可靠

通常采用的防松措施很多（见教材上的表，对照表讲解）。【摩擦防松一一增大摩擦力按工作原理分为机械防松永久止动（要求最起码记住几种常用的防松方法）*注：前述内容比较零散，但是都不可缺少。[本讲作业]思考题4-1、4-2、4-3

通常采用的防松措施很多（见教材上的表，对照表讲解）。 按工作原理分为      永久止动 机械防松 摩擦防松— —增大摩擦力 （要求最起码记住几种常用的防松方法） ＊注：前述内容比较零散，但是都不可缺少。 [本讲作业] 思考题 4－1、4－2、4－3