西安石油大学：《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件）第10章 联接

第10章 连接 ◆内容 §10-1 螺纹参数 §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁（重点） §10-3 机械制造常用螺纹 §10-4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 §10-5 螺纹连接的预紧和防松（重点） §10-6 螺纹连接的强度计算（重点） §10-7 螺纹的材料和许用应力 §10-8 提高螺栓连接强度的措施 §10-9 螺旋传动 §10-10滚动螺旋简介 §10-11键连接和花键连接（重点) 机械设计基础 §10-12销联结

第10章 连 接 u内容 §10-1 螺纹参数 §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁（重点） §10-3 机械制造常用螺纹 §10-4 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件 §10-5 螺纹连接的预紧和防松（重点） §10-6 螺纹连接的强度计算（重点） §10-7 螺纹的材料和许用应力 §10-8 提高螺栓连接强度的措施 §10-9 螺旋传动 §10-10 滚动螺旋简介 §10-11 键连接和花键连接（重点） §10-12 销联结

第10章 连接 > 常见的连接：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连接。 连接的类型： 本章介绍的内容 螺纹连接 可拆连接 键连接、花键连接、销连接 连接 弹性环连接等 铆接 不可拆连接 焊接 机械设计基础 粘接

Ø 常见的连接：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连接。 v连接的类型： 螺纹连接 键连接、花键连接、销连接 弹性环连接等 焊接 铆接 粘接 连接 可拆连接 不可拆连接 本章介绍的内容 第10章 连 接

§10-1 螺纹参数 一。螺纹的形成：将一倾斜角为的直线绕在圆住体上便形成一 条螺旋线。如用平面图形三角形K沿螺旋线运动并使K平面始 终通过圆柱体轴线，就得到三角形螺纹。 三角形 矩梯 形形 麗 图示平面图形沿螺旋线运动（运动 图10-1螺旋线的形成 时保持平面通过轴线)，不同平面图形的 轨迹即为不同牙形的螺纹。 机械设计基础 动画 动画 同样取平面图形K的形状如右上角任一图形，可得到矩形、梯 形、锯齿形、管螺纹等

一． 螺纹的形成：将一倾斜角为ψ的直线绕在圆住体上便形成一 条螺旋线。如用平面图形三角形K 沿螺旋线运动并使K平面始 终通过圆柱体轴线，就得到三角形螺纹。 u 同样取平面图形K的形状如右上角任一图形，可得到矩形、梯 形、锯齿形、管螺纹等。 §10-1 螺纹参数 动画 动画

§10-1 螺纹参数 三。螺纹分类： 1. 一般分法：外螺纹、内螺纹；圆柱螺纹、圆锥螺纹； 左旋螺纹、右旋螺纹。 2. 按牙型的不同分为： 三角螺纹，普通螺纹：效率低，易自锁，多用于连 接。 矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹：效率较高，主 要用于螺旋传动。 3. 管螺纹：主要用于管路的连接。 机械设计基础 4. 根据螺旋线数目分：单线螺纹(=1)，双线螺纹 (n=2)，用于连接；多线螺纹(n≥2)，用于传动。 一般不超过4

§10-1 螺纹参数 三． 螺纹分类： 1. 一般分法：外螺纹、内螺纹；圆柱螺纹、圆锥螺纹； 左旋螺纹、右旋螺纹。 2. 按牙型的不同分为： ① 三角螺纹，普通螺纹：效率低，易自锁，多用于连 接。 ② 矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹：效率较高，主 要用于螺旋传动。 3. 管螺纹：主要用于管路的连接。 4. 根据螺旋线数目分：单线螺纹（n=1），双线螺纹 （n=2），用于连接；多线螺纹（n≥2），用于传动。 一般不超过4

§10-1 螺纹参数 右旋螺纹 左旋螺纹 常用右旋螺纹，左旋螺纹一 投用于特定场合使用 机械设计基础

§10-1 螺纹参数

§10-1 螺纹参数 四。螺纹的主要参数 1. 大径d—是螺纹的公称直径， 与外螺纹牙顶（或内螺纹牙底）相 重合的假想圆柱体的直径。 dh小 2. 小径d—常用于强度计算， 与外螺纹牙底（或内螺纹牙顶）相 重合的假想圆柱体的直径。 h 3. 中径d2一常用于几何计算， 一个假想圆柱体的直径，该圆 柱的母线上牙型沟槽和凸起宽 度相等。 机械设计基础 4. 螺距P一相邻两螺纹牙在中 径线上对应点间的轴向距离

