第3章 螺纹联接和螺旋传动
螺纹连接及螺旋传动
装时只需拆螺母,而不将双头螺栓从被 联接件中拧dd 出。
HH l2l2
l3l3 HH l1l1 l2l2
(a()a)
dd
(b(b) )
3、螺钉联接——适于被联接件之一较
l3l3 HH l1l1 l2l2
厚(上带螺纹孔),不需
经常装拆,一端有螺钉头,
dd
HH l2l2
不需螺母,适于受载较小
情况
4、紧定螺钉联接——拧入后,利用杆末端顶住另一零件表面或 旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对 位置。可传递不大的轴向力或扭矩。
三、螺纹基本参数确定
1.螺纹牙形及半角
矩形螺纹牙形半角 0
三角形螺纹牙形半角 30 f ' f cos30
梯形螺纹牙形半角 15
三、螺纹基本参数确定
2.螺距
三、螺纹基本参数确定
3.螺纹线数、螺纹升角及旋向
螺杆上螺纹部分的长度l应保证必需的工作行程
l H+l‘
H——螺母长度
——螺杆和螺母间的相对转角。
二、螺纹的运动形式及特点
螺母固定,螺杆转动并移动(a)。 螺杆转动,螺母移动(b)。 螺母转动,螺杆移动(c) 螺杆固定,螺母转动并移动(d)。
螺母固定,螺杆转动并移动
螺杆转动,螺母移动
差动螺旋传动
L k(t1 t2 )
当 t1 、t2 相差很小时,L很小。差动螺旋可用于各种
三、螺纹的主要参数
1)外径(大径)d(D)——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱 面直径,亦称公称直径
2)内径(小径)d1(D1) ——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱 面直径
3)中径d2 —— 在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱 面的直径,d2≈0.5(d+d1)
螺纹连接与螺旋传动
预紧的目的在于增加螺钉头、螺母、垫片和连接件之间
的摩擦力,使连接牢固可靠
第五章
机械零件
防松的目的:一般的螺纹连接都有自锁性能,在受静载荷
和工作温度变化不大时,不会自行脱落。但在受冲击、振动
和变载荷作用下,以及工作温度变化很大时,这种连接有可 能自松,影响正常工作,甚至发生事故。 常用的防松措施有:增大摩擦力和机械防松 增大摩擦力防松措施:弹簧垫圈、双螺母 机械防松措施:槽型螺母和开口销、止动垫片、圆螺母和 止动垫圈、串金属丝
机械零件
【例1】 普通螺旋传动中,已知左旋双线螺杆的螺距为 8mm,若螺杆按图示方向回转两周,螺母移动了多少距离? 方向如何?
解题过程
第五章
2.差动螺旋传动
机械零件
差动螺旋传动——由两个螺旋副组成的使活动的螺 母与螺杆产生差动(即不一致)的螺旋传动。 1)差动螺旋传动原理
第五章
机械零件
2)差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的确定 a.差动螺旋传动:螺杆上两螺纹(固定螺母与活动螺母)旋 向相同。
L = N(Ph1-Ph2)
• 结果为正,活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同 • 结果为负,活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反 • 螺杆移动方向按普通螺旋传动螺杆移动方向确定
第五章
机械零件
b.复式螺旋传动:螺杆上两螺纹(固定螺母与活动螺母) 旋向相反。
L = N(Ph1+Ph2)
活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同
第五章
机械零件
2)普通螺旋传动直线移动方向的判定
螺母(螺杆)不动,螺杆(螺母)回转并移动
第五章
机械零件
Hale Waihona Puke 螺杆(螺母)回转,螺母(螺杆)移动
机械基础课件:螺纹连接与螺旋传动
螺纹连接与螺旋传动
(4) 螺距P: 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 (5) 线数n: 螺旋线的数目, 为便于制造, 一般n≤4 (6) 导程Ph: 在同一条螺旋线上, 相邻两牙在中径线上对应两点之间 的轴向距离。 对于单线螺纹, Ph=P, 对于多线螺纹, 导程 和螺距的关系为Ph=nP。
