螺杆组合原则教学设计.
机械设计基础第7章螺纹连接与螺旋传动,8,9,10,11(教案)
第7章螺纹连接与螺旋传动一、教学要求本章内容包括螺纹连接和螺旋传动两个部分，具体教学要求如下：1）了解螺纹的基本知识，了解标准螺纹连接件和螺纹连接的基本类型、特性、标准结构、应用场合等。
了解螺纹的预紧和防松。
2）掌握单个螺栓连接的强度计算。
会进行螺栓的受力分析，正确理解强度计算公式中各参数的含义，合理选择材料和确定许用应力。
3）掌握螺栓组连接的设计方法。
（1）了解螺栓组结构设计的原则。
（2）掌握4种典型螺栓组受力分析，学会确定出螺栓组中受力最大的螺栓受力情况。
4）了解提高螺栓连接强度的措施。
5）了解螺旋传动的类型、特点及应用。
二、重点、难点重点：1）单个螺栓连接的强度计算，尤其是承受轴向静载荷的紧螺栓连接的强度计算。
2）螺栓组连接的结构设计，四种典型受力情况下螺栓组连接的受力分析。
难点：1）承受轴向静载荷的紧螺栓连接中的力与变形关系，确定FΣ值。
2）受旋转力矩、倾翻力矩的底板螺栓组连接的受力分析。
三、教学安排四、教学思路设计本章主要内容包括两个部分：第一部分为螺栓连接，是本章着重讨论的部分；第二部分为螺旋传动，仅作概念性介绍。
从螺纹连接的基本知识（参数、类型、标准代号），开始讨论其连接的预紧与防松。
根据连接的工作情况得出松螺栓连接与紧螺栓连接二大类。
在不同工作情况下，可得出不同失效形式和受力分析。
首先讨论单个螺栓连接的设计计算，然后分析螺栓组连接的设计计算，即求出螺栓组中受力最大的螺栓及结构设计。
第7章第1讲一、讲授时注意几点1. 螺纹连接的基本知识这节内容要注意三点：（1）右、左旋螺纹判别必须绝对正确。
（2）螺距P和导程P h的概念一定要搞清，P h=n·P（3）螺栓连接可分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接两种，需了解这两种连接的特点与应用。
2. 螺纹连接的预紧与防松了解防松装置的防松原理及常用类型，重点了解利用摩擦防松的方法和特点。
二、讲授程序设计首先提出连接的分类，然后以雷锋同志的名言：“起到一个小小的螺丝钉作用”为引导，说明螺栓的作用，引起学生的重视，增强求知欲望。
双螺杆挤出机螺杆组合原则
双螺杆挤出机螺杆组合原则双螺杆挤出机是一种用于挤压复杂形状、混合构件或有小量细小颗粒的金属、塑料和其他材料的机械装置。
它由主要部件（如导轨、活塞、压筒和螺杆）、辅助部件（如喷嘴、模具、分流器和接头）和电气控制系统组成。
其中螺杆是机器的核心部件，其工作主要有助于挤压膏状物料的生产，同时螺杆的选择也是提高生产效率和产品质量的有效途径。
下面介绍双螺杆挤出机螺杆组合原则。
1、根据物料特性选择螺桿在选择双螺杆挤出机螺桿时，需要根据物料的性质，选择最合适的螺桿，以保证挤出机的稳定性和合理性。
羊毛、涤纶、聚丙烯、聚乙烯等物料一般采用高耐热性能的耐热合金螺桿来满足生产要求；而塑料混合物则选用较软的螺桿，使其具有更好的挤压性能，以确保生产的高效性。
2、根据复杂度选择螺杆双螺杆挤出机在生产复杂结构件时，应根据零件的复杂程度选择合适的螺杆，以保证生产的准确性。
零件复杂性越大，所需要的螺杆的外径就越大，以此来满足挤压要求，而零件复杂性越低，所需要的螺杆的外径就越小，以防止特殊部位被过度压缩。
3、根据挤出速度选择螺杆在选择双螺杆挤出机螺杆时，也要根据生产要求的挤出速度来挑选最合适的螺杆。
一般来说，螺杆的长度越长、螺距越大、螺芯越细，挤出的速度就更快，但也影响着挤出的精度和产品质量，因此，选择螺杆时仍然需要谨慎。
4、根据生产量选择螺杆当根据挤出速度选择的螺杆不能满足生产要求时，就可以根据需要的生产量来选择螺杆，shz。
当需要高量生产时，可以采用较大的螺杆外径和较粗的螺芯，以提高其产量，并实现挤压质量的平衡。
但是，当生产量较小时，可以采用较小的螺杆外径和较细的螺芯，以降低生产成本，同时也要确保其挤压质量。
以上是双螺杆挤出机螺杆组合原则，双螺杆挤出机的螺杆组合选择，紧密关联着机器的技术性能和产品质量，因此，选择螺杆组合时应根据实际情况，结合物料特性、复杂度、挤出速度和生产量等多方面的因素，科学选择螺杆，以确保双螺杆挤出机的挤压效果。
9.6螺栓组连接的设计
螺栓组的定义
