5-4-4螺纹连接的预紧与防松方法 教案

螺纹联接的预紧力及防松摘要：本文主要针对普通螺纹联接的预紧力、防松问题进行分析研究，从而得出可靠的确定用螺栓联接体的预紧力和防松方法。

关键词：螺纹；螺纹联接；预紧力；防松The Pre-stressing Force and Loosening Prevention of Screw Thread CouplingChen Xin Hua(Sinacom Engineering & Manufacturing Group, Shanghai, 201108)ABSTRACT: The analysis of the pre-stressing force and the problem about preventing loosening to common coupling bolts is carried out in this paper. From this passage we can find the way of how to determining the value of bolts’pre-stressing force, also we can know the method of preventing bolts loosening.KEYWORDS: Screw thread, Coupling bolt, Pre-stressing force, Prevent loosening1 前言当今世界，随着微电子、信息工程、网络、航空航天、太空等领域的新兴技术崛起和发展，引起传统技术领域内如机械制造业的剧烈变化，并对最基本的机械零件之一——紧固件的发展也产生了深远的影响。

螺栓）螺母体联接，作为最常用的紧固件之一，在这些新兴技术不断发展的冲击下，顺应着时代的潮流，其机械连接、紧固的安全性方面要求更高，并不断地更新和发展。

众所周知，螺栓螺母体联接是紧固件连接中最基本、最常见的一种结构形式，有着构造简单、成本低、连接可靠、制造装拆方便等诸多优点，在现代工业中被广泛应用。

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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
螺纹联接的预紧与防松、螺旋传动
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。

第五章螺纹联接及螺旋传动课堂类别：理论教学目标：通过本次教学，让学生掌握螺纹联接类型及防松方法教学重难点：重点：螺纹联接类型及防松原理难点：无教学方法与手段：1.教学方法：教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发2.教学手段：课件演示、视频课件主要教学内容及过程一、螺纹的形成二、螺纹的类型三角形（普通螺纹）、管螺纹——联接螺纹（精密传动）按牙型 矩形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹——传动螺纹三、螺纹的主要参数（图4-3）1）外径d （大径）（D ） 2）内径（小径）d1(D1)3）中径d2 4）螺距P 5）导程（S ） 6）线数n7）螺旋升角ψ 22/d nP arctgd arctgL ππψ== 8）牙型角α 9）牙型斜角β 螺旋副的自锁条件为：r v arctgf f tg ==≤-βϕψcos 1 螺旋副的传动效率为：)(v tg tg ϕϕϕη+= 四、常用螺纹的种类、特点与应用比较螺纹联接的类型及螺纹联接件一、螺纹联接主要类型1、螺栓联接2、双头螺栓联接3、螺钉联接4、紧定螺钉联接螺纹联接件螺纹联接的预紧与防松一、预紧螺纹联接 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，即已预先受力，预紧力QP 预紧目的：保持正常工作。

如汽缸螺栓联接，有紧密性要求。

∴ d KQ T P ⋅=） 一般K=0.1~0.3二、防松：1、防松目的实际工作中，外载荷有振动、有变化、材料高温需变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，因此，必须进行防松。

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，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等。

3）永久防松：端铆、冲点（破坏螺纹）、点焊4）化学防松——粘合讨论：双头螺栓联接，旋入端如何防松？①利用螺尾旋紧产生横向扩张；②利用过盈配合达到横向扩张；③利用杆端预紧，产生轴向预紧作用5.课后作业5-1、5-2。

螺纹连接的装配（二）教案正页教学内容第一节螺纹连接的装配（二）教学目的1、掌握控制预紧力的方法2、掌握双头螺柱的装配要点3、掌握螺母和螺钉的装配要点4、掌握螺纹防松装置的种类及应用重点1、双头螺柱的装配要点2、控制预紧力的方法3、螺纹防松装置的种类及应用难点1、控制预紧力的方法2、螺纹防松装置的种类及应用教法选择用挂图分析讲解教具挂图不全，在投影室上课教学进程由旧课引入新课：上一次课我们学习了第十三章第一节螺纹连接的装配知识，使我们掌握了螺纹连接的装配技术要求、螺纹连接的装拆工具等内容，这一次课我们将继续学习第一节螺纹连接的装配知识。

