机械基础教案之三

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1、机械基础教案之三授课日期2009-11授课时数4课 题2-1螺纹的种类及其联接2-2课 型复习新授课教学目标1、 了解螺纹的分类，掌握按截面形状分螺纹的种类、特点、应用2、 掌握螺纹的主要参数及称记3、 熟悉螺纹联接的基本形式、特点、应用场合教学重点1、 解螺纹的分类，掌握按截面形状分螺纹的种类、特点、应用2、 掌握螺纹的主要参数及称记3、熟悉螺纹联接的基本形式、特点、应用场合教学难点1、 螺纹代号的正确识读2、 正确选用螺纹联接的基本形式更新、补充删节内容 螺纹联接的基本形式教学方法 讲授、讨论使用教具 各种联接螺纹、 投影仪课外作业 P33作业、练习册对应作业及补充课后体会第二章 螺纹联接

2、和螺旋传动2-1 螺纹的种类和应用一、 螺纹的意义及应用要求：1、 定义：在基体上沿螺旋线方向形成的相同剖面的连续凸起和沟槽。 点转一转轴向移动一螺距形成的运动轨迹 圆柱、圆锥体的内、外表面。2、 螺纹应用要求： 准确牙形，足够强度接触的均匀紧密。(1)、对螺纹联接的应用要求 良好的互换性、旋入性方便装拆、更换 足够的强度、刚度和耐磨性传递动力、耐用(2)、对螺旋传动的应用要求 一定的精度传动位移精度，提高传动效率二、 螺纹的种类及应用：1、 分类：分 类 方 法类 别按螺纹分布位置内螺纹（圆柱或圆锥内表面）外螺纹（圆柱或圆锥外表面）按螺旋方向右螺纹（顺时针旋入，逆时针旋出）右手判别左螺纹（逆

3、时针旋入，顺时针旋出）按螺旋线数目单线（沿一条螺旋线）多线（沿两条或以上，周向、轴向等距分布的螺旋线）按用途分联接螺纹（单线右旋，强度高，自锁性好）传动螺纹（梯形螺纹，强度高，对中性好，传动效率高）分 类 方 法类 别按截面形状三角形梯形螺纹锯齿形矩形其它特殊形状螺纹非螺纹密封的（圆柱管螺纹）用螺纹密封的（圆锥管螺纹）2、常用螺纹的特点和应用场合。联接螺纹： (1)、普通螺纹（三角形，=60度）：粗牙：等边，强度高，自锁性好细牙：小径大，螺距小（），强度更高（对基本体削弱小）， 自锁性更好，效率，易磨损滑牙（扣）。常用粗牙，细牙用于薄壁件，变截冲去，振动及微调机构.效率最低，自锁性最好，工艺性

4、，对中性好，应用最广 （联接）也可用于固定、堵塞、调整。(2)、管螺纹 非密封性的：=55度的圆柱内、外螺纹；本身无密封性，可在联接间隙处用其它介质密封，密封可靠（自来水接头）。用在水、油、气管路系统或不需密封的电线管路。 螺纹密封的：=55度的圆锥内、外螺纹（基体锥度1：16）、圆柱内螺纹，有内锥与外锥；内柱与外锥两个配合形式。用于高压、高温系统的管路联接（旋塞、阀门、水煤气管等）。传动螺纹：(3)、梯形螺纹：=30度；牙根强度较高，对中性好，工艺性好，效率较低，自锁性差；用于传力、传导机构中，剖分式还可调整间隙。(4)、锯齿形螺纹：工作面=30度，效率较T高，牙根强度较高，牙根应力集中小，

5、自锁性更差，工艺性、对中性较T差；广泛用于单向受力传动。(5)、矩形螺纹：=0度，正方形牙形（牙厚=1/2P）；效率最高，自锁性最差，对中性低，牙根强度弱，磨损后间隙难以补偿修复，精确制造难，工艺性差，用于单、双向传力、传导。注：打螺纹的旋向和线数图，讲解旋向、线数的定方法。螺纹简图，轴线铅垂，哪边高哪边旋，判定是可见侧的旋向。判定线数，关键看一条螺旋线起、止端中间含有几条线(n+1线)锯齿形螺纹综合矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点。管螺纹为防止过多削弱管壁强度，采用特殊细牙螺纹。管螺纹的简称直径近似为管子内径（圆柱管螺纹，英寸表示）。密封性圆锥外螺纹与密封性圆柱内螺纹不能配合。（两种