在工程上，单独利用一个螺栓来实现连接的情况并不多见， 基本上都是由几个螺栓按适当的规律排列起来，共同完成和实现 一个连接任务，称为螺栓组。
螺栓的合理布置的重要性
如何尽可能地使各个螺栓接近均匀地承担外载，是设计、 安装螺栓组的主要问题。合理布置同一组内的螺栓的位置起着关 键的作用。
受转矩的普通螺栓连接
3 预紧力公式
式中， ri为第i个螺栓的轴线到 螺栓组对称中心O的距离；f、z 和KS的含义同前。
受转矩的铰制孔用螺栓
1 结构
当采用铰制孔用螺栓连接时，靠螺栓杆的剪切和挤压来传 递转矩，各螺栓所受的横向工作剪力Fs垂直于其轴线到螺栓组 对称中心O的连线。
受转矩的铰制孔用螺栓
螺栓组连接的受力分析
螺栓组连接的受力分析的目的和假设
进行螺栓组连接受力分析的目的是根据连接的结构和受载 情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接 的强度计算。
为了简化计算，在分析螺栓组连接的受力时，假设所有螺 栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；螺栓组的对称中心与 连接接合面的形心重合；受载后连接接合面仍保持为平面。
受转矩的螺栓组连接
受转矩的普通螺栓连接
1 结构
如图所示的螺栓组连接中，转矩T作用在连接结合面内，在转 矩T作用下，底板将绕通过螺栓组对称中心O并与结合面垂直的轴 线O-O转动。因此，每个螺栓连接处都受横向力的作用。
受转矩的普通螺栓连接
2 平衡条件
当采用普通螺栓时，靠连接螺栓预紧后在接合面上所产生的摩 擦力矩来传递转矩T。设各螺栓的预紧力均为F0，则各螺栓处产生 的摩擦力相等，其方向与各螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的连线 相垂直。因此，接合面上摩擦传力的平衡条件应为：
双螺杆挤出机螺杆组合原则
双螺杆挤出机螺杆组合原则
1.将螺杆的中心线设置在同一水平线上，以保持塑料柔软、挤出更容易。
2.螺杆的转速与头部的大小、材料厚度、减压比、抗拉强度、抗张强度和温度等有关。
3.螺杆箱体外面的尺寸要设计好，以便保持完整的紧密性和最佳的填充状态。
4.最大限度地节约颗粒粘性的材料。
5.螺杆尺寸应与箱体尺寸相符。
6.塑料挤出前，应对螺杆表面进行润滑。
7.对于塑料熔体粘性较大的挤出机，应尽量减小螺杆转速，减小螺杆头的大小，减小温度，并保持螺杆和箱体之间的紧密性。
8.加入黏性物质的挤出机应尽量减小挤出温度，以降低其粘性。
9.螺杆挤压构造应尽量减小挤出机的工作温度，以减小塑料的失重。
10.多个螺杆排列时，应考虑螺杆间的间距，设计出尽量紧密的结构和尽量大的填充度。
二、两支螺杆的组合原则
1.两支螺杆的螺距和外径相同。
2.尽量选择相同的料芯和外径，以降低机器受力的变化。
3.两杆之间的温度尽量均匀，以保证它们的转速相同，减少不需要的受力。
4.两支螺杆应以同样的长度设置，以保持塑料的平均性。
5.应保持螺杆的中心距离，以减少填料的压力，使挤出机的挤出更准确，更安全可靠。
6.尽量使两支螺杆的料芯相同，以减少塑料的挤压比例。
双螺杆组合排列原则
双螺杆组合排列原则塑料混合是一种有效的将多种组分的原料加工成更均匀、更实用的产品过程。
这一过程中主要发生的是物理反应，当然也存在少量的化学反应。
特殊的，例如反应挤出，我们所期望的更多是化学反应而非物理反应。
而无论是物理还是化学反应，都要求材料的充分混合辊炼，因此就有了共混设备这一有力的加工手段执行者。
先确认几个概念：1.预处理：我们通常说的预处理很多时候是指材料的水分预处理。
由于聚合物和添加剂都具有吸水性，而温度波动和仓库的潮湿都有可能是原材料吸湿，而这正是我们所不希望看到的。
熔融聚合物，如尼龙，聚酯等对水分极其敏感的材料，水分的存在将导致他们的降解，从而导致了各项性能指标的恶化甚至是导致加工失败。
目前比较实用的干燥方式多为热风循环干燥形式。
2.预混合：对于单螺杆而言，吃料能力很大程度上影响了混合效果，很多时候即使是单纯的颜色处理都会因为混合的不均匀而导致材料同批次的前后色差以及后期加工的颜色不均一性；而对于双螺杆，虽然吃料能力基本上不影响混合效果，而且为了计量精确，理论上是应该所有组分在喂料口单独计量、单独喂入。
但是这就意味着需要多个精确喂料器，而这对共混厂家而言是非常的不经济的，因此我们在加工双组分及多组分的材料前，大多都进行预混合。
