螺紋聯(lián)接和螺紋傳動

1、第九章 螺紋聯(lián)接和螺紋傳動 機(jī)器是零部件通過聯(lián)接實(shí)現(xiàn)的有機(jī)組合體。在機(jī)械中，聯(lián)接是指為實(shí)現(xiàn)某種功能，使兩個或兩個以上的零件相互接觸，并以某種方式保證一定的位置關(guān)系。如果被聯(lián)接件間相互位置固定，不能作相對運(yùn)動，稱為靜聯(lián)接，能作相對運(yùn)動的則稱為動聯(lián)接（如鉸鏈等）。習(xí)慣上，機(jī)械設(shè)計(jì)中的聯(lián)接通常指的是靜聯(lián)接，簡稱聯(lián)接。聯(lián)接的方法很多，有些聯(lián)接需要專門的聯(lián)接件，如箱體與箱蓋的螺紋聯(lián)接，軸與軸上零件（如齒輪、帶輪）的鍵聯(lián)接。聯(lián)接件又稱緊固件，常見的有螺栓、螺母、鍵、銷等；有些聯(lián)接則不需要專門的聯(lián)接件。91機(jī)械制造中的常用螺紋2S將一直角三角形繞在直徑為d2的圓柱表面上，使三角形底邊ab與圓柱體的底邊重合，

2、則三角形的斜邊在圓柱體表面形成一條螺旋線。三角形的斜邊與底邊的夾角，稱為螺旋線升角。若取一平面圖形，使其平面始終通過圓柱體的軸線并沿著螺旋線運(yùn)動，則這平面圖形在空間形成一個螺旋形體，稱為螺紋。根據(jù)平面圖形的形狀，螺紋可分為三角形、矩形、梯形和鋸齒形螺紋等（見教材圖92）。根據(jù)螺旋線的繞行方向，可分為左旋螺紋和右旋螺紋（見教材圖93），規(guī)定將螺紋直立時(shí)螺旋線向右上升為右旋螺紋，向左上升為左旋螺紋。機(jī)械制造中一般采用右旋螺紋，有特殊要求時(shí)，才采用左旋螺紋。根據(jù)螺旋線的數(shù)目，可分為單線螺紋和等距排列的多線螺紋（見教材圖94）。為了制造方便，螺紋一般不超過4線。要區(qū)分不同的螺紋，就要掌握說明螺紋特點(diǎn)的

3、一些參數(shù)。以廣泛應(yīng)用的圓柱普通螺紋為例，螺紋的主要參數(shù)如下： (1)大徑d（外徑）（D）與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱面直徑亦稱公稱直徑(2)小徑（內(nèi)徑）d1(D1)與外螺紋牙底相重合的假想圓柱面直徑，在強(qiáng)度計(jì)算中作危險(xiǎn)剖面的計(jì)算直徑(3)中徑d2在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱面的直徑，近似等于螺紋的平均直徑 d20.5(d+d1)(4)螺距P相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離(5) 導(dǎo)程（S）同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上的對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離(6) 線數(shù)n螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造n4；螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：L=nP(7) 螺旋升角在中徑圓柱面上螺旋

4、線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面的夾角。(8) 牙型角螺紋軸向平面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角；牙型斜角指螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角。對稱牙型螺紋是螺紋聯(lián)結(jié)和螺旋傳動的關(guān)鍵部分，現(xiàn)將機(jī)械中幾種常用螺紋（教材圖92）的特點(diǎn)和應(yīng)用介紹如下：1 三角形螺紋 牙型角大，自鎖性能好，而且牙根厚、強(qiáng)度高，故多用于聯(lián)接。常用的有普通螺紋、英制螺紋和圓柱管螺紋。（1）普通螺紋：國家標(biāo)準(zhǔn)中，把牙型角 = 60的三角形米制螺紋稱為普通螺紋（教材圖9-6），大徑d為公稱直徑。同一公稱直徑可以有多種螺距的螺紋，其中螺距最大的稱為粗牙螺紋，其余都稱為細(xì)牙螺紋（圖9-7b），粗牙螺紋應(yīng)用最廣。細(xì)牙螺紋的小徑大、升