螺纹连接与螺旋传动
3. 螺钉连接不用螺母, 而且能有光整的外露表面, 应用 与双头螺柱连接相似, 但不宜用于经常装拆的连接, 以免 损坏被连接件的螺纹孔(见图6-6)。
螺纹连接与螺旋传动
图6-6 螺钉接件之一的螺纹孔中, 其末端顶住另 一被连接件的表面或顶入相应的坑槽中, 以固定两个零件的 相互位置, 并可传递不大的力或转距, 如图6-7所示。
螺纹连接与螺旋传动
图6-14 台虎钳
螺纹连接与螺旋传动
图6-15 车床刀架进给机构
螺纹连接与螺旋传动
2. 调整螺旋利用螺杆或螺母的移动来调整或固定零件间的 相对位置, 主要用于精密切削机床或仪器仪表的微调机构, 如图6-16所示的镗刀微调机构。
螺纹连接与螺旋传动
图6-16 镗刀的微调机构
螺纹连接与螺旋传动
螺纹连接与螺旋传动
图6-4 (a) 普通螺栓连接; (b) 铰制孔用螺栓连接
螺纹连接与螺旋传动
螺栓连接分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接两种。 普通螺栓连接主要受拉力, 螺栓和孔壁间有间隙, 对孔的 加工要求较低, 应用最广。 铰制孔用螺栓连接主要受剪切 应力, 孔需要精制, 螺栓和孔壁间采用基孔制过渡配合, 工作时用来承受横向载荷, 有时还兼起定位作用。
螺纹连接与螺旋传动
图6-7 (a) 被连接件之一表面平整的紧定螺钉连接; (b) 被连接件之一表面有坑槽的紧定螺钉连接
第三章 螺纹连接和螺旋传动
注;而左旋螺纹需在尺寸代号之后加注LH,并用“-”
隔开。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
2.管螺纹标记 (1)55°密封管螺纹标记
密封管螺纹的特征代号细分为: R1—表示与圆柱内管螺纹相配合的圆锥外螺纹; R2—表示与圆锥内管螺纹相配合的圆锥外螺纹;
Rc—表示圆锥内螺纹;
Rp—表示圆柱内螺纹。
三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
一、普通螺旋传动
普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。
实物图
示意图
第三章 螺纹连接和螺旋传动
1. 普通螺旋传动的应用形式。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
2. 移动方向的判定
普通螺旋传动时,从动件作直线运动的方向不仅与主动 件的回转方向有关,还与螺纹的旋向有关。可用左、右手螺 旋法则来判定,即右旋螺纹用右手,左旋螺纹用左手,并半 握拳,四指顺着螺杆(或螺母)的回转方向,大拇指竖起, 分两种情况:
第三章 螺纹连接和螺旋传动
螺纹在实际生活和生产中有着各种各样的用途,想一想,螺纹连接
的用途有哪些?日常用到的红酒开瓶器是如何打开红酒瓶塞的?管子台 虎钳又是通过什么使台虎钳的活动钳口垂直移动的?
螺旋传动应用举例
第三章 螺纹连接和螺旋传动
§ 3- 1
§ 3- 2
螺纹连接
螺旋传动
第三章 螺纹连接和螺旋传动
一个导程的距离。因此,移动距离等于回转周数与导程的乘
积,即 L=NPh 式中,L———螺杆(或螺母)的移动距离,mm; N———回转周数,r;
Ph———螺纹导程,mm。
第三章 螺纹连接和螺旋传动
二、差动螺旋传动
1. 组成
05 机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动
05机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动一、螺纹连接1.螺纹连接的概念螺纹连接是一种常用的机械连接方式,通过螺纹的相互螺合实现零件的固定和连接。
螺纹连接的主要特点是具有较强的可拆卸性,方便零件的拆卸和装配。
同时,螺纹连接还具有较高的连接强度和刚度,使得连接的零件能够承受一定的拉力和扭矩。
2.螺纹连接的类型螺纹连接主要分为内螺纹和外螺纹两种类型。
内螺纹一般为鞘形结构,用于接收外螺纹的螺纹连接。
外螺纹一般为柱形结构,用于与内螺纹相互螺合,实现连接和固定。
3.螺纹连接的应用螺纹连接广泛应用于机械设计中,特别是需要拆卸和装配的部件。
常见的应用包括螺纹连接螺杆和螺母、螺纹连接法兰和轴等。
4.螺纹连接的设计考虑因素螺纹连接的设计需要考虑以下因素:•强度和刚度:螺纹连接需要能够承受一定的拉力和扭矩,因此需要根据实际应用情况选择适当的螺纹尺寸和材料。