 §10-1 螺纹参数 四． 螺纹的主要参数 1. 大径d ——是螺纹的公称直径， 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d1——常用于强度计算， 与外螺纹牙底(或内螺纹牙顶)相 重合的假想圆柱体的直径。 3. 中径d2——常用于几何计算， 一个假想圆柱体的直径，该圆 柱的母线上牙型沟槽和凸起宽 度相等。 4. 螺距P ——相邻两螺纹牙在中 径线上对应点间的轴向距离

§10-1 螺纹参数 5.线数n：螺纹的螺旋线数目。 6.导程S：沿螺纹上同一条螺旋线转 一周所移动的轴向距离，S=nP。 7.螺纹升角Ψ：中径2圆柱上，螺旋 S一导程P一探距 线的切线与垂直于螺纹轴线的平面 不同线数的纹 的夹角，如上图。 P nP tgΨ= 元d2 8.牙型角a:在轴向截面内，螺纹牙 S-2p S=3迎 型两侧边的夹角。 9.牙侧角B:在轴向截面内，螺纹牙 机械设计基础 型一侧边与螺纹轴线的垂线之间 的夹角。 d

5. 线数 n ：螺纹的螺旋线数目。 6. 导程 S ：沿螺纹上同一条螺旋线转 一周所移动的轴向距离，S = nP。 7. 螺纹升角ψ：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,如上图 。 8. 牙型角a：在轴向截面内，螺纹牙 型两侧边的夹角。 9. 牙侧角β：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。  2 nP tgψ πd §10-1 螺纹参数

§10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁 一.螺旋副的特点： 1.螺旋副作为一种空间运动副，其接触面为螺旋面； 2.螺纹在旋紧或松开过程中，螺纹之间相对移动； 3.当螺杆和螺母之间受到轴向力F时，拧动螺杆或螺 母，螺旋面间将产生摩擦力。 机械设计基础

一．螺旋副的特点： 1. 螺旋副作为一种空间运动副，其接触面为螺旋面； 2. 螺纹在旋紧或松开过程中，螺纹之间相对移动； 3. 当螺杆和螺母之间受到轴向力Fa时，拧动螺杆或螺 母，螺旋面间将产生摩擦力。 §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁

§10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁 几个补充概念： 1. 机械效率：输入功与输出功 之比。 2. 自锁：当机构无论受多大的 驱动力时都无法运动的现象 3. 总反力：运动副中法向反力 与摩擦力的合力，称为运动 副中的总反力。 4. 摩擦角：总反力与法向反力 之间的夹角。其大小为： 机械设计基础 p arctan f, πd2

几个补充概念： 1. 机械效率：输入功与输出功 之比。 2. 自锁：当机构无论受多大的 驱动力时都无法运动的现象。 3. 总反力：运动副中法向反力 与摩擦力的合力，称为运动 副中的总反力。 4. 摩擦角：总反力与法向反力 之间的夹角。其大小为： §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 arctan v   f n n d2 s = n p F  v R F y

§10-2螺旋副的受力分析、效率和自锁 二.矩形螺纹受力分析（牙侧角=0°） du=s 元d2 d ◆基本假设：载荷分布在中线上；单面产生摩擦力。 ◆力学模型：内外螺纹旋合形成的螺旋副，旋紧或松开时，在 机械设计基础 驱动力矩和轴向载荷作用下的相对运动，可简化为作用在中 径上的水平推力推动滑块沿中径展开的斜面上的运动

d2 d d1 y 二．矩形螺纹受力分析(牙侧角β=0°) u 基本假设：载荷分布在中线上；单面产生摩擦力。 u 力学模型：内外螺纹旋合形成的螺旋副，旋紧或松开时，在 驱动力矩和轴向载荷作用下的相对运动，可简化为作用在中 径上的水平推力推动滑块沿中径展开的斜面上的运动。 §10-2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 n n d2 s = n p F  v R F y