5、角小，因而自鎖性能好、強(qiáng)度高，但不耐磨、易滑扣，適用于薄壁零件、受動載荷的聯(lián)接和微調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)整。普通螺紋的基本尺寸見教材表91。（2）.英制螺紋：牙型角 = 55，以英寸為單位，螺距以每英寸的牙數(shù)表示，也有粗牙、細(xì)牙之分。主要是英、美等國使用，國內(nèi)一般僅在修配中使用。2. 圓柱管螺紋牙型角 = 55，牙頂呈圓弧形，旋合螺紋間無徑向間隙，緊密性好，公稱直徑為管子的公稱通徑（圖9-8c），廣泛用于水、煤氣、潤滑等管路系統(tǒng)聯(lián)接中。3. 矩形螺紋牙型為正方形，牙型角 = 0，牙厚為螺距的一半，當(dāng)量摩擦系數(shù)較小，效率較高，但牙根強(qiáng)度較低，螺紋磨損后造成的軸向間隙難以補(bǔ)償，對中精度低，且精加工較困難，因此

6、，這種螺紋已較少采用。牙型為等腰梯形，牙型角 = 30（圖9-9b），效率比矩形螺紋低，但易于加工，對中性好，牙根強(qiáng)度較高，當(dāng)采用剖分螺母時(shí)還可以消除因磨損而產(chǎn)生的間隙，因此廣泛應(yīng)用于螺旋傳動中。5. 鋸齒形螺紋：鋸齒形螺紋工作面的牙側(cè)角為30，非工作面的牙側(cè)角為300，兼有矩形螺紋效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，但只能承受單向載荷，適用于單向承載的螺旋傳動。螺紋牙強(qiáng)度高，用于單向受力的傳力螺旋；如螺旋壓力機(jī)、千斤頂?shù)取?2螺旋副的受力分析、效率和自鎖一、矩形螺紋（牙型角=00）1. 受力分析螺紋副中，螺母所受到的軸向載荷Q是沿螺紋各圈分布的（教材圖9-8a），為便于分析，用集中載荷Q代替，

7、并設(shè)Q作用于中徑d2圓周的一點(diǎn)上（教材圖9-8b）。這樣，當(dāng)螺母相對于螺桿等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，可看作為一滑塊(螺母)沿著以螺紋中徑d2展開，斜度為螺紋升角l的斜面上等速滑動（教材圖9-9）。勻速擰緊螺母時(shí)，相當(dāng)于以水平力推力F推動滑塊沿斜面等速向上滑動（圖教材9-8a）。設(shè)法向反力為N，則摩擦力為fN，f為摩擦系數(shù)， 為摩擦角， = arctan f。由于滑塊沿斜面上升時(shí)，摩擦力向下，故總反力R與Q的的夾角為+ 。由力的平衡條件可知，R、F和Q三力組成力封閉三角形，由圖可得：FQyd2使滑塊等速運(yùn)動所需要的水平力 等速上升： Ft=Qtan(+)等速上升所需力矩：T= Ftd2/2= Qtan(+)d

8、2/2等速下降： Ft=Qtan()等速上升所需力矩：T= Ftd2/2= Qtan()d2/22. 螺紋的自鎖螺母等速松退時(shí)的受力分析：觀察教材圖910，此時(shí)相當(dāng)于滑塊沿斜面等速下滑，由力的封閉三角形，得： 若，則F0，這時(shí)必須加一反向作用力F才會使滑塊下滑，若不加外力，則不論Q有多大，滑塊也不會下滑，這種現(xiàn)象叫自鎖。自鎖條件：3. 螺旋副的效率螺旋副效率為有效功W2與輸入功W1之比。螺母在力矩T作用下轉(zhuǎn)動一周時(shí)，輸入功W1=2T，此時(shí)升舉重物所作的有效功W2=QS；故螺旋副的效率為：=W2/W1=QS/2T=tan/ tan(+)。螺紋的牙型角0時(shí)的螺紋為非矩形螺紋，如教材圖911所示。非