6、螺纹的公差带不同）。密封性螺纹前靠内、外螺纹间轴向相对位移提高密封性。内外螺纹配合，螺纹要素须完全一致；P、牙型、大径符合标准的螺纹称为标准螺纹。三、普通螺纹的主要参数：（三径二距二角一数计8个）1、 大径(D、d)：最大直径（外顶内底），假想圆柱基本尺为公称直径(H/8处)代表螺纹尺。2、 大径(D2、d2)：圆柱母线上沟槽与凸起宽度相等的假想圆柱。D2(d2)=D(d)-2(3/8H)3、小径(D1、d1)：最小直径（外底内顶），假想圆柱（H/4处）：D1（d1）=D(d)- 2(5/8H)4、螺距P：相邻两牙同侧5、导程S：同一螺旋线上相邻两牙同侧。S=ZP6、线数Z：7、牙型角（牙型半

7、角）： /28、螺纹升角：中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于轴线平面间夹角tan=(ZP)/(d2); 的大小形影响自锁性，小自锁性小，传力效率差（相当于推物体的力作用角 图）9、原始三角形高度 H=V3/2P10、旋合长度：配合段的轴向长度：长：L，中：N，短：S注：标准螺纹基本参数有：D、Z、P、，其余计算可得。例 举例说明左旋螺纹的应用？ 答：液化气钢瓶口与压阀；汽车两侧车轮胎的紧固螺栓（一左，一右）右螺纹折断，用左旋螺纹丝锥排除。例 螺纹联接的优点是：结构简单、装拆方便、联接可靠，多数已标准化，成本低但疲劳强度低。例 螺纹的常用牙形中，有 A 种用于联接？（矩形、锯齿形、梯形、三角形）A.

8、 1 B. 2 C. 3 D. 42-2 螺纹代号及螺纹联接形式一、 螺纹代号与螺纹的标记：1、 普通螺纹：(1) 代号：M24(粗牙)；M241.5(细牙)；M241.5左(2) 标记：代号十公差带代号+旋合长度代号M10-5g6g-s; M101-6H-L注：5g是中径；6g是顶径M2027g6g-40(3) 配合代号：M202-6H/6g;M202左-6H/5g6g。注：6H表示螺纹公差带；H6表示天坟公差带，两者公差值不同2、 管螺纹：(1) 用螺纹密封的：特征代号+尺寸代号 RC圆锥内螺纹 RC1 1/2 RP圆锥内螺纹 RP1 1/2 R圆锥内螺纹 R1 1/2-LH 合代号：RC

9、1 1/2/ R1 1/2；（有只有两种配合形式，RC、RP不能配合）注：1 1/2不能写1 1/2”，因是尺寸代号 英制锥螺纹（=60度，代号Z）(2) 非螺纹密封的：特征代号+尺寸代号+公差等级代号（只对外螺纹标A、B，内螺纹不标）。 G1 1/2；G1 1/2A；G1 1/2A-LH；G1 1/2/G1 1/2A-LH注：G1 1/2与G1 1/2A是不同的；G1 1/2A/G1 1/2标注是错误的。3、 梯形螺纹（Trapezoidae）:Tr40;Tr4014(P7);Tr407LH-7e-L(只有 N和L 两种)其中P是pitch螺距；7e中径公差带代号Tr407-7e-140;T

10、r407-7h/7e，Tr407-7H/7e注：旧国标：T326-2 （2是精度等级） T3612/2-3 (12是导程，2线数)例1、联接螺纹多用三角螺纹？ 答：大，当量摩擦角大；强度高，自锁性好，传动效率差2、普通螺纹及管螺纹的公称直径分别是什么？是否一定为顶径？答：大径，管子内径；不一定，外为顶，内为底。3、中径线是否位于螺纹剖面的中间位置？答：否，削平后，上3/8H，下2/8H；但位于原始三角形中位。4、两个线数Z、P相同，d1d2的螺纹，谁自锁性好？答：d1d2, 故d21d22， tan=(ZP)/(d2), 1d栓，间隙配合，摩擦传扭。配合螺栓联接（铰制孔）：d孔=d栓，过渡配合

11、，挤压、剪切传扭，定位好能传横向载荷，但装拆不便。(2) 应用：适于被联接件不厚或材料强度较弱的场合。2、 双头螺柱联接：(1)特点：可多次拆装；可直接螺钉旋入，结构更简单；螺柱上短端旋入工件，螺纹长端配螺母；只拆螺母，不拆螺柱。 (2)应用：用于被联接件之一较厚或为了结构紧凑而采用盲孔的构件，且需多次拆装的场合。3、螺钉联接：被联接件之一较厚的盲孔螺纹联接，不宜经常拆缺。 头部、尾部有多种型式，以适应不同的联接要求 螺钉直接旋入，结构较前简单；不用螺母 经常拆装易磨损 也可作紧定螺钉用：固定两件间位置，传递小力或扭矩。 4、吊环螺钉和地脚螺栓： 吊环螺钉指：装在机器外壳上，以便于吊运和装配。