目前的混合设备多为立式高速搅拌机。
3.分散混合：分散混合是将组分的粒度尺寸减小，将固体块或者聚集体破碎成微粒，或者是不相容的聚合物的分散相尺寸达到所要求的范围。
这一过程通常是依靠大厚度大角度的捏合盘来实现。
4.分配混合：分配混合是使个组分的空间分布达到均匀。
形象点说也就是“平均主义”，保证混合设备内通过分配元件的熔体中各组分的分布均匀。
这个通常是靠窄片小角度捏合盘来实现。
极端的情况先会采取齿轮分配元件来实现。
5.停留时间分布：同批次物料在通过喂料口后通过分散，分布混合最终挤出离开混合设备的时候长短的分布。
这一指标最主要的意义在于评估设备的自洁能力。
其实还有更多的各种公式，我个人觉得这对于我们在实际设计中有一定的指导意义，可惜我这里没有扫描仪，而我这个人又比较懒，公式我就不大打上来了。
双螺杆挤出机螺杆组合原则
双螺杆挤出机螺杆组合原则
双螺杆挤出机螺杆组合原则作用是将螺杆和螺套的推力均衡地分配到螺杆的两端，保证挤出机的正常工作。
一、基本原则
1、螺杆的芯腔深度应大于螺套深度，以保证螺杆和螺套之间存在有效的推力传递；
2、螺杆的前端应与螺套的尾端构成一个无接触滑动面，以使螺杆在螺套中滑动时不受到外力抵抗；
3、螺杆和螺套的直径差应小于规定值，以保证螺杆和螺套之间的推力传递有效；
二、两端组合原则
双螺杆挤出机的两端螺杆组合原则用于保证螺杆和螺套之间的推力均衡，提高挤出机的工作效率。
1、内螺杆芯腔深度：该值应大于螺套深度，以保证螺杆之间的推力传递；
2、外螺杆填芯长度：该值应大于螺套的深度，以保证螺杆能够有效地填充推力；
3、螺杆直径差：螺杆直径应小于规定值，以保证螺杆和螺套之间的推力传递有效。
- 1 -。
同向双螺杆挤出特点及螺杆组合原则
!!!"
!"#"$%&’( &#) *+,-+.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !!!!"
同向双螺杆挤ห้องสมุดไป่ตู้特点及螺杆组合原则
郭奕崇 李庆春 闫宝瑞 （北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所，北京，!"""#$）
提
要
以及对同向双螺杆挤出工艺制定中的关键问题— — —螺杆组合进行了探讨。 关键词 同向双螺杆，螺杆组合
图! 粉料的熔融
生的漏流和反向元件、中性元件的存在使正位移进 一步被削弱；另一方面，在双螺杆的非啮合区，物 料的运动现象及机理确与单螺杆挤出有相似之处。 因此，同向双螺杆挤出过程兼具摩擦拖曳和正位移 两种特征。 !"% 同向双螺杆挤出中的熔融 上面提到，单螺杆挤出的机理是摩擦拖曳，这 时正常挤出只有在螺槽完全充满，物料被压实后才 能进行。在螺杆机筒的摩擦拖曳及机筒内压力的作 用下，熔料逐渐在螺棱推进面的前方堆积，形成熔 池，使螺槽中熔料与固体物料间界线分明。而同向 双螺杆挤出时，摩擦拖曳作用较小，但由于有正位 移作用，螺槽未充满时物料也可以向前运动，没有 条件形成熔池，熔料与固体料间的位置变换频繁， 未熔物料始终散布在熔料中。这种情况可见图 "。 这是同向双螺杆挤出的熔融与单螺杆挤出最明显的 不同。
开发历史，应用也越来越广泛，但是人们对双螺杆 挤出过程的认识仍不够深入，相关的基础研究也滞 后于应用。双螺杆较为复杂的运动关系和几何关系 造成人们对双螺杆挤出过程定性和定量描述的困 难，但对其研究始终没有间断。因此，深入了解双 螺杆挤出过程，不断地针对生产实际遇到的问题进 行理论分析和总结，逐渐建立起在可靠的试验基础 上能够服务于生产的同向双螺杆挤出应用基础理 论，具有重要的理论意义和实用意义。
3.7螺栓和铆钉连接的排列和构造要求教学教材
1.高强度螺栓的预拉力 （1）预拉力的控制方法 大六角头型和扭剪型两种，都是通过拧紧螺帽使螺杆受 到拉伸产生预拉力，使被连接板件间产生压紧力。 大六角头螺栓的预拉力控制方法： ①力矩法 采用可直接显示钮矩的特定扭矩扳手。目前多 采用电动钮矩扳手。通过控制拧紧力矩来实现控制预拉 力。拧紧力矩可由试验确定，施工时控制的预拉力为设 计预拉力的1.1倍。
T N1x
=
N1T
y1 Ty1 = = 2 r1 ri
∑
∑
Ty1 xi2 +
∑
yi2
T N1 y
=
T N1
x1 Tx1 = = 2 r1 ri
∑
