《机械基础（机电专业）AR版》配套教案：项目6 台虎钳的拆装.docx

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1、项目六台虎钳的拆装一、教学目标1 .了解螺纹与螺旋传动的概念。2 .熟悉螺纹分类。3 .掌握螺纹数据计算与螺旋传动方式。二、课时分配安排4课时。三、教学重点通过本项目的学习，可以掌握螺纹连接和螺旋传动相关知识，具备对机器中 的螺纹连接和螺旋传动进行结构、运动分析及拆装的能力。四、教学难点1 .熟悉螺纹分类。2 .掌握螺纹数据计算与螺旋传动方式。五、教学内容如图6-1所示，台虎钳是用来夹持工件的通用夹具。摇动手柄，可带动活动 钳身相对于固定钳身作进退移动，起到夹紧或放松工件的作用，这一切是靠螺旋 传动机构带动实现的。图6-1台虎钳螺纹连接类型图例特点及应用螺钉连接紧定期钉连接使用普通螺钉时.不

2、用蟒母.螺门穿过较 薄连接件的通孔.拧 入较厚俄连接件的螺 纹孔内，便能夹索零 件.结构簟凌.适用于被连接件之一 较厚，受力不大，且 不经常装拆或连接紧 密程度要求不太高的 场合.紧定螺钉旋入一被连 接件的螺纹孔中并 用螺钎末端璃住另一 被连接件的表面或相 应的凹境中,以定 零件的相对位置.这种螺纹连接适用于 被连接零件之一厚度 较大,不宜制作通 孔、不宜经常装拆. 以免破坏被连接件的 螺孔或传递不大的力 和转矩的场合.3 .螺纹连接件表6-3常用螺纹连接件类型图例结构及应用常用的螺纹连接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈等，它们多为标准 件，由专门的工厂生产，其结构、尺寸在国家标准中都有规

3、定，常用螺纹连接件 类型及应用如表6-3所示。螺栓的静类很多,按加工精度分为A、B, - A级殿高. 通用机K中多用C级.螺杆可制出一段螺馍成全缘汝.嫖技有 粗牙和细牙之分.螺栓头郤形状有六角头、方头、半圆头、沉 头方颈等,应用最多的是六角头.类型图例结构及应用双头蝇柱双头燥柱的两端都制有婶纹在结构上分为A型（有退刀 槽，fn B无退槽）两静.双头螺性两端的公称在楼 及螺距相等，但两端螺纹长度有相等和不相等两种.嫌钉彳#?螺钉头部形状有六角头、盘头.觊柱头、沉头.半回头 等.起子槽盯一字情,卜字情.内六角槽等.卜字槽缘打 头部强度高、对中性好.便于自动装配.内六角螺钉能承 受较大的扳手力矩连接

4、强度高，可代替六角头螺怆用 于要求结构聚腐的场合.餐定蝇打开根椎端紫定螺钉蒙定螺钉的末端形状有锥端、平端和柱端.健端道I ： 1 被案定零件的表面硬度较低或不经常拆卸的场合,平端接 触枳大,不伤零件表网、,畲用干紫定健度较大的平或 经常拆卸的场合；I柱端压入轴上的凹坑，适用于紧定空 心轴上的零件.缗母sc；六东开出 六角螺母 网娓华螺母常见的形状有六角形，眄形、方形其中以六角母 JR为件谢程蝴蝶峥皮的不同.螺修分为标港螺母和蹲 型嚼母两杵.薄型螺母常用于受剪力的螺栓上或空间尺寸 受限制的场合呼嫖研用于经常拆装烤干磨损之处轴上 零件要求轴向固定时.可采用一螺母.螺母的制造精度与 螺栓相同.分为A

5、. B. C三级,分别与相同级别的螺栓 KW.箜图O毕依平差是级连接中不可缺少的附件.常放在螺母相被 连接件之间起保护支撑表面不被擦伤.增大螺母与被连 接零件间的接触面积.遮盖被连接件的不平表面等作用.O弹簧依圈是用于防松的-肿柴圈,安装在螺传与被连接件 之间.螺母拧紫后靠垫圈压平后而产生的弹性反力使旋 合螺纹间压紧.同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与被连接件 的支撑而也有防松效果.4 .螺纹连接的预紧和防松（1）螺纹连接的预紧装配时需要将螺纹拧紧，使螺栓和被连接件受到预紧力的作用的连接称为紧 螺纹连接。装配时不需要拧紧螺纹的称为松螺纹连接。螺栓连接的预紧增强了连 接的可靠性，防止连接在工作载荷下松