第一节螺纹连接的装配（二）一、螺纹连接装配工艺重、难点（一）、控制预紧力的方法1、控制扭矩法（1）、方法用测力扳手使预紧力达到给定值。

（2）、结构由钢球、柱体、弹性扳手柄、长指针、指针尖、手柄和刻度盘组成。

2、控制螺栓伸长法（1）、方法通过控制螺栓伸长量来控制预紧力的方法。

（2）、公式L△＝L1－L21、控制螺母扭角法（1）、方法通过控制螺母拧紧时应转过的角度来控制预紧力的方法。

重、难点（二）、双头螺柱的装配要点1、保证双有螺柱与机体螺纹的配合有足够的紧固性，保证在装拆螺母的过程中。

无任何松动现象。

2、双有螺柱的轴心线必须与机体表面垂直，装配时，可用直角尺进行检查。

3、装入双头螺柱时，必须用油润滑，以免旋入时产生咬住现象，也便于以后的拆卸。

对照P141图4、常用的拧紧双头螺柱的方法：分析讲解（1）、两个螺母拧紧（2）、长螺母拧紧（3）、专用工具拧紧对照P142图（三）、螺母和螺钉的装配要点分析讲解1、螺母和螺钉装配除了要按一定的拧紧力矩来拧紧。

2、螺杆不产生弯曲变形，螺钉头部、螺母底面应与连接件接触良好。

3、被连接件应均匀受压，互相紧密贴合，连接牢固。

4、成组螺栓或螺母拧紧时，应根据被连接件形状和螺栓的分布情况，按一定顺序逐次拧紧螺母。

对照P143图（四）、安装防松装置分析讲解1、附加摩擦力防松装置重、难点（1）、锁紧螺母防松①、结构及特点使用主、副两个螺母。

F0
F0
F0
F0
液压拉伸预紧技术 用液压拉伸器先 将螺 栓拉长，拧螺母，再 放松螺螺栓
二、螺纹联接的防松
螺纹联接，通常满足自锁条件
v
但是在冲击、振动和变载的作用下，预紧力和摩擦 力可能瞬间消失，多次重复后就可能使联接松脱。因 此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。
永久防松 端铆 冲点（破 坏螺纹） 点焊
10-5 螺纹联接的预紧和放松
一、预紧 预紧目的：增加 联接的刚性、紧 密性及放松能力。
预
拧紧过程：螺栓受拉，伸长。 1、预紧力 F0
紧
F0
F0 在螺纹连接过程中，预紧力大小要适当。 如气缸盖螺纹连接， F0小缸盖与缸体间出现间隙漏气； F0过大螺栓拉断
F0
一般：碳钢：
S
——屈服极限 MPa
F0
F F∑
FF ∑
F F ∑ F F ∑
a)
b)
m f F0 CF
f ——摩擦系数 m——接合面数 C——可靠性系数
带入上节强度（设计）公式可校核（求d1）
∴螺栓所需的轴向力（即预紧力）应为
CF Fa F0 m f
当 f 0.15 C 1.2 m 1 F0 8F 即，预紧力为横向工作载荷的8倍， 所以螺栓联接靠摩擦力来承担横向载荷时，其尺寸较大。
液压防松Байду номын сангаас母
§10-6 螺纹联接的强度计算
强度计算：用多大螺栓，强度够不够
螺纹连接常常用螺栓组 受力分析→找出受力最大的螺栓→理论计算 （螺栓组应大小相同，美观且便于安装） 螺纹部分的塑性变形。
受拉螺栓的失效形式主要是：
15% 20%
螺杆的疲劳断裂。

平泉县职教中心机械基础课精品教案新课讲解新课：螺纹连接一、螺纹的形成和种类1、螺纹的形成（1）螺旋线螺旋线是沿着圆柱或圆锥表面运动的点的轨迹，该点的轴向位移和相应的角位移成定比。

（2）螺纹螺纹是在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。

2、螺纹的类型（1）按线数分在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹，称为单线螺纹。

也可沿二条、三条螺旋线分别切制出双线螺纹和三线螺纹。

单线螺纹主要用于联接，多线螺纹主要用于传动。

（2）按螺旋线绕行方向按螺旋线绕行方向的不同，又有右旋螺纹和左旋螺纹之分。

通常采用右旋螺纹，左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。

（3）按位置分螺纹有外螺纹和内螺纹之分。

在圆柱体外表面上形成的螺纹，称为外螺纹，在圆孔的表面上形成的螺纹，称为内螺纹。

普通螺纹又有粗牙和细牙两种。

公称直径相同时，细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性好，螺杆强度较高，适用于受冲击、振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接。

