螺杆组合原则教学设计.
机械设计基础第7章螺纹连接与螺旋传动,8,9,10,11(教案)
第7章螺纹连接与螺旋传动一、教学要求本章内容包括螺纹连接和螺旋传动两个部分，具体教学要求如下：1）了解螺纹的基本知识，了解标准螺纹连接件和螺纹连接的基本类型、特性、标准结构、应用场合等。
了解螺纹的预紧和防松。
2）掌握单个螺栓连接的强度计算。
会进行螺栓的受力分析，正确理解强度计算公式中各参数的含义，合理选择材料和确定许用应力。
3）掌握螺栓组连接的设计方法。
（1）了解螺栓组结构设计的原则。
（2）掌握4种典型螺栓组受力分析，学会确定出螺栓组中受力最大的螺栓受力情况。
4）了解提高螺栓连接强度的措施。
5）了解螺旋传动的类型、特点及应用。
二、重点、难点重点：1）单个螺栓连接的强度计算，尤其是承受轴向静载荷的紧螺栓连接的强度计算。
2）螺栓组连接的结构设计，四种典型受力情况下螺栓组连接的受力分析。
难点：1）承受轴向静载荷的紧螺栓连接中的力与变形关系，确定FΣ值。
2）受旋转力矩、倾翻力矩的底板螺栓组连接的受力分析。
三、教学安排四、教学思路设计本章主要内容包括两个部分：第一部分为螺栓连接，是本章着重讨论的部分；第二部分为螺旋传动，仅作概念性介绍。
从螺纹连接的基本知识（参数、类型、标准代号），开始讨论其连接的预紧与防松。
根据连接的工作情况得出松螺栓连接与紧螺栓连接二大类。
在不同工作情况下，可得出不同失效形式和受力分析。
首先讨论单个螺栓连接的设计计算，然后分析螺栓组连接的设计计算，即求出螺栓组中受力最大的螺栓及结构设计。
第7章第1讲一、讲授时注意几点1. 螺纹连接的基本知识这节内容要注意三点：（1）右、左旋螺纹判别必须绝对正确。
（2）螺距P和导程P h的概念一定要搞清，P h=n·P（3）螺栓连接可分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接两种，需了解这两种连接的特点与应用。
2. 螺纹连接的预紧与防松了解防松装置的防松原理及常用类型，重点了解利用摩擦防松的方法和特点。
二、讲授程序设计首先提出连接的分类，然后以雷锋同志的名言：“起到一个小小的螺丝钉作用”为引导，说明螺栓的作用，引起学生的重视，增强求知欲望。
双螺杆挤出机螺杆组合原则
双螺杆挤出机螺杆组合原则双螺杆挤出机是一种用于挤压复杂形状、混合构件或有小量细小颗粒的金属、塑料和其他材料的机械装置。
它由主要部件（如导轨、活塞、压筒和螺杆）、辅助部件（如喷嘴、模具、分流器和接头）和电气控制系统组成。
其中螺杆是机器的核心部件，其工作主要有助于挤压膏状物料的生产，同时螺杆的选择也是提高生产效率和产品质量的有效途径。
下面介绍双螺杆挤出机螺杆组合原则。
1、根据物料特性选择螺桿在选择双螺杆挤出机螺桿时，需要根据物料的性质，选择最合适的螺桿，以保证挤出机的稳定性和合理性。
羊毛、涤纶、聚丙烯、聚乙烯等物料一般采用高耐热性能的耐热合金螺桿来满足生产要求；而塑料混合物则选用较软的螺桿，使其具有更好的挤压性能，以确保生产的高效性。
2、根据复杂度选择螺杆双螺杆挤出机在生产复杂结构件时，应根据零件的复杂程度选择合适的螺杆，以保证生产的准确性。
零件复杂性越大，所需要的螺杆的外径就越大，以此来满足挤压要求，而零件复杂性越低，所需要的螺杆的外径就越小，以防止特殊部位被过度压缩。
3、根据挤出速度选择螺杆在选择双螺杆挤出机螺杆时，也要根据生产要求的挤出速度来挑选最合适的螺杆。
一般来说，螺杆的长度越长、螺距越大、螺芯越细，挤出的速度就更快，但也影响着挤出的精度和产品质量，因此，选择螺杆时仍然需要谨慎。
4、根据生产量选择螺杆当根据挤出速度选择的螺杆不能满足生产要求时，就可以根据需要的生产量来选择螺杆，shz。
当需要高量生产时，可以采用较大的螺杆外径和较粗的螺芯，以提高其产量，并实现挤压质量的平衡。
但是，当生产量较小时，可以采用较小的螺杆外径和较细的螺芯，以降低生产成本，同时也要确保其挤压质量。
以上是双螺杆挤出机螺杆组合原则，双螺杆挤出机的螺杆组合选择，紧密关联着机器的技术性能和产品质量，因此，选择螺杆组合时应根据实际情况，结合物料特性、复杂度、挤出速度和生产量等多方面的因素，科学选择螺杆，以确保双螺杆挤出机的挤压效果。
