1)螺纹类型特点和应用连接螺纹普通螺纹牙型为等边三角形，牙型角α=60°，同一公称直径的普通螺纹，按螺距大小的不同分为粗牙和细牙。细牙螺纹螺距小、升角小、自锁性较好，强度高。但不耐磨，易滑扣；一般连接都用粗牙螺纹，细牙螺纹常用于细小零件、薄壁管件或受冲击、振动和变载荷的场合。圆柱管螺纹牙型为等腰三角形，牙型角为α=55°，管螺纹为英制细牙螺纹，公称直径为管子的内径。圆柱管螺纹用于水、煤气、润滑和电缆管路系统[1][1]中。圆锥管螺纹 牙型为等腰三角形，牙型角为α=55°，圆锥管螺纹多用于高温、高压或密封性要求高的管路系统中。传动螺纹矩形螺纹 牙型为正方形，牙型角为α=0°。其传动效率较其他螺纹都高，但牙根强度弱，螺纹磨损后难以补偿，使传动精度降低，目前已逐渐被梯形螺纹所代替。梯形螺纹 牙型为等腰梯形，牙型角为α=30°。与矩形螺纹相比，传动效率略低，但其工艺性好，牙根强度高，对中性好。磨损后还可以调整间隙；它是最常用的传动螺纹。锯齿形螺纹 牙型为不等腰梯形，其工作面牙型斜角β=3°，其非工作面牙型斜角为30°。它兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点，但它只能用于单向受力的螺纹连接或螺旋[2][2]传动中。2)螺纹升角;螺纹副的当量摩擦角;3)螺栓连接(1)普通螺栓连接被连接件不太厚,螺杆带钉头,螺杆穿过被连接件上的通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙,并在工作中保持不变。普通螺栓连接结构简单,装拆方便,可多次装拆,应用较广。(2)铰制孔用螺栓连接孔和螺栓杆多采用基孔制过渡配合(H7/m6、H7/n6),能精确固定被连接件的相对位置,并能承受横向载荷,也可作定位用,但孔的加工精度要求较高。双头螺柱连接这种连接适用于结构上不能采用螺栓连接的场合,例如被连接件之一较厚不宜制成通孔,且需要经常拆卸时,通常采用双头螺柱连接。拆卸时只需拆螺母,而不必将双头螺柱从被连接件中拧出。螺钉连接这种连接适用于被连接件之一较厚的场合,其特点是螺钉直接拧入被连接件之一的螺纹孔中,不用螺母。但如果经常拆卸容易使螺纹孔磨损,因此多用于不需经常装拆且受载较小的场合,紧定螺钉连接紧定螺钉连接是利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置,如10.4所示,并可传递不大的轴向力或扭矩。a) b)10.4 紧定螺钉连接特殊连接(1)地脚螺栓连接地脚螺栓连接,机座或机架固定在地基上,需要用结构特殊的地脚螺栓,其头部为钩形结构,预埋在水泥地基中,连接时将地脚螺栓露出的螺杆置于机座或机架的地脚螺栓孔中,然后再用螺母固定。(2)吊环螺钉连接吊环螺钉连接,通常用于机器的大型顶盖或外壳的吊装。例如,减速器的上箱体,为了吊装方便,可用吊环螺钉连接。4)在静载荷作用下,连接螺纹都能满足自锁条件即螺纹升角ψ小于或等于当量摩擦角ρv。此外,螺母、螺栓头部等支承面上的摩擦力也有防松作用。但在冲击、振动或变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失。这种现象多次重复后,就会使连接松脱。在高温或温度变化较大的情况下,由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛,也会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小,最终将导致连接松动。