机械基础螺纹连接与螺旋传动的

机械基础螺纹连接与螺旋传动的第1页/共53页一、教学目标：1、了解螺旋线与螺纹的自锁.2、掌握螺纹的主要参数.3、掌握螺纹的种类，特点.4、掌握螺纹连接。二、教学重点1、螺纹的主要参数、种类、特点.2、螺纹连接的基本类型.三、教学难点1、螺旋线2、螺纹的主要参数.第2页/共53页第3页/共53页思考：两个零件既需要连接，又可以方便的拆卸，你考虑用哪种连接？第4页/共53页螺纹连接螺纹基本知识螺纹的主要参数螺纹的类型螺纹标记方法螺纹联接的类型及螺纹联接件螺纹预紧与防松第5页/共53页一、螺纹基本知识1、螺旋线的形成螺旋线：取一张硬纸折成直角三角形ABC，使底边AC=πd,绕一直径为d的圆柱体旋转一周。2、螺纹的形成螺纹：沿螺旋线加工产生的连续沟槽、凸棱3、螺纹的类型内螺纹：螺纹在孔内表面。外螺纹：螺纹在外表面。第6页/共53页螺旋线数单线：有一条螺旋线所形成的螺纹。多线：有多条螺旋线所形成的螺纹。单线螺纹多线螺纹

第7页/共53页螺纹旋向右旋：顺时针旋入的螺纹。左旋：逆时针旋入的螺纹。右旋螺纹左旋螺纹用手心对着自己，螺纹的旋向与右手姆指的指向一致为右螺纹，并叫正扣。第8页/共53页3、螺纹的自锁第9页/共53页二、螺纹的基本参数1）外径（大径）d（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱直径（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)第10页/共53页4）螺距P——相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离5）导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径线上的对应

两点间的轴向距离6）线数n——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4

螺距、导程、线数之间关系：S=nP

第11页/共53页7）牙型角a－螺纹轴向截面内，螺纹牙型两侧边的夹角。8）牙型半角：牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角α/2叫牙型半角。9)升角－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。10)旋合长度：相互相配合的内、外螺纹沿螺纹轴线方向可以旋合在一起的部分长度。短旋合长度（S）中旋合长度（N）长旋合长度（L）第12页/共53页请判断下列螺纹的旋向？左旋右旋第13页/共53页三、螺纹的类型螺纹的种类普通螺纹矩形螺纹牙型角α=60°自锁性能好。应力集中较小。细牙螺纹不耐磨、易滑扣、结构紧凑，重量轻。管螺纹（非螺纹密封的55°圆柱管螺纹）牙型角α=55°，内、外螺纹公称牙型间没有间隙，螺纹副本身不具有密封性。牙型为正方形，牙厚为螺矩的一半，传动效率高。但精度制造困难，对中精度低，牙根强度弱。第14页/共53页梯形螺纹牙型为α=30°，螺纹副的小径和大径处有相等的间隙。效率较低，但工艺性好，牙根强度高。工作面的牙型斜角为3°，非工作面的牙型斜角为30°，螺纹牙强度高，应力集中小，，螺纹副的大径处无间隙，便于对中。锯齿形（3°/30°）螺纹第15页/共53页课堂练习:2、普通螺纹指（）。A、三角形螺纹B、梯形螺纹C、矩形螺纹1、广泛应用于紧固连接的螺纹是（），而传动螺纹常用（）。A、三角形螺纹B、矩形螺纹C、梯形螺纹5、普通螺纹的公称直径是指螺纹的（）。A、大径B、中径C、小径3、梯形螺纹广泛应用于螺旋（）中。A、传动B、连接C、微调机构4、台虎钳上螺杆螺纹采用的是（）。A、梯形螺纹B、锯齿形螺纹C、矩形螺纹AAAAAC第16页/共53页课堂练习:10、普通螺纹的公称直径是指螺纹大径的基本尺寸。（）6、按螺旋线形成所在的表面，螺纹分为内螺纹和外螺纹。（）7、连接螺纹大多采用多线三角形螺纹。（）8、锯齿形螺纹广泛应用于单向螺旋传动中。（）9、普通螺纹同一公称直径只能有一种螺距。（）√×√×√第17页/共53页课堂练习:12、根据螺纹牙型的不同，可分为