∑
Tx1 xi2 +
∑
yi2
V N = n
V 1y
N N1x = n
N
N 1= ( N + N ) + (N + N
T 1x N 1x 2 T 1y
V 2 1y
Ne ' y1' b N1 = ≤N t '2 ∑ yi
3.8.3普通螺栓连接受剪力和拉力的共同作用 承受剪力和拉力共同作用的普通螺栓应考虑两种可能的 破坏形式：螺杆受剪兼受拉破坏；二是孔壁承压破坏。 根据试验，兼受剪力和拉力的螺杆，无量纲化后的相关 关系近似为一圆曲线，螺杆计算式为
Nv Nt b + b ≤1 N N v t
N max = N / n + Ney yi2 ≥ 0
Nmin≥0时的偏心距
e≤
∑
yi2 /(ny1)
(2)大偏心受拉 e > ∑ yi2 /( ny1 )时，端板底部将出现受压区。偏安全取中和 轴位于最下排螺栓O′处，e′和各y′自O′点算起，最上排螺 栓1的拉力最大：
机械设计基础螺纹连接与螺旋传动(教案)
第 7 章螺纹连结与螺旋传动一、教课要求本章内容包含螺纹连结和螺旋传动两个部分，详细教课要求以下：1）认识螺纹的基本知识，认识标准螺纹连结件和螺纹连结的基本种类、特征、标准构造、应用处合等。
认识螺纹的预紧和防松。
2）掌握单个螺栓连结的强度计算。
会进行螺栓的受力剖析，正确理解强度计算公式中各参数的含义，合理选择资料和确立许用应力。
3）掌握螺栓组连结的设计方法。
（1）认识螺栓组构造设计的原则。
（2）掌握 4 种典型螺栓组受力剖析，学会确立出螺栓组中受力最大的螺栓受力状况。
4）认识提升螺栓连结强度的举措。
5）认识螺旋传动的种类、特色及应用。
二、要点、难点要点： 1）单个螺栓连结的强度计算，特别是蒙受轴向静载荷的紧螺栓连结的强度计算。
2）螺栓组连结的构造设计，四种典型受力状况下螺栓组连结的受力剖析。
难点： 1）蒙受轴向静载荷的紧螺栓连结中的力与变形关系，确立FΣ值。
2）受旋转力矩、倾翻力矩的底板螺栓组连结的受力剖析。
三、教课安排教课内容学时数1.螺纹连结的基本知识2. 螺纹连结的预紧与防松 23. 单个螺栓连结的强度计算 24. 螺栓组连结的构造设计和受力剖析 25. 螺纹连结件的资料和许用应力6. 提升螺栓连结强度的举措27.滑动螺旋传动简介8.转动螺旋传动简介9. 讲堂议论——螺栓连结的受力剖析 2四、教课思路设计本章主要内容包含两个部分：第一部分为螺栓连结，是本章侧重议论的部分；第二部分为螺旋传动，仅作观点性介绍。
从螺纹连结的基本知识（参数、种类、标准代号），开始议论其连结的预紧与防松。
依据连接的工作状况得出松螺栓连结与紧螺栓连结二大类。
在不一样工作状况下，可得出不一样无效形式和受力剖析。
第一议论单个螺栓连结的设计计算，而后剖析螺栓组连结的设计计算，即求出螺栓组中受力最大的螺栓及构造设计。
第7章第1讲知识点1.1）螺纹的种类2）主要参数3）应用4）螺纹连结的基本种类2.1）螺纹连结的预紧2）螺纹连结的防松一、解说时注意几点1.7.1 螺纹连结的基本知识这节内容要注意三点：（ 1）右、左旋螺纹鉴别一定绝对正确。
螺栓组联接的设计
螺栓组联接的设计设计步骤：1．螺栓组结构设计2．螺栓受力分析3．确定螺栓直径4．校核螺栓组联接接合面的工作能力5．校核螺栓所需的预紧力是否合适确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。
1. 螺栓组联接的结构设计螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。
为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题：1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。
这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。
2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。
对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。
当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。
