汽車構造 課件 4-1螺紋連接

模塊四汽車常用連接

螺紋連接

螺紋連接的預緊與防松鍵與花鍵螺紋連接1.能敘述螺紋的類型與特點。2.能識別螺紋的主要參數(shù)。3.能正確識讀標記的螺紋，以及正確標注螺紋參數(shù)。4.能正確選用螺紋連接類型。5.能舉例說明螺紋連接在汽車上的應用情況。6.能分析總結螺紋連接的失效形式和原因。學習目標螺紋連接一、螺紋的形成與類型引導問題：生活中各種螺紋都是根據(jù)螺旋線形成的原理加工而成的，那么螺旋線和螺紋究竟是如何形成的呢？螺紋都有哪些類型呢？1.螺紋的形成如圖4-1-1所示，將一直角三角形的底邊與一圓柱體底面圓周重合，繞在圓柱體上，則三角形的斜邊在圓柱體表面上形成螺旋線。再取一個通過圓柱軸線的牙型平面（如矩形、三角形、梯形），使其沿螺旋線移動，則此牙型平面的空間軌跡即構成螺紋。螺紋連接在圓柱體外表面形成的螺紋稱為外螺紋，在空心圓柱體的內表面形成的螺紋稱為內螺紋，其牙頂與牙底，如圖4-1-2所示。螺紋連接2.螺紋的類型1）根據(jù)螺紋的牙型，可分為三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等，見表4-1-1，其特點和應用見表4-1-2。螺紋連接螺紋連接2）根據(jù)螺旋線繞行方向，可分為左旋螺紋和右旋螺紋，如圖4-1-3所示。螺紋連接3）按照圓柱表面上螺旋線的數(shù)目，又可將螺紋分為單線螺紋和多線螺紋，如圖4-1-4所示。為制造方便，螺紋線數(shù)一般不超過4。單線螺紋自鎖性能好，常用于連接；多線螺紋傳動效率較高，常用于傳動。4）根據(jù)螺紋是分布在內圓柱面上還是在外圓柱面上，可以將其分為圓柱內螺紋和圓柱外螺紋，兩者共同組成螺旋副。一般內螺紋的尺寸參數(shù)用大寫字母表示，外螺紋的尺寸參數(shù)用小寫字母表示。螺紋連接二、螺紋的主要參數(shù)引導問題：如果想要在五金店購買到需要的螺栓，我們就必須要了解螺紋的相關參數(shù)，那么螺紋的參數(shù)有哪些呢？1.牙型在通過螺紋軸線的剖面區(qū)域上，螺紋的輪廓形狀稱為牙型。圖4-1-5中所示為三角形牙型的內、外螺紋。螺紋連接螺紋直徑有大徑（d、D）、中徑（d2、D2）和小徑（d1、D1）之分，如圖4-1-5所示。其中外螺紋大徑d和內螺紋小徑D1也稱頂徑。螺紋的公稱直徑一般為大徑。①大徑（d、D）：螺紋的最大直徑，與外螺紋牙頂或內螺紋牙底相重合的假想圓柱直徑。②小徑（d1、D1）：螺紋的最小直徑，與外螺紋牙底或內螺紋牙頂相重合的假想圓柱直徑。③中徑（d2、D2）：螺紋的牙厚和牙間相等的假想圓柱直徑。2.直徑螺紋連接螺紋有單線和多線之分，沿一條螺旋線所形成的螺紋稱單線螺紋；沿兩條螺旋線所形成的螺紋稱多線螺紋。圖4-1-5所示為單線螺紋。3.線數(shù)（n）4.螺距（P）與導程（Ph）螺距是指相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。導程是指在同一條螺旋線上，相鄰兩牙在中徑線上對應兩點的軸向距離，如圖4-1-6所示。螺距、導程、線數(shù)三者之間的關系式：單線螺紋的導程等于螺距，即Ph=P；多線螺紋的導程等于線數(shù)乘以螺距，即Ph=nP。螺紋連接螺紋有右旋與左旋兩種。順時針旋轉時旋入的螺紋，稱右旋螺紋；逆時針旋轉時旋入的螺紋，稱左旋螺紋。將外螺紋垂直放置，螺紋的可見部分是右高左低時為右旋螺紋，左高右低時為左旋螺紋。工程上常用右旋螺紋。螺紋的牙型、大徑、螺距、線數(shù)和旋向稱為螺紋五要素，只有五要素相同的內、外螺紋才能互相旋合。5.旋向螺紋連接三、螺紋的標注1.普通螺紋的標記完整的普通螺紋標記由螺紋特征代號、尺寸代號、公差帶代號及其他有必要做進一步說明的個別信息組成。普通螺紋的標注如下所示：國標規(guī)定：1）粗牙螺紋不標注螺距。2）單線螺紋的尺寸代號為“公稱直徑×螺距”，公稱直徑和螺距數(shù)值的單位為mm。對于粗牙螺紋，可以省略標注其螺距項。3）多線螺紋的尺寸代號為“公稱直徑×Ph導程P螺距”，公稱直徑、導程和螺距數(shù)值的單位為mm。螺紋連接4）對于左旋螺紋，應在旋合長度代號之后標注“LH”代號。旋合長度代號與旋向代號間用“－”號分開。右旋螺紋不標注旋向代號。5）對于短旋合長度組和長旋合長度組的螺紋，宜在公差帶代號后分別標注“S”和“L”代號。旋合長度代號與公差帶間用“－”號分開。中等旋合長度組螺紋不標注旋合長度代號（N）。6）中徑和頂徑公差帶代號相同時，只標注一次。2.普通螺紋的標注示例螺紋連接四、螺紋連接的基本類型引導問題：常見螺紋連接件有哪些？螺紋連接的基本類型有哪些？各適用于什么場臺？1.螺紋連接件常用的螺紋連接件有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母等。一端制有外螺紋且頭上無槽的螺紋制件稱為螺栓；一端制有外螺紋且頭上有槽的螺紋制件稱為螺釘；兩端均制有外螺紋的螺紋制件稱為雙頭螺柱；制有內螺紋與螺栓、螺柱相配的螺紋制件稱為螺母；緊定螺釘屬于無頭螺釘。連接件之間的墊圈主要作用是保護接觸面，防止其在擰緊螺母時被擦傷，并可擴大接觸面積以減小表面的擠壓力；有的墊圈還起螺紋連接的防松作用。螺紋連接螺紋連接2.螺紋連接基本類型（1）螺栓連接螺栓連接常用于連接兩件都不太厚的零件。它又分為以下兩種情況：一是普通螺栓連接，如圖4-1-8所示。被連接件的孔無需切制螺紋，所以結構簡單、裝拆方便，應用廣泛；二是鉸制孔螺栓連接，如圖4-1-9所示?？着c螺栓桿之間沒有間隙，常采用基孔制過渡配合。鉸制孔螺栓連接能精確固定被連接件的相對位置，并能承受橫向載荷，但螺栓制造成本較高，對孔的加工精度要求也較高。螺紋連接螺紋連接（2）雙頭螺柱連接如圖4-1-10所示，雙頭螺柱連接常用于連接一厚一薄兩零件。拆裝時只需拆螺母，而不需將雙頭螺柱從被連接件中擰出。螺紋連接（3）螺釘連接如圖4-1-11所示，螺釘連接適用于被連接件之一太厚且不宜經(jīng)常裝拆的場合。（4）緊定螺釘連接如圖4-1-12所示，緊定螺釘連接是利用擰入被連接件螺紋孔中的螺釘末端，頂住另一被連接件的表面相應的凹坑中，以固定兩零件的相對位置，并傳遞不大的力和轉矩。螺紋連接五、螺紋連接在汽車上的應用引導問題：螺紋連接件在汽車結構中應用廣泛，所起的作用重要且復雜，那么螺紋連接在汽車上具體有哪些應用呢？