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1、模块4 螺纹联接和螺旋传动,【学习目标】 1.知道螺纹联接的分类、结构参数特点和应用。 2.学会螺纹和螺纹联接的正确画法和标注方法。 3.会正确选用和更换螺纹。 4.能计算螺纹传动移动距离，知道运动方向的判断方法。,4.1 螺纹的基本知识,【本节目标】 1.知道螺纹的应用和分类、代号。 2.掌握螺纹的正确画法和正确标注方法。 螺纹：圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有相同剖面的连续凸起与凹槽。,1.螺纹的类型 (1)按螺纹的牙型分 有三角形、梯形、锯齿形和矩形等，如图4-1所示。三角形螺纹主要用于螺纹联接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于螺旋传动。除矩形螺纹外，其他三种螺纹均已标准化。,(2
2、)按螺旋线数分 如图4-2所示，在圆柱体上沿一条螺旋线形成的螺纹，称为单线螺纹；沿两条或两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。 (3)按螺旋线绕行方向分 顺时针旋转时旋入的螺纹称右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹称左旋螺纹。,(4)按螺纹所在位置分 在圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹，称为外螺纹，在圆柱或圆锥内表面上形成的螺纹，称为内螺纹。,2.螺纹的主要参数 螺纹的主要参数有： 1)大径(d、D)螺纹的最大直径。 2)小径(d1、D1)螺纹的最小直径。,3)中径(d2、D2)处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径，该圆柱的母线位于牙型上凸起和沟槽宽度相等处。 4)螺距(P)在中径线上，相邻两牙对应两
3、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对应两点之间的轴向距离。对单线螺纹，S=P；对于线数为n的多线螺纹，SnP。 6)牙型角()在轴向截面内螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型角越大，则自锁性越好，而传动效率越低。 7)升角()在中径圆柱上螺旋线的切线与垂,3.螺纹的规定画法及标注 (1)外螺纹的画法 在投影为非圆的视图中，大径用粗实线，小径用细实线；在投影为圆的视图中大径用粗实线画，小径用细实线画3/4圈，倒角的圆可省略不画，如图4-4所示。,(2)内螺纹的画法 内螺纹一般采用剖视图，画法如图4-5所示。,(3)内、外螺纹联接画法 如图4-6所示。,(4)螺纹的代号及标
4、注 1)普通螺纹代号由牙型代号(M)、公称直径、螺距和公差等级代号组成。标注格式：,4.2 螺纹联接,【本节目标】 1.了解螺纹联接的基本类型、结构特点、作用与应用场合。 2.要求学生学会螺纹联接的画法。 3.知道螺纹的安装与维护方法。,【基本理论知识】 1.螺纹联接件 螺纹联接:利用螺纹联接将两个或两个以上零件联接起来。 螺纹联接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈、防松零件等，如图4-7所示。它们多为标准件，其结构、尺寸在国家标准中都有规定。,2.螺纹联接的基本类型 螺纹联接的基本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接四种。 (1)螺栓联接 将螺栓穿过两个被联接件的
5、通孔，然后拧紧螺母，把被联接件联接起来。螺栓联接分为普通螺栓联接和配合螺栓联接。前者螺栓杆与孔壁之间留有间隙，后者螺栓杆与孔壁之间有配合要求，常采用基孔制过渡配合。,螺栓联接用于被联接件不太厚并能从被联接件两边进行装配的场合。由于结构简单，装拆方便，所以应用最广泛。将两端均有螺纹的螺柱，一端旋在较厚被联接件的螺纹孔中，另一,(3)螺钉联接 将螺钉穿过一被联接件的通孔，然后旋入另一被联接件的螺纹孔中。这种联接不用螺母。它用于被联接件之一较厚的场合。如图4-10是螺钉联接的画法。,(4)紧定螺钉联接 将紧定螺钉旋入被联接件之一的螺纹孔中，并以其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的凹坑中，以固定两
