機(jī)械設(shè)計(jì)螺紋連接與螺旋傳動(dòng)

機(jī)械設(shè)計(jì)螺紋連接與螺旋傳動(dòng)演講人：日期:CATALOGUE目錄02螺紋連接類型01基礎(chǔ)概念與原理03螺旋傳動(dòng)機(jī)制04力學(xué)性能分析05失效模式與改進(jìn)06工程應(yīng)用實(shí)例01PART基礎(chǔ)概念與原理螺紋形成與幾何參數(shù)螺紋的形成通過沿螺旋線切削或擠壓形成，包括外螺紋和內(nèi)螺紋。01主要包括螺距、導(dǎo)程、牙型角、大徑、小徑等，這些參數(shù)決定了螺紋的基本形狀和尺寸。02螺紋的公差與配合規(guī)定了螺紋的制造誤差和配合要求，確保螺紋連接的可靠性和互換性。03螺紋的幾何參數(shù)連接功能與傳動(dòng)特性連接功能螺紋連接具有自鎖性，能夠牢固地連接兩個(gè)零件，并承受拉力、壓力或扭矩等載荷。傳動(dòng)特性螺紋的受力分析螺紋傳動(dòng)能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)力或運(yùn)動(dòng)的傳遞。在螺紋連接中，螺紋牙面受到壓力、剪切力和摩擦力等多種力的作用，需要進(jìn)行合理的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。123標(biāo)準(zhǔn)螺紋代號體系根據(jù)牙型、螺距、導(dǎo)程等參數(shù)的不同，螺紋被分為多種類型，如普通螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋等。標(biāo)準(zhǔn)螺紋的種類通常采用字母和數(shù)字的組合來表示螺紋的牙型、直徑、螺距等參數(shù)，以便于設(shè)計(jì)、制造和選用。螺紋代號表示方法螺紋連接是國際通用的連接形式，因此螺紋標(biāo)準(zhǔn)具有國際化特點(diǎn)，各國都制定了相應(yīng)的螺紋標(biāo)準(zhǔn)和代號體系。螺紋標(biāo)準(zhǔn)的國際化02PART螺紋連接類型普通螺栓連接用于被連接件不太厚或不需要經(jīng)常拆卸的場合，結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。雙頭螺栓連接適用于需要經(jīng)常拆卸且連接件厚度較大的場合，如橋梁、機(jī)器底座等。螺釘連接利用螺釘將兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件緊固在一起，多用于薄板零件或不宜使用螺栓的場合。緊定螺釘連接利用緊定螺釘?shù)哪┒隧斪×慵砻婊蛳鄳?yīng)的螺孔，達(dá)到緊固或調(diào)整零件位置的目的。螺栓連接結(jié)構(gòu)分類螺釘主要用于連接不需經(jīng)常拆卸且受力較大的部件，如機(jī)器的蓋板、殼體等。螺釘與緊定螺釘應(yīng)用緊定螺釘主要用于調(diào)整零件在裝配時(shí)的相互位置或固定某些零件，如軸套、齒輪等。螺釘和緊定螺釘?shù)倪x擇要根據(jù)使用場合、受力情況、拆卸頻率等因素綜合考慮，確保連接可靠、裝拆方便。螺紋防松裝置設(shè)計(jì)摩擦防松通過增加螺紋間的摩擦力來防止松動(dòng)，如涂抹緊固劑、加墊彈簧墊圈等。機(jī)械防松利用止動(dòng)件來阻止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，如開口銷、止動(dòng)墊片等。破壞螺紋副防松通過破壞螺紋副的完整性來防止松動(dòng)，如涂膠、燒結(jié)等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防松通過優(yōu)化螺紋連接的結(jié)構(gòu)來防止松動(dòng)，如采用預(yù)緊力大的螺紋、增加螺紋的圈數(shù)等。03PART螺旋傳動(dòng)機(jī)制通過螺旋面之間的滑動(dòng)摩擦力將動(dòng)力傳遞到螺母或螺桿上，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。傳動(dòng)方式螺母或螺桿表面通常為螺旋形，具有較高的接觸面積和摩擦力。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)傳動(dòng)簡單、易于制造和維護(hù)，但傳動(dòng)效率低、磨損大，適用于低速重載的場合。優(yōu)缺點(diǎn)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)原理滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)優(yōu)勢傳動(dòng)方式通過滾珠或滾柱在螺旋槽內(nèi)滾動(dòng)，將動(dòng)力傳遞到螺母或螺桿上，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦傳動(dòng)。