螺紋分類與尺寸對照表ppt課件

長沙航空職院專用作者 潘存云教授 第7章螺紋連接 7 1螺紋連接的基本知識 7 2螺紋連接的預(yù)緊和防松 7 3單個(gè)螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算 7 4螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 6提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 一 螺紋的形成 7 1螺紋連接的基本知識 螺旋線 一動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上 一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn) 同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)的軌跡 螺紋 一平面圖形沿螺旋線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)時(shí)保持該圖形通過圓柱體的軸線 就得到螺紋 螺紋 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 按螺紋的牙型分 螺紋的分類 按螺紋的旋向分 按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分 按螺旋的作用分 按母體形狀分 矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 螺紋的牙型 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 按螺紋的牙型分 螺紋的分類 按螺紋的旋向分 按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分 按螺旋的作用分 按母體形狀分 矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋 右旋螺紋 左旋螺紋 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 按螺紋的牙型分 螺紋的分類 按螺紋的旋向分 按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分 按螺旋的作用分 按母體形狀分 矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋 右旋螺紋 左旋螺紋 單線螺紋多線螺紋 一般 n 4 雙線螺紋 單線螺紋 S 2P S P n線螺紋 S nP 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 按螺紋的牙型分 螺紋的分類 按螺紋的旋向分 按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分 按螺旋的作用分 按母體形狀分 矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋 右旋螺紋 左旋螺紋 單線螺紋多線螺紋 外螺紋內(nèi)螺紋 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 按螺紋的牙型分 螺紋的分類 按螺紋的旋向分 按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分 按螺旋的作用分 按母體形狀分 矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋 右旋螺紋 左旋螺紋 單線螺紋多線螺紋 外螺紋內(nèi)螺紋 聯(lián)接螺紋傳動(dòng)螺紋 螺旋傳動(dòng) 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 聯(lián)接螺紋 傳動(dòng)螺紋 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 按螺紋的牙型分 螺紋的分類 按螺紋的旋向分 按螺旋線的根數(shù)分 按回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外表面分 按螺旋的作用分 按母體形狀分 矩形螺紋三角形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋 右旋螺紋 左旋螺紋 單線螺紋多線螺紋 外螺紋內(nèi)螺紋 聯(lián)接螺紋傳動(dòng)螺紋 圓柱螺紋圓錐螺紋 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 圓柱螺紋 圓錐螺紋 管螺紋 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 3 中徑d2也是一個(gè)假想圓柱的直徑 該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等 1 大徑d與外螺紋牙頂 或內(nèi)螺紋牙底 相重合的假想圓柱體的直徑 2 小徑d1與外螺紋牙底 或內(nèi)螺紋牙頂 相重合的假想圓柱體的直徑 4 螺距P相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離 5 導(dǎo)程S 6 螺紋升角 中徑d2圓柱上 螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角 7 牙型角 軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角 牙型側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角 牙側(cè)角 S nP 同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距P 二 螺紋的主要幾何參數(shù) 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 三 機(jī)械制造常用螺紋 三角形螺紋 普通螺紋 60 管螺紋 55 普通螺紋以大徑d為公稱直徑 同一公稱直徑可以有多種螺距 其中螺距最大的稱為粗牙螺紋 其余的統(tǒng)稱為細(xì)牙螺紋 