6、个零件的相互位置。这种联接多用于轴与轴上零件的联接，并可传递不大的载荷，如图4-11所示。,3.螺旋的拧紧 (1)螺钉旋具 1)一字槽螺钉旋具用于拧紧或松开带一字形沟槽的螺钉。 2)双弯头一字槽螺钉旋具用于螺钉顶部空间受限制的场合。 3) 十字槽螺钉旋具用于拧紧或松开头部带十字槽的螺钉。,(2)扳手 1)活扳手用于拧紧或松开多种规格的六角头或方头螺栓、螺钉和螺母。 2)双头标准扳手用于拧紧或松开具有两种规格尺寸的六角头及方头螺栓、螺钉和螺母。 3)单头标准扳手用于拧紧和松开具有一种尺寸的六角头及方头螺栓、螺钉和螺母。 4)梅花扳手用于拧紧或松开六角头螺栓、螺钉和螺母，特别适用于工作空间狭窄的地
7、方。 5)套筒扳手除具有一般扳手的功用外，特别适用于各种特殊位置和维修空间狭窄的地方。 6)钩形扳手专用来装拆各种圆螺母。 7)内六角扳手专用来装拆各种内六角头螺钉。,4.螺钉、螺母的装配要点 1)螺钉和螺母与零件的贴合的表面要光洁、平整，否则容易使联接件松动或使螺杆弯曲。 2)螺孔内的脏物应清理干净。 3)拧紧成组的螺母时，须按照一定的顺序进行，并做到分次逐步拧紧(一般分三次拧紧)，否则，会使零件或螺杆产生松紧不一致甚至变形。在拧紧长方形布置的成组螺母时，需从中间开始，逐渐向两边对称扩展；拧紧圆形或方形布置的成组螺母时，必须对称的进行。 4)使用旋紧工具要适当，十字形槽螺钉不要用一字形螺钉旋
8、具。,5.螺纹联接的预紧与防松 (1)螺纹联接的预紧 螺纹联接件在装配时大多需拧紧，使被联接件受到压缩，同时螺栓杆部受到拉伸。这种在螺栓承受工作载荷之前预先受到的力称为预紧力，用QP表示。 预紧目的是可以增加联接刚度、紧密性和提高防松能力。如为保证发动机气缸的密封性，要求缸盖螺栓有一定的预紧力。,(2)防松 松动是螺纹联接最常见的失效形式之一。在静载荷条件下，由于螺栓螺纹的自锁性一般可以保证正常工作，但是，当外载荷有振动、变化或工件温度较高时，会造成螺纹副摩擦力减少，甚至为零，因而造成螺纹联接的失效。,6.螺纹联接件的失效形式和材料 常见螺纹联接件的失效形式有：静载荷作用下的螺栓损坏多为螺纹部
9、分的塑性变形和断裂；变载荷作用下的螺栓损坏多为栓杆部分的疲劳断裂；如果螺纹精度低或经常装拆，很可能发生滑扣而失效。 适合制造螺纹联接件的材料品种很多，要求它们有足够的强度、塑性、韧性和良好的工艺性。常见的螺纹联接件材料有Q215、Q235、10、35、45和40Cr等。,7.螺钉的日常维护和安全操作 (1)日常维护,1)不让水和其他腐蚀介质与螺纹露出部分接触，以免生锈后难以拆卸。如在酸性腐蚀环境中工作的螺钉要用耐腐蚀材料制造，并采用球顶螺母，不让螺纹外露。 2)为了保护螺钉露出的尾部不生锈，可涂上红丹油。 3)注意不要让硬物碰撞螺钉露出的尾部，以免损坏螺纹或螺杆弯曲而难以拆卸。 4)在振动工作
10、环境的螺钉开工前要检查有否松动，方法一是用手锤轻敲螺母听声音判别；方法二是用红漆跨过螺母和螺杆划一直线，开工前检查红线是否对齐。 5) 传动螺纹要定时加油润滑。,(2)安全操作 1) 选用合适旋具。 2) 使用旋具时，不要一手拿工件，一手拿旋具，以防旋具滑出伤手。 3) 用扳手旋紧螺钉前，要考虑一旦扳手脱出时，手或头等部位会否碰到机器。 4) 用扳手旋紧螺钉时，不用死劲，而用韧劲。 5) 不允许用管子接长扳手来旋紧螺钉，以免损坏螺纹。 6) 防止扳手等工具伸出桌子或架子外，以防工具摔下砸伤脚。 7) 头发、衣物等不要与传动螺杆接触，以防把人拉进机器，应加罩覆盖旋转的螺杆。 8) 拧紧或拆卸螺钉
