机械基础第五章螺纹连接与螺旋传动的课件.ppt

1,第五章 机械零件,第四节 螺纹连接与螺旋传动,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.,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？,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,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=d,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。,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,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。,3、螺纹的自锁,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，d20.5(d+d1),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n4 螺距、导程、线数之间关系：S=nP,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/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）,请判断下列螺纹的旋向？,三、螺纹的类型,螺纹 的种类,普通螺纹,矩形螺纹,牙型角=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=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。,梯形螺纹,牙型为=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,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,A,A,A,A,A,C,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。（）,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,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,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,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)M10 x1-7H(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：G 1/2（表示管的通径是1/2英寸）3、梯形螺纹的标记方法：Tr40 x7-7e 7e-外螺纹精度等级,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,螺栓联接 精密螺栓联接,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,双头螺栓联接 螺钉联接,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。,观察变速箱座和变速箱盖用什么联接方式？,变速箱装配图,（二）常用螺纹连接件,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,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,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,7）垫圈,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,B,2、螺纹的自锁条件是（）A、B、=C、D、,A,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。,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,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,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,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,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,螺母和开口销,作 业 1,1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？,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,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。,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。,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，mmmin；n转速，rmin；S导程，mm。,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,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,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0.0020.005，且与运转速度关系不大，所以起动转矩接近于运转转矩，运转稳定。（2）磨损很小，可调整方法消除间隙并产生一定的预变形来增加刚度，故传动精度很高。,滚珠螺旋传动,（3）不具有自锁性，可以变直线运动为旋转运动。但滚珠螺旋传动的结构复杂，制造困难，成本高；有些机构中为防止逆转，还需另加自锁机构。由于滚珠螺旋传动具有以上一些优点，早已在汽车和拖拉机转向机构中得到应用，目前主要应用在精密传动的数控机床上，以及自动控制装置和精密测量仪器中。,1、螺旋传动是由 螺杆 和 螺母 组成，主要用来将 旋转运动变换为直线 运动，同时传递 运动 和 动力。2、差动螺旋传动是指活动螺母与螺杆产生差动的螺旋传动机构。3、差动螺旋传动的移动距离和方向的确定（1）螺杆上两螺纹旋向相同时，活动螺母移动的距离减小。（2）螺杆上两螺纹旋向相反时，活动螺母移动距离增大。3、滚珠螺旋传动，传动效率高，传动时运动平稳，动作灵敏。,课堂练习：,小结：,1、螺旋线与螺纹的自锁.2、螺纹的主要参数.3、螺纹的种类，特点.4、螺纹连接类型和应用。5、螺旋传动的类型和特点6、普通螺旋传动的应用形式,作业,什么是螺旋传动？常用的螺旋传动有哪些应用形式？一对螺旋传动，导程L=3mm.螺母固定，当螺杆转两圈后，螺杆移动了几毫米。,谢谢观赏!,