螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)

1、河北科技大學(xué)教案用紙第5次課2學(xué)時(shí)上次課復(fù)習(xí)： 1. 擦副分類及基本性質(zhì)；2. 磨損過程和機(jī)理；3. 潤滑的作用及潤滑劑的類型和主要質(zhì)量指標(biāo)；4. 流體動(dòng)力潤滑的基本概念及楔效應(yīng)承載原理；本次課題（或教材章節(jié)題目）：第 5 章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)；1 4 螺紋及螺紋聯(lián)接教學(xué)要求： 1了解螺紋的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用，會(huì)查用相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)；2. 掌握螺紋聯(lián)接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用；3. 了解螺紋聯(lián)接預(yù)緊和防松等基本知識(shí)，重點(diǎn)：螺紋聯(lián)接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用；難點(diǎn)：螺紋聯(lián)接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用；教學(xué)手段及教具：多媒體課堂講授講授內(nèi)容及時(shí)間分配：1）螺紋20 分鐘2）螺紋聯(lián)接的類型 5 分鐘3）螺紋聯(lián)接件；15 分

2、鐘）螺紋聯(lián)接擰緊與防松。30 分鐘課后作業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)談家禎主編中國標(biāo)準(zhǔn)出版社參考資料楊可禎主編高等教育出版社機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)注：本頁為每次課教案首頁第1頁河北科技大學(xué)教案用紙第二篇聯(lián)接靜聯(lián)接：可拆聯(lián)接（如：螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接等）不可拆聯(lián)接（如：鉚接、焊接等）動(dòng)聯(lián)接（如：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副等）第五章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)51螺紋（一）螺紋的類型和應(yīng)用按螺紋聯(lián)接的作用分類有：聯(lián)接螺紋；傳動(dòng)螺紋按螺旋線的旋向分類有：左旋螺紋；右旋螺紋按螺紋的線數(shù)分有：單線螺紋；雙線螺紋；多線螺紋按牙形分類有：三角形螺紋：普通螺紋；錐螺紋；管螺紋用于聯(lián)接矩形螺紋；梯形螺紋；鋸齒形螺紋用于傳動(dòng)注意：除矩形形螺紋外，均已標(biāo)準(zhǔn)化（二）螺紋

3、的主要參數(shù) 5 2螺紋聯(lián)接的類型和聯(lián)接件（一）螺紋聯(lián)接的基本類型53螺紋聯(lián)接的擰緊擰緊的目的為增強(qiáng)螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度、可靠性和緊密性。擰緊的方法在螺紋聯(lián)接工作之前就將螺紋聯(lián)接擰緊的過程又稱為預(yù)緊，所施加于螺紋聯(lián)接的力稱為預(yù)緊力。擰緊方法有兩類：一是不控制預(yù)緊力；二是控制預(yù)緊力方法，使用定力矩扳手或測(cè)力矩扳手進(jìn)行擰緊。預(yù)緊力的確定預(yù)緊力大小的確定，既保證聯(lián)接有足夠的預(yù)緊力，又要不使螺栓過載、甚至被擰斷。扳手力矩的確定加在扳手上的力矩主要是用于克服螺紋摩擦力矩T1 和螺母與被聯(lián)接件之間的摩擦力力矩T2 的。即： T T1 + T2 5 4螺紋聯(lián)接的防松防松的目的 常用防松方法按照防松原理來分有：摩擦防

4、松、機(jī)械防松和破壞螺紋副關(guān)系（亦稱永久止動(dòng)）。第2頁河北科技大學(xué)教案用紙第6次課2學(xué)時(shí)上次課復(fù)習(xí)：1螺紋的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用，相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)；2.螺紋聯(lián)接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用；3.螺紋聯(lián)接預(yù)緊和防松等基本知識(shí)，本次課題（或教材章節(jié)題目）： 5 螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算教學(xué)要求： 1）掌握螺栓主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；2）掌握螺栓強(qiáng)度計(jì)算；重點(diǎn)：單個(gè)螺栓聯(lián)接受力分析、失效形式和強(qiáng)度計(jì)算方法；難 點(diǎn)：單個(gè)螺栓聯(lián)接受力分析、失效形式和強(qiáng)度計(jì)算方法；教學(xué)手段及教具：多媒體或課堂講授講授內(nèi)容及時(shí)間分配：1）螺栓主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；1分鐘2）單個(gè)螺栓聯(lián)接受力分析、失效形式和強(qiáng)度計(jì)算方法；8分鐘5-215-23課后

