第二章 螺纹连接和螺旋传动（教案）《机械基础》同步精品课堂（劳动版·第7版）

《机械基础》教案 课 题 第二章螺纹连接和螺旋传动 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《机械基础》中的第二章。要求学生理解机械基础的功用、结构，课标要求是掌握机械基础的作用。选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》（第六版），学习内容是机械基础的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对机械有着初步的了解。 能力水平：熟悉机械基础的发展史。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解螺纹的基本知识。 能力目标：能够掌握螺纹连接的内容。 素质目标：1.认识到机械的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 螺纹的基本知识。 2. 螺纹连接的内容。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 螺纹连接基本知识。 2. 展示学习目标 认识到螺纹连接的重要性。 掌握螺纹连接基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授汽车检测技术基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对汽车检测基本知识有一个初步的了解。 螺纹的应用非常广泛，广泛用 于机械设备及工、夹、量具 1—夹紧手柄 2—夹紧螺杆 3—固定钳身 4—钳口板 5—活动钳身 6—连接手柄 7—固定座 8—固定丝杆 9—固定手柄。 固定钳身与固定座的连接 钳口板的连接 2—1 螺纹的基本知识 一、螺旋线的概念 螺旋线：圆柱面上一动点绕圆柱轴线作等速转动的同时，又沿圆柱母线作等速直线运动，形成的复合运动轨迹 右旋螺旋线可见部 左旋螺旋线看见 分自左向右升高 部分自右向左升高 二、螺纹的形成 某一平面图形沿圆柱（或圆锥）表面上的螺旋线运动，形成的具有相同断面的连续凸起和沟槽称为螺纹 外螺纹：在圆柱（或圆锥）外表面上形成的螺纹 内螺纹：在圆柱（或圆锥）内表面上形成的螺纹 三、螺纹的种类 常见螺纹的种类、特征代号和牙型 四、螺纹的主要几何参数 1．螺纹大径 螺纹大径：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径，外螺纹大径用d表示，内螺纹大径用D表示 2．螺纹小径 螺纹小径：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径，外螺纹小径用d1表示，内螺纹小径用D1表示 3．螺纹中径 螺纹中径：一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。外螺纹中径用d2表示，内螺纹中径用D2表示 4．公称直径 公称直径：代表螺纹规格大小的直径。除管螺纹外，公称直径是指螺纹的大径 5．螺纹的线数 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 6．螺距 螺距：螺纹相邻两牙之间两对应点的轴向距离，用P表示 7．导程 导程：同一条螺旋线上相邻两牙之间两对应点的轴向距离，用Ph表示 导程Ph=螺距P 8．旋向 右旋螺杆旋入螺孔时沿顺时针旋转；左旋螺杆旋入螺孔时沿逆时针旋转 （1）螺纹旋判别方法一 当螺纹轴线竖直放置时，右旋螺纹的可见部分自左向右升高，左旋螺纹的可见部分则自右向左升高 （1）螺纹旋判别方法二 （1）伸出右手（或左手），手心对着自己，把螺纹放在手心上 （2）四指的指向与螺纹轴线方向相同 （3）右旋螺纹的旋向和右手大拇指的指向相同，左旋螺纹的旋向和左手大拇指的指向相同 9．螺纹升角 螺纹升角是指在螺纹中径的圆柱面上，螺纹的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，用φ表示 10．牙型角与牙侧角 在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角称为牙型角，用α表示 在螺纹牙型上，一个牙侧与垂直于螺纹轴线的平面间的夹紧称为牙侧角，用β1或β2表示 五、螺纹的结构特点与应用 1．普通螺纹 普通螺纹的牙型角为60°，分为粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹 2．