机械基础教案-螺纹联结

教师授课教案

2016下-2017上学年一学期课程机械基础

教学内容

旧知复习：1.齿轮系的传动类型和特点。

2.定轴轮系、行星轮系的传动特点与传动比的计算方法。

讲授新课：项目三机械零件的连接

任务1 螺纹连接的特点与应用

一、螺纹连接的类型

1．螺栓连接

2. 螺钉连接

二、螺纹连接的基本知识

螺栓的各部分名称

（1）螺栓直径d即公称直径，指螺栓大径；

（2）螺栓杆径d s指螺栓杆部没有螺纹处的直径；

（3）螺栓长度l指螺栓杆部的全长；

（4）螺纹长度b指螺栓上螺纹的长度；

（5）螺栓头高k指螺栓头的高度。

（6）螺栓头对角宽度e 指螺栓头外接圆的直径（角对角长度）。

（7）螺栓头对边宽度s指螺栓头内切圆的直径（边对边长度）。

（8）螺距P指相邻两牙同一齿侧面的轴向距离。

2. 螺纹的牙型与代号

普通连接螺纹的牙型为三角形，牙型角为60º，代号为M。

管螺纹的牙型也是三角形，但牙型角为55º，代号为G，G后面的数字表示管内的通孔直径。

梯形螺纹的牙型梯形，牙型角为30º，代号为Tr。

3．普通螺纹的标注

普通螺纹的标注由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合代号组成。

(1) 螺纹代号

普通螺纹用字母M及公称直径表示，细牙螺纹需要加注螺距的数值，左旋螺纹需要加注代号“LH”。

（2）螺纹公差带代号

螺纹公差带代号表示螺纹中径和顶径加工的精度，用公差等级的数字和基本偏差的字母组成，标注在螺纹代号之后，用“-”隔开。小写字母表示外螺纹；大写字母表示内螺纹。

(3) 螺纹旋合长度代号螺纹旋合长度代号表示两旋合螺纹在轴向上的旋合长度，用S、N、L表示短、中等和长旋合长度。用“-”隔开。中等旋合长度不必标注。

4. 梯形螺纹的标注

梯形螺纹的牙型为梯形，用代号Tr表示，标注的方法与普通螺纹的标注方法相似。梯形螺纹的标注如下：

Tr42 ⨯12(P6) LH-6H-L

其中：Tr 表示梯形螺纹的代号；42表示公称直径；12表示双头梯形螺纹的导程12 mm；P6 表示螺距为6 mm，导程＝头数⨯螺距。

三、常用的螺纹连接件

螺栓连接时，需要螺母和垫圈等连接件配合使用。螺母起承受载荷的作用；垫圈起增大受力面积，保护螺母的作用。

1. 螺母

常用螺母有六角形、圆形、方形、槽形等，以六角形为最常用，如图3－5所示。

2. 垫圈

常用垫圈有普通圆形平垫圈、弹簧垫圈、锁紧垫圈和弹性垫圈，如图3－6所示。

四、螺纹连接的防松

（1）双螺母防松。

（2）弹簧垫圈防松。

（3）槽形螺母。

（4）开口销防松。

（5）带翅垫片。

五、螺纹连接的装拆

1.螺纹连接的安装

安装螺纹连接时，可使用固定开口的呆板手、活板手、棘轮板手、套筒板手、电动板手等工具来拧紧螺母。

2.螺栓连接的拆卸

螺栓连接拆卸的顺序与安装的顺序相反，后装的先拆，先装的后拆。 （1）拆卸螺栓连接的螺母时，如果有防松的开口销或其它防松的工件，应先拆去防松装置，再用板手按逆时针方向松开螺母；如果使用板手不能正常拧下螺母，可能由于螺母与螺栓连接处严重生锈，应在锈蚀处加注除锈剂，待除锈剂渗入后，再拧下螺母。也可采用加热、振动、冲击的方法松动螺母。

（2）如果是左旋螺纹，其拧紧或松开的扭转方向与常用的右旋螺栓相反，按顺时针方向松开螺母。

（3）拆卸时尽可能选用呆板手，使板手开口的两个侧面与螺母充分接触。延长板手的长度，可起到增大扭矩的效果，但容易拧断螺纹，应尽量避免使用。

（4）安装连接螺栓的螺母时，检查螺母与螺栓的公称直径、螺距等参数是否相同后试装，选配防松垫圈，再作最后的装配。成组连接的螺栓，应按对称的规律拧紧螺母。为了方便拆装，安装时可在螺杆表面擦上少量的润滑油，防止结合面生锈。

3．螺钉连接的拆卸

螺钉连接的装拆方法与螺栓连接的方法相似。 六、螺纹连接的强度计算

1. 松螺纹连接的强度计算

螺纹连接的强度效核和设计计算公式分别为：

σ=

][4

/2

1σπ≤d F

（3-1） d 1]

[4σπF

≥

（3-2） 式中 F — 轴向工作载荷，N ；

d 1—螺纹小径，约为螺纹公称直径的0.85倍，mm ； [σ]—螺纹材料的许用拉应力，MPa 。 2. 受横向工作载荷方向的紧连接螺纹强度计算 （1）紧连接螺纹

F 0f m z ≥C F R

F 0≥

fmz

CF R

（3-3） 式中 F 0— 单个螺栓受到的预紧力，N ； F R —横向工作载荷，N ；

C — 连接的可靠性系数，通常取C=1.1~1.3；

f — 连接件接合面的摩擦系数，一般 f =0.10 ~1.3； m — 连接件接合面的对数； z — 连接件的螺钉数目。

（2）铰制孔紧连接螺纹

τ=

2

4s

R

d F π≤[τ] （3-4） 式中 F R —横向工作载荷，N ；

d s —受工作载荷处连接螺纹的直径，mm ； [τ]— 许用剪切应力，MPa 。 课堂练习

小结：1.螺纹连接的类型、特点及应用场合。

2.螺栓各部分参数的名称、螺纹的牙型与代号。

3.普通螺纹的标注方法。

4.按步骤校核螺纹连接的强度。