第一讲
一、教学目标
(一)能力目标
掌握螺纹联接的主要类型及应用场合
(二)知识目标
1.熟悉螺纹的类型、主要参数、特点及应用
2.螺纹联接的预紧和防松方法
二、教学内容
1.螺纹联接的基本知识
2.螺纹联接的预紧和防松
三、教学的重点与难点
(一)重点
螺纹联接的主要类型及应用场合。
(二)难点
各种螺纹连接的画法、螺纹联接的防松。
四、教学方法与手段
多媒体教学,结合机械制图、联系工程实际。
7.1 螺纹连接的基本知识
联接:在机器中,将两个或两个以上的零件联成一体的结构。
机械动连接:机器工作时,被联接零件间有相对运动的联接。
机械静连接:机器工作时,被联接零件间没有相对运动的联接。机械静连接又分为可拆联接和不可拆联接。
可拆联接:不须毁坏联接中的任何一个零件就可以拆开的联接。如键联接、螺栓联接等。
不可拆联接:至少必须毁坏联接中的某一部分才可以拆开的联接。如铆钉连接、焊接、过盈配合联接、粘结等。
7.1.1 螺纹的类型
螺纹有外螺纹和内螺纹之分,共同组成螺纹副使用。起联接作用的螺纹称为联接螺纹,起传动作用的螺纹称为传动螺纹。按螺纹的旋向可分为左旋及右旋,常用的为右旋螺纹。螺纹的螺旋线数分单线、双线及多线,联接螺纹一般用单线。螺纹又分为米制和英制两类,我国除管螺纹外,一般都采用米制螺纹。
常用螺纹的类型主要有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。前两种主要用于联接,后三种主要用于传动。
7.1.2 螺纹的主要参数
如图,螺纹的主要参数有
大径d——螺纹的最大直径,规定它为公称直径。
小径dl——螺纹的最小直径。
中径d2——螺纹牙的厚度与牙间宽度相等处的圆柱直径。
螺距p——相邻两牙对应点间的轴向距离。
导程s——同一条螺旋线上的相邻两牙对应点间的轴向距离。对于单线螺纹,s=p;对于螺纹线数为n的多线螺纹,s=n。
升角λ——在螺纹中径的圆柱面上,螺纹的切线与其轴线的垂直平面间的夹角。
牙型角——在轴向截面内,螺纹牙形两侧边的夹角。
7.1.3 常用螺纹的特点及应用
螺纹按其牙型角可分为三角螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹主要用于联接;矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。用于联接的三角螺纹又有普通螺纹、英制螺纹以及用于管路系统联接的圆柱螺纹,即管螺纹。在各种螺纹中,除矩形螺纹外,均已标准化。
7.1.4螺纹联接的主要类型
螺纹联接的主要类型有:螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。其中螺栓联接还分为普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接两种结构。
(a)螺栓联接 (b) 双头螺柱联接
(c) 螺钉联接 (d) 紧定螺钉联
螺纹联接除上述主要类型外,还有脚螺栓联接、吊环螺栓联接。
7.1.5 标准螺纹联接件
常用的标准螺纹联接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈等。这些标准螺纹联接件的品种、类型很多,其结构、型式和尺寸都已标准化,设计时可根据有关标准选用,见表7.1。
7.2 螺纹联接的预紧和防松
7.2.1 螺纹联接的预紧
预紧力:在螺栓承受工作载荷之前受到的力,以F0表示。
预紧的目的:为了提高联接的可靠性、紧密性和防松能力。
7.2.2螺纹联接的防松
一般三角形螺纹的螺纹升角小于当量摩擦角,所以能保证在静载荷下螺纹联接不会自动松脱。但在冲击、振动、变载荷作用下,或螺纹联接工作温度变化很大时,螺纹副间的摩擦力有可能减小或瞬时消失,这种现象如重复多次出现就会使螺纹联接松脱,破坏螺纹联接的牢固性和紧密性,甚至导致严重事故。所以设计时,对在冲击、振动、变载荷作用下,或工作温度变化很大的螺纹联接,必须采取有效的防松措施。
防松的原理是防止螺纹副间发生相对转动。防松方法很多,按其工作原理可分为摩擦力防松、机械防松、冲边法防松、粘合法防松等。
1、摩擦防松:双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等
尼龙垫圈——除防松外还可起密封作用
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(破坏螺纹)、点焊
4、化学防松:粘合
小结:
1. 螺纹联接的基本知识
2. 螺纹联接的预紧和防松
作业与思考:
1.简述螺纹连接的主要类型、特点及应用