《螺纹传动和螺纹》课件

螺纹传动和螺纹螺纹传动概述螺纹传动定义螺纹传动特点螺纹传动应用螺纹传动是一种利用螺纹副来传递运动传动效率高、承载能力强、自锁性好、广泛应用于各种机械设备，如机床、汽和动力的机械传动方式传动平稳、结构紧凑车、航空、船舶等螺纹的基本构造螺纹是由一系列连续的螺旋形凸起和凹槽组成的，这些凸起被称为螺纹牙，凹槽称为螺纹沟螺纹牙和螺纹沟的形状决定了螺纹的类型和功能螺纹的构造主要包括以下几个部分•螺纹牙螺纹牙是螺纹的凸起部分，它与螺母或其他螺纹部件的螺纹沟相啮合，传递扭矩和轴向力•螺纹沟螺纹沟是螺纹的凹槽部分，它为螺纹牙提供空间，使其能够旋转和移动•螺纹直径螺纹直径是指螺纹牙外径的大小，是螺纹的主要尺寸参数之一•螺纹节距螺纹节距是指相邻两个螺纹牙之间的距离，它决定了螺纹的精度和强度•螺纹升角螺纹升角是指螺纹牙的斜率，它决定了螺纹的移动速度和力学性能螺纹的几何参数32导程螺距相邻两牙在螺纹轴线方向上的距离相邻两牙侧面的距离1牙型角螺纹牙侧面的夹角螺纹的公制和英制标准公制标准英制标准公制螺纹标准由国际标准化组织（ISO）制定，广泛应用于世界各英制螺纹标准主要应用于美国、英国等国家和地区地英制螺纹的牙型为等腰梯形，牙顶圆角，牙根为直线常用英制公制螺纹的牙型为等腰三角形，牙顶圆角，牙根为直线常用公螺纹代号为UNC、UNF、UNEF等，例如UNC1/4-20表示直径为制螺纹代号为M，例如M10表示直径为10毫米的公制螺纹1/4英寸，每英寸20牙的英制螺纹螺纹的基本型式三角形螺纹梯形螺纹矩形螺纹最常见的螺纹类型，具有良好的自锁性能，主要用于传动机构，具有较高的承载能力和适用于高精度传动，具有较高的传动效率，广泛用于各种机械连接耐磨性但加工难度较高螺纹的公制标准系列标准名称螺纹种类应用GB/T196-1981三角形普通螺纹通用螺纹，广泛应用于机械制造GB/T197-1981梯形螺纹用于传动机构，如丝杠副GB/T198-1981锯齿形螺纹用于自锁螺母，防止松动螺纹的英制标准系列英制标准系列螺纹在某些领域仍有应用，例如汽车制造螺纹的力学分析螺纹的受力分析1螺纹在传动过程中受到轴向力、径向力和扭矩的共同作用螺纹的受力情况会影响螺纹的强度和寿命螺纹的摩擦分析2螺纹之间存在着摩擦力，摩擦力的大小会影响螺纹的传动效率和自锁性能螺纹的强度分析3螺纹的强度是指螺纹抵抗外力破坏的能力，影响因素包括材料强度、螺纹形状和尺寸等螺纹的应力分析应力集中螺纹根部和螺纹牙顶部的应力集中是螺纹连接失效的主要原因之一接触应力螺纹牙之间存在着接触应力，这些应力会随着螺纹副的预紧力增加而增大剪切应力螺纹牙上的剪切应力是由螺纹副的紧固力产生的，剪切应力会随着螺纹副的预紧力增加而增大弯曲应力当螺纹连接件受到外力作用时，螺纹牙会产生弯曲应力，弯曲应力会随着外力的增加而增大螺纹材料的特性强度硬度螺纹材料的强度决定了螺纹连接的承硬度影响螺纹的耐磨性，以及螺纹连载能力接的寿命耐腐蚀性螺纹材料的耐腐蚀性决定了螺纹连接在恶劣环境下的使用寿命螺纹的加工工艺车削1车削是加工螺纹最常用的方法之一，适用于各种材料的螺纹加工滚压2滚压是一种冷变形加工方法，可以提高螺纹的强度和表面质量磨削3磨削可以获得高精度、高光洁度的螺纹，适用于精密机械加工螺纹的加工工艺是确保螺纹质量的关键，不同的加工方法适用于不同的场合螺纹连接件的设计载荷分析材料选择12确定连接件承受的载荷类型和根据载荷要求和使用环境选择大小，包括静载荷、动载荷、合适的螺纹连接件材料，并考冲击载荷等虑材料的强度、硬度、耐腐蚀性等螺纹尺寸连接形式34根据载荷大小和连接件尺寸选选择合适的连接形式，如螺栓择合适的螺纹尺寸，并考虑