细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差，不宜经常拆卸，故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。

二、螺纹的主要参数螺纹的主要参数：(1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。

对外螺纹是牙顶圆柱直径(d)，对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。

标准规定大径为螺纹的公称直径。

(2)小径(d1、D1)——螺纹的最小直径。

对外螺纹是牙底圆柱直径(d1)，对内螺纹是牙顶圆柱直径(D1)。

(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(牙)和沟槽(牙间)宽度相等处。

此假想圆柱称为中径圆柱。

(4)螺距(P)——在中径线上，相邻两牙在中径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，S＝np。

(6)牙形角（α）——在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。

(7)升角（λ）——在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。

乡宁职中一年级机械基础教学设计课题螺纹联接的预紧与防松课型新授课课时2时间教师学习目标1、螺纹连接预紧的原因。

2、螺纹连接防松措施。

学习重点放松措施学习难点教学方法讲授法、多媒体演示、互动法、归纳法教学用具多媒体，黑板导语设计实际工作中，外载荷有振动、有变化、材料高温需变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。

因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故。

教学流程准备好教案，学生点名，安定学生学习情绪螺纹联接的预紧与防松一、预紧螺纹联接松联接——在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用——轻少用紧联接——在装配时需拧紧，即在承载时，已预先受力，预紧力Q P 预紧目的：保持正常工作。

如汽缸螺栓联接，有紧密性要求，防漏气，接触面积要大性，靠摩擦力工作时，增大刚性等。

——必拧紧增大刚性——增加联接刚度、紧密性和提高防松能力预紧力Q P——预力轴向作用力（拉力）但：预紧过紧——拧紧力过大Q P——螺杆静载荷增大、降低本身强度过松——拧紧力Q P过小——工作不可靠二、防松：1、防松目的（口述）实际工作中，外载荷有振动、有变化、材料高温需变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。

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——概括成一句话，即消除（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——表1）摩擦防松——双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等尼母垫圈——除防松外还可起密封作用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，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等。

3）永久防松：端铆、冲点（破坏螺纹）、点焊4）化学防松——粘合思考题：双头螺栓联接，旋入端如何防松？出过题①利用螺尾旋紧产生横向扩张；②利用过盈配合达到横向扩张；③利用杆端预紧，产生轴向预紧作用。

*
11.图示螺钉联接有几处错误？
此平面应该为加工表面
孔壁与杆之间有间隙
螺钉螺纹部分过短
此处为螺纹孔
*
12.图示螺纹联接防松装置中，哪一种是靠摩擦力防松的？
带翅垫片 --机械式
开口销与开槽螺母 --机械式
对顶螺母 --摩擦力
冲点 --不可拆卸
*
1 螺纹连接基本类型
二、螺纹连接及标准件
螺栓连接
查看教材中P34页表4-1
普通螺纹:牙形角为60°三角形米制圆柱螺纹
联 接 螺 纹
传 动 螺 纹
M
G
Tr
B
粗牙
细牙
螺 纹
管 螺 纹
梯形螺纹
锯 齿 形 螺 纹
普 通
是最常用的连接螺纹
用于细小的精密或薄壁零件
用于水管、油管、气管等薄壁管子上，用于管路的连接。
用于各种机床的丝杠，做 传动用。
只能传递单方向的动力。
一、螺纹连接的基本知识
大径d－即螺纹的公称直径。 小径d1－常用于连接的强度计算。 中径d2－常用于连接的几何计算。 螺距P－螺纹相邻两个牙型上对应点间的 轴向距离。 牙型角a－螺纹轴向截面内，螺纹牙型两 侧边的夹角。 牙型斜角β--在轴向截面内，螺纹牙型一侧边与螺纹轴线的垂线之间的夹角 线数n－螺纹的螺旋线数目。 导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转 一周所移动的轴向距离，S=nP。 升角－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线 的平面间的夹角。
双头螺柱连接
螺钉连接
被连接件不太厚，能制成通孔的场合
被连接件之一较厚或较软，需经常拆装
被连接件之一较厚，无需经常拆装
*
四、单个螺栓连接强度计算
普通螺栓连接