粗牙螺紋應(yīng)用最廣 細(xì)牙螺紋的優(yōu)點(diǎn) 升角小 小徑大 自鎖性好 強(qiáng)度高 缺點(diǎn) 不耐磨易滑扣 應(yīng)用 薄壁零件 受動(dòng)載荷的聯(lián)接和微調(diào)機(jī)構(gòu) 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 用螺紋密封的管螺紋 普通細(xì)牙螺紋 管螺紋 非螺紋密封管螺紋 圓柱管壁 55 用螺紋密封管螺紋 圓錐管壁 55 60 圓錐管螺紋 公稱直徑 管子的公稱通徑 強(qiáng)調(diào)與普通螺紋不同 非螺紋密封的管螺紋 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 梯形螺紋 為了減少摩擦和提高效率 這兩種螺紋的牙側(cè)角 比三角形螺紋的要小得多 用于剖分螺母時(shí) 梯形螺紋可消除因摩擦而產(chǎn)生的間隙 應(yīng)用較廣 鋸齒形螺紋的效率比矩形螺紋高 但只適合單向傳動(dòng) 鋸齒形螺紋 15 3 粗牙普通螺紋的基本尺寸見P135表10 1后面有圖 螺紋的基本尺寸 細(xì)牙普通螺紋的基本尺寸見P136表10 2 梯形螺紋的基本尺寸見P136表10 3 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 表7 1直徑與螺距 粗牙普通螺紋基本尺寸mm 標(biāo)記示例 M24 粗牙普通螺紋 直徑24 螺距3 M24X1 5 細(xì)牙普通螺紋 直徑24 螺距1 5 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 表7 3梯形螺紋基本尺寸mm 標(biāo)記示例 Tr48X8 梯形螺紋 直徑48 螺距8 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 四 螺紋聯(lián)接的基本類型 螺栓聯(lián)接 基本類型 可承受橫向載荷 螺紋余留長度l1 鉸制孔螺栓 孔與螺桿之間留有間隙 靜載荷l1 0 3 0 5 d 變載荷l1 0 75d 沖擊載荷或彎曲載荷l1 d 鉸制孔用螺栓l1 0 螺紋伸出長度a 0 2 0 3 d 螺栓軸線到邊緣的距離e d 3 6 mm 用于經(jīng)常拆裝易磨損之處 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 四 螺紋聯(lián)接的基本類型 螺栓聯(lián)接 基本類型 螺釘聯(lián)接 座端擰入深度H 當(dāng)螺孔材料為 雙頭螺柱聯(lián)接聯(lián)接件厚 允許拆裝 鋼或青銅H d 鑄鐵H 1 25 1 5 d 鋁合金H 1 5 2 5 d 螺紋孔深度H1 H 2 2 5 P 鉆孔深度H2 H1 0 5 1 d 參數(shù)l1 e a與螺栓相同 結(jié)構(gòu)簡單 省了螺母 不宜經(jīng)常拆裝 以免損壞螺孔而修復(fù)困難 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 四 螺紋聯(lián)接的基本類型 螺栓聯(lián)接 基本類型 螺釘聯(lián)接 雙頭螺柱聯(lián)接 緊定螺釘聯(lián)接 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 五 螺紋緊固件 螺栓 螺紋緊固件 螺栓的結(jié)構(gòu)形式 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 雙頭螺柱 五 螺紋緊固件 螺栓 螺紋緊固件 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 螺釘 緊定螺釘 雙頭螺柱 五 螺紋緊固件 螺栓 螺紋緊固件 末端結(jié)構(gòu) 頭部結(jié)構(gòu) 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 螺母 螺釘 緊定螺釘 雙頭螺柱 五 螺紋緊固件 螺栓 螺紋緊固件 用于經(jīng)常拆裝易磨損之處 用于尺寸受限制之處 國標(biāo)羅列有六十余種不同結(jié)構(gòu)的螺母 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 其它螺母 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 其它螺母 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 墊圈 平墊圈 薄平墊圈 螺母 螺釘 緊定螺釘 雙頭螺柱 五 螺紋緊固件 螺栓 螺紋緊固件 斜墊圈 彈簧墊圈 圓螺母用止動(dòng)墊圈 作用 增加支撐面積以減小壓強(qiáng) 避免擰緊螺母擦傷表面 防松 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 一 擰緊力矩 一般螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都必須擰緊 這時(shí)螺紋聯(lián)接受到預(yù)緊力的作用 對于重要的螺紋聯(lián)接 應(yīng)控制其預(yù)緊力 因?yàn)榈拇笮β菁y聯(lián)接的可靠性 強(qiáng)度和密封均有很大影響 T1 克服螺紋副相對轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩 T2 克服螺母支撐面上的摩擦阻力矩 設(shè)軸向力為Fa或預(yù)緊力 不受軸向載荷 fc 摩擦系數(shù) 無潤滑時(shí)取 fc 0 15 rf 支撐面摩擦半徑 rf dw d0 4 簡化公式 適用于M10 M60的粗牙螺紋 f 0 15 fc 0 15 T 0 2Fad 預(yù)緊應(yīng)力 0 5 0 7 s 7 2螺紋連接的預(yù)緊和防松 Fa是由聯(lián)接要求決定的 為了發(fā)揮螺栓的工作能力和保證預(yù)緊可靠 應(yīng)取 通常螺紋聯(lián)接擰緊是憑工人的經(jīng)驗(yàn)來決定的 重要螺栓則必須預(yù)緊力進(jìn)行精確控制 總力矩 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 測力矩扳手 工程上常采用測力矩扳手或定力矩扳手來控制預(yù)緊力的大小 二 