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. 7.1 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. 7.2 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。然后提出螺纹类型、主要参数、螺纹连接的基本类型、连接的预紧，防松，这些内容是螺栓连接设计的基础。
讲授教案编写如下所述。
第1讲教案
什么叫连接，就是将被连接件通过连接件将它们连接起来，再以日常生活中所遇到例子，说明什么叫连接，连接可分为可拆连接与不可拆连接两种，螺纹连接是利用螺纹零件构成的可拆连接。
雷锋同志有句名言“起到一个小小螺钉作用”，有着深奥的科学依据，充分说明了螺钉在人类社会中作用与地位。
第7章螺纹连接与螺旋传动
7.1 螺纹连接的基本知识
7.1.1 螺纹的类型
放课件，对着课件（牙型）说明如下几点：
根据母体形状可分为……。
根据牙型可分为……。
根据螺旋线的旋向可分为左、右旋，一般为右旋，这时可以在黑板上徒手作图（图7—1），说明左右旋判定方法如何测定。
取一螺杆，轴线与人们平行，看到圆柱面上
螺纹，如螺纹上升方向为由左到右，则为右旋，
反之为左旋，也可用左右手定则来决定之。
根据螺线的数目，可分为……。
根据用途可分为……。
螺纹、螺栓均已标准化，标准代号为图
普通螺纹——Md×P—精度等级。
梯形螺纹——Trd×P—精度等级。
螺栓——Md×L—GB××—××。
7.1.2 螺纹的主要参数图7—1 螺纹旋向的判定
放课件（主要参数），说明几个主要参数，重点讨论大径d，为标准值、螺距与导程关系，升角λ（在不同圆柱上展开，得出λ值也不同）。
7.1.3 常用螺纹的特点及应用
可作一般介绍，但要突出一点：
连接用螺纹要求为普通螺纹，单线，λ角小，有自锁性。
传动用螺纹要求为梯形螺纹，多线，传动效率高，不自锁。
7.1.4 螺纹连接的基本类型
有四种基本类型：螺栓连接、双头螺栓连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。螺栓连接又可分为普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接，在讲授时最好能在黑板上徒手作出螺栓螺接图，说明其特点。
7.2 螺纹连接的预紧与防松
7.2.1 螺纹连接的预紧
螺纹连接一般说来必须要拧紧，其目的为增强连接的刚性、紧密性及提高防松能力，拧紧后被连接件受到压缩，螺栓受到拉伸，这拉力是在螺栓尚未受到工作载荷以前就有这拉力的作用，此力称为预紧力F0，课件（扳手力矩）演示一下，F0大小就决定了螺母的拧紧程度。
放课件（图7.10所示），预紧时，扳手力矩T必须克服螺纹付中的摩擦力T1和螺母与被连接件支承面间的摩擦力矩T2。
T=T1+T2(7.2) 作为连接用的螺纹，满足自锁条件，从理论上说，连接好后，是不会自行松脱的，实际上会松脱，其原因有二个，必须采用防松装置。
7.2.2 螺纹连接的防松
解决防松问题的方法为防止螺纹副的相对转动的发生，防松方法按其工作原理可有四大类。放课件（防松装置），表7.3所列，最后将现场所产生情况加以说明。
1）一般连接中，对F0大小无多大要求，只要按经验、以标准规格选用连接件，采用相应扳手大小，拧紧就行，决不能私自加长扳手长度来拧紧螺母。
2）对重要的连接、预紧力需控制的场合时，必须标注出预紧力F0值，用图7.11所示的测力矩扳手拧紧之。
第7章第2讲
一、讲课时注意几点