12、 地脚螺栓指：将机座、机架固定在地基上。三、联接的预紧和防松：1、 预紧： 目的：增强联接的刚性和紧密性，保证联接的可靠性。 预紧力控制：为保证联接锁紧可靠，预紧力适当 测力矩扳手和定力矩扳手2、 防松：(1)、目的：防止振动和冲击变载荷下，摩擦力变小，丧失自锁性；防止联接面间的相对转动，防止松动，保证联接自锁性。(2)、防松方法： 摩擦防松：弹簧垫圈（反弹力），对顶螺母（附加拉力及F摩），弹性圈螺母。 机械防松：槽形螺母和开口销，圆螺母用带翅垫片，止动垫片。 其它防松：冲边防松、粘结防松（不可拆）。四、其它问题：1、 螺纹损坏部位及预防： 应力集中严重处。（螺栓头部，螺纹收尾部分，螺母支承面

13、处的螺纹部分）。预防： 增大过渡处的圆角；减少附加应力；表面硬化处理。最有效的方法2、强度问题：(1) 松联接：=F/(（d1）2/4) d1螺纹小径(2) 紧联接：=1.3F0/(（d1）2/4)F0预紧力；1.3考虑拉伸和扭转的作用例：螺纹联接有自锁性，为何还要防松装置？ 答：三角螺纹有良好自锁性，因此静载下，不会自动松脱，螺纹副间摩擦力阻止松脱，但振动、冲击下，摩搡力会瞬时变小，失去自锁能力，联接松动，妨碍机器正常工作，严重的造成事故，故需防松。例：解释下列螺纹标记： Tr407-7e-140 Tr4014(P7)LH-7H/7e G1 1/2/G1 1/2A, RC1 1/2/R1 1

14、/2, M404/2左-6H/5g-L课堂测试题1 教材P21图2-4各是什么螺纹？用途如何？（1） a图为 螺纹，常用于 ；b图为 螺纹，C图为 螺纹，用于 .（2） 若D、P相同，自锁性最好的是 ；传动效率最高的为 （3） 螺母绕此三种螺杆转动且移动，则移距最大的是 ；理由是 （4）这些螺纹的牙型角为 ；截面形状为 ，故其 高。2、结合螺纹联接的三张图回答（1） A图为 联接，用于 场合（2） B图为 联接，用于 场合（3） C图为 联接，用于 场合（4） 三种联接中， 既能联接还可起定位作用，（5） 拆卸时，不拆外螺纹件的是 （6） A图中旋入端螺纹长度 伸出端螺纹长度（7） B图中垫圈

15、有 作用（8） 三种联接承载时，都是靠接触面间的 传扭。（9） 最常用的联接形式是 图（10） 此三种联接均采用 螺纹联接。3、配合标记G1/2 /R1/2是正确的（ ）4、三角螺纹间摩擦力大，自锁性好，联接牢固可靠（ ）5、剖分式梯形螺母可以调整间隙（ ）6、 螺纹综合了矩形螺纹和梯形螺纹的优点（）、梯形螺纹只有标注中经公差带代号，无短旋合长度（）、内、外螺纹相互旋合形成的联接称为 （）、螺纹为什么有自锁性？它与螺纹升角有何关系？10、联接螺纹为何多用三角螺纹？11、螺纹的公称是指什么直径？是否一定为螺纹顶径？12、两个线数Z、P相同，d21d22的螺纹，谁自锁性好？13、解释下列螺纹标记：

16、 Tr407-7e-140 Tr4014(P7)LH-7H/7e G1 1/2/G1 1/2A,Rc1 1/2/R1 1/2,M40+4/2左-6H/5g-L14、常见的螺栓螺纹是什么旋向？有几线？为什么？15、当被联接件之一较厚且材料为铸铁时，宜采用_联接方式。A.螺柱联接 B.螺栓联接 C.螺钉联接授课日期2009-11授课时数4课 题2-3 螺旋传动的应用形式课 型复习新授课教学目标1、了解螺旋传动的定义、特点、应用2、掌握移距的计算及移向判定3、熟悉螺旋传动的常见形式，并能举一应用实例教学重点1、 螺旋传动的应用形式2、移距计算及移向判定教学难点移距计算及移距方向判定更新、补充删节内容