6、动；可使被连接件的接合面在工作载荷的 作用下，仍具有足够的紧密性；在被连接件的接合面间产生所需的正压力，使接 合面间产生的总摩擦力足以平衡外载荷。常用的螺纹连接预紧力控制方法有感觉法、力矩法、测量螺栓伸长法和测量螺母转角法。1）感觉法2）力矩法图6-8测力矩扳手3）测量螺栓伸长法4）测量螺母转角法（2）螺纹连接的防松1）摩擦防松弹簧垫圈（a）弹簧垫圈防松2)机械防松双螺母(b)双螺母防松自锁螺母(c)自锁螺母防松图6-9摩擦防松开口销(a)开口销防松3)不可拆防松(b)串联金属丝防松I上初他I冽(c)止动垫圈防松(b)焊接法防松(c)粘接法防松焊接法防松如图6-n(b)所示，螺母拧紧后，在螺栓

7、末端与螺母的旋合缝处 焊接以达到防松的目的。这种防松方法防松可靠，但拆卸后螺母不能重复使用， 适用于不需经常装拆的场合。粘接法防松如图6-11(c)所示，采用厌氧性黏合剂涂于螺纹旋合表面，拧紧 螺母后黏合剂自行固化以达到防松的目的。这种防松方法方法简单、防松效果 良好，经济并有效。三、螺旋传动1 .螺旋传动概述（1）螺旋传动的组成如图6-12所示，螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和动力的一种机械传动, 由螺杆和螺母组成，可以方便地把主动件螺杆的回转运动转换为从动件螺母的直 线运动，同时传递运动和动力。图6-12螺旋传动（2）螺旋传动的分类螺旋传动按照用途可分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型

8、。1）传力螺旋如图673所示，传力螺旋主要用以传递动力。常用较小的转动力矩，使螺 杆或螺母产生轴向运动，并产生较大的轴力。这种螺旋传动一般为间歇工作，工 作时间短，工作速度低，而且通常要求自锁，用于起重或加压装置等，例如螺旋 千斤顶和台虎钳上的螺旋。图6T3传力螺旋2）传导螺旋如图674所示，传导螺旋主要用以传递运动。这种螺动一般为连续工作,工作速度高，要求有较高的传动精度，有时也承受较大的轴向力，用于机床的进 给装置等，例如车床溜板箱中的进给螺旋。图6-15调整螺旋3）调整螺旋如图6T5所示，调整螺旋主要用于调整、固定零件的相对位置。这种螺旋 传动不经常转动，多在空载下调整，要求调整精确、固

9、定可靠，用于机床、仪器 中的微调装置等，例如千分尺中的调整螺旋。螺旋传动按照螺旋副间的摩擦状态可分为滑动螺旋传动、滚动螺旋传动和静 压螺旋传动三种类型。1、滑动螺旋传动滑动螺旋传动是螺旋副做相对运动时产生滑动摩擦的螺旋传动。2、滚动螺旋传动滚动螺旋传动是螺旋副做相对运动时产生滚动摩擦的螺旋传动。3、静压螺旋传动静压螺旋传动是螺旋副做相对运动时产生流体摩擦的螺旋传动。2 .滑动螺旋传动常用的滑动螺旋传动有普通螺旋传动和差动螺旋传动两种类型。(1)普通螺旋传动1)普通螺旋传动的应用形式普通螺旋传动是由螺杆和螺母组成的简单螺旋副，分为以下四种应用形式:螺母固定不动，螺杆回转并做直线运动如图6T6所示

10、台虎钳，螺杆在活动钳口内转动，螺母与固定钳口均固定到 机架上。当螺杆做回转运动时，螺杆连同活动钳口同时做直线运动，与固定钳口 实现对工件的夹紧或放松。活动钳u固定钳口螺杆蠕母图676台虎钳螺杆固定不动，螺母回转并做直线运动如图6T7所示螺旋千斤顶，螺杆连接于底座固定不动，转动手柄使螺母回 转并做上升或下降的直线运动，从而举起或放下托盘。图6-17螺旋千斤顶螺杆回转，螺母做直线运动如图6T8所示车床溜板箱机构，螺杆在机架内转动，螺母与车刀架相连接。当转动手柄使螺杆回转时，螺母带动车刀架沿导轨做直线运动。图678车床溜板箱机构螺母回转，螺杆作直线运动如图6T9所示观察镜调整装置，转动螺母，螺杆移动

11、，带动固定于其上的 观察镜移动位置。螺杆螺母机架图679观察镜调整装置2）直线运动方向的判定和移动距离的计算直线运动方向的判定普通螺旋传动从动件做直线运动的方向与螺纹的回转方向和螺纹的旋向有 关，可利用左右手定则进行判定。左旋螺纹用左手，右旋螺纹用右手。四指弯曲， 指向与螺杆（或螺母）回转方向相同，大拇指伸直。若螺杆（或螺母）回转并做直线 运动，螺母（或螺杆）固定不动，则大拇指指向即为螺杆（或螺母）的移动方向，如 图6-20所示。若螺杆（或螺母）回转，螺母（或螺杆）移动，则大拇指指向的相反 方向即为螺母（或螺杆）的移动方向。图6-21所示为卧式车床床鞍的丝杠螺母传 动机构，丝杠为右旋螺杆，当丝

12、杠沿图示方向回转时，开合螺母带动床鞍向左移 动。一、螺纹概述1 .螺纹的形成螺纹是在圆柱面上、沿螺旋线形成的、具有相同剖面的凸起和沟槽。如图 6-2所示，将一底边长度CB等于n dz的直角4ABC绕在一直径为d2的圆柱体上, 并使底边CB绕在圆柱体的底边上，则斜边AB在圆柱体上便形成一条螺旋线。图6-2螺纹的形成2 .螺纹的类型按照的不同的分类方法，螺纹有不同种类型。（1）按照螺纹的牙型，螺纹可分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯 齿形螺纹四种类型，各种螺纹的牙型、特点及应用见表6-1。表6T常用螺纹的特点及应用图6-20螺杆或螺母移动方向的判断/床鞍开合螺母图6-21卧式车床床鞍的螺旋传动

13、移动方向的判断移动距离的计算在普通螺旋传动中，螺杆（或螺母）的移动距离可按下式计算：L 二 NR式中：L螺杆（螺母）移动距离，mm； N回转圈数，r； Ph螺纹导 程，mm90%）、启动力矩小、摩擦阻力小、传动 灵敏、平稳、工作寿命长等优点。但其结构复杂、制造困难、成本高、不能自锁。 滚动螺旋传动主要应用于精密传动的数控机床（滚动丝杠传动）以及自动控制装 置、升降机构和精密测量仪器等要求高效率、高精度的机械中广泛应用。4 .静压螺旋传动（1）静压螺旋传动工作原理静压螺旋传动是螺纹工作面间形成液体静压油膜润滑的螺旋传动。如图 6-24所示，螺旋采用牙较高的梯形螺纹，在螺母每圈螺纹中径处开有36个

14、间 隔均匀的油腔，同一母线上同一侧的油腔连通，用一个节流器控制。油泵将精滤 后的高压油注入油腔，油经过摩擦面间缝隙后再由牙根处向油孔流回油箱。当螺 杆未受载荷时，牙两侧的间隙和油压相同；当螺杆受向左的轴向力作用时，螺杆 略向左移；当螺杆受径向力作用时，螺杆略向下移；当螺杆受弯矩作用时，螺杆 略偏转。由于节流器的作用，在微量移动后各油腔中的油压发生变化，螺杆平衡 于某一位置，保持某一油膜厚度。螺母轴向洌视图 图6-24静压螺旋传动（2）静压螺旋传动的特点及应用静压螺旋传动摩擦系数小，传动效率可达99%,无磨损和爬行现象，无反 向空程，轴向刚度很高，不自锁，具有传动的可逆性，传动刚性和抗振性能好,

15、 能实现无间隙正反向传动，定位精度高；但螺母结构复杂，加工、安装调整较困 难，而且需要有一套压力稳定、温度恒定和过滤要求高的供油系统。因此，静压 螺旋常被用作精密机床进给和分度机构的传导螺旋。台虎钳的拆装项目工单：参照图6-1所示台虎钳，完成台虎钳的拆装。一、台虎钳结构分析台虎钳结构如图6-25所示，由固定钳身和活动钳身组成。摇动手柄使丝杆 旋转，可带动活动钳身相对于固定钳身做进退移动，起到夹紧或放松工件的作用。 在固定钳身和活动钳身上，各装有钢质钳口，钳口工作面上制有交叉的网纹，使 工件夹紧后不易产生滑动。固定钳身装在转盘座上，并能绕转盘座轴线转动，当 转到所需位置时，扳动锁紧手柄使锁紧螺钉

