学习情境9 螺纹连接与螺旋传动

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1、机械设计基础教案学习情境9螺纹连接与螺旋传动主讲教师吴明清指导教师授课日期授课班级12模具学习情境任务11螺纹组连接的结构设计与设计计算学时4能力目标掌握螺纹联接的基本知识，学会螺纹联接的设计方法，能进行单个螺纹联接的强度计算训练项目设计台式钻床中立柱的螺纹联接知识点螺纹联接的类型、螺纹联接的结构、提高螺纹联接强度的措施、单个螺栓联接的强度计算、螺栓组联接的结构设计、螺纹联接的基本知识拓展教学重点与难点1、单个螺栓联接的强度计算2、螺栓组联接的结构设计教学方法任务驱动教学与典型案例讲解相结合教学准备课件，黑板

2、，多媒体设备等。检测与评价职业能力(占70%)、职业素质(30%)；评价成绩采用百分制。教案设计工作过程工作内容课前组织（5min）清点学生人数；检查授课环境；链接多媒体课件。任务导入（5min）用视频演示常用螺纹联接的形式及其特点。提出学习任务：设计台式钻床中立柱的螺纹联接学习任务：1.选出螺纹联接的标准件；2.完成设计说明书。资讯（90min）2.1螺纹的种类和应用螺纹可以按照以下方法分类：机械设计基础教案1）根据螺纹在轴向剖面内的形状，分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹及锯齿形螺纹。2）根据螺纹旋线绕行

3、的方向，分为右旋螺纹和左旋螺纹，如图10-2所示。机械制造中一般采用右旋螺纹，只在特殊需要时，才采用左旋螺纹。如煤气罐等危险设备使用的螺纹。3）根据螺旋线的数目，可分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹，如图10-2所示。沿一条螺旋线所形成的螺纹为单线螺纹，多用于联接；沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹为双线螺纹和多线螺纹，多用于传动。为了制造方便，一般不超过4线。图10-32.2螺纹的主要参数以圆柱普通螺纹为例，如图10-3所示，螺纹的主要参数如下：1)大径d与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆

4、柱面的直径，一般定义为螺纹的公称直径。在管螺纹中，其公称直径不是螺纹大径，而是近似等于管子内径。具体尺寸可以查阅有关国家标准。2)小径d1与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中作危险剖面的计算直径。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。中径近似等于螺纹的平均直径，即d2≈0.5(d+d1)机械设计基础教案。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。4)螺距P相邻两牙在中径圆柱面的母线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圆柱面的母线上对应两点间

5、的轴向距离。如果螺纹线数为n，则S=nP。6)螺旋升角ψ在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线平面的夹角，即在中径圆柱面上螺旋线展开后与底面的夹角，如图10-1所示。（10-1）7．牙型角α在轴向平面内螺纹牙型两侧边之间的夹角。8．牙型斜角β在轴向平面内螺纹牙型两侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角。对于对称牙型。2.3螺纹联接的基本类型按联接的结构特点，螺纹联接的主要类型有：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接等。2.3.1螺栓联接及应用2.3.2双头螺柱联接及应用2.3.3螺钉联接及应用2.3.4

6、紧定螺钉联接2.3.5其他螺纹联接及应用2.4螺纹联接的预紧螺纹联接分为松联接和紧联接，松联接是在装配时不拧紧，只在受到外载时才受到力的作用，比较少用。紧联接是在装配时需要拧紧，使联接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，这个力称为预紧力F0。预紧的目的是增加联接的可靠性与紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙与相对滑移，保证正常工作。此外，适当提高预紧力，还能提高螺纹的疲劳强度。2.4.1螺纹联接的拧紧力矩TΣ在预紧螺栓联接时，加在扳手上的力矩TΣ必须克服螺旋副相对转动的摩擦阻力矩T和螺母与支撑面之间的摩擦阻

7、力矩Tf。即：（10-15）（10-16）（10-17）式中：F0—预紧力，N；—螺纹升角；ρV—当量摩擦角；d2—螺纹中径，mm；fc—螺母与被联接件之间的摩擦系数；机械设计基础教案rf—支撑面间的摩擦半径，rf=（D1+d0）/4，mm。对于M10~M68的粗牙普通螺纹，无润滑时，可取：（10-18）式中：d—螺纹公称中径，mm。2.4.2拧紧力矩的控制方法预紧力F0的大小对普通螺栓的工作有很大影响，预紧力F0过大，会使联接超载，螺杆静载荷增大、降低螺杆本身强度；预紧力F0不足，螺纹联接不可靠，甚至导致联

8、接失效。对于一般联接，可凭经验来控制预紧力F0的大小，但对于重要的联接就需要严格控制其预紧力。一般通过测力矩扳手（图10-12）和定力矩扳手（图10-13）控制力矩大小。较精确的方法是测量拧紧时螺栓的伸长变形量。2.4螺纹联接的防松计划与决策（5min）1.进行自愿分组。2.学习相关知识。3.明确工作思路。4.讨论任务实施注意事项。5.完成任务。6.检查评价。实施（30min）螺栓组联接结构设计的主