中职高二工信版机械设计基础电子教案模块十联结与弹簧

教学目标 知识目标：掌握螺纹的分类与主要参数、螺纹联接的预紧与防松；掌握键联接的分类及选用，理解键联接截面尺寸和长度的确定方法；了解花键联接的类型、工作特点、结构形式；了解销联接和无键联接的类型、特点及应用；了解弹簧的功用和类型，圆柱弹簧的结构形式和设计方法。 能力目标：能够根据机构（部件）联接的需要，选择合适的联接；能够选择标准螺纹联接的参数，设计简单的键联接和销联接；能分析已知弹簧的功用。 素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风 教学重点 螺纹联接的预紧与防松 教学难点 键联接的分类及选用 教学手段 理实一体 实物讲解 小组讨论、协作 教学学时 6 教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计 注 释 模块十 联结与弹簧 〖相关知识〗 学习情境一 螺纹联接 一、螺纹的分类与参数 1.螺纹的分类 根据螺纹轴向剖面的形状即螺纹的牙型，可将螺纹分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。 根据螺纹螺旋线绕行方向的不同，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺纹。 根据螺纹螺旋线的数目，还可将螺纹分为单线（单头）螺纹和多线螺纹。 螺纹还可分为内螺纹和外螺纹。 2.螺纹的主要参数 (1)大径d、D（外螺纹用小写，内螺纹用大写）。(2)小径d1、D1。(3)中径d2、D2。 (4)螺纹线数n。(5)螺距P。(6)导程L。(7)螺纹升角λ。(8)牙型角α。(9)牙型斜角〖WTBX〗β〖WTBZ〗。 二、螺纹联接的预紧与防松 1.螺纹联接的类型及应用 1）螺栓联接 2）双头螺柱联接 3）螺钉联接 4）紧定螺钉联接 2.螺纹联接的预紧与防松 1）螺纹联接的预紧 多数螺纹联接在装配时就已经拧紧，称为预紧。预紧的螺纹联接称为紧联接，不预紧的螺纹联接称为松联接。预紧的目的是增强螺纹联接的可靠性，提高其紧密性和防止松脱。 预紧使螺栓所受到的拉力称为预紧力。如果预紧力过小，会使联接不可靠；若预紧力过大，则会导致联接件的损坏。对于一般的联接，可凭经验来控制预紧力的大小，但对重要的联接就要严格控制其预紧力，控制预紧力的方法可通过控制拧紧力矩来实现。 2）螺纹联接的防松 按工作原理的不同防松分为三种方式：利用摩擦力防松、机械方法防松和破坏螺纹副防松。 三、螺栓组联接的结构设计 设计时应综合考虑以下几方面的问题。 (1)接合面的几何形状通常设计成轴对称的简单几何形状，使螺栓组的几何中心与接合面的形心重合，保证接合面受力均匀且便于制造。 (2)受横向载荷的螺栓组，应避免沿横向载荷方向布置过多的螺栓（一般不超过8个），以免受力不均匀。 (3)在同一圆周上螺栓数目取3、4、6、8、12等，便于画线和分度。 (4)同一组螺栓在联接中，各螺栓的直径和材料均应相同。 (5)螺栓排列应有一定的间距，螺栓中心线与机体壁之间、螺栓相互之间的距离应根据扳手空间大小和联接的密封性要求确定。 (6)避免螺栓承受偏心载荷。 四、提高螺栓联接强度的措施 1.改善螺纹牙上载荷分布不均现象 2.减少应力集中 3.改进工艺措施 改进工艺措施的方法如下。 (1)用挤压法（滚压法）制造螺栓，疲劳强度可提高30%～40%。 (2)冷作硬化，表层有残余应力（压）、氰化、氮化、喷丸等可提高疲劳强度。 (3)热处理后再进行滚压螺纹效果更佳，疲劳强度可提高70%～100%。 (4)控制单个螺距误差和螺距累积误差。 学习情境二 键联接和花键联接 1、 键联接 键联接是将轴与轴上的传动零件如凸轮、齿轮、带轮等联接在一起，实现轴和轴上零件之间的周向固定，以传递转矩的轴毂联接。有些类型的键还可以实现轴与轴上零件的轴向固定或轴向动联接。由于键联接结构简单、装拆方便、成本较低，因而在机械中得到广泛应用。 1.键联接的类型 常用的键有普通平键、半圆键和楔键，它们都是标准件。键联接按装配方式的不同可分为两大类：松键联接（平键和半圆键）和紧键联接（楔键和切向键）。 图10-20 普通平键联接 图10-22 半圆键联接 图10-23 楔键联接 2.平键联接的选择和计算 1）选择平键的类型 键的类型应根据键联接的结构、使用特性及工作条件来选择。选择键的类型时应考虑以下各方面的情况：需要传递转矩的大小；联接在轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离的长短；对于联接的对中性要求；键是否需要具有轴向固定的作用以及键在轴上的位置（在轴的中部还是端部）等。 2）尺寸的选择 见表10-2. 3）校核平键联接的强度 二、花键联接 1.花键联接的类型和特点 花键齿形已标准化，其类型、特点和应用见表10-3。 2.定心方式 1）内径定心2）外径定心3）侧面定心 3.花键