、

、、和、螺纹等。11、螺旋传动是由

和

组成，主要用来将

运动变换为

运动，同时传递

和

。13、细牙螺纹适用于

零件的连接和

机构的调整

螺杆螺母旋转直线运动动力矩形梯形三角形锯齿形薄璧微调第18页/共53页课堂练习:15、管螺纹主要用于

连接，按其密封状态可分为

管螺纹和

管螺纹14、所有的管螺纹连接都是依靠其螺纹本身来进行密封的。（）16、用（）进行连接，不用填料就能保证连接的密封性。A、非螺纹密封管螺纹B、螺纹密封管螺纹C、非螺纹密封管螺纹和螺纹密封管螺纹×B管路非螺纹密封螺纹密封第19页/共53页

1、掌握螺纹的基本知识

2、了解螺纹的应用和分类

3、理解普通螺纹的主要参数

课堂小结第20页/共53页四、螺纹的标记

1、普通螺纹的标记方法：螺纹代号大径螺纹公差带代号（中径、顶径公差）例如：M10–5g6g

(粗牙)

M10x1-7H(细牙)2、圆柱管螺纹的标记方法：（1英尺=12英寸）

1英寸=25.4毫米（1英寸=8英分）

例如：G1/2

（表示管的通径是1/2英寸）

3、梯形螺纹的标记方法：Tr40x7-7e7e---外螺纹精度等级第21页/共53页五、螺纹连接的基本类型和常用螺纹连接件（一）螺纹连接的基本类型1、螺栓连接a)普通螺栓联接——被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。b)精密螺栓联接——装配后无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制孔螺栓联接第22页/共53页螺栓联接精密螺栓联接第23页/共53页2、双头螺栓联接——螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，另一端配以螺母。适于常拆卸而被联接件之一较厚时。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。3、螺钉联接——适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况第24页/共53页双头螺栓联接螺钉联接第25页/共53页5、特殊联接：地脚螺栓联接,吊环螺钉联接。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。第26页/共53页观察变速箱座和变速箱盖用什么联接方式？变速箱装配图第27页/共53页（二）常用螺纹连接件第28页/共53页1）螺栓普通螺栓——六角头，小六角头，标准六角头，大六角头,内六角铰制孔螺栓——螺纹部分直径较小螺母

2）双头螺柱——两端带螺纹

A型——有退刀槽B型——无退刀槽第29页/共53页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——压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置轻材料和金属薄板3）螺钉与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹第30页/共53页6）螺母六角螺母：标准，扁，厚5）自攻螺钉——由螺钉攻出螺纹圆螺母+止退垫圈——带有缺口，应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中，外舌嵌入圆螺母的槽内，螺母即被锁紧第31页/共53页7）垫圈第32页/共53页练习：1、对被联接的零件之一较厚，又需多次装拆的场合，宜采用（）A、螺栓联接B螺钉联接C、双头螺柱联接D、不能确定B2、螺纹的自锁条件是（）A、α≤φB、α=ΦC、α＞ΦD、α≥φA作业：1、根据螺纹的种类和特点，联系实际总结各类型的应用。2、联系实际说明螺纹连接各类型应用的场合。第33页/共53页六、螺纹连接的预紧（一）预紧1、预紧目的——增大摩擦力，使连接可靠。2、预紧力——预先施加轴向作用力（拉力）预紧过紧——拧紧力过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度过松——拧紧力过小，工作不可靠第34页/共53页3、预紧力的控制：测力矩板手——测出预紧力矩，如左图定力矩板手——达到固定的拧紧力矩T时，弹簧受压将自动打滑，如右图

第35页/共53页1、防松目的实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故2、防松原理消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。3、防松办法及措施1）摩擦防松

双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等

二）螺纹防松

第36页/共53页弹簧垫圈自锁螺母——螺母一端做成非圆形收口或开峰后径面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧2）机械防松：开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等第37页/共53页3）永久防松：端铆、冲点、点焊4）化学防松——粘合开槽螺母与开口销圆螺母与止动垫圈串联钢丝第38页/共53页螺母和开口销第39页/共53页作业11有一双头螺纹，螺距为2mm，导程是多少毫米？2细牙螺纹、粗牙螺纹哪个的自锁性好？3请解释螺纹标记：M12–5g6g