5、作業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)談家禎主編中國標(biāo)準(zhǔn)出版社參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)董剛主編機(jī)械工業(yè)出版社注：本頁為每次課教案首頁第3頁河北科技大學(xué)教案用紙55螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 螺栓聯(lián)接的主要失效形式：普通螺栓（受拉螺栓）聯(lián)接 拉斷鉸制孔用螺栓（受剪螺栓）聯(lián)接 壓潰、剪斷 螺栓聯(lián)接的計(jì)算準(zhǔn)則：普通螺栓（受拉螺栓）聯(lián)接： 鉸制孔用螺栓（受剪螺栓） ： p p 、 強(qiáng)度計(jì)算的目的：確定或驗(yàn)算螺栓危險(xiǎn)截面的尺寸（直徑）其它部分的尺寸以及螺母、墊圈的尺寸：是根據(jù)等強(qiáng)度條件確定的，通常不需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。疲勞斷裂：變載荷，多數(shù)屬此，且疲勞斷裂常發(fā)生在螺紋根部，即截面面積較小，并有缺口應(yīng)力集中的部位，有時(shí)也發(fā)生在螺栓頭與光桿的交接處。9

6、0%為疲勞斷裂。（一）松螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（無預(yù)緊力）特點(diǎn)：裝配時(shí)，螺母不擰緊；工作時(shí)，螺栓受純拉伸，工作載荷為F（N）。強(qiáng)度計(jì)算：FFA2 校核式4d1d14F設(shè)計(jì)計(jì)算式（二）緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（有預(yù)緊力）1僅受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接（工作載荷為橫向力）強(qiáng)度條件：1.3F0ca4 d122承受預(yù)緊力和軸向工作拉力的緊螺栓聯(lián)接F2=F+F1F0F1CbCmFCm注意：當(dāng)軸向載荷為變載荷時(shí)，除進(jìn)行上述靜強(qiáng)度計(jì)算外，還必須進(jìn)行螺栓的疲勞強(qiáng)度校核。第4頁河北科技大學(xué)教案用紙第7次課2學(xué)時(shí)上次課復(fù)習(xí)：單個(gè)螺栓聯(lián)接受力分析、失效形式和強(qiáng)度計(jì)算方法；本次課題（或教材章節(jié)題目）： 6 8 螺栓組聯(lián)接設(shè)計(jì)等教學(xué)

7、要求： 1）掌握在不同外載荷作用下螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)方法；2. 了解提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施。重點(diǎn)： 在不同外載荷作用下螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)方法；難點(diǎn)：在不同外載荷作用下螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)方法；教學(xué)手段及教具：多媒體課堂講授講授內(nèi)容及時(shí)間分配：1）螺栓組強(qiáng)度計(jì)算。分鐘2）螺栓聯(lián)接許用應(yīng)力；分鐘3）提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施。分鐘5-215-23課后作業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)談家禎主編中國標(biāo)準(zhǔn)出版社參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)董剛主編機(jī)械工業(yè)出版社注：本頁為每次課教案首頁第5頁河北科技大學(xué)教案用紙 5 6螺拴組聯(lián)接的設(shè)計(jì)（一）螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）力求對(duì)稱布置，使接合面的形心與螺栓組的對(duì)稱中心重合，以受力均勻；2）盡量使螺栓受力合理

8、、均勻，并盡量減小螺栓的受力；3）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)應(yīng)為、等易于分度的數(shù)目，以利劃線鉆孔；4）螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距；5）避免附加的彎曲載荷。 5 6螺拴組聯(lián)接的設(shè)計(jì) 螺栓組受力分析的目的主要是要找出螺栓組中受力最大的螺栓及其所受力的大小，為螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算提供依據(jù)。 受力分析中的幾個(gè)假設(shè)條件）螺栓組中各螺栓的材料、直徑和預(yù)緊力均相同；）螺栓組的對(duì)稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合；）受載后聯(lián)接接合面仍舊保持為平面。1. 受橫向載荷螺栓組聯(lián)接特點(diǎn)：普通螺栓，鉸制孔用螺栓皆可用，外載螺栓軸線、防滑。2. 受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接1）采用普通螺栓，是靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)

9、矩T2）采用鉸制孔用螺栓，是靠螺栓的剪切和螺栓與孔壁的擠壓作用來抵抗轉(zhuǎn)矩T。3. 受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接特點(diǎn)：只能用普通螺栓，外載螺栓軸線，螺栓桿受拉伸作用。4. 受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接特點(diǎn)： M 在鉛直平面內(nèi)，繞O-O 回轉(zhuǎn)，只能用普通螺栓。實(shí)際使用中螺栓組聯(lián)接所受的載荷是以上四種簡單受力狀態(tài)的不同組合。計(jì)算時(shí)只要分別計(jì)算出螺栓組在這些簡單受力狀態(tài)下每個(gè)螺栓的工作載荷，然后按向量疊加起來，便得到每個(gè)螺栓的總工作載荷。再對(duì)受力最大的螺栓進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算即可。說明：工程中受力情況很復(fù)雜，但均可轉(zhuǎn)化為四種典型情況進(jìn)行解決。計(jì)算公式在對(duì)稱分布情況下推導(dǎo)，但不對(duì)稱照用。取轉(zhuǎn)軸不同，公式計(jì)算精度不同?？傇O(shè)計(jì)