•可靠性:螺纹连接应设计为可靠的连接方式,即使在受到外部力的作用下也不易松动或脱落。
•拆卸性:螺纹连接需要方便零件的拆卸和装配,因此需要选择适当的螺纹类型和松紧方式。
•密封性:螺纹连接需要具有一定的密封性能,特别是在液压和气动系统中应用时,需要防止泄漏。
•耐磨性:螺纹连接需要具有一定的耐磨性能,特别是在高频率的拧紧和松开过程中。
二.螺旋传动1螺旋传动的概念螺旋传动是一种常用的动力传递方式,通过螺旋副的互相啮合传递动力。
螺旋传动的主要特点是具有较高的传递效率和承载能力,适用于大功率传动和重载工作。
2.螺旋传动的类型螺旋传动主要分为螺旋圆柱齿轮传动和螺旋锥齿轮传动两种类型。
螺旋圆柱齿轮传动适用于轴平行的传动,螺旋锥齿轮传动适用于轴倾斜或交叉的传动。
3.螺旋传动的优点螺旋传动相比其他传动方式具有以下优点:•传递效率高:螺旋传动具有较高的传递效率,一般可达到90%以上,适用于大功率传动。
•承载能力大:螺旋传动的螺旋副结构紧凑,齿轮之间的啮合面积大,能够承受较大的载荷。
•平稳运行:螺旋传动的齿轮啮合面积大,传动过程中啮合点多,运转平稳,减少振动和噪声。
3-3 滚动螺旋机构简介
2)外循环方式分为螺 旋槽式和插管式 螺旋槽式是在螺母外圆 柱表面有螺旋形回球槽, 柱表面有螺旋形回球槽,槽 的两端有通孔与螺 母的螺 纹滚道相切, 纹滚道相切,形成钢球循环 通道; 通道; 插管式和螺旋槽式原 理相同,是采用外接套管作 理相同, 为钢球的循环通道, 为钢球的循环通道,但无论 是哪能种结构,为引导钢球 是哪能种结构, 在通孔内顺利出入,在孔口 在通孔内顺利出入, 都置有挡球器。 都置有挡球器。外循环方式 结构简单,但螺母的结构尺 结构简单, 寸较大,特别是插管式,同 寸较大,特别是插管式, 时挡球器端部易磨损。 时挡球器端部易磨损。
16-4
本节结束
按滚珠பைடு நூலகம்回时是否脱离螺旋表面,分为 外循环和内循环。
钢球的循环方式有外循环和内循环两种
1)内循环方式 在螺母上开有侧孔, 在螺母上开有侧孔,孔内镶有 返向器, 返向器,将相邻两螺纹滚道联接 起来, 起来,钢球从螺纹滚道进入返向 器,越过螺杆牙顶进入相邻螺纹 形成循环回路。 滚 道,形成循环回路。该种循 环方式,螺母径向尺寸较小, 环方式,螺母径向尺寸较小,和 滑动螺旋副大致相同。 滑动螺旋副大致相同。钢球循环 通道短,有利于减少钢球数量, 通道短,有利于减少钢球数量, 减小摩擦损失,提高传动效率, 减小摩擦损失,提高传动效率, 但返向器回行槽加工要求高, 但返向器回行槽加工要求高,不 适宜重载传动。 适宜重载传动。
第三章 螺纹连接与 螺旋机构
3-3 滚动螺旋机构简介
根据螺旋传动中螺旋副的摩擦性质, 根据螺旋传动中螺旋副的摩擦性质, 可分为: 可分为: 滑动螺旋和滚动螺旋。 滑动螺旋和滚动螺旋。
一、滚动螺旋机构的工作原理 分为滚子螺旋机构和滚珠螺旋机构。 滚珠螺旋机构工作原理:
二、滚动螺旋机构的分类 按用途可分为定位滚动螺旋传动(P 类)、传动滚珠螺旋传动(T类)。前者控 制轴向位移、后者传递动力。
第三章螺纹连接与螺纹传动联接
二、螺纹紧固件
螺栓 螺
纹
紧
L
固
L0
件
六角头 L L0
小六角头
螺栓的结构形式
d d
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
双头螺柱
紧
固
件
L
L1
L0
设计:潘存云
d
L1 -----座端长度 L0 -----螺母端长度
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
双头螺柱
紧 螺钉、紧定螺钉
固
件
头部 结构
末端 结构
二、螺纹紧固件
螺栓
螺 纹
d2 d1
(4) 螺距P 相邻两牙在中径线上对应两点间
的轴向距离。
(5) 导程S S = nP
同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距P
ψ
((67))牙螺型纹角升角α ψ 的平面的夹角
中径d2圆柱上,螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
tgψ= πndP2
轴向截面内螺纹牙型相邻两侧边的夹角。牙型侧边与螺纹
A型平垫圈 平垫圈 弹簧垫圈
B型平垫圈 薄平垫圈 斜垫圈
圆螺母用止动垫圈