11、应在停机状态下进行。 9) 拆卸压力容器的螺栓，必须在卸压下进行，否则松开一些螺栓后，其他螺栓会立即拉断飞出伤人。,4.3 螺旋传动,【本节目标】 1.知道螺纹传动特点和应用。能判断螺杆和螺母的运动方向。 2.掌握螺纹传动移动距离的计算。,1.概述 螺纹传动是用内、外螺纹组成的螺旋副来传递运动和动力的传动装置。螺旋传动主要用来把主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动。 螺纹传动特点：结构简单，传动连续、平稳，承载能力大，传动精度高。但磨损较大、效率低。,2.普通螺旋传动 (1)普通螺旋传动 指由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。 (2)普通螺旋传动的应用形式 1)螺母固定不动，螺杆回转并作直线运
12、动。 2)螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动。 3)螺杆回转，螺母作直线运动。 4)螺母回转，螺杆作直线运动。,(3)运动方向的判定 螺杆、螺母的运动方向可根据左右手螺旋法则来判定： 左旋螺杆(螺母)伸左手，右旋螺杆(螺母)伸右手。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(螺母)的移动方向。 若当螺杆(螺母)原地旋转，螺母(螺杆)移动时，螺母(螺杆)移动方向与大拇指指向相反。 (4)移动距离 L=ns (mm/min)。,3.其他螺旋传动 (1)差动螺旋传动 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。差动螺旋传动机构可以产生极小的位移，而其螺纹的导程并不需要
13、很小，加工比较容易。所以差动螺旋机构常用于测微器、计算机、分度机以及许多精密切削机床仪器和工具中。,(2)滚动螺旋传动 为了减少转向螺杆与转向螺母之间的摩擦，滚动螺旋机构将螺杆和螺图4-13 汽车转向机母的螺纹做成滚道的形状，二者的螺纹并不直接接触，在滚道内装满滚动体，使得螺旋机构工作时，螺杆和螺母间的运动由滑动摩擦转化为滚动摩擦。滚道中有附加的滚动体返回通道及装置，以使滚动体在滚道内能循环滚动，如图4-13所示。,4.螺旋传动的主要失效形式及材料 滑动螺旋传动主要失效形式有螺纹磨损、螺纹牙和螺杆断裂或塑性变形、螺杆失稳等。由于螺旋副间存在强烈的滑动摩擦，故以螺纹磨损最为普遍。 螺杆应具有足够
14、的强度、良好的耐磨性和工艺性。常用45或50钢，较重要的螺杆可采用40Cr等合金钢。 螺母应具有良好的减摩性和耐磨性，一般可选用铸锡青铜ZCuSn10P1或铸铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3等，低速不重要的场合也可用耐磨铸铁。,【习题4】,一、判断题(对画，错画) 1.联接用的螺纹，大多采用多线梯形螺纹。( ) 2.M241.5表示公称直径为24mm，螺距为1.5mm的粗牙普通螺纹。( ) 3.Tr407LH7HL表示公称直径为40mm，螺距为7mm的左旋梯形螺纹，中径公差代号为7H，旋合长度代号为长旋合长度。 ( ) 4.弹簧垫圈和双螺母都属于利用机械防松。 ( ) 5.螺旋传动通常能
15、将直线运动变换成旋转运动( ),二、选择题(将正确答案的序号填入括号) 1.当被联接件的厚度不大，并能从两面进行装配时，可采用( )联接。 A.螺栓B.双头螺柱C.螺钉D.紧定螺钉 2.当被联接件之一较厚，不宜制作通孔，且不需经常拆卸时，可采用( )联接。 A.螺栓B.双头螺柱C.螺钉D.紧定螺钉 3.联接螺纹多采用( )螺纹。 A.梯形B.矩形C.三角形D.锯齿形 4.在螺纹联接的防松方法中，开口销和槽形螺母属于( )防松。 A.利用摩擦B.利用机械C.永久 5.在螺纹联接的防松方法中，弹簧垫圈属于( )防松。 A.利用摩擦B.利用机械C.永久,三、问答题 1.螺纹的主要参数有哪些？ 2.在螺纹联接中，为什么要拧紧螺母？ 3.螺纹联接常用的防松方法有哪些？ 4.与粗牙普通螺纹相比，细牙普通螺纹有什么特点？常应用于什么场合？ 5.为什么说梯形螺纹是传动螺旋的主要螺纹形式？,四、作图题 1.分析螺栓联接三视图中的错误，补全所缺图线，如图4-14。 2.分析螺钉联接两视图中的错误，将正确的图形画在右边，如图4-15。,【技能训练】,训练一 螺纹测量 一、目的 认识普通螺纹的种类和螺纹的主要参数。 二、工具 螺纹试样、游标卡尺、螺纹样板(牙规)、钢直尺。 三、内容和要求 最少测量5件螺纹试样，其中必须包含有单线、双线、三线螺纹
