螺纹联接因其构造简单,拆装方便,都已标准化,批量生产,成本低廉,联接可靠,有足够的强度、刚度和自锁性,广泛用于各种金属结构和机构中。
1、螺纹及螺纹联接的主要参数
螺纹的外表面是圆柱螺旋线。圆柱螺旋线是沿着圆柱表面运动的点的轨迹,该点的轴向位移a与相应的角位移a成正比,在圆柱表面上,沿着螺旋线所形成的连续凸起和沟槽称为螺纹。
螺纹由外螺纹和内螺纹组成,按照母体形状,螺纹分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。根据牙型可分为三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角形螺纹用于联接,后三种螺纹用于传动。
螺纹的主要参数有:
① 线数:如果有两个以上的动点,同时在同一个圆柱面上作同样的螺旋运动,且轴向为等距分布时,则形成多线螺旋线。螺旋线的条数称为螺纹的线数,用n表示。
② 旋向:点沿圆柱表面运动的角位移方向和轴向位移方向不同,螺旋线有右旋和左旋之分,螺钉顺时针旋入的称为右旋螺纹,逆时针旋入的称左旋螺纹,常用大多数螺纹都是右旋的。
③ 牙型角α,牙型半角α/2:在螺纹牙型上,连接牙顶和牙底的侧表面称为牙侧,相邻牙侧间的夹角α叫牙型角。牙侧与螺纹轴线的垂线的夹角α/2叫牙型半角。
④ 外径(大径)d:与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径叫螺纹外径(或大径),亦称公称直径。
⑤ 内径(小径)d1:与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径叫螺纹内径(或小径)。
⑥ 中径d2:指一个假想的中径圆柱的直径,该圆的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
⑦ 螺距P:相邻两牙在中线上对应相点间的轴向距离。
⑧ 导程S:同一条螺旋线上相邻两牙在中线上对应两点间的轴向距离,S=nP, 对单线螺纹而言,因n=1,所以S=P。
⑨ 螺旋升角φ:在中径圆柱上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。
用于联接的螺纹主要有:普通螺纹与管螺纹。普通螺纹牙型角60°,以外径d为公称直径。同一公称直径可有多种螺距的螺纹。其中最大螺距的螺纹叫粗牙螺纹,其余的都叫细牙螺纹。一般联接常用粗牙螺纹,据公称直径查标准选用。细牙螺纹升角小,自锁性好。细牙螺纹比粗牙螺纹钉杆强度高,但不耐磨,易滑扣,多用于薄壁零件。
管螺纹有牙型角55°的英制细牙螺纹,公称直径为管子内径,还有圆锥管螺纹,牙型角有55°和60°两种,不同填料即可保证联接紧密性。
2、螺纹联接的主要型式,标准联接零件
螺纹联接的主要型式有:
①螺栓联接:当被联接件不太厚时,用普通螺栓贯穿两个(或多个)被联接的孔,再拧紧螺母,此种应用最广。
② 螺钉联接,如被联接之一较厚,即可采用螺钉联接。螺钉拧入深度与螺钉及被联接件的材料有关,按等强度条件决定的最小拧入深度可查有关手册。此种联接不适于经常拆卸的联接,经常拆卸可使螺孔磨损导致修理困难及被联接件的报废。
③ 双头螺柱联接:用于被联接件之一较厚而又经常拆装的场合。拆装时只需卸下螺母,不必拧出螺柱。
设计时注意双头螺柱必须紧固。在拧松螺母时,保证螺柱在螺孔中不得转动。
双头螺柱联接常用的紧固方式如下页图所示: