课 题:螺纹
教学目标:
本讲的教学目标是了解螺纹的基本要素和联接螺纹,掌握螺纹联接的基本类型和螺纹和螺纹联接的装拆与防松。
重点与难点
重点是掌握螺纹联接的基本类型和螺纹和螺纹联接的装拆与防松。难点是螺纹联接的装拆与防松及其应用。
教学设计:
1. 螺纹的基本要素:介绍螺纹的有关术语及其含义。
2. 联接螺纹:主要介绍普通螺纹和管螺纹的特点、区别及适用场合。
3. 螺纹联接的基本类型:首先介绍常用螺纹连接件的标记方法,其次重点讲解螺纹联接的类型、
结构、特点及应用。
4. 螺纹联接的装拆和防松:结合实例讲解螺纹联接的装拆工具及装拆原则,重点介绍螺纹联接
防松手段的特点及应用。
教学方法和教学手段:
采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。
教学资源:
教学内容 | 教学资料 | 企业媒体 | 教学媒体 |
1.螺纹的基本要素 2.普通螺纹和管螺纹的特点、区别。 3.螺纹联接的基本类型。 4.螺纹联接的装拆方式及防松手段。
| 1.《机械基础》教案(word文档) 2.《机械基础》课件(.ppt文件) | 企业案例 | 1.内螺纹、外螺纹.gif 2.螺纹的基本要素.gif 3.普通螺纹、管螺纹.gif 4.螺纹联接的装拆工具.gif 5.螺纹联接的防松方式.gif 6.联接螺纹的编号和标记方法.gif |
课前准备:搜集一些螺纹联接的视频和图片作为导入和讲课内容。
教学过程和组织:
Ø 1. 螺纹的基本要素【了解】
(1)螺纹牙型
(2)螺纹直径、螺距
大径:与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径,外(内)螺纹的公称直径。
小径:与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径。
中径:通过牙型齿厚和槽宽相等处的假想圆柱的直径,可认为是外(内)螺纹的平均值。
螺距(P):螺纹相邻两牙在中径线上对应的轴向距离。
(3)线数和导程
线数(n):是指形成螺纹的螺旋线数目。按螺旋线数目,可将螺纹分为单线螺纹和多线螺纹。
导程(L):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离。单线螺纹的导程等于螺距,双线螺纹的导程等于两倍螺距,多线螺纹的导程等于螺距乘以线数。
(4)旋向、螺旋升角和牙型角
螺纹有左旋和右旋之分。沿旋进方向观察时,顺时针旋转时旋入的螺纹为右旋螺纹,逆时针旋转时旋入的螺纹为左旋螺纹。
螺旋升角:中径圆上,螺旋线切线与端面的夹角。
牙型角:螺纹轴向截面内,牙型两侧边的夹角。
Ø 2. 联接螺纹【了解】
用于联接的螺纹称为联接螺纹,其特点是牙型均为三角形。常用的有普通螺纹和管螺纹。
(1)普通螺纹
在国家标准中,将牙型角的三角形螺纹称为普通螺纹,以大径d(或D)为公称直径。
粗牙普通螺纹:螺距最大,应用最广。
细牙普通螺纹:自锁性能好,适用于强度要求较高的薄壁构件及微调装置的调节螺纹,或受变载、冲击及振动的联接,但不常装拆的地方。
(2)管螺纹
管螺纹为英制螺纹,管子孔径为公称直径,并用英寸表示。管螺纹又分为圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。
圆柱管螺纹:本身不具有密封性能。广泛用于水、煤气管道的联接。要求密封时,联接处需要填充密封物,如生料带、橡胶圈等。
圆锥管螺纹:锥度为1:16的管螺纹。本身具有密封性能,联接时不用填料,适用于高温、高压、密封要求高的管道联接。
Ø 3. 螺纹联接的类型【重点】
(1)常用螺纹联接件
常用螺纹联接件有螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈等,如图4-18所示。它们的结构、尺寸都已标准化,使用时可根据螺栓、螺钉所能承受的载荷或结构要求,计算螺纹的公称直径,然后根据其有关标准选用。
名称 | 标记格式 | 标记示例 | 说明 |