机器中主要是应用成组螺栓连接，但要讨论成组的问题，那么一定要先掌握单个螺栓连接的设计计算问题。因此单个螺栓的直径计算是整个螺栓设计的基础。连接承受载荷一般有两种形式：轴向力或横向力，则其螺栓设计时计算准则也就不同。经强度计算可确定出螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹的公称直径（大径）d等。在讲课时有几个问题需加以深入理解。
1）深入理解强度计算公式中1.3倍的物理意义。
2）承受轴向静载荷的紧螺栓连接的载荷一变形关系要能看懂、掌握。根据式(7.8)、式(7.11)能分析得出如何来正确地选用垫片。
3）剪切和挤压强度公式中各量如何来正确取值。
二、讲授程序设计
根据螺栓连接的工作情况、螺栓的受力可有两种情况：
1）受拉螺栓，组成普通螺栓连接。
2）受剪螺栓，组成铰制孔用螺栓连接
故本讲应分为这两部分内容来讲解，讲授教案编写如下所述。
第2讲教案
单个螺栓连接计算什么？
被连接件：它由零件设计决定，不是本课所能解决的。
连接件计算：对于螺栓，要计算出d，长度由结构来决定，螺栓结构型式由工作条件确定，其强度是没有问题的。
因此本讲是根据螺栓不同的工作情况，得出不同的失效形式与计算标准则，得到各种不同强度计算公式。
7.3 单个螺栓连接的强度计算
7.3.1 受拉螺栓连接
强度计算的对象为螺栓，从工程力学可知，只要找出螺栓上的危险截面就可进行强度计算，这种连接、螺栓上承受拉力，在静载荷下，主要失效形式为塑性变形与断裂。为计算简化，危险截面取螺纹内径截面。
1. 松螺栓连接
在装配时，不必拧紧，在承受工作载荷前，连接不受到力的作用，这种连接称为松螺栓连接，图7.12所示为起重吊钩，最好能在黑板上徒手作图，然后再加上工件载荷F，列出强度公式（7.3），得出设计公式为
d (7.4)
1
2. 紧螺栓连接
它在工作前已预先拧紧，因此，这种连接能承受静载荷，又能承受变载荷。
（1）只受预紧力的紧螺栓连接
受载前，需预紧，预紧时螺栓危险截面上受到预紧力F0及螺纹副间摩擦力矩T1的联合作用，处于拉伸与扭转复合应力状态。
由于F0存在，产生拉伸变形和相应的拉应力ζ；由此T1存在，产生扭转变形和相应的剪应力η，根据第四强度理论可求出当量应力ζe值为
ζe=1.3ζ
因此，螺栓螺纹部分的设计公式为
d
1
比较式（7.4）与式(7.6)可见出，F、F0为外载荷，[ζ]为许用应力，对于不同工作情况下[ζ]值是不同的。二式中相差一个1.3倍。也就是紧连接中计算应力比松连接中应力ζ大1.3倍，所以我们可不必考虑应力合成问题，当作松连接来考虑，只要把计算中纯拉伸应力值加大1.3倍就可以了。
（2）受横向外载荷的紧螺栓连接
作徒手图7.13，说明一下工作情况，什么叫横向载荷，这种连接所受的外载荷F R的方向与螺栓的轴线相垂直的，称为横向载荷。这种连接为普通螺栓连接，拧紧后，螺栓上受到预紧力F0为拉力。被连接件就压紧。现承受F R后，在接合面间会产生一种滑移趋势，那么在接合面间就产生一个摩擦力f·F0，因此，要保持的连接的可靠、紧密性，则连接就不能产生滑移。
连接不滑移的条件为F0·f≥F R
当f=0.15，K f=1.1，可得出F0≥7F R。这样螺栓和强度条件为
2
11.3[]4
F d σσπ
?=
≤
由此式可求出d 1，查标准得出d ，标注标准代号。
讨论：1）从F 0≥7F R 式中，可看出一个问题，当承受一个F R 横向载荷时，为保持连接不发生滑移，这时螺栓上所要承受的预紧力F 0必须要大于≥7F R ，这样使设计出螺栓尺寸很大，笨重，不经济。因此，在现场，当承受横向载荷时，尽量不用普通螺栓连接，而采用图7.19结构型式。
2）如有几个接合面，则f ·F 0·m ≥K f ·F R （3）承受轴向静载荷的紧螺栓连接
图7.14所示为气缸端盖螺栓组，缸内气压为p ，每一螺栓上就承受了轴向工作载荷，那么端盖能密封住气压，而不漏气，这螺栓d 1=?
