《机械基础》课程单元教学设计.docx
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《机械基础》课程单元教学设计
《机械基础》课程单元教学设计-02
单元标题:
螺纹连接和螺旋传动――更换联轴器上的失效螺栓
(2)
授课对象:
14级风电、机电、中职供用电
学时:
上课地点:
多媒体教室
教学
目标
能力目标
知识目标
培养具备螺纹连接类型以及螺纹连接件的选型能力
1.能够用直接查表法和强度计算法确定螺栓的公称直径。
2.能够正确选择螺纹连接件的材料。
3.能够进行螺纹的防松处理和预紧控制。
素质目标
树立做事一丝不苟的态度和独自处理问题的能力。
能力训练任务及案例
如图所示搅拌机传动系统中,联轴器将电动机轴与搅拌器连接起来并传递转矩和运动,实现搅拌动作。
联轴器是用螺栓穿过半联轴器上的孔,然后用螺母拧紧来达到紧固连接,用所学习的知识更换联轴器上的失效螺栓。
教学材料
多媒体教学课件。
作业
1、简述工程上更换失效螺栓的步骤。
2、螺纹连接有哪几种类型?
用于轴和轴上零件的连接时选用哪种类型。
【步骤一】复习回顾(时间:
5分钟)
考勤
复习提问:
1、螺纹按牙型和用途可分为哪几种?
2、什么叫做右旋螺纹?
如何判断右旋螺纹的旋向?
3、M24X2LH—5H6H—S表示含义。
4、G1A表示含义。
【步骤二】案例剖析 (时间:
60分钟)
任务一:
要更换坏掉的螺栓,应该知道常见的螺栓有哪些及各自的应用场合。
1)螺纹连接有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接
普通螺栓:
螺栓穿过被联接件的通孔,与螺母组合使用,结构简单、装拆方便,无需在被联件上加工螺纹孔,装拆方便,用于两被联件均不太厚且能够从两面进行装配的场合的场合。
2.螺钉连接
螺钉穿过较薄被联接件的通孔,直接旋入较厚被联接件的螺纹孔中,不用螺母,结构紧凑,适用于被联接之一较厚,受力不大,且不经常装拆,联接紧固或紧密程度要求不太高的场合。
3.双头螺柱连接
将螺柱上螺纹较短的一端旋入并紧定在被联接件之一的螺纹孔中,不再拆下,适用于被联接件之一较厚不宜制作通孔及需经常拆卸,联接紧固或紧密程度要求较高的场合,拆卸时只需拧下螺母即可。
4.紧定螺钉连接
螺钉末端顶住另一零件的表面或相应凹坑,以固定两个零件的相互位置,并可传递不大的力或力矩。
多用于轴与轴上零件的连接。
根据螺纹连接的特点,我们发现用普通螺栓比较合适。
任务二螺纹连接件的选用(标准螺纹联接件)。
螺栓螺柱螺母垫圈内六角螺钉
圆柱螺钉沉头螺钉紧钉螺钉
1、螺栓
普通螺栓——六角头,小六角头,标准六角头,大六角头,内六角.精度
分A、B、C三级。
2、双头螺柱——两端带螺纹
A型——有退刀槽B型——无退刀槽
3、螺钉与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
4、紧定螺钉
锥端——适于零件表面硬度较低不常拆卸常合
平端——接触面积大、不伤零件表面,用于顶紧硬度较大的平面,适于经常拆卸
圆柱端——压入轴上凹坑中,适于紧定空心轴上零件的位置,轻材料和金属薄板
6、六角螺母
标准、薄、厚(也分A、B、C三个等级)
7、圆螺母
圆螺母+止退垫圈——带有缺口,应用时带翅垫圈内舌嵌入轴槽中,外舌嵌入圆螺母的槽内,螺母即被锁紧
8、垫圈
放置在螺母和被连接件之间,起保护、支承表面等作用,分为A级和C级两种。
斜垫圈只用于倾斜的支承面上。
经过分析可知我们选用标准螺母和弹簧垫圈。
任务三螺栓直径的确定
螺纹联接:
松联接——在装配时不拧紧,只存受外载时才受到力的作用
紧联接——在装配时需拧紧,即在承载时,已预先受力,预紧力Fo
1、预紧力Fo的确定
Fo=CFR/µzn
Fo——预紧力,N
FR——横向载荷,N
µ——结合面的摩擦系数
C——可靠性系数,通常取C=1.1~1.3
z——螺栓个数
n——摩擦面数
2、确定螺纹公称直径
公称直径太大——加大了结构尺寸,浪费材料
公称直径太小——连接强度不够。
直接查表法确定公称直径
根据预紧力查表2-9
已知给出Fr=8600N,螺栓选用45号钢,试确定普通螺栓的公称直径d。
可靠系数c取1.2,选干燥的机加工结合面的摩擦因数u=0.15。
任务四:
螺纹连接的预紧控制
预紧目的——目的是为了增强联接的刚性,增加紧密性和提高防松能力。
确保联接安全工作。
一般螺母的拧紧靠经验控制。
重要的紧螺纹联接,在装配时常用测力矩扳手和定力矩扳手控制预紧力的大小。
1、使用普通扳手拧紧螺栓
预紧力依靠经验来控制
2、使用测力矩扳手和定力矩扳手
任务五:
五、螺纹连接的防松方法
1、防松目的
A、在冲击、振动和变载荷作用下,螺纹之间的摩擦力可能瞬时消失而影响
正常工作;
B、在高温或温度变化较大时,若螺栓与被联接件的温度变形差或材料的蠕变,也可能导至联接的松脱。
因此,必须进行防松,否则会影响正常工作,造成事故。
2、防松原理
消除(或限制)螺纹副之间的相对运动,或增大相对运动的难度。
3、防松办法及措施
(1)摩擦防松
双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等
弹簧的反弹力使螺纹间保持压紧力和摩擦力;同时尖角也有组织螺母反转的作用。
自锁螺母——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、止动垫片、串联钢丝等
开槽螺母与开口销圆螺母与止动垫圈
(3)永久防松:
端铆、冲点、点焊
【步骤三】作业(时间:
5分钟)
简要小结
一、选用螺纹连接类型
螺栓链接
二、选用螺纹连接件及材料
三、用直接查表法确定螺栓的公称直径
四、螺纹连接的预紧控制
五、螺纹连接的放松处理
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