螺纹连接一旦出现松脱,轻者会影响机器的正常运转,重者会造成严重事故。因此,为了防止连接松脱,保证连接安全可靠,设计时必须采取有效的防松措施常用防松方法举例防松方法防松原理、特点防松实例摩擦防松 使螺纹副中有不随连接载荷而变的压力，因此始终有摩擦力矩防止相对转动。压力可由螺纹副纵向或横向压紧而产生。结构简单，使用方便，但由于摩擦力受到限制，因此在冲击、振动时防松效果受到影响，常用于一般不重要的连接。利用拧紧螺母时，垫圈被压平后的弹性力使螺纹副纵向压紧。两螺母对顶拧紧，旋合部分的螺杆受拉而螺母受压，从而使螺纹副纵向压紧。利用螺母末端椭圆口的弹性变形箍紧螺栓，横向压紧螺纹。机械防松利用便于更换的金属元件约束螺旋副。使用方便，防松安全可靠。槽形螺母拧紧后用开口销插人螺母槽与螺栓尾部的小孔中，并将销尾部掰开，阻止螺母与螺杆的相对运动。将垫片折边约束螺母，而自身又折边被约束在被连接件上，使螺母不能转动。同时，螺栓的钉头要被卡住，使螺栓不能转动。利用钢丝使一组螺栓头部互相制约，当有松动趋势时，金属丝更加拉紧。破坏螺纹副关系把螺纹副转变为非运动副，从而排除相对转动的可能，属于不可拆连接。焊住冲点胶接：在螺纹副间涂黏合剂，拧紧螺母后黏合剂能自动固化，防松效果好。5)(1)预紧2防松3加垫圈4换螺母6)(1改善螺纹牙间载荷分布不均匀状况(静强度)2减小应力幅(疲劳强度)3减小应力集中(静强度)4减小附加应力(疲劳强度)5采用合理的制造工艺(疲劳强度)7)拧紧力矩越大,螺栓所受的预紧力就越大。如果预紧力过大,螺栓就容易过载拉断,直径小的螺栓更容易产生这种情况。因此,对于需要预紧的重要螺栓连接,不宜选用小于M12的螺栓。必须使用时,应严格控制其拧紧力矩。采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力的方法,操作简单,但准确性较差(因拧紧力矩受摩擦系数波动的影响较大)。为此,对于大型连接,可利用液力预拉螺栓,或加热使螺栓伸长到需要的变形量,然后再把螺母拧紧8)铆接工艺简单、抗振、耐冲击、牢固可靠,但一般结构笨重,铆接时噪音很大,影响工人健康和环境安宁。随着焊接技术的发展,压力容器、罐等许多设备的铆接已被焊接代替;螺栓、焊接结构应用广泛,目前铆接主要用于桥梁、建筑、造船、重型机械、飞机制造以及少数焊接技术受限制的场合。焊接的结构强度大、刚度高、重量轻、密封性好、成本低、生产周期短、可靠性好、施工简便。因此,在机器制造中,大量采用焊接技术。如船体、锅炉、各种容器等都采用焊接结构。焊接技术广泛应用于石油化工、船舶、建筑、航空、航天以及海洋工程中。胶接与铆接、焊接相比,具有工艺简单、无需复杂设备、变形小、应力分布均匀、便于不同材料的连接、可用于极薄金属片的连接、质量轻、外观平整、绝缘性好、耐腐蚀以及密封性能好等优点。在机械制造中,胶接主要应用于以下几方面:①大型结构件的连接;②金属切削刀具的制作;③模型的制造;④紧固与密封件的胶接;⑤设备维修时破损件的修复。2) 计算转矩T= F ×D/2=400*250=100000N·m计算每个螺栓的预紧力=5333N螺纹直径12.1选M164) 许用应力:360/3=120MPa预紧力为由公式求出预紧力:F=5083.7N最大牵引力与预紧力关系公式为最大牵引力为R=1271N打滑:由于张紧不足,摩擦面有润滑油,过载而松弛等原因,使带在带轮上打滑而不能传递动力。打滑能避免。4) 为何V带传动的中心距一般设计成可调节的?在什么情况下需采用张紧轮?张紧轮布置在什么位置较为合理?