螺紋聯(lián)接的防松 聯(lián)接用三角形螺紋都具有自鎖性 在靜載荷和工作溫度變化不大時(shí) 不會(huì)自動(dòng)松脫 但在沖擊 振動(dòng)和變載條件下 預(yù)緊力可能在某一瞬時(shí)消失 聯(lián)接仍有可能松動(dòng) 高溫下的螺栓聯(lián)接 由于溫度變形差異等 也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象 如高壓鍋 因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮防松 即防止相對轉(zhuǎn)動(dòng) 防松的方法 1 利用附加摩擦力防松 彈簧墊圈 對頂螺母 定力矩扳手 設(shè)計(jì) 潘存云 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 開口銷與六角開槽螺母 串聯(lián)鋼絲 2 采用專門防松元件防松 圓螺母用止動(dòng)墊圈 潘存云教授研制 止動(dòng)墊圈 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 3 其他方法防松 涂粘合劑 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 7 3單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 螺栓聯(lián)接的主要失效形式 螺栓拉斷 螺紋壓潰或剪斷 滑扣因經(jīng)常拆裝 螺栓與螺母的螺紋牙及其他各部尺寸是根據(jù)等強(qiáng)度原則及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的 采用標(biāo)準(zhǔn)件時(shí) 這些部分都不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 所以 螺栓聯(lián)接的計(jì)算主要是確定螺紋小徑d1 然后按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋公稱直徑d及螺距P等 一 松螺栓聯(lián)接裝配時(shí)不須要擰緊 強(qiáng)度條件 式中 d1 螺紋小徑 mm 二 緊螺栓聯(lián)接裝配時(shí)須要擰緊 在工作狀態(tài)下可能還需要補(bǔ)充擰緊 螺栓受軸向拉力Fa和摩擦力矩T的雙重作用 拉應(yīng)力 力除以面積 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 切應(yīng)力 對于M10 M68的普通螺紋 取d1 d2和 的平均值 并取 tan f 0 15 得 0 5 當(dāng)量應(yīng)力 強(qiáng)度條件 分母為抗剪截面系數(shù) 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 1 受橫向工作載荷的螺栓強(qiáng)度 螺栓與孔之間有間隙 工作時(shí)預(yù)緊力Fa導(dǎo)致接合面所產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于橫向載荷F C 可靠性系數(shù) 常取C 1 1 1 3 預(yù)緊力Fa f 摩擦系數(shù) 對鋼與鑄鐵 取 f 0 1 0 15 m 結(jié)合面數(shù)上圖m 1 下圖m 2 若取f 0 15 C 1 2 m 1 則 Fa 8F 結(jié)構(gòu)尺寸大 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 2 受軸向工作載荷的螺栓強(qiáng)度 改進(jìn)措施 1 采用鍵 套筒 銷承擔(dān)橫向工作載荷 螺栓僅起連接作用 2 采用無間隙的鉸制孔螺栓 設(shè)流體壓強(qiáng)為p 螺栓數(shù)目為Z 則缸體周圍每個(gè)螺栓的平均載荷為 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 特別注意 軸向載荷 Fa F0 FE 加預(yù)緊力后 螺栓受拉伸長 b0 被聯(lián)接件受壓縮短 C0 加載FE后 螺栓總伸長量增加為 總拉力為 被聯(lián)接件壓縮量減少為 殘余預(yù)緊力減少為 FR 很顯然 FR F0被聯(lián)接件放松了 b0 C0 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 10 4螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 連接接合面的集合形狀通常設(shè)計(jì)成軸對稱的簡單集合形狀 2 螺栓的布置應(yīng)使螺栓的受力合理 3 螺栓的排列應(yīng)有合理的間距 邊距 4 同一螺栓組連接中各螺栓的直徑和材料均應(yīng)相同 5 避免螺栓承受偏心載荷 要減少載荷相對與螺栓軸心線的偏距 保證螺母或螺栓頭部支承面平整并與螺栓軸線相垂直 被連接件上應(yīng)設(shè)置凸臺 沉頭座或采用斜面墊圈 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 10 6提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施 承受軸向變載荷時(shí) 螺栓的損壞形式 疲勞斷裂 容易斷裂部位 一 降低螺栓總拉伸載荷的Fa變化范圍 軸向工作載荷FE的變化范圍 0 FE 總拉伸載荷的Fa變化范圍 kb 或kc Fa變化范圍 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 1 采用柔性結(jié)構(gòu) 2 有密封要求時(shí) 采用金屬薄墊片 3 或者采用O形密封圈 宜采取措施 因密封采用軟墊片將降低被聯(lián)接件的剛度 這時(shí)可采用 長沙航空職院專用作者 潘存云教授 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 設(shè)計(jì) 潘存云 二 改善螺紋牙間的載荷分布 措施 采用懸置 均載 螺母 加厚螺母不能提高聯(lián)接強(qiáng)度 F F1 F2 F3 F4 F5 F1 F2 F3 F4 F5 螺母體 假設(shè)螺母為剛體 則螺紋牙變形與普通螺木相同 但實(shí)際上螺母也是彈性體 受載