自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹 吊环螺钉
§3-5 螺纹联接的预紧和防松
1、预紧
螺纹连接:松连接——在装配时不拧紧,只有受外载时才受到力的作用 紧连接——在装配时需拧紧,即在承载时,已预先受力,预紧力
预紧目的——增强连接的紧密性、可靠性,防止受载后被连 接件之间出现间隙或发生相对滑移。
按螺旋的作用分
按母体形状分
矩形螺纹
按螺纹的牙型分
三角形螺纹 梯形螺纹
锯齿形螺纹
螺
按螺纹的旋向分
右旋螺纹 左旋螺纹
《机械常识》课件-第三章 螺纹连接和螺旋传动
常见螺纹的种类、特征代号和牙型
1.大径
螺纹的大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想 圆柱的直径。
2.小径
螺纹的小径是 指与外螺纹牙底或 内螺纹牙顶相切的 假想圆柱的直径。
3.中径
螺纹的中径是指一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线通过 牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
4.公称直径
公称直径是 指代表螺纹规格大 小的直径。除管螺 纹外,公称直径是 指螺纹的大径。
(1)单动螺旋传动
单动螺旋传动是指螺杆或螺母有一件不动,另一件既旋 转又移动的普通螺旋传动。
1)螺母固定不动,螺 杆旋转并做直线运动
2)螺杆固定不动,螺 母旋转并做直线运动
(2)双动螺旋传动
双动螺旋传动是指螺杆和螺母都做运动的普通螺
旋传动。
1)螺杆原位旋转, 螺母做直线运动
2)螺母原位旋转, 螺杆做直线运动
5.线数
螺纹的线数是指螺纹的螺旋线数量。沿一 条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹,沿两条或 两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。
6.螺距
螺距是指相邻两牙体上的对应牙侧与中径线(中径圆柱 的母线)相交两点间的轴向距离。
7.导程
导程是指最邻近 的两同名牙侧(处在 同一螺旋面上的牙侧) 与中径线相交两点间 的轴向距离。
1)焊接防松
2)铆接防松
3)冲点防松
4)粘接防松
螺旋传动
螺旋传动是利用螺杆(丝杠)和螺母组成的 螺旋副来实现传动。螺旋传动具有结构简单,工作 连续、平稳,承载能力强,传动精度高等优点,广 泛应用于各种机械和仪器中。
由一个螺杆和一个螺母组成的简单螺旋副实现的传动称 为普通螺旋传动。
1.普通螺旋传动的形式
第三章 螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
螺栓中受应力拉伸和扭转应力的复合作用
作者:朱理
T 0.2F0d
d12 A1 4
13.3.2 螺纹连接的防松
防松——防止螺旋副相对转动。 防松的方法
连接用三角形螺纹都具有自锁性,在静载荷和工作温 度变化不大时,不会自动松脱。但在冲击、振动和变 载条件下,预紧力可能在某一瞬时消失,连接仍有可 能松动而失效。高温下的螺栓连接,由于温度变形差 异等,也可能发生松脱现象(如高压锅),因此设计 时必须考虑防松,即防止相对转动。
作者:朱理
13.2 螺纹连接的类型、特点及应用
一、 螺纹连接的基本类型
基 本 类 型
普通螺栓连接 螺栓连接 铰制孔用螺栓连接 螺钉连接:用于不经常拆卸 双头螺柱连接:用于不经常拆卸 紧定螺钉连接
e
e
d a a l1
d
e
孔与螺杆之 间留有间隙
l1
l1
普通螺栓 a
H2 H1 H
d
H2 H1 H
铰制孔用螺栓
i 1
采用普通螺栓和铰制孔用螺栓组成的螺 栓组受转矩时的受力情况是不同的。
O
T
r1 r2
潘存云教授研制
f F0
f F0
潘存云教授研制
Fi
ri O T
max
(2)采用铰制孔用螺栓,是靠螺 栓的剪切和螺栓与孔壁的挤压 作用来抵抗转矩T。 剪切力与距离r的比值为常数
F 1r1 F 2r2 Fz rz T
13.1 概述
一、螺纹的形成 螺旋线——一动点在一圆柱体的表面上,一边绕轴线 等速旋转,同时沿轴向作等速移动的轨迹。 螺纹——一平面图形沿螺旋线运动,运动时保持该图 形通过圆柱体的轴线,就得到螺纹。 d
《机械基础》完整课件三(模块二螺纹连接和螺旋传动)
知识链接
一、螺旋线的形成 二、螺纹的加工 三、螺纹的主要参数 四、螺纹的分类 五、普通螺纹的标记