如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。
接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置3）螺栓排列应有合理的间距，边距。
布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。
扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。
对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。
扳手空间尺寸螺栓间距t0注：表中d为螺纹公称直径。
4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。
同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。
5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。
除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。
第3讲螺栓组连接的设计
设计式为： 设计式为：
d1 ≥
4 × 1.3F0
π [σ ]
谢谢！
Fi = Fmax ri
F max r max
(2)
Fi = ri
rmax
受力最大的螺栓的工作剪力： 受力最大的螺栓的工作剪力：
Fmax =
Trmax
z
∑r
i =1
2
i
说明： 说明： 设各螺栓的剪切刚度相同（ ） 设各螺栓的剪切刚度相同（K） ∴
Fi = Kδ i
2
F2
F F1m F0 F1
变形
F2
M
另外， 另外，要求被联接件放松端不出现 间隙，而压紧端又不被压溃， 间隙，而压紧端又不被压溃，即：
σ P max = σ P + ∆σ P max ≤ [σ P ]
σ P min = σ P − ∆σ P max > 0
z F0 σp = A
∆σ P max M ≈ W
F∑ F= Z
z——螺栓个数 螺栓个数
②普通螺栓组联接
f ⋅ F0 ⋅ z ⋅ i ≥ K S ⋅ FΣ
Ks-----防滑系数 Ks=1.1～1.3，取1.2 防滑系数 ～ ， F∑ z------螺栓个数 螺栓个数 i -----结合面数 结合面数 f -----接合面摩擦系数 接合面摩擦系数 每个螺栓所受预紧力F 每个螺栓所受预紧力 0
§5-5 螺栓组联接的设计
1 螺栓组联接的结构设计
2 螺栓组联接的受力分析
2 螺栓组联接的受力分析
受力分析的目的：根据联接的结构和受载情况， 受力分析的目的：根据联接的结构和受载情况，求 出受力最大的螺栓及其所受的力， 出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓联接的强度 计算。 计算。 受力分析时所作假设：所有螺栓的材料、直径、 受力分析时所作假设：所有螺栓的材料、直径、长度 和预紧力均相同；螺栓组的对称中心与联接接合面的形心重 和预紧力均相同； 受载后联接接合面仍保持为平面。 合；受载后联接接合面仍保持为平面。 受力分析的类型： 受力分析的类型：
螺杆组合
根据经验＋理论＋实验相结合的方法进 行设计整体螺杆组合设计
6.1 整体螺杆设计前的考虑点
1.混合作业的目的,最终制品的配方和加入双螺杆挤 出机进行混合时物料中各组分的形态、性能和配比。 因为不同聚合物、不同添加组分及其配比对挤出过 程、螺杆构型、运转条件的要求是不同的。 2.对各种螺杆(及机筒) 元件及各功能区的局部螺杆 构型、工作原理和性能及适用场合有较全面而深入 的了解 3.就整个混合工艺而言,对加料方式、加料顺序有无 特殊要求也必须弄清楚。
4.3 捏合段的设计原则
1.凹槽内物料承受的平均剪切速率 减小螺棱间隙及增大螺纹头数都可提高平均剪切速率, 亦即 可增强单块捏合块的混炼能力。 2.捏合块间的错列角 是决定捏合段工作性能的一个关键参数 3.注意捏合段的压力须与和它相连的正、反向螺纹段中的压 力相匹配；各自的轴向流量和轴向压力梯度的关系曲线
6.1 整体螺杆设计前的考虑点