16、旋紧，便可在夹紧盘的作用下把固定 钳身紧固。活动钳身固定钳身丝杆jrinp 。手柄弹赞挡圈 锁紧手柄图6-25台虎钳结构分析二、工具选择呆扳手、手钳。三、工作实施1.拆卸台虎钳(1)拆卸活动钳身 1)逆时针转动手柄直到丝杆从螺母中全部退出， 2)取下活动钳身，如图6-26 (b)所示。如图6-26 (a)所示。(a)(b)图6-26拆卸活动钳身(2)拆卸丝杆1)用手钳拆卸开口销,如图6-27 (a)所示。2)取出丝杠、挡圈、弹簧，如图6-27 (b)所示。(3)安装丝杆(4)安装活动钳身六、课后作业1.螺纹联接是指六、课后作业1.螺纹联接是指螺旋传动是指2.螺纹的公称直径是指它的2.螺纹的公称

17、直径是指它的，螺纹M12XL5”的含义为3 .采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，切材料较软，在需要经常装卸的情况下，宜采用。用于薄壁零件联接的螺纹，宜采用。（A）螺栓联接（B）双头螺栓联接（C）螺钉联接（D）三角形细牙螺纹（E）三角形粗牙螺纹（F）矩形螺纹4 .某调整螺纹，采用双头粗牙螺纹，螺距为3mm,为使螺母相对螺杆沿轴向 移动12mm,则螺杆应转圈。螺纹类型牙型图特点及应用三角形螺纹快通螺纹至“*|八芳牙51为等边三曲形.牙里角a-60，牙根强度较高,自饿性 能好.是最常用的连接螺纹.同一公称直径按螺跑大小分为 松牙螺纹和御牙螺纹.般情况下用粗牙螺纹.细牙螺纹螺 距小.升角小螺杆强度

18、高，但不宜经常拆卸常刖于薄壁 干等变载荷和累密性*求较高的连接也可作为微谢机构 4晶!E螺纹.55。管螺纹牙型角a=-55履于英制螺纹,公标克径为管子的内径。管 螺纹连接紧密.内外螺纹无间冰.它可分为阴柱管螺纹和网 脩管螺纹:.前者用于低压场合.后者用于高温高用或怅封性 要求较高的债连接。矩形螺蚊牙型为正方形.牙型用a =0,.牙障为螺距的一半.尚未标 准化。苴传动效率较其他螺纹襦故多用于传动.我缺点是 牙根强度较低.磨损后间隙堆以补偿.对中精度较低.目前 已逐渐被梯形螺纹所代替。梯形螺纹牙55为等腰梯形.牙型角a = 30.其传动效率比矩形螺纹略 低,但加工工艺性好牙根强度高，螺旋刚的对中精

19、度高 避免了矩形螺纹的缺点.是最常用的传动螺纹.如螺旋压 力机。锯齿形蝇纹牙型为不等腰梯形.工作匈牙侧Ma 3，非工作Ifil牙恻角 a = 30.它赖有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高 的优点.但只能用于单方向的螺旋传动中.(2)按照加工母体形状，螺纹可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹两种类型，如图 6-3所示。(a )圆柱螺纹(b )圆锥螺纹图6-3按照加工母体形状螺纹分类(3)按照螺纹旋向，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺纹，如图6-4所示。顺时针旋入的为右旋螺纹，逆时针旋入的为左旋螺纹。螺纹的旋向也可用右 手定则判断，伸展右手，手心对准自己，四指顺着轴线方向，螺纹的旋向与右手 拇指方向一致为右旋

20、，反之为左旋。通常采用右旋螺纹，左旋螺纹只限于有特殊 要求的场合。图6-4按照螺纹旋向螺纹分类图6-5按照螺旋线的数目螺纹分类（4）按照螺旋线的数目，螺纹可分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹，如 图6-5所示。沿一条螺旋线切制出的螺纹称为单线螺纹；沿多条螺旋线切制出的 螺纹称为多线螺纹。单线螺纹易于自锁，主要用于连接；多线螺纹升角较大，传 动效率高，主要用于传动。（5）按照螺旋线形成的表面，螺纹可分为外螺纹和内螺纹，如图6-6所示。图6-6按照螺旋线形成的表面螺纹分类（6）按照螺纹用途，螺纹可分为连接螺纹和传动螺纹。5 .螺纹的主要参数螺纹的主要参数如图6-7所示。6-7螺纹的主要参数(1)大径