知识链接
螺纹联接是利用具有螺纹的零件将需 要相对固定的零件联接在一起。这种联接 优点,因此应用广泛。 一、螺旋线的形成
如图所示,将直角三角形ABC绕到直 径为d的圆柱上,并使其底边具有结构简 单、工作可靠、装拆方便、成本低等AB与 圆柱底面的圆周线重合,则斜边AC在圆柱 体表面就形成了一条螺旋线。
知识链接
2、双头螺柱联接
将螺柱上螺纹较短的一端旋入并紧定在被 联接件之一的螺纹孔中,不再拆下,适用于被 联接件之一较厚不宜制作通孔及需经常拆卸, 联接紧固或紧密程度要求较高的场合,拆卸时 只需拧下螺母即可。
知识链接
3、螺钉联接
螺钉穿过较薄被联接件的通孔,直接
旋入较厚被联接件的螺纹孔中,不用螺母, 结构紧凑,适用于被联接之一较厚,受力 不大,且不经常装拆,联接紧固或紧密程 度要求不太高的场合。
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2、双头螺柱——两端带螺纹
A型——有退刀槽 B型——无退刀槽
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3、螺钉
与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
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4、紧定螺钉
锥 端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合 平 端——接触面积大、不伤零件表面,用于顶紧硬度较大的平面,适于
经常拆卸 圆柱端——压入轴上凹坑中,适于紧定空心轴上零件的位置,轻材料和金
M16-7H8G M16-6f
二、判断螺纹类型 三、确定螺纹连接的主要参数值
知识拓展
一、管螺纹的牙型和应用
1、55°非螺纹密封管螺纹 2、55°密封管螺纹 3、60°密封管螺纹 4、米制锥螺纹
二、管螺纹的标记
管螺纹
机械设计螺纹连接和螺旋传动
机械设计螺纹连接和螺旋传动机械设计中,螺纹连接和螺旋传动是两个重要的概念。
螺纹连接是一种常用的连接方式,它通过两个具有相应形状的螺纹部件之间的干涉来实现连接。
而螺旋传动是一种通过螺旋线的运动将动力传递给被传动部件的传动方式。
本文将详细介绍螺纹连接和螺旋传动的相关原理和应用。
首先,我们来介绍螺纹连接。
螺纹连接是一种通过螺纹配合进行部件连接的方式,它通常应用于需要拆卸和装配的场合。
螺纹连接具有牢固、可靠的特点,适用于承受较大的静载和动载。
螺纹连接的形状常见的有三种,分别是内螺纹、外螺纹和端面螺纹。
内螺纹通常用来连接具有外螺纹的部件,而外螺纹则用来连接具有内螺纹的部件。
而端面螺纹则是通过两个相互搭配的端面螺纹实现连接。
螺纹连接的设计需要考虑螺纹的参数,例如螺距、螺纹角等。
螺距是螺纹螺旋线上两个螺纹间的距离,它决定了螺纹连接的牢固性。
螺纹角则是螺纹线与轴线之间的夹角,它决定了螺纹连接的强度。
在进行螺纹连接设计时,还需要考虑螺纹的型号、螺纹材料、螺纹的承载能力等因素。
螺纹连接的应用非常广泛,例如机械设备、汽车、航空航天等领域。
在机械设备中,螺纹连接常见的应用有螺纹紧固螺钉、螺母、螺栓等。
它们通过与螺纹孔进行配合,实现部件的连接和固定。
而在汽车领域,螺纹连接常见的应用有汽车发动机的缸盖螺栓、曲轴螺栓等。
这些螺栓通过与其他部件的螺纹孔进行配合,实现汽车发动机的固定和传动。
在航空领域,螺纹连接也广泛应用于航空发动机、飞机机身等部位,用来连接和固定各种部件。
接下来,我们来介绍螺旋传动。
螺旋传动是一种通过螺旋线的运动将动力传递给被传动部件的传动方式。
它通过螺旋线的齿轮螺纹间的啮合来实现动力传递。
螺旋传动具有传递力矩大、传动平稳等特点,适用于承受大传动功率和转矩的场合。
螺旋传动有两种常见类型,分别是螺旋锥齿轮传动和螺旋直齿轮传动。
螺旋锥齿轮传动通过螺旋线的圆锥面齿轮间的啮合来实现动力传递。
它具有传递力矩大、传动平稳等特点,常用于剪切力较大的机械设备中,例如磨床、车床等。
螺纹连接和螺纹转动
二、非矩形螺纹(=0)
三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹 1、螺纹受力分析: 唯一差别是: 法向力比矩形螺纹大。
(忽略升角λ的影响)
在Fa的作用下,法向反力比矩形螺纹大为:
Fn
FQ
cos
这时螺纹的摩擦阻力为:
Ff
f Fn FQ
cos
f
f
cos
FQ
f
' FQ
这时把法向力的增加看成摩擦系数的增加。
分析:(1) λ->0, λ > , Ft >0
FQ Fr
λ -ρ
FQ
Ft
2、螺纹自锁:
F= FQ tg (λ -) 分析:
(1) λ- >0, λ > , F >0
说明滑块在重力作用下下滑,必须给以止动力, 防止加速下滑。
(2) λ-< 0, λ< , Ft < 0
说明滑块不能在重力作用下下滑。这一现象称 为自锁现象。螺旋千斤顶就是利用这一原理工作的。
直放置,螺旋线自
左向右逐渐升高的
是右旋螺纹。反之
也成立。
左 旋
2、从端部沿轴线
右 旋
看去,当螺纹顺时
针方向旋转为旋进
时,此螺纹为右旋
螺纹。
单线螺纹
双线螺纹
三、螺纹的主要几何参数:
1)大径(外径)d(D)— 与外(内)螺纹牙顶 (底)相重合的假想圆柱体直径,亦称公称直径。 2)小径(内径)d1 (D1) — 与外螺纹牙底相重合的 假想圆柱体直径。 3)中径d2 —假想圆柱面的直径,该圆柱的母线上 牙形沟槽和凸起宽度相。
所以:
tg tg(
,)
从上式可以看出:
螺纹连接与螺旋传动教案
螺纹连接与螺旋传动教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解螺纹的种类、特点及应用;(2)掌握螺纹连接的基本原理和方法;(3)掌握螺旋传动的工作原理及特点;(4)学会计算螺纹连接的预紧力。
2. 过程与方法:(1)通过观察实物和图片,认识不同种类的螺纹;(2)通过实验和演示,了解螺纹连接的原理;(3)通过计算和实际操作,掌握螺旋传动的设计方法。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生的观察能力和实践能力;(2)培养学生对机械设计和制造的兴趣;(3)培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。
二、教学内容1. 螺纹的种类及特点(1)公制螺纹、英制螺纹和metric 螺纹(2)三角形螺纹、矩形螺纹和圆弧形螺纹(3)外螺纹和内螺纹2. 螺纹连接的基本原理(1)螺纹的互换性(2)螺纹连接的预紧力(3)螺纹连接的防松措施3. 螺旋传动的工作原理及特点(1)螺旋传动的工作原理(2)螺旋传动的特点(3)螺旋传动的应用范围三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)螺纹的种类及特点;(2)螺纹连接的基本原理和方法;(3)螺旋传动的工作原理及特点。
2. 教学难点:(1)螺纹连接的预紧力计算;(2)螺旋传动的设计方法。
四、教学方法1. 实物观察:让学生通过观察实物和图片,了解不同种类的螺纹;2. 实验演示:通过实验和演示,让学生了解螺纹连接的原理;3. 计算练习:让学生通过计算和实际操作,掌握螺旋传动的设计方法;4. 小组讨论:让学生分组讨论,培养团队协作精神。
五、教学安排1. 课时:45分钟2. 教学准备:实物、图片、实验设备、计算工具(1)导入:介绍螺纹连接与螺旋传动在工程中的应用;(2)新课:讲解螺纹的种类及特点,螺纹连接的基本原理和方法,螺旋传动的工作原理及特点;(3)实践操作:进行螺纹连接实验,观察螺旋传动现象;(4)课堂练习:让学生计算螺纹连接的预紧力,设计螺旋传动;(5)总结:回顾本节课所学内容,强调重点和难点;(6)作业布置:布置相关练习题,巩固所学知识。
螺纹连接和螺旋传动
S
P P
S =P
S = 2P
单线螺纹 连接螺纹
双线螺纹 传动螺纹
15
按母体形状分
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
16
3、 主要参数
d1 • 大径d、D:最大直径—公称直径 • 小径d1:外螺纹的最小直径 —强度直径 D, d • 中径d2、D2:假想直径,牙型沟槽宽与牙 的宽度相等 • 螺距P:相邻两牙轴向距离 • 导程S:同一条螺纹线的相邻两牙间的轴 向距离,S = nP • 升角 :螺纹与其轴线的垂直平面所成的 夹角 • 牙型角a :螺纹两侧边的夹角 • 牙侧角β:螺纹一侧边与螺纹轴线垂线间 的夹角
16、若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度,则可
17、在螺栓、螺钉和双头螺柱联接中,被联接件的光孔直径为什么比螺纹外径大?