9、矩形螺紋的螺桿和螺母相對轉(zhuǎn)動時(shí)，可看成楔形滑塊沿楔形斜面移動；平面時(shí)法向反力N=Q; 平面時(shí)摩擦力Ff =fN =fQ;楔形面時(shí)法向反力N/=Q/cos；楔形面摩擦力Ff! =f N/ =fQ/ cos;令f/ =f/ cos稱當(dāng)量摩擦系數(shù)。Ff! =f/Q；楔形面和矩形螺紋的摩擦力相比，與當(dāng)量摩擦系數(shù)對應(yīng)的摩擦角稱為當(dāng)量摩擦角，用V 表示。擰緊螺母時(shí)所需的水平推力及轉(zhuǎn)矩：由于矩形螺紋與非矩形螺紋的運(yùn)動關(guān)系相同，將V代替后可得：使滑塊等速運(yùn)動所需要的水平力 等速上升： Ft=Qtan(+V)等速上升所需力矩： T= Ftd2/2= Qtan(+V)d2/2等速下降： Ft=Qtan(V)等速上

10、升所需力矩： T= Ftd2/2= Qtan(V)d2/2自鎖條件：V效率為：=W2/W1=QS/2T=tan/ tan(+V)。由于三角形螺紋的=/2=300；梯形螺紋=/2=150；鋸齒形螺紋=30；矩形螺紋=00，所以各種螺紋的當(dāng)量摩擦系數(shù)之間有如下關(guān)系：fv三角fv梯形fv鋸齒fv矩形可見，三角形螺紋的fv大，自鎖性能好，且牙根強(qiáng)度高，故常用于聯(lián)結(jié)。梯形、鋸齒形及矩形螺紋，多用于傳動。例題91見教材208頁（略）93 螺紋聯(lián)接的基本類型及預(yù)緊和防松1.螺栓聯(lián)接 被聯(lián)接件的孔中不切制螺紋，裝拆方便。如教材圖9-12a為普通螺栓聯(lián)接，螺栓與孔之間有間隙，由于加工簡便，成本低，所以應(yīng)用最廣。

11、如教材圖9-12b為鉸制孔用螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接件上孔用高精度鉸刀加工而成，螺栓桿與孔之間一般采用過渡配合，主要用于需要螺栓承受橫向載荷或需靠螺桿精確固定被聯(lián)接件相對位置的場合。2.雙頭螺柱聯(lián)接使用兩端均有螺紋的螺柱，一端旋入并緊定在較厚被聯(lián)接件的螺紋孔中，另一端穿過較薄被聯(lián)接件的通孔（如教材圖9-13）。適用于被聯(lián)接件較厚，要求結(jié)構(gòu)緊湊和經(jīng)常拆裝的場合。3. 螺釘聯(lián)接螺釘直接旋入被聯(lián)接件的螺紋孔中（如教材圖9-14），結(jié)構(gòu)較簡單，適用于被聯(lián)接件之一較厚，或另一端不能裝螺母的場合。但經(jīng)常拆裝會使螺紋孔磨損，導(dǎo)致被聯(lián)接件過早失效，所以不適用于經(jīng)常拆裝的場合。4. 緊定螺釘聯(lián)接將緊定螺釘擰入一零件的螺

12、紋孔中，其末端頂住另一零件的表面（如教材圖9-15），或頂入相應(yīng)的凹坑中。常用于固定兩個零件的相對位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。螺紋聯(lián)接件品種很多，大都已標(biāo)準(zhǔn)化。常用的標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件有螺栓、螺釘、雙頭螺柱、緊定螺釘、螺母和墊圈。 普通螺栓 六角頭：小六角頭，標(biāo)準(zhǔn)六角頭，大六角頭1）螺栓 圓柱頭（內(nèi)六角） 鉸制孔螺栓螺紋部分直徑較小螺栓 粗制 精制機(jī)械制造中常用2）雙頭螺栓兩端帶螺紋 A型有退刀槽 施入端長度也各有不同。 B型無退刀槽3）螺釘種類繁多 半圓頭 一字槽 平圓頭 十字槽 共有按頭部形狀 六角頭 頭部起子槽 內(nèi)六角孔 圓柱頭 一字加十字槽 沉頭 要求全螺紋與螺栓區(qū)別 要求螺紋部分直徑較