9.6螺栓组连接的设计
螺栓组的定义
在工程上，单独利用一个螺栓来实现连接的情况并不多见， 基本上都是由几个螺栓按适当的规律排列起来，共同完成和实现 一个连接任务，称为螺栓组。
螺栓的合理布置的重要性
如何尽可能地使各个螺栓接近均匀地承担外载，是设计、 安装螺栓组的主要问题。合理布置同一组内的螺栓的位置起着关 键的作用。
受转矩的普通螺栓连接
3 预紧力公式
式中， ri为第i个螺栓的轴线到 螺栓组对称中心O的距离；f、z 和KS的含义同前。
受转矩的铰制孔用螺栓
1 结构
当采用铰制孔用螺栓连接时，靠螺栓杆的剪切和挤压来传 递转矩，各螺栓所受的横向工作剪力Fs垂直于其轴线到螺栓组 对称中心O的连线。
受转矩的铰制孔用螺栓
螺栓组连接的受力分析
螺栓组连接的受力分析的目的和假设
进行螺栓组连接受力分析的目的是根据连接的结构和受载 情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行螺栓连接 的强度计算。
为了简化计算，在分析螺栓组连接的受力时，假设所有螺 栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；螺栓组的对称中心与 连接接合面的形心重合；受载后连接接合面仍保持为平面。
受转矩的螺栓组连接
受转矩的普通螺栓连接
1 结构
如图所示的螺栓组连接中，转矩T作用在连接结合面内，在转 矩T作用下，底板将绕通过螺栓组对称中心O并与结合面垂直的轴 线O-O转动。因此，每个螺栓连接处都受横向力的作用。
受转矩的普通螺栓连接
2 平衡条件
当采用普通螺栓时，靠连接螺栓预紧后在接合面上所产生的摩 擦力矩来传递转矩T。设各螺栓的预紧力均为F0，则各螺栓处产生 的摩擦力相等，其方向与各螺栓的轴线到螺栓组对称中心O的连线 相垂直。因此，接合面上摩擦传力的平衡条件应为：
双螺杆挤出机螺杆组合原则
双螺杆挤出机螺杆组合原则
1.将螺杆的中心线设置在同一水平线上，以保持塑料柔软、挤出更容易。
2.螺杆的转速与头部的大小、材料厚度、减压比、抗拉强度、抗张强度和温度等有关。
3.螺杆箱体外面的尺寸要设计好，以便保持完整的紧密性和最佳的填充状态。
4.最大限度地节约颗粒粘性的材料。
5.螺杆尺寸应与箱体尺寸相符。
6.塑料挤出前，应对螺杆表面进行润滑。
7.对于塑料熔体粘性较大的挤出机，应尽量减小螺杆转速，减小螺杆头的大小，减小温度，并保持螺杆和箱体之间的紧密性。
8.加入黏性物质的挤出机应尽量减小挤出温度，以降低其粘性。
9.螺杆挤压构造应尽量减小挤出机的工作温度，以减小塑料的失重。
10.多个螺杆排列时，应考虑螺杆间的间距，设计出尽量紧密的结构和尽量大的填充度。
二、两支螺杆的组合原则
1.两支螺杆的螺距和外径相同。
2.尽量选择相同的料芯和外径，以降低机器受力的变化。
3.两杆之间的温度尽量均匀，以保证它们的转速相同，减少不需要的受力。
4.两支螺杆应以同样的长度设置，以保持塑料的平均性。
5.应保持螺杆的中心距离，以减少填料的压力，使挤出机的挤出更准确，更安全可靠。
6.尽量使两支螺杆的料芯相同，以减少塑料的挤压比例。
双螺杆组合排列原则
双螺杆组合排列原则塑料混合是一种有效的将多种组分的原料加工成更均匀、更实用的产品过程。
这一过程中主要发生的是物理反应，当然也存在少量的化学反应。
特殊的，例如反应挤出，我们所期望的更多是化学反应而非物理反应。
而无论是物理还是化学反应，都要求材料的充分混合辊炼，因此就有了共混设备这一有力的加工手段执行者。
先确认几个概念：1.预处理：我们通常说的预处理很多时候是指材料的水分预处理。
由于聚合物和添加剂都具有吸水性，而温度波动和仓库的潮湿都有可能是原材料吸湿，而这正是我们所不希望看到的。
熔融聚合物，如尼龙，聚酯等对水分极其敏感的材料，水分的存在将导致他们的降解，从而导致了各项性能指标的恶化甚至是导致加工失败。
目前比较实用的干燥方式多为热风循环干燥形式。