4.3 螺纹联接的预紧和防松
4.3.1 螺栓联接的防松 联接中常用的单线普通螺纹和管螺纹在冲击、震动或
变载荷的作用下容易产生松脱现象。
螺纹联接放松的根本问题在于要防止螺旋副的相对运动。
常用的防松方法:
摩擦防松:使螺纹接触面间始终保持一定的压力始终有阻止
螺旋副转动的摩擦阻力矩。
•弹簧垫圈 •对顶螺母 •尼龙圈锁紧螺母 •自锁螺母
（有利于分度、 划线、钻孔）， 以受力均匀
4.5 螺栓组联接的结构设计和受力分析
螺栓的布置 应使螺栓的 受力合理
4.5 螺栓组联接的结构设计和受力分析
➢螺栓的布置应有合理的间距、边距
4.5 螺栓组联接的结构设计和受力分析
➢同一组螺栓联接中各螺栓的直径和材料均应相同
4.5 螺栓组联接的结构设计和受力分析
处理的 =0.5,.根据第四理论，可求出当量应力e为
e 2 3 2 2 3(0.5 )2 1.3
因此，强度条件为： e 1.3 [ ]
即
1.3F 0
d12
≤[
]
4
在拧紧时虽是同时承受 拉伸和扭转的联合作用，
设计公式为
但计算时仅考虑拉伸强度 ，并将拉伸应力增大30%
d1
41.3F 0
5.2 滑动螺旋传动的设计计算 5.2.1螺纹副的受力关系、效率和自锁
Ft = Ftg(λ +ρ v ) tgλ
η= tg(λ +ρ v )
λ ≤ρ v ρ v = arctgfv
f fv = cosβ
5.2 滑动螺旋传动的设计计算
5.2.2 滑动 螺旋传动的 结构
螺杆：
螺母结构 ➢整体螺母 ➢剖分螺母 ➢组合螺母
螺钉联接

螺纹连接与螺旋传动教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解螺纹的种类、特点及应用；（2）掌握螺纹连接的基本原理和方法；（3）掌握螺旋传动的工作原理及特点；（4）学会计算螺纹连接的预紧力。

2. 过程与方法：（1）通过观察实物和图片，认识不同种类的螺纹；（2）通过实验和演示，了解螺纹连接的原理；（3）通过计算和实际操作，掌握螺旋传动的设计方法。

3. 情感态度与价值观：（1）培养学生的观察能力和实践能力；（2）培养学生对机械设计和制造的兴趣；（3）培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。

二、教学内容1. 螺纹的种类及特点（1）公制螺纹、英制螺纹和metric 螺纹（2）三角形螺纹、矩形螺纹和圆弧形螺纹（3）外螺纹和内螺纹2. 螺纹连接的基本原理（1）螺纹的互换性（2）螺纹连接的预紧力（3）螺纹连接的防松措施3. 螺旋传动的工作原理及特点（1）螺旋传动的工作原理（2）螺旋传动的特点（3）螺旋传动的应用范围三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）螺纹的种类及特点；（2）螺纹连接的基本原理和方法；（3）螺旋传动的工作原理及特点。

2. 教学难点：（1）螺纹连接的预紧力计算；（2）螺旋传动的设计方法。

四、教学方法1. 实物观察：让学生通过观察实物和图片，了解不同种类的螺纹；2. 实验演示：通过实验和演示，让学生了解螺纹连接的原理；3. 计算练习：让学生通过计算和实际操作，掌握螺旋传动的设计方法；4. 小组讨论：让学生分组讨论，培养团队协作精神。

五、教学安排1. 课时：45分钟2. 教学准备：实物、图片、实验设备、计算工具（1）导入：介绍螺纹连接与螺旋传动在工程中的应用；（2）新课：讲解螺纹的种类及特点，螺纹连接的基本原理和方法，螺旋传动的工作原理及特点；（3）实践操作：进行螺纹连接实验，观察螺旋传动现象；（4）课堂练习：让学生计算螺纹连接的预紧力，设计螺旋传动；（5）总结：回顾本节课所学内容，强调重点和难点；（6）作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。