21、(D、d)大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。内螺纹大 径用D表示，外螺纹大径用d表示，标准中规定大径的基本尺寸为螺纹的公称直 径。(2)小径、dj小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。内螺纹小 径用Di表示，外螺纹小径用也表示。(3)中径(灰、d2)中径是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。内螺纹中径用D2表示，外螺纹中径用Ch表示。(4)螺距(P)螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。(5)线数(n)线数是指一个螺纹零件的螺旋线数目。导程(S)导程是指同一条螺旋线上相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。S

22、二 nP(7)螺纹升角(0)螺纹升角是指在中径&的圆柱面上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平 而间的夹角。tan 6 =S/( n d2) =nP/ ( n d2)（8）牙型角（a）和牙侧角（B）牙型角是指螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。牙侧角是指螺纹牙型.上牙侧与 螺纹轴线的垂线间的夹角。对称牙型8 =。/2。6 .螺纹的代号与标记大多数螺纹和螺纹零件均已标准化，并有专门工厂生产，其类型和尺寸常用 螺纹的代号与标记表示。（1）普通螺纹的代号与标记1）普通螺纹的代号普通螺纹的代号由螺纹特征代号和尺寸代号组成。普通螺纹的螺纹特征代号 用字母M表示；尺寸代号粗牙普通螺纹用公称直径表示，细牙普通螺纹用

23、公称直 径X螺距表示。当螺纹为左旋时，在代号之后加“左”字或字母“LH”表示，右 旋螺纹不标注旋向代号。2）普通螺纹标记普通螺纹标记示例如下：（2）管螺纹的代号与标记管螺纹分为螺纹密封的管螺纹和非螺纹密封的管螺纹两类。1）螺纹密封的管螺纹标记螺纹密封的管螺纹内螺纹有圆柱形和圆锥形两种，外螺纹为圆锥形，其标记 由螺纹特征代号和尺寸代号组成。螺纹特征代号圆锥内螺纹用字母RC表示，圆 柱内螺纹用RP表示，圆锥外螺纹用R表示；管螺纹的尺寸代号的数字单位为英寸。螺纹密封的管螺纹的连接形式有两种：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。配合时，内、外螺纹的标记用斜线分开，左边表示内 螺纹

24、，右边表示外螺纹。螺纹密封的管螺纹标记示例如下：2）非螺纹密封的管螺纹标记非螺纹密封的管螺纹内外螺纹均是圆柱形，其标记由螺纹特征代号、尺寸代 号和公差等级代号组成。螺纹特征代号用字母G表示。螺纹公差等级代号外螺纹 分A、B两级，内螺纹则不标记。配合时，内、外螺纹的标记用斜线分开，左边 表示内螺纹，右边表示外螺纹。非螺纹密封的管螺纹标记示例如下：(3)梯形螺纹梯形螺纹标记与普通螺纹相类似，由特征代号、公差带代号和旋合长度三部 分组成。梯形螺纹的特征代号用字母表示。尺寸代号可以用公称直径表示， 也可以用公称直径X导程(P螺距)表示。顶径公差带代号不标注。梯形螺纹标记示例如下：1规格代号|I1公爰带

25、代号I1旋-长度I二、螺纹连接利用螺纹连接件将两个或两个以上的零件相对固定起来的连接，称为螺纹连 接。螺纹连接具有结构简单、装拆方便以及连接可靠等优点，在机械制造和工程 结构中应用广泛。1.螺纹连接的基本类型螺纹连接的基本类型有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接 四种，它们的结构、特点及应用如表6-2所示。表6-2螺纹连接的基本类型螂纹连接类型特点及应用券楼连接华职教育毛D屋双头螺柱连接续栓穿过被连接件的 通孔与螺母组合使 用.结构葡单，拆装 方便.件通摞性连接被连接 件的通孔与螺栓杆之 间有间隙,拆装方 便成本低适用于 传递轴向我荷且被连 接件的厚度不大.能 从两边进行安装的 场合.校制孔用螺栓连接 （也称配合螺栓连接） 被连接件的通孔与螺 栓的杆需之间采用基 化制过波配价（H7/ m6）.没有间碌. 性能精固定被连接 件的相对位置.并能 承受横向载荷.螺柱两头那有螺纹， 箕中一头旋入并固定 在被连接零件之一的 螺纹孔内，另一头穿 过另一被连接零件的 通孔冉拧上螺理把 零件连接起来.这种爆收连接适用F 被连接零件之一厚度 较大,不宜制作通 孔,需要经常装拆或 连接重密程度要求较 高的场合.