可以降低孔的加工精度要求;安装方便;可避免在装拆时碰坏螺栓的螺纹。 18、铰制孔螺栓的螺纹外径为什么比无螺纹部分的直径小? 为了确保无螺纹部分承受横向载荷,且可避免损坏螺栓螺纹和铰制孔。
55
13.如下图所示,a、b、c三种螺纹联接,依次为____联接。
(1)螺栓、螺柱、螺钉(2)螺钉、螺柱、螺栓 (3)螺柱、螺钉、螺栓 (4)螺栓、螺钉、螺柱 (5)螺钉、螺柱、螺栓 (6)螺柱、螺栓、螺钉
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14. 为什么大多数螺纹连接都要拧紧?拧紧力矩要克服哪些力矩? 答:为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度,因此 大多数螺纹联接都要拧紧。 拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。 15、在螺栓联接设计中,若被联接件为铸件,则有时在螺栓孔处制做沉头座或 凸台其目的是 。 A、避免螺栓受附加弯曲应力作用 C、为安置防松装置 A、在被联接件间加橡胶垫片 C、采用精制螺栓 B、便于安装 D、为避免螺栓受拉力过大 。 B、增大螺栓长度 D、加防松装置
第3章螺纹联接和螺旋传动
一般螺纹以大径d为公称直径,同一公称直径能 够有多种螺距,其中螺距最大旳称为粗牙螺纹,其 他旳统称为细牙螺纹粗。牙螺纹应用最广
细牙螺纹旳优点:升角小、小径大、自锁性好、强度高 缺陷:不耐磨易滑扣。
应用:薄壁零件、受动载荷旳联接和微调机构。
P 60˚
P
P
粗牙
d
湖北工学院专用
细牙 d
细牙
d
作者: 潘存云教授
螺 按螺纹旳旋向分
纹 旳
按螺旋线旳根数分
分 类
按回转体旳内外表面分
按螺旋旳作用分
按母体形状分
湖北工学院专用
作者: 潘存云教授
螺纹旳牙型
潘存云教授研制
矩形螺纹
30º
潘存云教授研制
三角形螺纹
15º
潘存云教授研制
梯形螺纹
30º 3º 潘存云教授研制
锯齿形螺纹
潘存云教授研制
潘存云教授研制
潘存云教授研制
湖北工学院专用
易磨损之处。
六角螺母 六角扁螺母 六角厚螺母
用于尺寸受限制之处。
圆螺母
湖北工学院专用
作者: 潘存云教授
其他螺母:
湖北工学院专用
潘存云教授研制 作者: 潘存云教授
其他螺母:
湖北工学院专用
潘存云教授研制 作者: 潘存云教授
二、螺纹紧固件
螺栓 螺 双头螺柱 纹 螺钉、紧定螺钉 紧 专用螺纹联接 固 螺母 件 垫圈
梯形螺纹: β= 15º
锯齿形螺纹: β= 3º
30º
常用于传动。
为了降低摩擦和提升效率,这两种螺纹旳牙侧角β比三角形螺纹旳要小得 多。用于剖分螺母时,梯形螺纹可消除因摩擦而产生旳间隙,应用较广。 锯齿形螺纹旳效率比矩形螺纹高,但只适合单向传动。
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第3章 螺纹联接和螺旋传动
一、 思考题
1、为什么联接螺纹多用三角形螺纹,而传动螺纹多用梯形螺纹?
2、为什么联接用螺纹的牙型角比传动螺纹的牙型角大,而其升角又比传动用螺
纹的升角小?
3、举两种常用螺纹联接的类型,并分别说明应用场合。
4、为什么大多数螺纹联接都要预紧?预紧力0F 过小的后果是什么,预紧力0F 过
大又有什么后果?
