⒈螺纹的种类选择
(1)母体形状选择 根据螺纹的母体形状,可分为圆柱形螺纹和圆锥形螺纹。圆柱形螺纹加工比较容易,因此在工程中广泛被应用;圆锥形螺纹的加工相对比较困难,因此用得比较少。
(2)牙型选择
1)三角形螺纹。也称普通螺纹(见图5-1a),其牙型角α=60°。由机械原理的斜面摩擦可知,螺纹副的当量摩擦系数µv与摩擦系数µ的关系为
因为三角型螺纹的牙型角α大,所以当量摩擦系数µv大(µv≈1.155µ)时,当量摩擦角ϕV大。根据自锁性条件,螺纹升角φ应小于等于当量摩擦角ϕV,即
φ≤ϕV (5-2)
因此三角形螺纹自锁性好,用于联接。三角形螺纹分为粗牙螺纹和细牙螺纹两种。同一公称直径的三角形螺纹可以有多种螺距,其中螺距最大的称为粗牙螺纹,其余的称为细牙螺纹,一般常用粗牙。细牙螺纹比粗牙螺纹在同样的公称直径(大径)d下,螺距小,螺纹升角φ较小,因此自锁性更好,又因细牙螺纹比粗牙螺纹根径大,其联接强度更高,适于薄壁细小零件和冲击变载等情况。
2)矩形螺纹。矩形螺纹(见图5-1b)的牙型角α=0°。因为α角比三角形螺纹小,由式(5-1)可知,当量摩擦系数µv小(μv=μ)时,当量摩擦角ϕV小。当螺纹升角φ在一定的条件下,依据式(5-2)自锁性条件进行判断,自锁性比三角形螺纹差了。但由螺纹副的效率公式可知,效率却比三角形螺纹提高了。
由于矩形螺纹的齿形是正方形,因此螺纹的根部强度较低,为了提高根部的强度,工程上用梯形螺纹解决了这一问题。
3)梯形螺纹。梯形螺纹(见图5-1c)的牙型角α=30°。由式(5-1)可知:当量摩擦系数µv≈1.035µ,比矩形螺纹大,介于三角形螺纹与矩形螺纹之间。依据式(5-2)的自锁性条件:在螺纹升角φ相同的条件下,自锁性比矩形好,但效率η比矩形螺纹低。因此,为了将矩形螺纹和梯形螺纹的优点集中起来,又出现了一种新的螺纹——锯齿形螺纹。(www.daowen.com)
4)锯齿形螺纹。锯齿形螺纹(见图5-1d)的牙型角α=33°(承载面的斜角为3°,非承载面的斜角为30°),它兼有矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高、对中性好的优点。但是只能承受单向轴向力,强度不如梯形,但比矩形的强度稍高。
矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹用于传动,除矩形螺纹外,其他螺纹均已标准化,设计时可查相关标准。
图5-1 各种螺纹的牙形
(3)旋向选择 根据螺旋线方向可分为左旋螺纹和右旋螺纹,旋向的判断方法:顺着螺纹的轴线看螺纹的升起方向,螺纹的升起方向向右,称为右旋;螺纹的升起方向向左,称为左旋。工程中常用右旋螺纹,不必特殊标记。左旋螺纹在特殊情况下采用,标记方法见有关标准。
(4)线数选择 根据线数可分为单线螺纹、双线螺纹(n=2)和多线螺纹(n≥2),螺纹线数即指螺旋线的线数。单线螺纹比较常用,用于联接;双线螺纹和多线螺纹由于效率高多用于传动。
2.螺纹主要参数的确定
螺纹的主要参数如图5-2所示。各种螺纹的主要几何尺寸可查相关标准,除管螺纹的公称直径近似等于管子的小径外,其余各种螺纹的公称直径均为螺纹大径。
图5-2 螺纹的主要参数
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