13、粗4）緊定螺釘 錐端適于零件表面硬度較低不常拆卸常合 末端 平端接觸面積大、不傷零件表面，用于頂緊硬度較大的平面，適于經(jīng)常拆卸 圓柱端壓入軸上凹抗中，適于緊定空心軸上零件的位置適于較輕材料和金屬薄板5）自攻螺釘由螺釘攻出螺紋6）螺母 六角螺母：標(biāo)準(zhǔn)，扁，厚 圓螺母（與帶翅墊圈）+止退墊圈帶有缺口，應(yīng)用時(shí)帶翅墊圈內(nèi)舌嵌入軸槽中，外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊。螺母 粗制 精制 粗制平墊 精制 A型 普通墊圈 斜墊 B型帶倒角 7）墊圈 防松墊圈（彈簧墊圈）起防松作用 帶翅墊圈等一、 螺紋聯(lián)接的預(yù)緊 螺紋聯(lián)接 松聯(lián)接在裝配時(shí)不擰緊，只存受外載時(shí)才受到力的作用輕少用緊聯(lián)接在裝配時(shí)需擰緊，即在承載

14、時(shí)，已預(yù)先受力，預(yù)緊力QP預(yù)緊目的：保持正常工作。如汽缸螺栓聯(lián)接，有緊密性要求，防漏氣，接觸面積要大性，靠摩擦力工作時(shí)，增大剛性等。增大剛性：增加聯(lián)接剛度、緊密性和提高防松能力1. 擰緊力矩T在預(yù)緊螺栓聯(lián)接時(shí)，加在扳手上的力矩T必須克服螺旋副中的螺紋力矩T和螺母與支撐面之間的摩擦力矩TfT=T+TfT=F0tan(+V)d2/2Tf=fc* F0*rf; rf支撐面間的摩擦半徑， fc為摩擦系數(shù)。T=0.2 F0*d*103式中：T的單位N.m; d的單位為mm.。2. 預(yù)緊力的控制通過測力矩扳手和完力矩扳手控制扳手力矩大小。螺紋連接一般具有自鎖性，此外螺母及螺栓頭部的支撐面上的摩擦力也有防松

15、作用，故擰緊后一般不會松脫。但在沖擊、振動或變載荷作用下，以及在高溫或溫度變化較大時(shí)，螺紋鋼之間的摩擦力會順時(shí)減小或消失，聯(lián)接就可能松動。防松的關(guān)鍵就是防松螺旋鋼的相對轉(zhuǎn)動。1. 摩擦防松（1）彈簧墊片：如圖教材圖923所示；利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊。（2）對頂螺母：如圖教材圖924所示；增加摩擦放松；（3）自鎖螺母：如圖教材圖925所示；增加摩擦放松；2. 機(jī)械放松開槽螺母與開口銷,見教材圖926；圓螺母與止動墊圈，見教材圖927；帶翅墊片,見教材圖928。3. 變?yōu)椴豢刹鹇?lián)接端鉚、沖點(diǎn)（破壞螺紋）見教材圖929、點(diǎn)焊。94 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算的目的，主要是根據(jù)聯(lián)接的結(jié)

16、構(gòu)形式、材料性質(zhì)和載荷狀態(tài)等條件，分析螺栓的受力和失效形式，然后按相應(yīng)的計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算螺紋小徑d1，再按照標(biāo)準(zhǔn)選定螺紋公稱直徑d和螺距P等。螺栓其余部分尺寸及螺母、墊圈等，一般都可根據(jù)公稱直徑d直接從標(biāo)準(zhǔn)中選定，因?yàn)橹贫?biāo)準(zhǔn)時(shí)，已經(jīng)考慮了螺栓、螺母的各部分及墊圈的等強(qiáng)度和制造、裝配等要求。需要說明的是，螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接和雙頭螺柱聯(lián)接的失效形式和計(jì)算方法基本相同，所以，本節(jié)對螺栓聯(lián)接計(jì)算的討論，其結(jié)論對螺釘聯(lián)接和雙頭螺柱聯(lián)接也基本適用。一、松螺栓聯(lián)接松螺栓聯(lián)接的特點(diǎn)是裝配時(shí)不擰緊螺母，在承受工作載荷前，聯(lián)接并不受力。這種聯(lián)接只能承受靜載荷，故應(yīng)用不廣。教材圖9-30所示起重滑輪中的螺栓聯(lián)接就是典