4.挤出过程主要是实现分布性混合,则应使物料在螺 杆中流动时能不断重新取向,使其与剪切方向成45。 适当松弛提高前面降低的粘度 5.挤出过程主要是实现分散性混合, 则螺杆构型的 设计与分布混合就有所不同。分散混合的关键变量 是应力,只有能提供大的剪应力,才能使结块和液滴 破裂,这就要在螺杆(机筒) 中设置高剪切区,而且 要使物料多次通过这些高剪切区。
五、啮合同向双螺杆挤出过程不同功能段的螺 杆构型
啮合同向双螺杆挤出过程一般由加料、 固体输送、熔融、熔体输送、混合、排 气等功能段组成。 不同的功能段需要不同的局部螺杆构型 与它相适应,以完成不同的功能。
5.1 加料段和固体输送段的螺杆构型
1.加料段 一般采用大导程、正向螺纹输送元件加大螺槽深度 的非标准螺纹元件 2.固体输送段 把物料输送,同时松散 的粉状低松密度物料压 实或提高粒状物料在螺槽中的充满度,以促进物料在 下游的熔融塑化
螺杆设计及组合
双头三头捏合盘元件
捏合盘元件的工作原理
螺杆元件的回流
混合元件
混合元件
混合元件的工作原理
螺杆组合
螺杆组合
停留时间
啮合同向双螺杆元件的组合设计
整根螺杆组合时需根据具体配方、物料特性、混合
要求、操作条件来进行：
1. 混合作业的目的、加入到挤出机进行混合时物料各组分的 形态、性能和配比。
熔融塑化段：可设置捏合盘、反向螺纹元件、反向 大导程元件。
啮合同向双螺杆元件的组合设计
排气段：
混合段：
啮合同向双螺杆挤出机的应用
造粒：
啮合同向双螺杆挤出机的应用
组成双阶挤出机：
啮合同向双螺杆挤出机的应用
共混改性：
啮合同向双螺杆挤出机的应用
母料制备：
啮合同向双螺杆挤出机的应用
玻纤增强：
挤出机比较
挤出机的工作原理
开放和封闭
自洁型螺杆
双头、三头螺杆元件
自洁型螺杆元件
输送元件
充满度随导程变化
正反向输送元件
输送元件的工作原理
捏合盘元件非分ຫໍສະໝຸດ 混合和分散混合非分散混合和分散混合
非分散混合和分散混合
非分散混合
层流混合
分布混合
应变 分流、合并、置换
分散混合
应力
错列角与厚度
2. 对各种螺杆元件的结构、工作原理和性能、应用场合全面 了解。
3. 对混合工艺中的加料方式、加料顺序等弄清楚。 4. 看混合工艺要求的主要混合形式，即：是分布性混合还是
分散性混合。
啮合同向双螺杆元件的组合设计
加料段：大导程、正向输送元件 压缩段：分段改变导程或渐变改变导程
啮合同向双螺杆元件的组合设计
微课—— 螺杆元件 教学设计.
徐州工业职业技术学院教学设计教学内容与设计【引入】动画：组合式双螺杆挤出机9[1]动画中的螺杆：由多个单独的螺杆元件沿轴向连接组成的组合体。
输送元件、剪切元件、压缩元件、混合元件以及捏合元件（均化）。
一、螺杆元件结构1、输送元件：螺纹式结构（基于相对运功原理的自扫型），输送作用螺杆输送动画演示）。
啮合——全啮合和普通啮合；方向——正向和反向；螺杆头数——单头和多头；导程：螺棱上的一点沿螺旋线以芯轴为轴心旋转360°所产生的轴向距离；ID ：螺纹块的底径；OD ：螺纹块的外径等深、等距、槽宽等于棱宽、纵横向皆封闭的输送元件 正位移能力强 混合作用差用于固体输送和熔体输送等深、等距、窄棱纵横向皆开放的输送元件螺槽和棱宽基本接近，可在较短的时间内建立起较高的压力。
引入 0.5min 概述 1min 简介 0.5min 重点 5min 归纳 2min总结布置 1min纵横向开放较大的输送元件，混合作用好，漏流大，物料停留时间分布较宽。
纵向开放、横向封闭的输送元件，具有较强的输送能力，但混合作用差。
2、剪切元件：剪切盘或剪切螺纹结构，剪切作用（剪切动画演示），具有良好的分配和分散混合能力。
捏合块：是由截面相同但安装时错开一定角度的一组块所组成。
随着螺杆的转动，物料被挤入捏合块与机筒内壁之间的空腔且随着两捏合块的啮合，空腔由大变小，再由小变大，物料受到反复的剪切、膨胀、挤压，从而加速和改善了物料的塑化过程，提高了塑化质量。
偏心圆形：混合比较难以混合的物料。
菱形：剪切不强烈，适用于剪敏性的物料曲边三角形：剪切强烈，适用于能承受剪切的物料3、压缩元件4、混合及捏合元件：齿形和罗棱上开槽的结构non-intermeshing twin-screw extruder开放与封闭是指啮合区螺槽的情况，即指在两根螺杆啮合区的螺槽中，物料是否有沿着螺槽或通过螺槽的可能通道(该通道不包括螺棱顶部和机筒壁之间的间隙或在两螺杆螺棱之间由于加工误差所带来的间隙)。