01結(jié)構(gòu)特點(diǎn)滾珠或滾柱與螺旋槽接觸，減小了接觸面積和摩擦力，提高了傳動(dòng)效率。02優(yōu)缺點(diǎn)傳動(dòng)效率高、磨損小、壽命長，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高，適用于高速重載的場合。03靜壓螺旋傳動(dòng)特性傳動(dòng)方式優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通過高壓油或空氣在螺旋槽內(nèi)形成靜壓油膜或氣膜，實(shí)現(xiàn)螺母或螺桿的浮動(dòng)傳動(dòng)。螺母或螺桿表面需要加工出高精度的螺旋槽，油膜或氣膜起到支撐和潤滑作用。傳動(dòng)精度高、摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，但需要配備專門的液壓或氣壓系統(tǒng)，成本較高，適用于精密傳動(dòng)和高精度的場合。04PART力學(xué)性能分析螺紋牙載荷分布應(yīng)力集中現(xiàn)象載荷在螺紋各牙間分配不均勻，導(dǎo)致部分螺紋牙承受過高應(yīng)力。剪切與擠壓作用牙間載荷分配螺紋牙根部存在應(yīng)力集中，易受破壞。螺紋牙同時(shí)承受剪切和擠壓作用，易導(dǎo)致螺紋連接失效。預(yù)緊力控制方法通過控制擰緊扭矩來控制預(yù)緊力。扭矩控制法通過測量螺栓伸長量來確定預(yù)緊力。伸長量控制法通過控制擰緊角度來實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力控制。角度控制法考慮螺紋牙在循環(huán)載荷下的平均應(yīng)力水平。平均應(yīng)力考慮螺紋牙根部應(yīng)力集中對疲勞強(qiáng)度的影響。應(yīng)力集中系數(shù)01020304考慮螺紋牙在循環(huán)載荷下的應(yīng)力幅值。應(yīng)力幅根據(jù)材料類型確定螺紋牙的疲勞極限。材料疲勞極限疲勞強(qiáng)度計(jì)算模型05PART失效模式與改進(jìn)滑扣與塑性變形滑扣現(xiàn)象螺紋連接中由于受力過大或摩擦系數(shù)過低導(dǎo)致的螺紋間相對滑動(dòng)。01塑性變形在滑扣過程中，螺紋表面可能發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致螺紋失效。02解決方案增加摩擦系數(shù)、優(yōu)化螺紋設(shè)計(jì)、選用更高強(qiáng)度的材料等。03預(yù)防措施定期檢查、預(yù)緊力矩控制、表面涂層等。04在螺紋連接中，由于振動(dòng)或微小運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致接觸表面間的磨損。微動(dòng)磨損微動(dòng)磨損防護(hù)振動(dòng)頻率、幅度、材料硬度、潤滑條件等。影響因素表面涂層、潤滑、減振設(shè)計(jì)等。防護(hù)措施如涂層硬質(zhì)合金、陶瓷等。選用耐磨材料表面強(qiáng)化處理技術(shù)通過高速噴射彈丸沖擊螺紋表面，產(chǎn)生壓應(yīng)力層，提高表面硬度和疲勞強(qiáng)度。噴丸強(qiáng)化滲碳淬火激光淬火離子注入通過加熱和滲碳處理，使螺紋表面獲得高硬度和耐磨性。利用激光束快速加熱螺紋表面，實(shí)現(xiàn)局部淬火，提高硬度和耐磨性。將高能量離子注入螺紋表面，形成強(qiáng)化層，提高表面性能。06PART工程應(yīng)用實(shí)例機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)用精準(zhǔn)傳動(dòng)螺紋連接被廣泛用于機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的傳動(dòng)和定位，保證加工精度。01同步性螺紋傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)同步進(jìn)給，確保機(jī)床在加工過程中各部件的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。02高效傳動(dòng)螺紋連接具有自鎖特性，能夠防止機(jī)床在停止時(shí)因自重或外力而發(fā)生滑動(dòng)或位移。03重載機(jī)械升降機(jī)構(gòu)承載能力螺紋連接能夠承受較大的軸向力，適用于重載機(jī)械的升降機(jī)構(gòu)。01螺紋連接在重載下不易變形或松動(dòng)，具有良好的穩(wěn)定性。02安全性螺紋連接在重載機(jī)械升降機(jī)構(gòu)中應(yīng)用時(shí)，通常配備防松裝置，確保連接的安全性。03穩(wěn)定性航空航天特殊連接輕質(zhì)高強(qiáng)度航空航天設(shè)備對連接件的質(zhì)量要求極高，