17、 教学方法 讲授、讨论使用教具 螺旋传动机构、 投影仪课外作业 P33作业、练习册对应作业及补充课后体会2-3 螺旋传动一、 定义：由内、外螺纹（梯形螺纹）组成的螺旋副（低副，一定转动和移动和组合运动）传动的装置。 二、 作用：将匀速旋转运动转变为匀速直线运动，也可把直线运动转变为旋转运动（滚动螺旋传动）。三、 特点：1、简单。2、工作连续平稳，承载能力大，传动精度高。3、低副接触，相对滑动大，磨损大，效率低（用滚珠螺旋传动解决）。 四、运动方向判定及位移计算1、运动方向判定：与螺旋方向及转动件转向有关。 左右手螺旋定则：螺杆螺母移 转动件旋向选手 与大拇 指反向 四指绕转向 运动件转且移 与

18、大拇指同向 2、移距计算 普通螺旋传动L=ns mm/min 差动螺旋传动L=ns(SaSb) （同“-”，异“+”） 右 左 同向 反向 五、 常用类型 1、普通螺旋传动：（1） 由螺杆、螺母组成的简单螺旋副。（2） 种类 螺母不动，螺杆转且移：台虎钳、千分尺、螺旋压力机 螺杆不动，螺母转且移：螺旋千斤顶，插齿机刀架传动机构 螺杆转，螺母移：机床大溜板机构、刀架进给机构 螺母转，螺杆移：应力试验机的观察镜螺旋装置 2、差动螺旋传动：（1） 概念：活动螺母与螺杆运动不一致的螺旋传动机构（2） 结构 活动螺母：只移不转 螺杆：转且移 机架：固定螺母（3） 差动含义：螺杆只绝对移动，但螺母随螺杆移

19、动并相对于螺杆移动，故螺杆与螺母运动不一致。（4） 移距计算说明： a,b段旋向相同： L活=nSa-nSb绝对运动与相对运动移向相反 a,b段旋向相反： L活=nSa+nSb绝对运动与相对运 动移向相同 L活0，活动螺母移向与螺杆移向相同 或用左右手法则把活动螺母与螺杆运动分别判定，再判定L活的方向 注：差动螺旋机构 至少有两段不同的螺纹 至少有一个构件既转又移 （5） 此机构可用较大（较小）导程，实现机构的快速（微量）运动。 例：P26，P27的L活计算： 3、滚珠螺旋传动：（1） 结构：螺母、螺杆、滚珠、滚珠循环 装置（2） 特点： 滚动摩擦，阻力小，效率 高，磨损大。 运动稳定，动作灵

20、敏 结构复杂，成本高，外形 尺寸大用于精密传动机器上。例图示机构，a段单线左旋， b段单线右旋，Pa=Pb=5mm,问螺杆转过1800后，螺母a,b共移动多少距离，并标出各自的移动方向？若螺母a固定，则b向何向位移多少？ pa pb 例图示机构采用何种螺旋传动机构？ 螺母 图： 螺母转，螺杆移 的普通螺旋传动例三角螺纹间摩擦力大，自锁性好，联接牢固 滑块 螺杆 可靠（ ） 剖分式梯形螺母可以调整间隙（ ） 锯齿形螺纹综合了矩形螺纹和梯形螺纹的优点（ ） 配合标记G11/2/R11/2是正确的（ ） 螺纹既可以作联接件，也可以作传动件，是十分常见的机械零件结构（ ）课堂测试题1 某一车床中拖板进

21、给螺杆P=5mm,螺杆上装有200格的刻度盘。问：刻度盘上每格的刻度值？转过5格（5/200）时，中拖板的进给量。2 由于螺旋传动机构具有力放大作用（相当于斜面省力机构），所以它的传动效率很高（ ）3 微调机构中的两段螺纹的旋向应_4 滚珠螺旋传动也是利用螺旋副传动的，故也是低副机构（ ）5 移距与移动速度的计算公式相同，单位相同。（ ）6 根据教材上所举的螺旋传动装置回答：（1） 传动效率最高，动作最灵敏的是_。（2） 精密数控机床上的滚珠丝杠传动就是_。（3） 车床进刀机构常用的是_螺旋传动。（4） 属于普通螺旋传动的有_;能实现快进的机构是_。（5） 微动镗刀机构中，要使刀作微量右移，（SaSb）,则件_为主动件，Sa为_旋，Sb为_旋。（6） 螺旋千斤顶能托起重物而不下掉的原因是_。（7） 中拖板进刀机构，常用_旋_螺纹，按图示拖板的移动方向，螺杆向_转（上、下）。