播放课件（轴向静载荷的紧螺栓连接），观察图7.15a),b),c),d)工作情况，并讨论在轴向载荷作用下，螺栓上承受什么力。在讨论前先作一个假定：所有零件材料都服从于胡克定律，而零件上应力没有超过比例极限，也就是各零件中的力与变形成正比。
接下来最好能徒手作图7.15，先作图a)，解释一下工作情况，再作b),……。板书布置如图7—2所示。
图7—2说明：
图a ，为开始拧紧的情况，即螺母恰好拧到与被连接件相接触，也就是连接中未受到力的作用，此时螺栓、螺母与被连接件均保持其原来尺寸，未变形。
图b ，再将螺母继续拧紧，螺栓上受到预紧力F 0及螺纹副中摩擦力矩T 1，在F 0作用下，螺栓要伸长，伸长量为δ1，δ1=F 0/c 1，c 1为螺栓刚度，而被连接件受到压力，这压力必须与拉力相等，也为F 0，这样被连接缩短量为δ2，δ2=F 0/c 2，c 2为被连接件刚度。
图c ，螺栓承受工作载荷F （拉力），则螺栓所受的拉力就要增加，由原来的F 0变为总拉力F Σ，拉力增量为F Σ—F 0，产生了附加拉伸变形量为Δδ1，总伸长量为δ1+Δδ1，载荷为F Σ。被连接件就随之放松了，由原来F 0→F 0′，预紧力就减小了，成为F 0′，这时被连接上的压力称为残余预紧力F 0′，压力减量为F 0—F 0′，产生压缩减量为Δδ2，所以，这时总的压缩量为δ2+Δδ2，称为残余变形，与它相对应的压力为F 0′，称为残余预紧力。
根据变形协调条件可得出
Δδ1=Δδ2
螺栓附加拉长了Δδ1，那么被连接件必须会放松了这些Δδ2。 这里也可问一下学生，如果工作载荷为压力，情况将会如何？ 根据平衡条件可得出
F Σ = F 0′+F （7.8）
螺栓的强度条件为
21
1.3[]4
F d
σσπ
∑
=
≤
从此式可求出d 1，查标准得出d ，写出标准代号，接下来再讨论几点：
1）在一般情况下，螺栓上作用的总拉力不等于外载荷加上预紧力，而为F+ F 0′。 2）经推导，可得出下式
000(1)c c F F k F F F k F
∑'=+-=+
1
12
,c c c k k c c =
+称为螺栓的相对刚度系数。 3）c k 值具体数值在教材中列出。在连接中，选用何种性质的垫片，必须根据螺栓受载大小而定，否则会使螺栓强度不够而失效。下面分为两种情况说明之。
（1）当c 2>>c 1时，即被连接件刚度很大，就是使用刚性垫片，或不用垫片。这时k c →0，使螺栓上的总拉力F Σ→F 0，而F 0= F 0′+F 这就是我们在现场常见到的情况，为什么都采用刚性垫片的理论依据。
（2）当c 2< 这里又要指出一点，弹簧垫片虽为刚性垫片，装配时必须压平，否则会造成不良后果，产生偏心载荷，影响螺栓强度。 7.3.2 受剪切螺栓连接 徒手作一个图7.16为铰制孔用螺栓连接。受横向载荷时，螺栓在连接接合面处受剪，并与被连接件孔壁互相挤压。因此失效形式有两种：剪断、拉杆或孔壁被挤压坏。从而可得出剪切强度条件式（7.13），挤压强度条件式（7.14）。 这种连接、预紧力就可很小，只要不使螺栓掉下来就行了，一般不必进行螺纹的强度计算。 黑板板书 （示范） 注意：板书中所注的文字，必须为边讲解，边注上。 