螺栓 | 名称、标准编号 螺纹代号×公称长度 | 螺栓GB/T 5780-2000 M10×40 | 螺纹规格d=10mm,公称长度L=40mm(不包括头部厚度)的C级六角螺栓。 |
螺母 | 名称、标准编号 螺纹代号 | 螺母GB/T 6170-2000 M20 | 螺纹规格D=20mm的A级I型六角螺母。 |
双头螺柱 | 名称、标准编号 螺纹代号×公称长度 | 螺柱 GB/T 899-1988 M10×40 | 螺纹规格d=10mm,公称长度L=40mm(不包括旋入长度)的双头螺柱。 |
平垫圈 | 名称、标准编号 公称尺寸 性能等级 | 垫圈 GB/T 97.2-2002 8 140HV | 公称尺寸d=8mm,性能等级为140HV级,倒角形,不经表面处理的平垫圈。 |
螺钉 | 名称、标准编号 螺纹代号×公称长度 | 螺钉 GB/T 67-2000 M10×40 | 螺纹规格d=10mm,公称长度L=40mm(不包括头部厚度)的开槽盘头螺钉。 |
(2)螺纹联接的基本类型
螺纹联接主要类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。
类型 | 结构 | 特点及应用 |
螺栓联接 | 普通螺栓联接
| 螺杆带钉头,通孔无螺纹,螺杆穿过通孔与螺母配合使用。被联接件上的孔与螺杆之间存在间隙,结构简单,装拆方便,使用时不受被联接材料的限制,适用于被联接件厚度不大且能够从两面进行装配的场合。螺栓受拉伸作用。 |
铰制孔螺栓联接
| 孔与螺杆之间不存在间隙,多采用基孔制过渡配合。这种联接能精确固定被联接件的相对位置,并主要承受横向载荷。螺栓受剪切和挤压作用。 | |
双头螺柱联接 |
| 双头螺柱的两端都制有螺纹,安装时将螺柱上螺纹较短的一端旋入被联接件之一的螺纹孔内,另一端与螺母旋合而将两个被联接件联接。适用于被联接件之一较厚,并允许多次拆卸的场合。 |
螺钉联接 |
| 螺钉直接拧入被联接件的螺纹孔中,不用螺母,结构紧凑。适用于受力不大,联接紧固要求不高,被联接件之一较厚,且不需要经常拆卸的场合。 |
紧定螺钉联接 |
| 将紧定螺钉拧入零件的螺纹孔内,末端顶住另一被连接零件表面的凹坑。主要用于受力不大的两个零件相对位置的固定联接。 |
Ø 4. 螺纹联接的装拆与防松【重点、难点】
(1)螺纹联接的装拆工具
(2)螺纹联接的装拆
①螺纹联接装配原则:
l 被联接零件的结合面应保持清洁、平整,螺纹孔内的脏物用压缩空气吹净;
l 选择合适的安装工具,控制拧紧力矩的大小;
l 装配成组螺纹联接件时,必须对称进行,且分2-3次拧紧。装配成组螺栓时,应保证被联接件受力均匀。
②螺纹联接拆卸原则:
l 选择正确的拆卸工具;
l 按与旋入相反的方向拆卸;
l 拆卸成组螺纹联接件,按对称的原则,先将各螺母拧松1-2圈,然后逐一拆卸;
(3)螺纹联接的防松
①摩擦防松
摩擦防松利用增加螺纹之间的正压力和摩擦力达到防松目的。常用的摩擦防松见表4-4。
类型 | 结构形式 | 特点和应用 |
弹簧垫圈防松 |
| 拧紧螺母,垫圈被压平后产生弹力,使螺纹联接压紧,从而达到防松目的。这种方法在振动冲击载荷作用下,防松效果较差,但结构简单,操作方便,广泛用于工作稳定、不经常装拆的场合。 |
双螺母防松 |
| 利用主、副螺母的对顶作用,使联接螺纹轴向张紧,从而达到防松目的。这种防松增加了结构尺寸和质量,一般用于低速、重载或较平稳的场合。 |
②机械防松
机械防松是增加一个阻碍相对运动的零件,直接防止螺母发生相对运动的防松方法。常用的机械防松方法见表4- 5。
类型 | 结构形式 | 特点和应用 |
圆螺母与止动垫圈 |
| 将止动垫圈内翅嵌入螺栓槽内,待螺母拧紧后,再将外翅折边嵌入螺母的外缺口内,使螺母和螺杆不发生相对运动。用于受力不大的场合。 |
六角螺母与止动垫片 |
| 将止动垫片的折边折起,分别折靠在螺母和联接件的侧边起防松作用。用于连接部分可容纳止动垫片折边的场合。 |
槽形螺母与开口销 |
| 开口销从螺母的槽口和螺栓尾部孔中穿过,起防松作用。安全可靠,应用较广,多用于变载和振动场合。 |
③永久防松
当螺纹联接不需要拆开时,可采用焊接、端铆、冲点或胶接等不可拆的队松方法。
布置作业:思考与练习四:5