螺杆组合专题培训PPT课件
• 大导程，指螺距为1.5D~2D • 小导程，指螺距为0.4D左右。 • 其使用规律：随着导程增加，螺杆挤出量增加，物料停留时间减少，
混合效果降低。
• A、选用大导程螺纹的场合，以输送为主的场合，利于提高产量；热
敏性聚合物，缩短停留时间，减少降解；排气处，选用（也有选用浅 槽），增大表面积，利于排气，挥发等。
但越易漏流。
• b、反向时，增大角度，将减少聚合物之有效限制，但越易漏流。 • C、螺棱宽度一般有7mm、11mm、11.2mm、14mm、 19mm等等，这是衡
量剪切大小和混合大小的一个最重要参数之一，宽度越大剪切越大混合越小； 宽度越小剪切越小混合越大。对于分布混合与分散混合而言，分布混合，随 宽度增大而有效性减少，分散混合随宽度增而有效性增大；宽度越小，物料 轴向有效流量和径向有效流量之比随之增大。
•2
螺纹元件的分散、分配能力比较
• 1.同样长度不同错列角的分散能力是：
60>45>30>90(这里的数值表示错列角。) 分布能力是：
30>45>60>90 2.同样错列角不同啮合片厚度的：
分散能力是：厚片大于薄 片
分布能力是：薄片大于厚 片
•3
三、螺杆排列及其工艺设定
• ①螺杆的分段及其功能
（1）螺杆一般分：输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段5个段。
拼成的角度，“５”指共有５片， ”56”指长度为56MM ，螺棱宽度为 56/5=11.2mm ），其参数：
• A、方向，有正向和反向——反向，对物料的输送有阻碍作用，起到延长时间，
提高填充增大压力，大大提高混炼效果的作用。
• B、角度，一般有“30°、45 ° 、60 ° 、90 °”之分，其作用与效果: • a、正向时，增大交错角，将降低输送能力，延长停留时间，提高混炼效果，
高职《机械设计基础》螺纹连接与螺旋传动教案
**** 职业技术学院教案第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。
（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。
对于单线螺备注图7-1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。
机械设计螺栓连接PPT学习教案
=128
MPa
d1
1.3F0
1
5.2 40000 22.749mm 128
4
M30 的 d1=26.211mm ， 所 以 符 合 要 求 。
第13页/共26页
（2）受预紧力F0和轴向工作载荷F 的紧螺栓连接
变形受力过程：
m
无变形 → F0 →
→ +F →
b
+ Δ b
b
F0
- Δ m
m
变形协调条件：
F0 θm
θb
F Cb F Cb Cm
Δ
b m
F0
F1
(1
Cb Cb Cm
)F
F1
Cm Cb Cm
F
F1
F0
Cm Cb Cm
F
残余预紧力
—— 检 查
F1的 大小???
第17页/共26页
∆F
F F2
F1 变形
显 然 ： 螺 栓 的总拉 力F2
3. 分布。在同一圆周上的螺栓数应取偶数（4、6、8），便于分度划线。 4. 避免附加弯曲载荷：凸台、沉孔、斜垫圈等。 5. 螺栓排列应有合理间距、边距、扳手空间。 6. 合理防松方法。
第24页/共26页
第25页/共26页
第5页/共26页
4. 紧定螺钉连接
螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑，以固定 两个零件的相互位置，并可传递不大的力或力矩。
第6页/共26页
螺 栓 （ 钉 、 柱）的 力学性 能等级 (GB/T3098.1-2000, 3098.2-2000)
二 、螺纹 连接件 的材料 性能等 级
性能
等级
抗拉
强度
∑ 例 ： 某 普 通 螺栓组 连接， 已知横 向静载 荷F
双螺杆组合排列原则
双螺杆组合排列原则塑料混合是一种有效的将多种组分的原料加工成更均匀、更实用的产品过程。
这一过程中主要发生的是物理反应，当然也存在少量的化学反应。
特殊的，例如反应挤出，我们所期望的更多是化学反应而非物理反应。
而无论是物理还是化学反应，都要求材料的充分混合辊炼，因此就有了共混设备这一有力的加工手段执行者。