又分別起著怎樣的作用呢？1.固定作用螺紋連接件可以將2個零件或部件緊密地組成一個整體，例如把氣缸蓋固定在氣缸體上；把車廂固定在車架上和把曲軸軸承蓋固定在軸承座上等。這種情況下螺栓承受的是拉應力作用，只要它的抗拉強度足夠大，且固定部位沒有松動，這種固定就是可靠的。螺紋連接2.傳力作用兩個轉動著的零件，通過螺紋連接件連接起來后，一個零件的轉矩便通過螺紋連接件傳遞給另一個零件。例如，汽車上用螺栓把前后兩段傳動軸、半軸凸緣跟輪轂、輪輞跟輪轂連接起來等。這種情況下，螺栓除了承受拉應力的作用外，還要承受剪切應力的作用。3.連接作用經(jīng)常需要拆卸的零件之間往往采用螺紋連接件，以便拆裝。如汽車發(fā)動機油底殼與曲軸箱的連接、空氣濾清器跟化油器上體的連接、各種導線與電氣零件的連接等。這種連接件一般承受的載荷不大，但是連接必須牢固、可靠,才能保證被連接件的正常工作。螺紋連接汽車上有些零件之間保持著嚴格的相對位置關系，且這種關系經(jīng)常需要變化或調整，調整之后依靠螺栓或螺釘固定它們的相對位置。例如，某缸氣門間隙調整完畢，用相應氣門搖臂上的螺母鎖緊，以防氣門間隙發(fā)生變化；離合器分離杠桿調整螺栓的固定、制動踏板拉桿調整之后的固定等。4.定位作用汽車上許多經(jīng)常需要更換介質的零件，如油底殼、變速器殼體、后橋殼轉向機殼、燃油箱等，其底部都有放油螺塞。它與相應的殼體緊密結合，有的還被預先磁化而具有吸附微小金屬磨屑的功能。這種螺塞雖然不承受大的載荷，但因為需要經(jīng)常拆裝，其尺寸一般較大，使之具有足夠的強度。在螺塞與基體零件之間放置銅墊圈起密封作用。5.密封作用螺紋連接例如：汽車發(fā)動機潤滑系和底盤制動系中使用的許多止回閥，都可以通過調整螺釘來調節(jié)彈簧的預緊力；離合器拉桿、駐車制動器拉桿、離合器分離杠桿和氣門搖臂等均利用螺釘進行調整。以螺紋連接件作為調整載體，既方便又實用。6.調整作用螺紋連接六、螺紋連接失效形式原因分析引導問題：生活中，任何有螺栓連接的地方都有連接失效的危險，一旦發(fā)生失效，輕則機器停止運轉，重則機毀人亡。那么是什么引起螺紋連接失效呢?1.失效形式1）受靜載荷螺栓的失效形式多為部分的塑性變形或螺栓被拉斷。2）受交變載荷的螺栓的失效形式多為螺栓的疲勞斷裂。3）受橫向載荷的鉸制孔用螺栓連接，其失效形式主要為螺栓桿剪斷，栓桿或被連接件孔接觸表面擠壓破壞。4）如果螺紋精度低或者連接時常拆裝，很可能發(fā)生滑扣現(xiàn)象。5）螺紋連接件發(fā)生電化學腐蝕或空氣氧化，銹蝕嚴重時降低連接件強度。螺紋連接螺紋連接2.失效原因分析1）普通螺紋連接在擰緊時，螺栓因承受拉力引起伸長，導致螺母支撐面附近的螺栓承受很大的載荷，而且螺母承受的壓縮載荷也同樣產(chǎn)生載荷集中效應。當外載荷增加時，螺栓繼續(xù)彈性伸長，被連接件的壓縮變形相應減少（即緊固力減小），甚至消失；或因螺栓伸長超過了彈性極限，因塑性屈服而產(chǎn)生永久變形，使緊固力減小，導致連接失效（畸變、斷裂、喪失緊固性）。這種因載荷過大引起的失效是螺紋連接失效形式之一。螺紋連接2）交變載荷作用在緊連接的螺栓上時，