螺连接、螺母连接、自攻螺钉连纹的强度、紧固性等接等，并考虑连接的可靠性和安全性螺纹连接的预紧力12紧固抗拉螺纹连接预紧力承受外力3摩擦防止松动螺纹连接的松动分析载荷变化温度变化12循环载荷或冲击载荷会导致螺温度变化会引起螺纹连接件的纹连接的预紧力逐渐降低，最热膨胀或收缩，从而改变预紧终导致松动力，导致松动振动3振动会导致螺纹连接件之间的摩擦力减少，从而降低预紧力，导致松动螺纹连接的防松措施止动螺母弹簧垫圈防止螺母松动，确保连接的紧固利用弹簧力，产生预紧力，防止性和可靠性螺母松动自锁螺母利用特殊结构，防止螺母松动，适用于振动环境螺纹连接件的制造工艺切削加工1车床、铣床、磨床等滚压加工2冷变形工艺冷镦加工3锻造工艺螺纹连接件的表面处理表面处理的必要性常见表面处理工艺提升螺纹连接件的耐腐蚀性、抗磨损性、美观性，并延长使用寿•镀锌命•镀铬•磷化•喷涂螺纹连接件的检验螺纹规格检验螺纹直径检验螺纹扭矩检验使用螺纹规检查螺纹的尺寸、螺距和牙型是使用螺纹测径仪测量螺纹的内径和外径，确使用螺纹扭矩扳手测量螺纹连接件的紧固扭否符合标准要求保其尺寸符合设计要求矩，保证连接的可靠性螺纹常见的失效模式疲劳失效磨损失效循环载荷导致螺纹断裂螺纹摩擦导致表面磨损塑性变形腐蚀失效螺纹过载导致塑性变形环境因素导致螺纹腐蚀螺纹连接的维护保养定期检查清洁保养润滑维护定期检查螺纹连接的紧固状态，确保连定期清洁螺纹连接表面，去除污垢和腐根据使用环境，对螺纹连接进行适当的接紧固可靠，避免松动蚀物，防止连接失效润滑，减小摩擦力，延长使用寿命螺纹在机械设计中的应用紧固连接传动机构升降机构螺纹连接件在各种机械设备中起到关键作用螺纹传动可以实现精确的运动控制，广泛应螺纹升降机利用螺纹的特性实现垂直方向的，用于紧固和连接不同的部件用于精密机械和仪器中升降运动，应用于各种机械设备机械设计中螺纹的选型强度尺寸选择符合强度要求的螺纹，确保连接选择合适的螺纹尺寸，避免过度紧固的可靠性或松动类型根据连接方式和功能选择合适的螺纹类型螺纹连接件设计的注意事项选择合适的螺纹类型确定螺纹尺寸12根据应用场景，选择合适的螺纹类型，例如公制螺纹、英制根据受力情况和连接强度，确定螺纹的直径、螺距和长度螺纹、特殊螺纹等考虑预紧力防松措施34设计时应考虑预紧力的大小和对连接的影响，以确保连接的对于承受振动或冲击载荷的连接，应采取防松措施，例如使可靠性用螺母、垫圈或锁紧装置螺纹连接件的性能测试测试类型测试内容目的强度测试拉伸强度、剪切强度评估螺纹连接件的承、弯曲强度载能力疲劳测试循环载荷下的耐久性评估螺纹连接件在重复载荷下的可靠性振动测试振动环境下的松动情评估螺纹连接件在振况动环境下的稳定性密封测试气密性、水密性评估螺纹连接件的密封性能螺纹连接设计的案例分析实际应用1机床、汽车、航空航天设计挑战2强度、刚度、疲劳分析方法3有限元分析、实验验证螺纹连接在机械设计中应用广泛，例如机床、汽车、航空航天等领域设计过程中需要考虑强度、刚度、疲劳等因素有限元分析和实验验证是常见的分析方法，确保连接的可靠性和耐久性螺纹连接设计中的经验总结经验一经验二经验三选择合适的螺纹类型和尺寸至关重要，需合理设计预紧力，避免螺纹连接过松或过采用防松措施，防止螺纹连接松动，提高要考虑载荷、环境、加工成本等因素紧，影响连接强度和使用寿命连接可靠性未来螺纹技术的发展趋势智能化制造，更精确、高效的螺纹加新型材料，更耐用、更轻的螺纹连接工3D打印，更复杂、个性化的螺纹设计结论和展望螺纹传动作为一种重要的机械传动形式，在现代机械制造中发挥着至关重要的作用随着科学技术的发展，螺纹传动技术不断进步，未来将朝着更加精密、高效、可靠的方向发展。