图 （a）开始拧紧（b）拧紧后（c）受工作载荷F时（d）工作载荷过大时 未拧紧 无力的作用，各零件保持原来尺寸拧紧 螺栓上受到F0及T1作用 螺栓（拉）F0→δ1 被连接件（压）F0→δ2 加载F 螺栓：拉力↑，F0↑→FΣ FΣ—F0=拉力增量 →相应伸长量Δδ1 总伸长量为δ1+Δδ1 载荷为FΣ 被连接件：放松些 F0↓→F0′预紧力↓ 压力减量为F0—F0′ →压缩变形减少量Δδ2 总压缩量为δ2—Δδ2 称为残余变形 F0′为残余预紧力 根据变形协调条件可得出 Δδ1 =Δδ2 图7—2 “螺栓的受力与变形”的板书布置（示范） 第7章第3讲 一、讲授时注意几点 1）螺栓组连接的结构设计是一个十分重要的问题，而学生却是知识贫乏，难以设计出合理正确的结构，必须应用现有的实物，模型来讲解7.4.1节的结构设计的原则。 2）在受力分析时所作的假设、简化是必须的，如何应用，这是一个难点，学生必须掌握。 3）取底板为单元体时，必须掌握，这些力为作用在底板上的力，不能搞混了。 4）以经济角度考虑，螺栓组中螺栓大小、材料等均取一致的。 二、讲授程序设计 设计螺栓组连接时，首先要确定螺栓组连接的结构，即设计被连接件接合面的结构、形状，选定螺栓的数目和布置形式，确定螺栓连接的结构尺寸等。然后对螺栓连接的二种基本载荷情况进行受力分析（教材中为四种基本载荷情况），找出受力最大的螺栓，并求出所承受的载荷，再应用单个螺栓连接的强度计算方法进行螺栓的设计与校核，最后介绍一个在现场如何进行设计的，故本讲应分为两部分来讲解，具体教案编写如下所述。 第3讲 教案 7.4 螺栓组连接的结构设计和受力分析 7.4.1 螺栓组连接的结构设计 应用实物、模型进行结构设计教学，放课件（结合形状）。 结构设计原则：在确定接合面形状与螺栓的布置时，要使得各个螺栓受力较为均匀，便于制造与装配。 教材中介绍了结构设计的五个原则。 7.4.2 螺栓组连接的受力分析 为了简化受力分析，必须作如下５个假说。 １）在载荷作用时，接合处仍然保持着平面接触。 ２）组内各螺栓及接合面作对称分布，具有共同的对称轴线。 ３）各螺栓的材料及直径、长度均相同，预紧力相同。 ４）被连接件为刚体，也就是变形发生在连接件上。 ５）螺栓的应变没有超出弹性范围。 １.受轴向载荷的螺栓组连接 放课件（气缸盖），如图7.26所示为气缸盖螺栓连接，气缸中有压强为p ，压力的合力必然为它的作用线平行于螺栓组轴线，并通过螺栓的对称中心。 各螺栓为平均受载，则各个螺栓所受的轴向工作载荷为Ｆ，是拉力。 Q F F z z = 为螺栓组螺栓数目 螺栓的总拉力为F Σ，F Σ＝Ｆ0，Ｆ0＝F 0′＋Ｆ，F 0′值可查教材得出。螺栓的强度条件为 2 1 1.3[]F d σσ∑ = ≤ 螺栓的直径就可从此式中求出，d 1→d ，标准代号。 2. 受倾翻力矩Ｍ的螺栓组连接 放课件，并徒手作一图7.27，为普通螺栓连接，用实物结合图形作一螺栓连接的工作情况说明。在Ｍ作用下，左边处螺栓承受拉力增加，接合处压力减少，右边处螺栓承受拉力减少，而接合处压力增大。作用着一个Ｍ，Ｍ作用在通过x —y 线，并⊥于底板接合面的对称平面内。 承受载荷前，螺栓组必须预紧，预紧力为Ｆ0 Ｍ作用下，则底板有绕对称轴线Ｏ－Ｏ向右翻 转的趋势，根据假说１）与４），接合面还是保持 一平面，底板为刚体，这个翻转的趋势就会造成右 侧螺栓又受到拉力，使左侧螺栓接合面上所承受的 图 压缩力减小；右侧螺栓接合面处压缩就会进一步减 小，螺栓承受的轴向拉力相应地会减小，放松些。 根据假说３）、４）各螺栓的刚度相同、变形 发生在螺栓上，所以在Ｍ作用下，各螺栓的拉伸变形 量与其中心线至螺栓组对称轴线的距离成正比。