管螺纹 （1）非密封管螺纹 非密封管螺纹的内螺纹和外螺纹都是圆柱螺纹 （2）密封的管螺纹 包括两种形式： 圆锥内螺纹与圆锥外螺纹连接 圆柱内螺纹与圆锥外螺纹连接 3．传动螺纹 （1）梯形螺纹 梯形螺纹的牙型为等腰梯形，牙型角为30° （2）锯齿形螺纹 锯齿形螺纹工作面的牙侧角为3°，非工作面的牙侧角为30° （3）矩形螺纹 矩形螺纹牙型为正方形，牙厚等于螺距的1/2 2—2 螺纹标记 一、普通螺纹的标记 普通螺纹完整标记的格式： 1．螺纹特征代号 螺纹特征代号用字母“M”表示 2．尺寸代号 （1）单线螺纹的尺寸代号 单线螺纹的尺寸代号为“公称直径×螺距” 粗牙普通螺纹不标螺距，细牙普通螺纹必须注出螺距 “M8×1”——公称直径8mm、螺距1mm、单线细牙螺纹 “M8”——公称直径8mm、螺距1.25mm、单线粗牙螺纹 （2）多线螺纹的尺寸代号 多线螺纹的尺寸代号为“公称直径×Ph导程P螺距” M16×Ph3P1.5 ——公称直径16mm、螺距1.5mm、导程3mm、双线螺纹 3．螺纹公差带代号 （1）螺纹公差带代号包括中径公差带代号和顶径公差带代号 （2）中径公差带代号在前，顶径公差带代号在后 （3）若中径公差带代号和顶径公差带代号相同，只标一个 （4）每个公差带代号由表示公差等级的数值和表示公差带位置的字母所组成 （5）内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母 M10—5g6g——中径公差带5g、顶径公差带6g、粗牙外螺纹 M10—5H——中径公差带和顶径公差带均为5H的粗牙内螺纹 中等公差精度的螺纹不标注其公差带代号 表示内、外螺纹配合时，内螺纹的公差带在前，外螺纹的公差带在后，中间用斜线分开 M20×2—5H/7g6g——公差带为5H的内螺纹与公差带为7g6g的外螺纹组成的配合 4．螺纹旋合长度代号和旋向 短旋合长度（S）、长旋合长度（L）和中等旋合长度（N） 中等旋合长度“N”不标注 左旋螺纹在旋合长度代号后标注“LH” M20×2—5H—S——短旋合长度的内螺纹 M8×1—LH——左旋螺纹 例1 解释螺纹标记“M12—7g—L—LH”的含义 特征代号“M”：普通螺纹 尺寸代号“12”：螺纹公称直径为12mm，粗牙普通螺纹，单线 公差带代号“7g”：外螺纹中径和顶径公差带代号 旋合长度代号“L”：长旋合长度 旋向代号LH：左旋 例2 解释螺纹标记“M20×2—5H/5h6h”的含义 尺寸代号“20×2”：细牙普通螺纹，公称直径20mm，螺距为2mm，单线 公差带代号“5H/5h6h”：内、外螺纹旋合，内螺纹中径公差带代号和顶径公差带代号均为5H，外螺纹中径公差带代号为5h，顶径公差带代号为6h 该标记没有注写旋合长度代号和旋向代号，说明所标注的螺纹为中等旋合长度、右旋 二、梯形螺纹和锯齿形螺纹的标记 梯形螺纹和锯齿形螺纹的标记格式如下： 1．特征代号 梯形螺纹的特征代号用“Tr”表示 锯齿形螺纹的特征代号用“B”表示 2．尺寸代号 尺寸代号由“公称直径×导程（P螺距）旋向”组成 （1）若为左旋螺纹，在尺寸代号尾部加注“LH” （2）若为单线螺纹，可只标出螺距 （3）若为多线螺纹则应同时标注导程和螺距 【注意】 普通螺纹的旋向代号标在旋合长度后面，梯形螺纹或锯齿形螺纹的旋向代号标注在尺寸代号尾部 3．公差带代号及旋合长度代号 梯形螺纹只标注中径公差带代号，没有短旋合长度 例3 解释螺纹标记“Tr24×10（P5）LH－8e－L”的含义 （1）尺寸代号“24×10（P5）LH”：公称直径24 mm，导程10mm，螺距为5 mm，双线，左旋 （2）公差带代号“8e”：中径公差带代号8e，梯形外螺纹 （3）旋合长度代号“L”：长旋合长度 例4 解释螺纹标记“B40×7—7H/7e”的含义 （1）特征代号“B”：锯齿形螺纹 （2）尺寸代号“40×7”：公称直径为40，导程为7，螺距为7，单线，右旋 （3）公差带代号“7H/7e”：内、外螺纹旋合，内螺纹中径公差带代号为7H，外螺纹中径公差带代号为7e （4）因为没有标注旋合长度代号，说明标记所表示的螺纹为中等旋合长度 三、管螺纹的标记 1．非密封管螺纹的标记 （1）外螺纹分A、B两级公差；内螺纹只有一级，所以不标记公差等级代号 “G2”表示尺寸代号为2的右旋圆柱内螺纹 “G3A”表示尺寸代号为3的A级右旋圆柱外螺纹 【注意】 管螺纹的尺寸代号不是管螺纹的任何尺寸 （2）左旋螺纹在螺纹公差等级代号之后加注“LH” G2LH——尺寸代号为2的左旋圆柱内螺纹 G4B—LH——尺寸代号为4的B级左旋圆柱外螺纹 （3）螺旋副仅标注外螺纹的标记代号 2．