17、型的例子。當(dāng)承受軸向工作載荷F（N）時(shí)，螺紋部分的強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)公式為：式中：d1螺桿危險(xiǎn)截面直徑（mm）許用拉應(yīng)力 N/mm2 (MPa) 見教材表96.二、受橫向外載荷的緊螺栓聯(lián)接1. 采用普通螺栓如圖9-32所示，工作時(shí)聯(lián)接受到與螺栓軸線相垂直的外載荷FR的作用。被聯(lián)接件在預(yù)緊力的作用下相互壓緊，依靠結(jié)合面產(chǎn)生的摩擦力來抗衡外載荷，從而避免產(chǎn)生相對移動。顯然，無論工作前還是工作后，螺栓本身僅受裝配時(shí)由于擰緊螺母而產(chǎn)生的預(yù)緊力和螺紋副阻力矩的作用。預(yù)緊力使螺栓危險(xiǎn)截面上產(chǎn)生拉應(yīng)力:F0f*z*mKFR FRKFR/ f*z*m式中：z 聯(lián)接螺栓的數(shù)目；m 結(jié)合面數(shù)目；f 結(jié)合面間摩擦系數(shù)

18、，對于鋼或鑄鐵的干燥加工表面，可取f =0.10.15；K 可靠性系數(shù)，亦稱防滑系數(shù)，通常取K =1.11.3。由此可得，單個螺栓所需的預(yù)緊應(yīng)力為：=4F0/d12 若計(jì)入扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響，強(qiáng)度條件為: 設(shè)計(jì)公式為：式中：許用拉應(yīng)力 N/mm2 (MPa) 見教材表96。3. 采用鉸制孔用螺栓絞制孔用螺栓聯(lián)接一般均需擰緊，由預(yù)緊力產(chǎn)生的拉應(yīng)力對聯(lián)接強(qiáng)度的 影響可以不計(jì)。螺栓桿受橫向工作載荷FR時(shí)，剪切強(qiáng)度條件為：螺栓桿或孔壁的擠壓強(qiáng)度條件：式中：ds-螺栓桿剪切面直徑（mm）；Z-聯(lián)接螺栓數(shù)；m-接合面數(shù)；-螺栓的許用剪切應(yīng)力（MPa）；查教材表96。p-螺栓桿或孔壁中的低強(qiáng)度材料的許用擠壓用

19、力（MPa）；（查表教材96）h-螺栓桿與孔壁間的最小高度。這種承載形式在緊螺栓聯(lián)接中比較常見，圖9-33所示的汽缸與汽缸蓋螺栓組聯(lián)接就是這種聯(lián)接的典型例子。在這種聯(lián)接中，螺栓實(shí)際承受的總拉力Fo并不等于預(yù)緊力和軸向工作載荷F之和。結(jié)合圖9-34分析如下：1、壓力容器中壓強(qiáng)P對每個螺栓產(chǎn)生的軸向工作載荷為：F=p(D2/4)/Z式中：Z為聯(lián)接螺栓個數(shù)。p為氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)Mpa。未擰緊未受工作載荷時(shí)螺栓情況：如上圖預(yù)緊前；擰緊后未受工作載荷時(shí)螺栓受預(yù)緊力F0作用：如上圖的預(yù)緊。擰緊后受工作載荷時(shí)螺栓受到總拉力F作用： F=F+ F0/此時(shí)，由于螺栓受工作載荷F的作用，伸長量又增加了2，被聯(lián)接件間隨

20、螺栓伸長而被放松了2，故其壓緊力由F0減小到F0，被聯(lián)接件作用與螺栓的反作用力也應(yīng)為F0， F0稱為剩余預(yù)緊力。剩余預(yù)緊力F0值可參照教材表9-3選取。選取了F0后，用F=F+ F0/計(jì)算出螺栓的總拉力F的值。然后代入下式：強(qiáng)度計(jì)算為：.設(shè)計(jì)公式為： 根據(jù)受工作載荷F的伸長量與被聯(lián)接件回彈變形量相等的關(guān)系，可導(dǎo)出預(yù)緊力F0與剩余預(yù)緊力F0/的關(guān)系為：F0= F0/+(1Kc)F; 式中：Kc=C1/(C1+C2)，Kc稱相對剛度系數(shù)見教材表94；C1為螺栓剛度；C2為被聯(lián)接件剛度。F=F+ F0/=F0+ C1F/(C1+C2)。由上式可知，當(dāng)螺栓受軸向工作載荷由0至F之間變化時(shí)，螺栓中總的拉

