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常见螺纹的分类和应用

行业新闻|2022-03-02| 深圳维动自动化


机器中的所有零部件都不能孤立地存在,它们必须以某种方式与其他零部件联接在一起,这就引起了机械联接。

机械联接可分为两大类:一类是机器工作时,被联接件间可以有相对运动的联接,称为机械动联接,如机械原理中学学过的各种运动副;另一类则是在机器工作时,被联接件不予许出现相对运动的联接,称为机械静联接。

机械静联接也可以分为两大类:可拆连接和不可拆联接。

可拆连接是不需要毁坏连接中的任一零件就可拆开的联接。常见的有螺纹连接、键连接、花键连接和销联接。

不可拆联接是至少必须毁坏连接中的某一部分才能拆开的联接。常见的有铆接、焊接和胶接等。

另外,还有一种可做成可拆或不可拆的过盈配合联接,在机器中也常使用。

螺纹联接结构简单,使用方便,又能经常拆装,应用最广。键连接、花键联接和过盈连接,则经常用于轴与轴上零件间的联接——轴毂联接。

一、螺纹的类型和应用

螺纹有内螺纹和外螺纹,二者共同组成螺旋副用于连接或传动。按照母体的形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹;按牙型分为三角形螺纹,矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹。根据螺纹螺旋线方向又分为左旋和右旋螺纹。此外螺纹还有单线和多线之分。三角形螺纹主要用于联接,而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动,其中除矩形外均已标准化。标准螺纹的基本尺寸可查阅有关标准。

常见螺纹有多种,按其用途可分为以下两大类:

1、联接螺纹

联接螺纹的牙形为三角形,其特点是当量摩擦角大、自锁性较好、强度高,常见的种类有普通螺纹、管螺纹和圆锥螺纹。

普通螺纹的牙型角a=60°,内、外螺纹旋合后留有径向间隙。对同一公称直径的普通螺纹,按螺距大小的不同分为粗牙螺纹与细牙普通螺纹。细牙普通螺纹常用于切制粗牙螺纹对强度影响较大的零件(如轴、管状零件)或受冲击振动和变载荷的联接中,也可用作微调机构的调节螺纹。

管螺纹牙型角a=55°,牙顶有较大的圆角,内外螺纹旋合后无径向间隙,以保证旋合的紧密性。一般用于管路系统中的联接。

圆锥螺纹与圆锥管螺纹相似,但牙型角a=60°,螺纹牙顶为平顶。多用与汽车、拖拉机、航空机械和机床的燃料、油、水、气输送管路系统。

二、传动螺纹

与联接螺纹相比、传动螺纹的牙型角a较小,因此其传动效率高。按牙型的不同,传动螺纹的种类有矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。

矩形螺纹的牙型为方形,牙型角a=0°。其传动效率较其他螺纹都高,但牙根强度弱、螺纹磨损后间隙难以补偿,使传动精度降低,目前已逐渐被梯形螺纹所代替。矩形螺纹尚未标准化。

梯形螺纹的牙形为等腰梯形,牙型角a=30°。与矩形螺纹相比,梯形螺纹的传动效率略低,但其工艺性好、牙根强度高、对中性好。如剖分螺母,磨损后还可以调整间隙,它是最常见的传动螺纹。

锯齿形螺纹的牙形为不等腰梯形,其工作面牙形半角β=3°,非工作面牙型半角为30°。外螺纹根部有较大的圆角以减小应力集中。内外螺纹旋合后,大径处无间隙,便于对中。这种螺纹兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点,但只能用于单向受力的传动螺旋中。

三、螺纹的主要参数

下面以广泛应用的圆柱销普通螺纹为例来说明螺纹的主要参数。

1、大径d----与外螺纹牙顶或内螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径,亦称为公称直径(管螺纹除外)。

2、小径d----与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径,在强度计算中常用作危险剖面的计算直径。

3、中径d---螺纹的牙厚与牙间宽相等处的圆柱直径。

4、线数n-----螺纹的螺旋线数。为了便于制造,一般n小于等于4.

5、螺距P-----螺纹相邻两牙型上所对应两点间的轴向距离。

6、导程S------在同一条螺旋线上相邻两牙型上所对应两点间的轴向距离,S=nP

7、螺纹升角φ------在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角,计算公式为:

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8、牙型角a------轴向剖面内,螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的测边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型半角β。对于三角形、梯形等对称牙型,β=a/2

9、螺纹接触高度h------两个相互配合螺纹的牙型上,牙测重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离。


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