先确认几个概念：1.预处理：我们通常说的预处理很多时候是指材料的水分预处理。
由于聚合物和添加剂都具有吸水性，而温度波动和仓库的潮湿都有可能是原材料吸湿，而这正是我们所不希望看到的。
熔融聚合物，如尼龙，聚酯等对水分极其敏感的材料，水分的存在将导致他们的降解，从而导致了各项性能指标的恶化甚至是导致加工失败。
目前比较实用的干燥方式多为热风循环干燥形式。
2.预混合：对于单螺杆而言，吃料能力很大程度上影响了混合效果，很多时候即使是单纯的颜色处理都会因为混合的不均匀而导致材料同批次的前后色差以及后期加工的颜色不均一性；而对于双螺杆，虽然吃料能力基本上不影响混合效果，而且为了计量精确，理论上是应该所有组分在喂料口单独计量、单独喂入。
但是这就意味着需要多个精确喂料器，而这对共混厂家而言是非常的不经济的，因此我们在加工双组分及多组分的材料前，大多都进行预混合。
目前的混合设备多为立式高速搅拌机。
3.分散混合：分散混合是将组分的粒度尺寸减小，将固体块或者聚集体破碎成微粒，或者是不相容的聚合物的分散相尺寸达到所要求的范围。
这一过程通常是依靠大厚度大角度的捏合盘来实现。
4.分配混合：分配混合是使个组分的空间分布达到均匀。
形象点说也就是“平均主义”，保证混合设备内通过分配元件的熔体中各组分的分布均匀。
这个通常是靠窄片小角度捏合盘来实现。
极端的情况先会采取齿轮分配元件来实现。
5.停留时间分布：同批次物料在通过喂料口后通过分散，分布混合最终挤出离开混合设备的时候长短的分布。
这一指标最主要的意义在于评估设备的自洁能力。
其实还有更多的各种公式，我个人觉得这对于我们在实际设计中有一定的指导意义，可惜我这里没有扫描仪，而我这个人又比较懒，公式我就不大打上来了。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
徐州工业职业技术学院教学设计
教学内容与设计【引入】
动画：组合式双螺杆挤出机9[1]
组合式双螺杆挤出机挤压系统：芯轴和螺杆元件
螺杆组合：挤出机螺杆的结构组成,不同组合以达到不同物料生产需要,达到分散/剪切两种效果,解决物料的混和均匀要求,对生产稳定性有重要意义。
一、螺杆组合的单元
1、输送元件：螺纹式结构
2、剪切元件：剪切盘或剪切螺纹结构，剪切作用（剪切动画演示），具有良好的分配和分散混合能力。
3、压缩元件
4、混合及捏合元件：齿形和罗棱上开槽的结构
二、螺杆组合功能
物料的输送、混合均化、捏合分散、建压密实、排气脱挥等。
三、怎么发挥作用的呢？螺杆分段
1、螺杆分段：加料段、熔融段、输送段、混合段、排气段、均化段、脱挥段、计量段
2、各段作用及螺杆元件选用的原则
加料段，加料系统控制加料量，螺槽部分充满。
（深槽正向大导程输送元件）；
熔融段，此段通过热传递和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。
（捏合块，剪切元件或反螺纹）；
输送段，输送物料，防止溢料。
（中等槽深正向导程由大到小渐变输送元件）；
混炼段，使物料组分尺寸进一步细化与均匀，形成理想的结构，具分布性与分散性混合功能。
（增强型，二头和三头组合；兼分布与分散的高剪切与高分流，以捏合块为主体，螺纹块为辅助成高剪切。
）；
排气段，排出水汽、低分子量物质等杂质。
（反螺纹（R-LH）或反向棍合块（KG）+输送螺纹+大导程或多头小导程螺纹。
）；
均化（计量）段，输送和增压，建立一定压力，使模口处物料有一定的致密度，同时进一步混合，最终达到顺利挤出造粒的目的。
四、螺杆组合关注点
1、总长度（芯轴和螺杆元件及挤出机机筒的配合）；
2、混合作业的目的,制品的配方和混合时物料中各组分的形态、性能和配比；
3、螺杆(及机筒) 元件及各功能区的局部螺杆构型、工作原理和性能及适用场合；
4、加料方式、加料顺序的要求；
5、实现分布性混合的挤出过程应使物料在螺杆中流动时能不断重新取向,使其与剪切方向成45°。
适当松弛提高前面降低的粘度；
6、分散性混合的挤出过程关键变量是应力,只有能提供大的剪应力,才能使结块和液滴破裂,这就要在螺杆(机筒) 中设置高剪切区,而且要使物料多次通过这些高剪切区。
【归纳】
各种薄膜的性能特点比较
引入0.5min
概述
1min
简介0.5min
重点
5min
归纳
2min
总结布置
1min。