1)

螺纹类型

特点和应用

连接螺纹

普通螺纹

牙型为等边三角形，牙型角α=60°，同一公称直径的普通螺纹，按螺距大小的不同分为粗牙和细牙。细牙螺纹螺距小、升角小、自锁性较好，强度高。但不耐磨，易滑扣；一般连接都用粗牙螺纹，细牙螺纹常用于细小零件、薄壁管件或受冲击、振动和变载荷的场合。

圆柱管螺纹

牙型为等腰三角形，牙型角为α=55°，管螺纹为英制细牙螺纹，公称直径为管子的内径。圆柱管螺纹用于水、煤气、润滑和电缆管路系统^[1][1]中。

圆锥管螺纹

牙型为等腰三角形，牙型角为α=55°，圆锥管螺纹多用于高温、高压或密封性要求高的管路系统中。

传动螺纹

矩形螺纹

牙型为正方形，牙型角为α=0°。其传动效率较其他螺纹都高，但牙根强度弱，螺纹磨损后难以补偿，使传动精度降低，目前已逐渐被梯形螺纹所代替。

梯形螺纹

牙型为等腰梯形，牙型角为α=30°。与矩形螺纹相比，传动效率略低，但其工艺性好，牙根强度高，对中性好。磨损后还可以调整间隙；它是最常用的传动螺纹。

锯齿形螺纹

牙型为不等腰梯形，其工作面牙型斜角β=3°，其非工作面牙型斜角为30°。它兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点，但它只能用于单向受力的螺纹连接或螺旋^[2][2]传动中。

2)

螺纹升角;螺纹副的当量摩擦角;

3)螺栓连接

(1)普通螺栓连接

被连接件不太厚,螺杆带钉头,螺杆穿过被连接件上的通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙,并在工作中保持不变。普通螺栓连接结构简单,装拆方便,可多次装拆,应用较广。

(2)铰制孔用螺栓连接

孔和螺栓杆多采用基孔制过渡配合(H7/m6、H7/n6),能精确固定被连接件的相对位置,并能承受横向载荷,也可作定位用,但孔的加工精度要求较高。

双头螺柱连接

这种连接适用于结构上不能采用螺栓连接的场合,例如被连接件之一较厚不宜制成通孔,且需要经常拆卸时,通常采用双头螺柱连接。拆卸时只需拆螺母,而不必将双头螺柱从被连接件中拧出。

螺钉连接

这种连接适用于被连接件之一较厚的场合,其特点是螺钉直接拧入被连接件之一的螺纹孔中,不用螺母。但如果经常拆卸容易使螺纹孔磨损,因此多用于不需经常装拆且受载较小的场合,

紧定螺钉连接

紧定螺钉连接是利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置,如10.4所示,并可传递不大的轴向力或扭矩。

a) b)

10.4 紧定螺钉连接

特殊连接

(1)地脚螺栓连接

地脚螺栓连接,机座或机架固定在地基上,需要用结构特殊的地脚螺栓,其头部为钩形结构,预埋在水泥地基中,连接时将地脚螺栓露出的螺杆置于机座或机架的地脚螺栓孔中,然后再用螺母固定。

(2)吊环螺钉连接

吊环螺钉连接,通常用于机器的大型顶盖或外壳的吊装。例如,减速器的上箱体,为了吊装方便,可用吊环螺钉连接。

4)在静载荷作用下,连接螺纹都能满足自锁条件即螺纹升角ψ小于或等于当量摩擦角ρv。此外,螺母、螺栓头部等支承面上的摩擦力也有防松作用。但在冲击、振动或变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失。这种现象多次重复后,就会使连接松脱。在高温或温度变化较大的情况下,由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛,也会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小,最终将导致连接松动。