10、思路：螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（布局、數(shù)目）螺栓組受力分析（載荷類型、狀態(tài)、形式）求第6頁河北科技大學(xué)教案用紙單個(gè)螺栓的最大工作載荷（判斷那個(gè)最大）按最大載荷的單個(gè)螺栓設(shè)計(jì)（求d1標(biāo)準(zhǔn)）全組采用同樣尺寸螺栓（互換目的）58提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象降低應(yīng)力幅減小附加應(yīng)力和應(yīng)力集中4 采用合理的制造工藝第7頁河北科技大學(xué)教案用紙第8次課2學(xué)時(shí)上次課復(fù)習(xí)：螺栓強(qiáng)度計(jì)算本次課題（或教材章節(jié)題目）： 9 螺旋傳動(dòng)；習(xí)題課教學(xué)要求： 1）了解螺旋傳動(dòng)的類型；2 ）了解滑動(dòng)螺旋的設(shè)計(jì)計(jì)算。3）習(xí)題課主要針對(duì)“機(jī)械零件的疲勞設(shè)計(jì)”和“螺紋聯(lián)接”兩章的習(xí)題；重點(diǎn)：滑動(dòng)螺旋的設(shè)計(jì)計(jì)算難點(diǎn)：滑動(dòng)螺旋

11、的設(shè)計(jì)計(jì)算教學(xué)手段及教具：多媒體或課堂講授講授內(nèi)容及時(shí)間分配：1）螺旋傳動(dòng)45分鐘2）習(xí)題課45分鐘課后作業(yè)參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)談家禎主編中國標(biāo)準(zhǔn)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)董 剛主編機(jī)械工業(yè)出版社注：本頁為每次課教案首頁第8頁P(yáng)S河北科技大學(xué)教案用紙9螺旋傳動(dòng)一、螺旋傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用1、應(yīng)用回轉(zhuǎn)直線傳遞運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力不自鎖時(shí)2、傳動(dòng)形式：a) 螺桿轉(zhuǎn)螺母移b) 螺桿又轉(zhuǎn)又移（螺平固定）用得多c) 螺母轉(zhuǎn)螺桿移d) 螺母又轉(zhuǎn)又移（螺桿固定）用得少3、螺旋傳動(dòng)類型按用途分三類：1）傳力螺旋舉重器、千斤頂、加壓螺旋。特點(diǎn)：低速、間歇工作，傳遞軸向力大、自鎖2）傳導(dǎo)螺旋機(jī)床進(jìn)給匯杠傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，特點(diǎn)：速度高、連續(xù)

12、工作、精度高3）調(diào)整螺旋機(jī)床、儀器及測(cè)試裝置中的微調(diào)螺旋。其特點(diǎn)是受力較小且不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋傳動(dòng)按摩擦副的性質(zhì)分：重點(diǎn)介紹1、滑動(dòng)螺旋：構(gòu)造簡單、傳動(dòng)比大，承載能力高，加工方便、傳動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠、易于自鎖。缺點(diǎn)：磨損快、壽命短，低速時(shí)有爬行現(xiàn)象（滑移） ，摩擦損耗大，傳動(dòng)效率低（ 3040% ）傳動(dòng)精度低?；瑒?dòng)螺旋的這些致命缺點(diǎn)，使之不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。2、滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)摩擦性質(zhì)為滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)是在具有圓弧形螺旋槽的螺桿和螺母之間連續(xù)裝填若干滾動(dòng)體（多用鋼球），當(dāng)傳動(dòng)工作時(shí)，滾動(dòng)體沿螺紋滾道滾動(dòng)并形成循環(huán)。按循環(huán)方式有：內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)，滾動(dòng)螺旋兩種。如圖 4-36（ a）和（ b），為保證循環(huán)裝有反向器。特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高（可達(dá) 90%），起動(dòng)力矩小，傳動(dòng)靈活平穩(wěn)，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆運(yùn)動(dòng)效率相同，可實(shí)現(xiàn)逆?zhèn)鲃?dòng)。預(yù)緊后剛度好，定位精度高（重復(fù)定位精度高）缺點(diǎn)：不自鎖，需附加自鎖裝置，抗振性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，成本較高。3、靜壓螺旋液體摩擦，靠外部液壓系統(tǒng)提高壓力油，壓力油進(jìn)入螺桿與螺母螺紋間的油缸，促使螺桿、螺母、螺紋牙間產(chǎn)生壓力油