机械设计基础(机工版)教案：螺纹连接及螺旋传动

PAGEPAGE2章节名称螺纹连接及螺旋传动授课形式讲授课时3班级电气、机电教学目的了解螺纹的应用和分类、代号教学重点1、了解螺纹及主要参数；2、机械制造常用螺纹及螺纹联接的基本类型3、提高螺栓联接强度的措施4、螺旋传动的类型、特点及应用教学难点1、螺纹联接的预紧和防松手段2、螺栓联接的强度计算与校核辅助手段模型或多媒体辅助教学过程及说明;★教具演示并导入新课：（讲解相关理论知识）螺纹联接:利用螺纹零件将两个或两个以上的零件相对固定起来的联接。螺旋传动:利用螺纹零件将回转运动变为直线运动，从而传递运动或动力的装置.一、螺纹的形成二、螺纹的类型按线数分在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹，称为单线螺纹。也可沿二条、三条螺旋线分别切制出双线螺纹和三线螺纹。单线螺纹主要用于联接，多线螺纹主要用于传动。2、按螺旋线绕行方向按螺旋线绕行方向的不同，又有右旋螺纹和左旋螺纹之分。通常采用右旋螺纹，左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。3、位置分螺纹有外螺纹和内螺纹之分。在圆柱体外表面上形成的螺纹，称为外螺纹，在圆孔的表面上形成的螺纹，称为内螺纹。普通螺纹又有粗牙和细牙两种。公称直径相同时，细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性好，螺杆强度较高，适用于受冲击、振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接。细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差，不宜经常拆卸，故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。三、螺纹的主要参数螺纹的主要参数：(1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。对外螺纹是牙顶圆柱直径(d)，对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。标准规定大径为螺纹的公称直径。(2)小径(d1、D1)——螺纹的最小直径。对外螺纹是牙底圆柱直径(d1)，对内螺纹是牙顶圆柱直径(D1)。(3)中径(d2、D2)——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径，该圆柱的母线位于牙型上凸起(牙)和沟槽(牙间)宽度相等处。此假想圆柱称为中径圆柱。(4)螺距(P)——在中径线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。(5)导程（S）——同一螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。对单线螺纹，S=P；对于线数为n的多线螺纹，S＝np。(6)牙形角（α）——在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。(7)升角（λ）——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。四、螺纹代号与标记1．普通螺纹螺纹的标记由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成。例M24×1.5左—5g6g—L其中M24——代表公称直径为24mm的螺纹1．5——表示螺纹的螺距为1.5mm左——代表螺纹为左旋螺纹5g——螺纹中径公差代号6g——螺纹顶径公差代号L——代表螺纹旋合长度注：(1)粗牙普通螺纹不标螺距(2)中径与顶径公差代号相同只须标一个。(3)右旋螺纹旋向不标(4)中等旋合长度时可不标代号。短旋合长度时标S，长旋合长度时标L，特殊时也可标出旋合长度数值，2．管螺纹非螺纹密封用的管螺纹由螺纹特征代号(G)、尺寸代号和公差等级代号(A、B)组成。例：G11/2A表示公称直径为11/2英寸公差等级为A级外螺纹。G11／2表示公称直径为11/2英寸的内螺纹注：(1)内螺纹不标公差等级代号。(2)左旋螺纹可附加代号LH。例G11／2—LH。(3)管螺纹的公称直径指管子的内径。五、螺纹联接的基本类型和螺纹联接件（一）、螺纹联接件螺纹联接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈、防松零件等，它们多为标准件，其结构、尺寸在国家标准中都有规定。它们的公称尺寸均为螺纹大径d，设计时应根据标准选用。1．螺栓螺栓的一部分为制有螺纹的螺杆，另一部分为螺栓头。螺栓头部形状很多，如六角头、方头、圆柱头和T形头等，应用最多的是六角头。2．双头螺栓3．螺钉4．紧定螺钉5．螺母6．垫片（二）、螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。1．螺栓联接螺栓联接是将螺栓穿过被联接件的孔，然后拧紧螺母，将被联接件联接起来。螺栓联接分为普通螺栓联接和配合螺栓联接。前者螺栓杆与孔壁之间留有间隙，后者螺栓杆与孔壁之间没有间隙，常采用基孔制过渡配合。螺栓联接无须在被联接件上切制螺纹孔，所以结构简单，装拆方便，应用广泛。这种联接通用于被联接件不太厚并能从被联接件两边进行装配的场合。2．双头螺柱联接双头螺柱联接是将双头螺柱的一端旋紧在被联接件之一的螺纹孔中，另一端则穿过其余被联接件的通孔，然后拧紧螺母，将被联接件联接起来。这种联接通用于被联接件之一太厚，不能采用螺栓联接或希望联接结构较紧凑，且需经常装拆的场合。3．螺钉联接螺钉联接是将螺钉穿过一被联接件的通孔，然后旋入另一被联接件的螺纹孔中。这种联接不用螺母，有光整的外露表面。它适用于被联接件之一太厚且不经常装拆的场合。4．紧定螺钉联接紧定螺钉联接是将紧定螺钉旋入被联接件之一的螺纹孔中，并以其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的凹坑中，以固定两个零件的相互位置。这种联接多用于轴与轴上零件的联接，并可传递不大的载荷。六、螺纹传动类型和应用螺纹传动是用内、外螺纹组成的螺旋副来传递运动和动力的传动装置。螺旋传动主要用来把主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动。螺纹传动特点：结构简单，传动连续、平稳、承载能力大、传动精度高。但在传动中磨损较大效率低。（一）、普通螺旋传动1．普通螺旋传动：指由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。2．运动方向的判定螺杆、螺母的运动方向可根据左右手螺旋法则来判定：左旋螺杆(螺母)伸左手，右旋螺杆(螺母)伸右手。半握拳，四指顺着螺杆(或螺母)的旋转方向，大母指的指向，即为螺杆(螺母)的移动方向。若当螺杆(螺母)原地旋转，螺母(螺杆)移动时，螺母(螺杆)移动方向与大拇指指向相反。3．移动距离L=∮Ph/2π（二）、其它螺旋传动1．差动螺旋传动差动螺旋传动是指活动螺母与螺杆产生差动的螺旋传动机构。差动螺旋传动机构可以产生极小的位移，而其螺纹的导程并不需要很小，加工比较容易．所以差动螺旋机构常用于测微器，计算机，分度机，以及许多精密切削机床仪器和工具中。2．滚动螺旋传动为了提高螺旋传动的效率，螺纹面之间采用滚动摩擦代替滑动摩擦，这种技术就是滚动螺旋传动。滚珠螺旋传动，传动效率高，传动时运动平稳，动作灵敏。但结构复杂，制造技术要求高，外形尺寸较大，成本高。目前主要应用在精密传动的数控机床上，以及自动控制装置、升降机构和精密测量仪器中。七、本次课小结本次课重点掌握螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件的主要组成；螺纹联接的常用预紧和防松方法；提高螺栓联接强度的常用措施等内容。布置作业练习册对应内容九、[教学反思]1、本课程将多门先修课程的基本理论应用