2.预混合：对于单螺杆而言，吃料能力很大程度上影响了混合效果，很多时候即使是单纯的颜色处理都会因为混合的不均匀而导致材料同批次的前后色差以及后期加工的颜色不均一性；而对于双螺杆，虽然吃料能力基本上不影响混合效果，而且为了计量精确，理论上是应该所有组分在喂料口单独计量、单独喂入。
但是这就意味着需要多个精确喂料器，而这对共混厂家而言是非常的不经济的，因此我们在加工双组分及多组分的材料前，大多都进行预混合。
目前的混合设备多为立式高速搅拌机。
3.分散混合：分散混合是将组分的粒度尺寸减小，将固体块或者聚集体破碎成微粒，或者是不相容的聚合物的分散相尺寸达到所要求的范围。
这一过程通常是依靠大厚度大角度的捏合盘来实现。
4.分配混合：分配混合是使个组分的空间分布达到均匀。
形象点说也就是“平均主义”，保证混合设备内通过分配元件的熔体中各组分的分布均匀。
这个通常是靠窄片小角度捏合盘来实现。
极端的情况先会采取齿轮分配元件来实现。
5.停留时间分布：同批次物料在通过喂料口后通过分散，分布混合最终挤出离开混合设备的时候长短的分布。
这一指标最主要的意义在于评估设备的自洁能力。
其实还有更多的各种公式，我个人觉得这对于我们在实际设计中有一定的指导意义，可惜我这里没有扫描仪，而我这个人又比较懒，公式我就不大打上来了。
双螺杆挤出机螺杆组合原则
双螺杆挤出机螺杆组合原则
双螺杆挤出机螺杆组合原则作用是将螺杆和螺套的推力均衡地分配到螺杆的两端，保证挤出机的正常工作。
一、基本原则
1、螺杆的芯腔深度应大于螺套深度，以保证螺杆和螺套之间存在有效的推力传递；
2、螺杆的前端应与螺套的尾端构成一个无接触滑动面，以使螺杆在螺套中滑动时不受到外力抵抗；
3、螺杆和螺套的直径差应小于规定值，以保证螺杆和螺套之间的推力传递有效；
二、两端组合原则
双螺杆挤出机的两端螺杆组合原则用于保证螺杆和螺套之间的推力均衡，提高挤出机的工作效率。
1、内螺杆芯腔深度：该值应大于螺套深度，以保证螺杆之间的推力传递；
2、外螺杆填芯长度：该值应大于螺套的深度，以保证螺杆能够有效地填充推力；
3、螺杆直径差：螺杆直径应小于规定值，以保证螺杆和螺套之间的推力传递有效。
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同向双螺杆挤出特点及螺杆组合原则
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同向双螺杆挤ห้องสมุดไป่ตู้特点及螺杆组合原则
郭奕崇 李庆春 闫宝瑞 （北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所，北京，!"""#$）
提
要
以及对同向双螺杆挤出工艺制定中的关键问题— — —螺杆组合进行了探讨。 关键词 同向双螺杆，螺杆组合
图! 粉料的熔融
生的漏流和反向元件、中性元件的存在使正位移进 一步被削弱；另一方面，在双螺杆的非啮合区，物 料的运动现象及机理确与单螺杆挤出有相似之处。 因此，同向双螺杆挤出过程兼具摩擦拖曳和正位移 两种特征。 !"% 同向双螺杆挤出中的熔融 上面提到，单螺杆挤出的机理是摩擦拖曳，这 时正常挤出只有在螺槽完全充满，物料被压实后才 能进行。在螺杆机筒的摩擦拖曳及机筒内压力的作 用下，熔料逐渐在螺棱推进面的前方堆积，形成熔 池，使螺槽中熔料与固体物料间界线分明。而同向 双螺杆挤出时，摩擦拖曳作用较小，但由于有正位 移作用，螺槽未充满时物料也可以向前运动，没有 条件形成熔池，熔料与固体料间的位置变换频繁， 未熔物料始终散布在熔料中。这种情况可见图 "。 这是同向双螺杆挤出的熔融与单螺杆挤出最明显的 不同。
开发历史，应用也越来越广泛，但是人们对双螺杆 挤出过程的认识仍不够深入，相关的基础研究也滞 后于应用。双螺杆较为复杂的运动关系和几何关系 造成人们对双螺杆挤出过程定性和定量描述的困 难，但对其研究始终没有间断。因此，深入了解双 螺杆挤出过程，不断地针对生产实际遇到的问题进 行理论分析和总结，逐渐建立起在可靠的试验基础 上能够服务于生产的同向双螺杆挤出应用基础理 论，具有重要的理论意义和实用意义。
3.7螺栓和铆钉连接的排列和构造要求教学教材