55°密封管螺纹的标记 （1）由螺纹特征代号和尺寸代号组成 Rp3/4——尺寸代号为3/4的右旋圆柱内螺纹 R13——尺寸代号为3的与圆柱内螺纹配合的右旋圆锥外螺纹 （2）左旋螺纹在尺寸代号后面加注“LH” Rc3/4LH——尺寸代号为3/4的左旋圆锥内螺纹 （3）螺旋副的特征代号为“Rp/R1”或“Rc/R2” Rc/R23——尺寸代号3、右旋圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的螺旋副 2—3 螺纹连接 一、螺纹连接件 1．六角头螺栓 螺栓　GB/T 5780　M12×50 表示：C级六角头螺栓，规格尺寸（螺纹大径d）为12mm，螺栓杆身长度l 为50mm 2．双头螺柱 螺柱 GB/T 899 M12×50 表示：双头螺柱，规格尺寸（螺纹大径d）为12 mm，公称长度l 为50mm 3．开槽圆柱头螺钉 螺钉 GB/T 65 M12×50 表示：开槽圆柱头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为12 mm，公称长度l为50 mm 4．十字槽沉头螺钉 螺钉 GB/T 819.1 M6×20 表示：十字槽沉头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为6mm，公称长度l为20mm 5．内六角圆柱头螺钉 螺钉 GB/T 70.1 M10×35 表示：内六角圆柱头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为10mm，公称长度l为35mm 6．开槽锥端紧定螺钉 螺钉 GB/T 71 M6×15 表示：开槽锥端紧定螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为6mm，公称长度l为15mm 7．六角螺母 螺母 GB/T6170 M12 表示：A级Ⅰ型六角螺母，规格尺寸（螺纹大径d）为12mm 8．六角开槽螺母 螺母 GB/T 6179 M16 表示：C级Ⅰ型六角开槽螺母，规格尺寸（螺纹大径d）为16 mm 9．平垫圈 垫圈 GB/T 95 10 表示：平垫圈C级，公称尺寸（与其配套使用的螺栓或螺母的螺纹大径d）为10mm 10．弹簧垫圈 垫圈 GB/T 93 10 表示：标准型弹簧垫圈，公称尺寸（与其配套使用的螺栓或螺母的螺纹大径d）为10 mm 二、螺纹连接的类型和应用 1．螺栓连接 螺栓穿过两被连接件上的通孔并加螺母紧固。 结构简单，装拆方便，成本低，应用广泛 用于两被连接件上均为通孔且有足够的装配 空间的场合 2．双头螺柱连接 双头螺柱的两端均有螺纹，被连 接件上的螺纹不易损坏 用于受结构限制或被连接件之一 为不通孔并需经常拆卸的场合 3．螺钉连接 螺钉（或螺栓）穿过一个被连接件上的通孔而直接拧入另一个被连接件的螺纹孔内并紧固。若经常拆卸，被连接件上螺纹易损坏 用于被连接件之一较厚，不便加工通孔，且不必经常拆卸的连接 4．紧定螺钉连接 　紧定螺钉拧入一个被连接件上的螺纹孔并用其端部顶紧另一个被连接件 用于固定两被连接件的相互位置，并可传递不大的力或转矩 三、螺纹连接的预紧与防松 1．螺纹连接的预紧 （1）感觉法 靠操作者在拧紧时的感觉和经验，该方法简单，经济实用，常用于普通的螺纹连接 （2）力矩法 用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力，费用较低，误差较小，应用广泛 （3）测量螺栓伸长法 用于螺栓在弹性范围内时的预紧力控制，误差非常小。但使用麻烦，费用高，用于特殊需要的场合 （4）螺母转角法 先把螺母拧紧到“密贴”位置，再转过一定角度，在汽车工业和钢结构中应用广泛 2．螺纹连接的防松 （1）摩擦防松 1）双螺母防松 2）弹簧垫圈防松 （2）机械防松 1）开口销防松 2） 止动垫圈防松 3）串联钢丝防松 （3）破坏螺纹防松 1）焊接防松 2）铆接防松 防松可靠，拆卸困难， 用于低强度螺栓、不拆卸的 拆后螺纹连接件不能再用 场合 3） 冲点防松 防松性能一般，只适用低强度紧固件 4） 黏结防松 防松可靠，有密封作用 2—4 螺旋传动 一、普通螺旋传动 1．普通螺旋传动的形式 （1）单动螺旋传动 单动螺旋传动是指螺栓或螺母有一件不动，另一件既旋转又移动 1）螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动 螺杆作回转运动的同时做上、下运动 2）螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动 螺杆连接在底座上固定不动，螺母回转并作上升或下降的直线移动 （2）双动螺旋传动 双动螺旋传动是指螺杆和螺母都做运动的螺旋传动 1）螺杆回转，螺母作直线运动 转动手柄，螺杆与手柄一起旋转，使活动钳身（螺母）作横向往复运动 2）螺母回转，螺杆作直线运动螺母作回转运动，螺杆带动观察镜向上或向下移动 2．