21、力的變化范圍是F0F。95 螺紋聯(lián)接件的材料和許用應(yīng)力螺栓的常用材料有低碳鋼Q215、10號鋼和中碳鋼Q235、35和45鋼等，重要和有特殊要求的場合可采用15Cr、40Cr、30CrMnSi和15MnVB等機(jī)械性能較高的合金鋼。有防蝕或?qū)щ娨髸r(shí)，也可采用銅及其合金以及其它有色金屬。近年來還發(fā)展了高強(qiáng)度塑料螺栓和螺母。常用螺栓材料的機(jī)械性能見教材表95。表95螺栓的常用材料及其機(jī)械性能鋼號強(qiáng)度極限sB/MPa屈服極限sS /MPa鋼號強(qiáng)度極限sB/MPa屈服極限sS /MPa1034042021035540320Q21534042022045650360Q23541047024040Cr34

22、0420650900螺栓的許用應(yīng)力及安全系數(shù)見教材表96和表97。由表96可知，不控制預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接中，安全系數(shù)S的選擇與螺栓直徑d有關(guān)，d越小，S越大，許用應(yīng)力s也就越低。這是因?yàn)?，如果不控制預(yù)緊力，螺栓直徑越小，擰緊時(shí)螺桿因過載而損壞的可能性就越大。在設(shè)計(jì)時(shí)，因d未知，而S的選擇與d有關(guān)，因此要用試算法，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，先假定一個螺栓直徑，再根據(jù)這個直徑查取S，然后根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算出d1值，若d1的計(jì)算值與所假定的直徑相對應(yīng)，則可將假定值作為設(shè)計(jì)結(jié)果，否則必須重算。例題92見教材219頁。（略）96 提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度。影響螺栓強(qiáng)度的因素很多，有結(jié)

23、構(gòu)、尺寸參數(shù)、裝配工藝、材料、制造精度等級等。以下就幾個主要方面作一介紹。理論和實(shí)踐證明，變載荷工作時(shí)，在工作載荷和殘余預(yù)緊力不變的情況下，減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件剛度都能達(dá)到提高螺栓疲勞強(qiáng)度的目的，但應(yīng)適當(dāng)增大預(yù)緊力，以保證聯(lián)接的密封性。減小螺栓剛度的常用措施有：適當(dāng)增加螺栓的長度、減小螺栓桿直徑（教材圖9-36）或做成中空的結(jié)構(gòu)（教材圖9-36）柔性螺栓。柔性螺栓受力時(shí)變形大，吸收能量作用強(qiáng)，也適于承受沖擊和振動。在螺母下面安裝彈性元件（教材圖9-37），當(dāng)工作載荷由被聯(lián)接件傳來時(shí)，由于彈性元件的較大變形，也能起到柔性螺栓的效果。為了增大被聯(lián)接件的剛度，不宜采用剛度小的墊片。教材圖9-3

24、8b所示的緊密聯(lián)接就以用密封環(huán)為佳。采用普通螺母時(shí)，軸向載荷在旋合螺紋各圈之間的分布是不均勻的，如教材圖9-39所示，從螺母支承面算起，第一圈受載最大，以后各圈遞減。理論分析和實(shí)驗(yàn)證明，旋合圈數(shù)越多，載荷分布不均的程度就越顯著，第810圈以后的螺紋幾乎不受載荷。所以，采用圈數(shù)多的厚螺母，并不能提高聯(lián)接強(qiáng)度。若采用圖9-41的懸置（受拉）螺母，則螺母錐形懸置段與螺栓桿均為拉伸變形，有助于減少螺母和螺栓桿的螺距變化差，從而使載荷分布比較均勻。螺紋的牙根和收尾、螺栓頭部與栓桿交接處，都有應(yīng)力集中，是產(chǎn)生斷裂的危險(xiǎn)部位；特別是在旋合螺紋的牙根處，由于栓桿拉伸，牙受彎剪，而且受力不均，情況更為嚴(yán)重。適當(dāng)