螺纹连接一旦出现松脱,轻者会影响机器的正常运转,重者会造成严重事故。因此,为了防止连接松脱,保证连接安全可靠,设计时必须采取有效的防松措施

常用防松方法举例

防松

方法

防松原理、特点

防松实例

摩擦

防松

使螺纹副中有不随连接载荷而变的压力，因此始终有摩擦力矩防止相对转动。压力可由螺纹副纵向或横向压紧而产生。

结构简单，使用方便，但由于摩擦力受到限制，因此在冲击、振动时防松效果受到影响，常用于一般不重要的连接。

利用拧紧螺母时，垫圈被压平后的弹性力使螺纹副纵向压紧。

两螺母对顶拧紧，旋合部分的螺杆受拉而螺母受压，从而使螺纹副纵向压紧。

利用螺母末端椭圆口的弹性变形箍紧螺栓，横向压紧螺纹。

机械

防松

利用便于更换的金属元件约束螺旋副。

使用方便，防松安全可靠。

槽形螺母拧紧后用开口销插人螺母槽与螺栓尾部的小孔中，并将销尾部掰开，阻止螺母与螺杆的相对运动。

将垫片折边约束螺母，而自身又折边被约束在被连接件上，使螺母不能转动。同时，螺栓的钉头要被卡住，使螺栓不能转动。

利用钢丝使一组螺栓头部互相制约，当有松动趋势时，金属丝更加拉紧。

破坏螺纹副关系

把螺纹副转变为非运动副，从而排除相对转动的可能，属于不可拆连接。

焊住

冲点

胶接：在螺纹副间涂黏合剂，拧紧螺母后黏合剂能自动固化，防松效果好。

5)(1)预紧2防松3加垫圈4换螺母

6)(1改善螺纹牙间载荷分布不均匀状况(静强度)

2减小应力幅(疲劳强度)

3减小应力集中(静强度)

4减小附加应力(疲劳强度)

5采用合理的制造工艺(疲劳强度)

7)拧紧力矩越大,螺栓所受的预紧力就越大。如果预紧力过大,螺栓就容易过载拉断,直径小的螺栓更容易产生这种情况。因此,对于需要预紧的重要螺栓连接,不宜选用小于M12的螺栓。必须使用时,应严格控制其拧紧力矩。

采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力的方法,操作简单,但准确性较差(因拧紧力矩受摩擦系数波动的影响较大)。为此,对于大型连接,可利用液力预拉螺栓,或加热使螺栓伸长到需要的变形量,然后再把螺母拧紧

8)铆接工艺简单、抗振、耐冲击、牢固可靠,但一般结构笨重,铆接时噪音很大,影响工人健康和环境安宁。随着焊接技术的发展,压力容器、罐等许多设备的铆接已被焊接代替;螺栓、焊接结构应用广泛,目前铆接主要用于桥梁、建筑、造船、重型机械、飞机制造以及少数焊接技术受限制的场合。

焊接的结构强度大、刚度高、重量轻、密封性好、成本低、生产周期短、可靠性好、施工简便。因此,在机器制造中,大量采用焊接技术。如船体、锅炉、各种容器等都采用焊接结构。焊接技术广泛应用于石油化工、船舶、建筑、航空、航天以及海洋工程中。

胶接与铆接、焊接相比,具有工艺简单、无需复杂设备、变形小、应力分布均匀、便于不同材料的连接、可用于极薄金属片的连接、质量轻、外观平整、绝缘性好、耐腐蚀以及密封性能好等优点。在机械制造中,胶接主要应用于以下几方面:①大型结构件的连接;②金属切削刀具的制作;③模型的制造;④紧固与密封件的胶接;⑤设备维修时破损件的修复。

2) 计算转矩

T= F ×D/2=400*250=100000N·m

计算每个螺栓的预紧力

=5333N

螺纹直径

12.1

选M16

4) 许用应力:360/3=120MPa

预紧力为

由公式

求出预紧力:F=5083.7N

最大牵引力与预紧力关系公式为

最大牵引力为R=1271N

打滑:由于张紧不足,摩擦面有润滑油,过载而松弛等原因,使带在带轮上打滑而不能传递动力。打滑能避免。

4) 为何V带传动的中心距一般设计成可调节的?在什么情况下需采用张紧轮?张紧轮布置在什么位置较为合理?