普通螺旋传动运动方向的判定 1）左旋螺纹用左手判断，右旋螺纹用右手判断 2）弯曲四指，指向与螺杆或螺母回转方向相同 3）大拇指与螺杆轴线方向一致 4）若为单动，大拇指的指向即为螺杆或螺母的运动方向；若为双动，则与大拇指指向相反的方向即为螺杆或螺母的运动方向 （1）单动螺旋传动 螺杆相对固定钳身回转并做直线运动，属于单动螺旋传动。螺纹的旋向为右旋，用右手法则判别。当螺杆顺时针旋转时，螺杆向右运动 （2）双动螺旋传动 丝杠作旋转运动，溜板沿导轨作直线运动。属于螺杆回转，螺母作直线运动的双动螺旋传动，用右手法则判别。螺杆顺时针旋转时，开合螺母向拇指反方向运动，即向左移动 3．普通螺旋传动直线移动距离的计算 L=NPh L——螺杆（螺母）移动距离，mm； 　N——回转周数，r； 　Ph——螺纹导程，mm 例5 已知左旋双线螺杆的螺距为8 mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动多少距离？方向如何？ 解： L=NPh=NPn = 2×8×2=32 mm 用左手法则，四指与螺杆转向相同。螺杆回转，螺母移动，属双动螺旋传动。大拇指反方向为螺母移动方向。螺母向右移动 二、差动螺旋传动 差动螺旋传动：由在同一螺杆上具有两个不同导程（或旋向）的螺旋副组成的传动 1．差动螺旋传动的种类 分为旋向相同的差动螺旋传动和旋向相反的差动螺旋传动 （1）旋向相同的差动螺旋传动 旋向相同的差动螺旋传动：螺杆上两螺纹 （固定螺母与活动螺母）旋向相同而螺距 不同的差动螺旋传动 螺杆上有两段螺纹 （导程Ph1、Ph2），使活动螺母与螺杆 产生不一致的轴向运动 （2）旋向相反的差动螺旋传动 旋向相反的差动螺旋传动： 螺杆上两螺纹旋向相反的差动螺旋传动 2．差动螺旋传动螺母移动距离计算及方向判断 旋向相同时： L=N（Ph1－Ph2） L——活动螺母移动距离，mm； N——回转周数，r； Ph1——固定螺母导程，mm； Ph2——活动螺母导程，mm 当L为正值时，活动螺母移动方向与螺杆移动方向相同； L为负值时，活动螺母移动方向与螺杆移动方向相反 旋向相反时： L=N（Ph1＋Ph2） 例6 螺旋副A的导程PhA=1 mm，右旋。要求螺杆按图示方向转动一周，被调螺母向左移动0.2 mm，求螺旋副B的导程PhB，并确定其移动方向 解 螺旋副B的旋向是右旋 L=N（PhA－PhB） 0.2=1×（1－PhB） PhB=0.8 mm 螺杆右旋，根据右手判断螺杆向 左移动。L为正值，活动螺母的 移动方向与螺杆相同，即向左移动 3．差动螺旋传动的应用 （1）微调镗刀头 螺杆上两段螺纹皆右旋，左侧导程大于右侧导程，通过旋转螺杆实现镗刀微调 （2）铣床快速夹紧装置 螺距相同、旋向相反，可保证左、右两侧钳座等距移动，保证工件定位 三、滚珠螺旋传动 当螺杆或螺母转动时，滚动体在螺纹滚道内滚动，螺杆与螺母间为滚动摩擦 优点：摩擦阻力小、摩擦损失小、传动效率 高、传递运动平稳、运动灵敏 缺点：结构复杂、外形尺寸较大、制 造技术要求高，成本较高 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习机械基础基本知识的总体认知 (1)听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2)听课、理解机械基本知识的总体认知 (3)结合生活实际，思考现代机械基本知识的总体构造及作用。 1.通过导入情景以及学生思考结果引出螺纹连接基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述机械基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生螺纹连接的类型。 2.提问学生螺旋线的概念。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了机械基础基本知识等内容，培养了学生对于机械基础这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到机械的内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述螺纹的基本知识。 (2)简述螺旋传动的含义。 板书设计 三、螺纹连接 1.螺纹连接的类型 2.螺纹连接的应用 3.螺纹连接其他方式 一、螺纹的基本知识 1.螺纹的应用 2.螺旋线的概念 3.螺纹的类型 二、螺纹的结构特点 1.螺纹的特点 2.螺纹的标记 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$