1.高强度螺栓的预拉力 （1）预拉力的控制方法 大六角头型和扭剪型两种，都是通过拧紧螺帽使螺杆受 到拉伸产生预拉力，使被连接板件间产生压紧力。 大六角头螺栓的预拉力控制方法： ①力矩法 采用可直接显示钮矩的特定扭矩扳手。目前多 采用电动钮矩扳手。通过控制拧紧力矩来实现控制预拉 力。拧紧力矩可由试验确定，施工时控制的预拉力为设 计预拉力的1.1倍。
T N1x
=
N1T
y1 Ty1 = = 2 r1 ri
∑
∑
Ty1 xi2 +
∑
yi2
T N1 y
=
T N1
x1 Tx1 = = 2 r1 ri
∑
∑
Tx1 xi2 +
∑
yi2
V N = n
V 1y
N N1x = n
N
N 1= ( N + N ) + (N + N
T 1x N 1x 2 T 1y
V 2 1y
Ne ' y1' b N1 = ≤N t '2 ∑ yi
3.8.3普通螺栓连接受剪力和拉力的共同作用 承受剪力和拉力共同作用的普通螺栓应考虑两种可能的 破坏形式：螺杆受剪兼受拉破坏；二是孔壁承压破坏。 根据试验，兼受剪力和拉力的螺杆，无量纲化后的相关 关系近似为一圆曲线，螺杆计算式为
Nv Nt b + b ≤1 N N v t
N max = N / n + Ney yi2 ≥ 0
Nmin≥0时的偏心距
e≤
∑
yi2 /(ny1)
(2)大偏心受拉 e > ∑ yi2 /( ny1 )时，端板底部将出现受压区。偏安全取中和 轴位于最下排螺栓O′处，e′和各y′自O′点算起，最上排螺 栓1的拉力最大：
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徐州工业职业技术学院教学设计
教学内容与设计【引入】
动画：组合式双螺杆挤出机9[1]
组合式双螺杆挤出机挤压系统：芯轴和螺杆元件
螺杆组合：挤出机螺杆的结构组成,不同组合以达到不同物料生产需要,达到分散/剪切两种效果,解决物料的混和均匀要求,对生产稳定性有重要意义。
一、螺杆组合的单元
1、输送元件：螺纹式结构
2、剪切元件：剪切盘或剪切螺纹结构，剪切作用（剪切动画演示），具有良好的分配和分散混合能力。
3、压缩元件
4、混合及捏合元件：齿形和罗棱上开槽的结构
二、螺杆组合功能
物料的输送、混合均化、捏合分散、建压密实、排气脱挥等。
三、怎么发挥作用的呢？螺杆分段
1、螺杆分段：加料段、熔融段、输送段、混合段、排气段、均化段、脱挥段、计量段
2、各段作用及螺杆元件选用的原则
加料段，加料系统控制加料量，螺槽部分充满。
（深槽正向大导程输送元件）；
熔融段，此段通过热传递和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。
（捏合块，剪切元件或反螺纹）；
输送段，输送物料，防止溢料。
（中等槽深正向导程由大到小渐变输送元件）；
混炼段，使物料组分尺寸进一步细化与均匀，形成理想的结构，具分布性与分散性混合功能。
（增强型，二头和三头组合；兼分布与分散的高剪切与高分流，以捏合块为主体，螺纹块为辅助成高剪切。
）；
排气段，排出水汽、低分子量物质等杂质。
（反螺纹（R-LH）或反向棍合块（KG）+输送螺纹+大导程或多头小导程螺纹。
）；
均化（计量）段，输送和增压，建立一定压力，使模口处物料有一定的致密度，同时进一步混合，最终达到顺利挤出造粒的目的。
四、螺杆组合关注点
1、总长度（芯轴和螺杆元件及挤出机机筒的配合）；
2、混合作业的目的,制品的配方和混合时物料中各组分的形态、性能和配比；
3、螺杆(及机筒) 元件及各功能区的局部螺杆构型、工作原理和性能及适用场合；
4、加料方式、加料顺序的要求；
5、实现分布性混合的挤出过程应使物料在螺杆中流动时能不断重新取向,使其与剪切方向成45°。
适当松弛提高前面降低的粘度；
6、分散性混合的挤出过程关键变量是应力,只有能提供大的剪应力,才能使结块和液滴破裂,这就要在螺杆(机筒) 中设置高剪切区,而且要使物料多次通过这些高剪切区。
【归纳】
各种薄膜的性能特点比较
引入0.5min
概述
1min
简介0.5min
重点
5min
归纳
2min
总结布置
1min。