5、为什么螺纹联接常需要防松,防松的实质是什么?
6、在重要的紧螺栓联接中,为什么尽可能不使用小于M12的螺栓?
7、受横向载荷的普通螺栓联接有何缺点?
8、简述提高螺纹联接强度的四种措施。
9、为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈?通常采用哪些结构形式可使螺纹牙
间的载荷趋于均匀?
10、 若用降低螺栓刚度的办法来提高螺栓联接的疲劳强度,试作力和变形图
说明之。
11、 螺旋传动有哪些类型?滚珠螺旋传动有何特点?
12、 在螺栓联接的结构设计中,被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加
工,这是为什么?
A 、不致损伤螺栓头和螺母
B 、增大接触面积,不易松脱
C 、防止产生附加偏心载荷
D 、便于装配
13、 在受轴向载荷的紧螺栓强度计算公式[]σπσ≤=4
d 3F .121
a e 中,a F 为? A 、工作载荷 B 、预紧力
C 、预紧力+工作载荷
D 、工作载荷+残余预紧力
14、 在紧螺栓联接强度计算公式[]σπσ≤=4
d 3F .121
a e 中,系数1.3是考虑了? A 、螺纹上的应力集中 B 、螺栓杆横截面上的扭转应力 C 、载荷沿螺纹圈分布的不均匀性 D 、螺纹毛刺的部分挤压
二、 习题
1、如图3-1所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图:(1)当工作载荷为2000N 时,求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。
(2)若被联接件间不出现缝隙,最大工作载荷是多少?
2、受轴向力紧螺栓联接,已知螺栓刚度mm /N 104.0k 6b ⨯=,被联接件刚度mm /N 106.1k 6c ⨯=,螺栓所受预紧力8000N F 0=,螺栓所受工作载荷为4000N F E =。
要求:
(1)按比例画出螺栓与被联接件受力-变形图(比例尺自定)。
(2)在图上量出螺栓所受的总拉力a F 和残余预紧力R F ,并用计算法求出此二值,互相校对。
(3)若工作载荷在0~4000N 之间变化,螺栓的危险截面面积为296.6mm ,求螺栓的应力幅a σ和平均应力m σ(按计算法,不按作图求值)。
3、汽缸盖联接结构如图3-2所示,汽缸内径250mm D =,为保证气密性要求采用12个M18的螺栓,螺纹小径15.294mm 、中径16.376mm ,许用拉应力[]120MPa =σ,取残余预紧力为工作拉力的1.5倍,求汽缸所能承受的最大压强。
4、图3-3所示为一铸铁吊架 ,它用两只普通螺栓固定在梁上。
吊架承受的载荷10000N F Q =,螺栓材料为5.8级、Q235,400MPa s =σ,安装时不控制预紧力,取安全系数4S =,取残余预紧力为工作拉力的0.4倍,试确定螺栓所需最小直径。
图3-1
图3-2
5、如图3-4所示,刚性凸缘联轴器用六个普通螺栓联接。
螺栓均匀分布在
100mm D =的圆周上,
接合面摩擦系数0.15f =,考虑摩擦传力的可靠性系数(防滑系数)2.1C =。
若联轴器传递的转矩m 150N T •=,载荷较平稳,螺栓材料为
6.8级、45钢,480MPa s =σ,不控制预紧力,安全系数取4S =,试求螺栓的最小直径。
6、如图3-5所示为凸缘联轴器,用四个M16六角头铰制孔用螺栓联接,其受剪螺栓直径为17m m d 0=,螺栓长为65mm ,螺纹段长28mm 。
螺栓材料为Q235钢,屈服极限240MPa s =σ,联轴器材料为HT250,强度极限250MPa b =σ,联轴器传递转矩m 2000N T •=,载荷较平稳,试校核该螺栓联接强度。
图3-3 图3-4
7、如图3-6所示,一铸铁托架用四个普通螺栓固定在钢柱上,已知静载荷
3000N
F
Q
=,距离150mm
l=,接合面摩擦系数0.2
f=。
螺栓取5.6级、35钢,
300MPa
s
=
σ,不控制预紧力,取安全系数4
S=。
铸铁的许用挤压应力
[]150MPa
p
=
σ,螺栓的相对刚度3.0
k
k
k
c
b
b=
+
,考虑可靠性系数(防滑系数)
2.1
C=,试求螺栓所需最小直径。
图3-6
图3-5。