§10－1 螺纹参数
一、螺纹的形成
螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上，一边绕轴线 等速旋转，同时沿轴向作等速移动的轨迹。
螺纹----一平面图形沿螺旋线运动，运动时保持该图 形通过圆柱体的轴线，就得到螺纹。 d2
螺纹
按螺纹的牙型分
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
螺 按螺纹的旋向分
纹 的
π d2
PS
设计：潘存云 设计：潘存云
α ββ
§10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁
一、矩形螺纹β= 0º
螺旋副在轴向载荷Fa作用 下相对运动，可看作在中
径的水平力F推动滑块(重
展开中径d2 圆柱面得一斜面. 物)沿螺纹运动
设计：潘存云
Fa ----轴向载荷 F ----水平推力
F
Fn ----法向反力 F’=f Fn ----摩擦力 f ----摩擦系数 FR ----总反力 定角----由材料确定
Байду номын сангаас
双线螺纹
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺纹副
设计：潘 存云
内螺纹
外螺纹
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
第10章 联 接
§10－1 螺纹参数 §10－2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 §10－3 机械制造常用螺纹 §10－4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 §10－5 螺纹联接的预紧和防松 §10－6 螺纹联接的强度计算 §10－7 螺栓的材料和许用应力 §10－8 提高螺栓联接强度的措施 §10－9 螺旋传动 §10－10 滚动螺旋简介 §10－11 键联接和花键联接 §10－12 销联接
起径向(5)宽线距导度上离程相对。S等应S。两=点nP间的轴
同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
ψ
(6) 螺纹升角ψ 中径d2圆柱上，螺旋
线 的(7)的夹牙切角型线角与α垂轴直向于截螺tg面ψ纹=内轴πn螺dP线2 纹的牙平型面相
邻线两的牙侧垂侧边线角的 间β夹 的角 夹。 角牙。型侧边与螺纹轴S ψ
v F’ F S Fa
π d2
当螺纹拧紧(滑块上升)时： 滑块在F、FR 、Fa三力作 用下处于平衡状态
Fa ----阻力，F ---- 驱动力，
F’ ----摩擦力, 沿斜面朝下。
∠FRFa = ψ+ρ FR = Fn +F’ FR =(1 + f ) Fn
列出力平衡方程：
FR + Fa +F =0
Fa 螺母
Fn=Fa 当β≠ 0º 时，摩擦力为：
F'
f
Fn

f
cos
Fa
螺杆 Fn
f 'Fa
轴
摩擦系数为f 的非矩形螺纹所产生 线
的摩擦力与摩擦系数为f ’ ，的矩
β
螺母 Fa
α
形螺纹所产生的摩擦力相当。 故称 f ’ 为当量摩擦系数。
β 螺杆 Fn Fa
f ' f tg' cos
∠FRFa = ψ-ρ 列出力平衡方程：
FR
Fn ψ ψ-ρ
ρ F’ 设计：潘存云
FR + Fa +F =0 作力多边形可得：
v
F
ψ
Fa
F=Fatg(ψ-ρ )
ψ-ρ FR
驱动力矩：
Fa
T
F d2 2

d2 2
Fatg(
)
F
设计：潘存云
F
d2 Fa
F
T

d2 2
Fatg(

)
若ψ >ρ ，则T为正值，其方向与螺 母运动方向相反，是阻力； F
ψ+ρ FR
Fa F
ψ+ρ
作力多边形 得： F=Fatg(ψ+ρ )
Fn
FR
ρ ψ
v
驱动力矩：
T

F
d2 2

d2 2
Fatg(

)
F 设计：潘存云
F’
ψ
Fa
π d2
设计：潘存云
F
d2Fa
F
S
当螺纹拧松(滑块下滑)时：
Fa ----阻力，F ---- 驱动力， 滑块在F、FR 、Fa三力作
F’ ----摩擦力, 沿斜面朝下。 用下处于平衡状态
d2 Fa
tgρ =F’/Fn =f
=f ρ =tg-1 f ----摩擦角
螺 纹 的 拧 紧 -F--n- 螺/Fn母 在 F 和 Fa 的 联 合 作 用 下 ， 逆 着 Fa 等 速 向上运动。
Fn FR ρ
v
F
螺 纹 的 拧 松 ---- 螺 母 在 F 和 Fa 的 联 合 作 用 下 ， 顺 着 Fa 等 速 向下运动。
按螺旋线的根数分
分 类
按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
按母体形状分
螺纹的牙型
30º
15º
30º
3º
矩形螺纹
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
分 类
按回转体的内外表面分
按螺旋的作用分
按母体形状分
若ψ ≤ρ ，则T为负值，方向相反，其
方向与预先假定的方向相反，而与螺母 运动方向相同，成为放松螺母所需外加 T
的驱动力矩。
F
提问：当ψ ≤ρ 时，若没有力矩T，螺 母在Fa的作用下会运动吗？
F
d2 Fa
T
F
不会！ --这种现象称为自锁。
二、 非矩形螺纹β≠ 0º
轴
矩形螺纹忽略升角的影响时有： 线
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
分 类
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
螺旋传动
按母体形状分
联接螺纹
传动螺纹
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
分 类
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
纹 的
按螺旋线的根数分
单线螺纹 n线螺纹: S = n P 多线螺纹 一般: n ≤ 4
分 类
按回转体的内外表面分
SP
按螺旋的作用分
设计：潘存云
SP P
S =P
S = 2P
设计：潘存云
按母体形状分
设计：潘存云
单线螺纹
按回转体的内外表面分
外螺纹 内螺纹
按螺旋的作用分
联接螺纹 传动螺纹
按母体形状分 圆柱螺纹 圆锥螺纹
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
二、螺纹的主要几何参数
P/2 P/2
(1)大径d 与外螺纹牙顶
(牙重径(想的((的234或)))底合。圆母假中内小螺(的柱线想径或螺径距假的上圆d内纹Pd2想直 牙柱1螺牙相圆也径 型体与纹底邻柱是， 沟的外牙)两相体一该 槽直螺顶牙重的个圆和径纹)在相合直假柱凸。中d d2 d1