高职《机械设计基础》螺纹连接与螺旋传动 教案

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第 10 次课 教学课型：理论课√ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容 7.1 螺纹连接的基本知识 7.2 螺纹连接的预紧与防松 重点、难点 1. 螺纹及螺纹联接及其零件的结构和类型 2. 螺纹连接的预紧和防松 教学目的要求： 1. 了解螺纹联接的基本类型以及其间的区别； 2. 掌握螺纹联接、预紧和防松措施 教学方法和教学手段： 多媒体讲授 讨论、思考题、作业： 1. 常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合？ 2. 螺纹的导程和螺距有何区别？ 3. 螺纹连接的基本形式有哪几种？ 参考资料： 多媒体材料，网络资料 讲 稿 内 容 7.1 螺纹联接 1. 螺纹的分类 螺纹主要尺寸的不同，其性能、用途也不同。常用的螺纹牙型有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和矩形螺纹（其中除矩形螺纹外都已经标准化）。 2. 螺纹的主要几何尺寸 在机械制图中，我们已经接触过螺纹和螺纹联接件。现在我们就以图7-1来说明螺纹的主要几何参数，该图是GB192-81标准化的螺纹牙型图。 备注 图7-1 （1）大径d（D）：螺纹的最大直径，在标准中也作公称直径。 （2）中径d2（D2）：通过螺纹轴向剖面内牙型上的沟槽和凸起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径，是确定螺纹几何参数的直径。 （3）小径d1（D1）：即螺纹的最小直径，在强度计算中常作为危险剖面的计算直径。 （4）螺距p：螺纹相邻两牙在中径上对应两点的轴向距离。 （5）线数n：螺纹的螺旋线数量，也称螺纹头数。 （6）导程s：同一螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对于单线螺纹s=p；对于多线螺纹s=np。 （7）升角?：中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。 （8）牙型角?：螺纹牙型两侧边的夹角。 （9）螺纹的工作高度h：表示内外螺纹沿径向的接触高度。 对于这些几何参数值的规定，国际上和国内都已经标准化。规定的值不同，就会形成不同的螺纹，需要时可以查阅相关的手册和国家标准。 3. 常用螺纹的特点和应用 1）三角形螺纹（普通螺纹） 牙型角为60o ，可以分为粗牙和细牙，粗牙用于一般联接；与粗牙螺纹相比，细牙由于在相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。 2）管螺纹 多用于有紧密性要求的管件联接，牙型角为55o，公称直径近似于管子内径，属于细牙三角螺纹。 3）梯形螺纹 牙型角为30o，是应用最为广泛的传动螺纹。 图 7-2 4）锯齿型螺纹 两侧牙型角分别为3o和30o，3o的一侧用来承受载荷，可得到较高效率；30o一侧用来增加牙根强度。适用于单向受载的传动螺纹。 5）矩形螺纹 牙型角为0o，适于作传动螺纹。 以上5种常见螺纹牙型如图7-2所示。 另外，螺纹可以根据需要制成左旋或右旋（通常螺纹为右旋）。 图7-3沿螺纹轴线方向看，螺旋线自下而上向右倾斜为右旋（如图a），向左倾斜为左旋（如图b）。左旋螺纹的标准紧固件通常制有左旋标记。 按制订的螺纹标准不同，现在常见的有米制和英制两大类。我国除管螺纹外，一般采用米制。 要注意：在实际工作中，特别是从事维修行业时要注意一些进口机器中螺纹的单位制。 凡是牙型、大径和螺距符合国家标准的螺纹都称为标准螺图7-3 纹。除机械制造准，在需要的时中常用的标准螺纹外，还有适用于某些特殊行业的专用螺纹标候可以查阅有关的设计手册。 虽说螺纹并不陌生，但为了从理论的高度来理解和研究螺纹联接，接下来我们就需要对螺纹联接的基本类型和螺纹常用紧固件进行了解。 4. 螺纹联接的基本类型和螺纹紧固件 螺纹紧固件 如图所示为典型的螺纹联接方式之一。 从图中可以看出，联接必须存在至少两个被联接件。同时具有螺栓、垫片、螺母等零件组成了一个联接。 那么，螺纹紧固件的种类到底有那些呢？ 联接实际上是和人类的发展紧密相连的。随着工业化进程的发展，随着专业化分工的出现，为了提高零件的互换性，标准化势在必行。作为各个行业都不可或缺的重要部分：联接，特别是螺纹联接、螺纹紧固件的类型、规格标准化显得更具重要性。 就目前来讲，螺纹紧固件的品种很多，但是从结构等方面来说，常用的有以下几种。 （1）螺栓 螺栓是工程上、日常生活中应用最为普遍、广泛的紧固件之一，其形状如图7-4所示。 螺栓的头部有各种不同形状，但是我们最常见的是六角图8-12 头，为了满足工程上的不同需要，六角头又有标准六角头和小六角头。一般情况下我们使用标准六角头，在空间尺寸受到限制的地方使用小六角头螺栓。但是，小六角头螺栓的支承面积较小，如果用于经常拆卸的场合时，螺栓头的棱角也易于磨圆。 （2）双头螺栓 如图所示。双头螺栓的两端都制有螺纹，两端的螺纹可以相同，是一端旋入被联接件的螺纹孔中，另一端用来安装螺母。 （3）螺钉 螺钉的头部有各种形状，如图7-5所示。为了明确表示螺钉的特点，所以通常以其头部的形状来命名，如：半圆头螺钉、圆柱头螺钉、沉头螺钉和内六角圆柱螺钉等等。螺钉的承载图7-4 也可以不同。其安装方式