与M12x1-7H的含义。

作业2：1、螺纹连接有哪几种基本类型？2、螺栓连接用在什么场合？作业3：1、螺纹连接为什么要防松？防松的方法有哪几种?2、常用的螺纹连接件有哪些？第40页/共53页螺旋传动教学目标3、掌握直线移动方向的判定，2、掌握普通螺旋传动的应用形式重点难点4、普通螺旋传动直线移动距离计算1、了解螺旋传动的类型和特点重点第41页/共53页你或许见过或用过普通车床、台虎钳、千分尺和活络扳手，其中就应用了螺旋传动。第42页/共53页一、螺旋传动的特点和应用螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求。它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递动力。如图所示，借助开合螺母与长螺杆啮合实现车床纵向进给运动。机床刀架进给机构螺旋传动的优点是结构简单，承载能力大，传动平稳无噪声，能实现自锁要求，传动精度高，孤广泛应用于机床进给机构、螺旋起重机和螺旋压力机中，缺点是螺纹之间产生较大的相对滑动，摩擦磨损严重，传动效率低.但由于滚动螺旋和静压螺旋的应用使磨损和效率问题得到了很大的改善。螺旋传动在机床、起重机械、锻压设备等场合应用广泛。常用螺旋传动有：普通螺旋传动、相对位移螺旋传动、差动位移螺旋传动和滚珠螺旋传动。第43页/共53页普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。其螺杆（或螺母）的移动方向不仅与螺杆(或螺母)的回转方向有关，还和螺旋方向有关。螺杆或螺母的移动方向可用左、右手螺旋法则来判定：左旋螺杆（或螺母）伸左手，右旋螺杆（或螺母）伸右手，并半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的旋转方向，大拇指的指向即为螺杆（或螺母）的移动方向。若螺杆原地转动，螺母移动时，与大拇指指向相反方向，即为螺母移动方向。螺杆或螺母移动方向判定

在普通螺旋传动中，螺杆(或螺母)的移动距离，由导程决定。即：式中：L——移动距离，mm／min；

n——转速，r／min；

S——导程，mm。第44页/共53页下图为相时位移螺旋传动在自动定心夹具上的应用实例。在螺杆1上，A段为左旋螺纹，B段为右旋螺纹，这两段螺纹的导程相等。当螺杆1在支架3的支承内转动时，两个滑动螺母2和4将产生较快的相对运动，以等速趋近或远离，达到使夹具自动定心的要求。相对位移螺旋传动，常用于机械加工的自动定心装置和常用两脚划规中。相对位移螺旋机构第45页/共53页在有些微调装置如测微器、分度机构、机床刀具微调机构中，常希望在主动件转动较大角度时，从动件只作微量位移。这时可采用差动位移螺旋传动。如图所示，螺杆1分别与机架3及活动螺母2组成a和b两段螺旋副，a段为固定螺母，b段为活动螺母，它不能回转而能沿机架导向槽内移动，两段螺纹旋向相同，当螺杆转动，螺母2的实际移动距离为：如两段螺纹旋向相反，则实际移动距离为：式中：L——活动螺母实际移动距离；

n——丝杆1的转速；

Sa——固定螺母的导程；

Sb——活动螺母的导程。计算结果L为“+”值，说明活动螺母2的实际移动方向与螺杆1相同，反之，与螺杆1移动方向相反。差动位移螺旋机构第46页/共53页普通螺旋传动具有许多优点，但其螺旋副的摩擦是滑动摩擦，磨损严重，影响传动精度，效率低，不能满足高速度、高效率和高精度的传动要求。为改善螺旋传动的功能，可将螺旋副做成滚道，并在滚道间充满滚珠，使螺旋副的摩擦成为滚动摩擦，这种螺旋称为滚珠螺旋或滚珠丝杠。滚珠螺旋按滚珠循环方式可分为外循环式和内循环式两种。滚珠螺旋传动的特点：（1）摩擦损失小，效率较高（90％以上），摩擦因数约为0