25、加大牙根圓角半徑以減輕應(yīng)力集中，可提高螺栓疲勞強(qiáng)度達(dá)20%40%；在螺紋收尾處用退刀槽、在螺母承壓面以內(nèi)的栓桿有余留螺紋等，都有良好效果。航空、航天器螺栓采用新發(fā)展的MJ螺栓，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是牙根圓角半徑增大。高強(qiáng)度鋼螺栓對應(yīng)力集中敏感，但由于可用更大的預(yù)緊力擰緊和更高的極限強(qiáng)度，結(jié)果還是有利的。制造工藝對螺栓疲勞強(qiáng)度有很大影響。采用碾制螺紋時(shí)，由于冷作硬化的作用，表層有殘余壓應(yīng)力，金屬流線合理，螺栓疲勞強(qiáng)度可比車制螺紋高30%40%；熱處理后再滾壓的效果更好。另外，碳氮共滲、滲氮、噴丸處理都能提高螺栓疲勞強(qiáng)度。97 螺 旋 傳 動螺旋傳動由螺桿、螺母和機(jī)架組成，主要用于把回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)

26、動，同時(shí)傳遞運(yùn)動和動力。其應(yīng)用廣泛，如螺旋千斤頂、螺旋絲杠、螺旋壓力機(jī)等。根據(jù)用途，螺旋傳動可分為三種類型：（1）傳力螺旋 以傳遞動力為主，要求用較小的力矩轉(zhuǎn)動螺桿（或螺母）而使螺母（或螺桿）產(chǎn)生軸向運(yùn)動和較大的軸向力，這個力可以用來完成起重和加壓等工作，如螺旋千斤頂和螺旋壓力機(jī)等。（2）傳導(dǎo)螺旋 以傳遞運(yùn)動為主，并要求有較高的運(yùn)動精度，速度較高且能較長時(shí)間連續(xù)工作，如機(jī)床進(jìn)的給螺旋機(jī)構(gòu)。（3）調(diào)整螺旋 用于調(diào)整并固定零、部件之間的相互位置，如機(jī)床卡盤，壓力機(jī)的調(diào)整螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動。根據(jù)螺旋副的摩擦情況，可分為滑動螺旋、滾動螺旋和靜壓螺旋?；瑒勇菪Y(jié)構(gòu)簡單、加工方便、易于自鎖，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)

27、無噪聲，所以應(yīng)用最廣。它的缺點(diǎn)是工作時(shí)滑動摩擦阻力大，傳動效率低（一般為30%40%），螺紋表面磨損快，傳動精度低，低速時(shí)有爬行現(xiàn)象。滾動螺旋和靜壓螺旋的摩擦阻力小，傳動效率高，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造困難，成本高，加工不方便，只有在高精度、高效率的機(jī)械中才宜采用。本節(jié)主要介紹滑動螺旋。1. 滑動螺旋的常用材料螺桿和螺母的材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、耐磨性和良好的加工性。不經(jīng)熱處理的螺桿一般可采用Q255、Y40Mn、45、50鋼，重要的需熱處理的螺桿可采用65Mn、40Cr或20CrMnTi鋼，精密傳動螺桿可用9MnV、CrWMn、38CrMoAl鋼等。螺母常用的材料有鑄錫青銅ZCuSn10P1、ZCuS

28、n5Pb5Zn5；重載低速時(shí)用高強(qiáng)度鑄造鋁青銅ZCuAl10Fe3或鑄造黃銅ZCuZn25Al6Fe3Mn3；重載時(shí)可用35鋼或球墨鑄鐵；低速輕載時(shí)也可用耐磨鑄鐵。尺寸大的螺母可用鋼或鑄鐵作外套，內(nèi)部澆鑄青銅，高速螺母可澆鑄錫銻或鉛銻軸承合金（即巴氏合金）。(1) 螺紋副耐磨性計(jì)算磨損多發(fā)生在螺母上。由于影響磨損的因素很多，目前還沒有完善的計(jì)算方法，所以通常采用限制螺紋副壓強(qiáng)p作為防止螺紋過度磨損的的條件性計(jì)算。為方便分析，把一圈螺紋牙展直（圖9-37），這樣螺紋牙相當(dāng)于一根懸臂梁，則驗(yàn)算公式為: 根據(jù)耐磨性條件可得螺桿中徑為：對于矩形螺紋對于鋸齒形螺紋（2）螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算一般螺母材料強(qiáng)度低于螺桿。螺紋牙受剪和彎曲均在螺母上。將