根据 假说５）就可得出螺栓所受的轴向工作载荷Ｆ也是与 图7.27 受翻转力矩的螺栓组 其中心线至螺栓组对称轴线Ｏ－Ｏ的距离成正比。 采用红色粉笔，在图7.27上加上Ｆ１、Ｆ２…这些力为作用在螺栓上的力。得出式（7.17）。 max 12 12 max F F F l l l === ① 根据作用与反作用定律，可求出螺栓作用在底板上的力，为F １′、F ２′……。那么作用在底板上外力为Ｍ、F １′、F ２′ 、……。 取底板的力矩平衡条件可得出 112233n n c i M Fl F l F l F l F l '''''=+++ +=∑ ② 根据i i F F '=，联立①②式可得出 2 max 1max n i i l M F l ==∑ 作用在螺栓上最大轴向工作载荷Ｆmax 值为 max max 2 1 n i i Ml F l == ∑ 求出Ｆmax 后，就可求出作用在螺栓上总拉力F Σ F Σ＝Ｆ0＋k c F max 其他螺栓的受力大小不必求了。根据假说３）取相同值。分析到此，是否螺栓组设计已结束，不对，还有，这螺栓组连接除了螺栓要满足强度要求以外，还要保证左侧的接合面不应出现缝隙，右侧的接合面不发生压溃现象。 图７－３所示为作用于底板上压强。 校核：左侧接合面不出现缝隙，即压强>0 0min 0p zF M A W σ= -> 图 右侧接合面不发生压溃破坏，即 0max []p p zF M A W σσ= +≤ 式中 Ｗ为接合面的抗弯截面系数；Ａ为有 效接触面积（扣去螺孔的面积）；z 为螺栓数；[ζp ] 图７－３ 作用于底板上压强 为允许挤压应力，表7.6查出。 最后说明几句：教材中介绍四种典型螺栓组受载情况，讲课中只介绍两种，它们具有代表性，实际结构中可能不是典型情况，设法简化为等效的四种典型载荷的某种组合来研究。 7.4.3 螺栓组连接设计 现场如何来进行螺栓组连设计，可告诉大家，一般不进行螺栓计算，选用就可。 对于成熟或不太重要的连接，可采用类比法来设计，即只对连接作结构设计，而对螺栓大小只作选用不进行设计计算。 对于重要的连接，才进行螺栓组连接的设计计算。 第７章第４讲 一、讲授时注意几点 1）在讲授7.5节时要突出试算法的概念。在查表7.8、表7.9时会发现，当螺栓直径大小未知时，S值难以选取，所以必须要先假定所用螺栓的直径，查得S值，然后计算[ζ]，并计算出螺栓直径。若计算结果与原来假定不符，必须重新假定直径，再作计算，当计算误差小于试算值的5%时，则认为假定合适，这种方法称为试算法，是工程中常用的一种设计方法。 2）其余各节只作一般了解，应用课件播放，可以自学解决。 二、讲授程序设计 按教材中章节顺序进行一般性讲授，看一下课件，简单地作一说明。自学，故教案也可以简单编写，在此不作论述。 第7章第5讲 课堂讨论题目：螺栓连接的受力分析 支座底板螺栓组连接如图所示。外力F R作用在包含x轴且垂直于底板的接合面平面内，试分析底板螺栓组连接的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？ 图 讨论题7.1图底板螺栓组连接 讨论目的： 以受力分析为重点，也就是学生们如何应用已学过的力学知识（如材料力学等），结合本章所学的知识去解决实际工程问题，使得学生初步体会到工程问题的复杂性，增加对本课程的求知欲，为以后学习打下一定基础。 讨论方法： （1）预先布置题目，每位学生必须课前作好发言准备。在讨论前，老师必须做一检查。 （2）由老师作为主持人，学生们各自阐述解题的思路与方法。 （3）老师抓住所发现的问题，尤其是力的平移、连接失效形式等进行重点讨论，设法做到各抒己见，引成争鸣局面，活跃学术气氛。 （4）老师总结。 （5）课后应将此题作为习题完成之。 （6）本次讨论需2节课。 第8章带传动 一、教学要求 1）了解带传动的类型、工作原理、特点及应用。 2）了解普通V带、窄V带和带轮的结构及标准 3）掌握带传动工作能力分析基本理论。 （1）带传动受力分析 （2）带传动应力分析 （3）带传动的弹性滑动与打滑 4）掌握V带传动的设计方法及步骤。 （1）带传动的失效形式。 （2）带传动的设计计算准则。 （3）V带传动的设计方法、步骤及主要参数的选择。 5）了解带传动的张紧方法及装置。 6）了解同步带传动的结构和特点、标准。 二、重点、难点 重点：1）V带传动的失效形式和设计准则； 2）V带传动的参数选择及设计计算。 难点：带传动的工作情况分析 四、教学思路设计 带传动是依靠中间挠性件（柔韧体）和带轮间的摩擦力来传递动力和运动的。因此，带必须要紧套在带轮上，在工作时，其间才可能产生摩擦力和松、紧边的拉力差。由于带是柔韧体，它本身有不可避免的弹性变形，必然会在带轮上产生弹性滑动，从而可得出带传动的主要失效形式及带传动的设计准则。提出V带传动设计步骤及主要参数的选择。最后设立了“V带传动的张紧、安装与维护”这一节。同时，对窄带、同步带传动作了概念性介绍。 第8章第1讲 一、讲授时注意几点 1. 8.1 概述 （1）带传动是一种摩擦传动，由于紧套，在轮面上才能产生摩擦力使之传动，从而可以对传动的类型、形式、几何计算、特点及应用范围有所了解，以便正确地使用。 （2）应用平面、槽面摩擦理论，可得出在同样的张紧条件下，V带传动能力比平带传动大，故工业中常用V带传动。 2. 8.2 V带与带轮结构 应掌握普通V带的结构及标准，基准直径、基准长度及V带的标准标记。同时，还应掌握根据带轮直径来选择其带轮结构形式，根据带的型号来确定轮槽的尺寸。 3. 8.3 带传动的工作能力分析 它是本章的理论基础，也是本章的难点，主要应掌握下列几点： （1）根据带传动的力分析可得出带传动所传递的圆周力、有效拉力和摩擦力三者的关系，实质上为一个力。 （2）带所传递圆周力F与F0、f、α的关系。 （3）分析带工作时的应力大小和变化情况，可得出带是在变应力下工作，所以疲劳强度计算问题是带传动的失效形式及计算准则的理论依据。 （4）带的弹性滑动与打滑是本章中的一个重点，也是一个难点，应明确以下几点： 1）弹性滑动是带传动固有物理现象，是不可避免的。 2）由于弹性滑动的存在，使实际平均传动比大于理论传动比，传动比不能严格要求不变。 3）打滑现象是有害的，应避免。 二、讲授程序设计 带传动是一种常用的机械传动装置，是依靠带紧套在带轮上，其间产生摩擦力来传递运动和动力的，因此，必须先讲授传动类型、特点和应用、形式、V带和带轮的结构、标准，接下来就可进行带传动的工作能力分析，解决为什么能传动，怎样能传动，为今后带传动设计打下理论基础。 讲授教案编写如下所述。 第1讲 教案 第8章 带传动 8.1 概述 放课件（工作原理），徒手作一图8.1，标注上n 1，主动轮1，由于带紧套在带轮上，这样，主动上1的运动和动力通过带传递给从动轮2上，因此，带传动是由主动轮1、从动轮2及紧套在二带轮上的无端带3所组成。 8.1.1 带传动的类型 放课件（类型），说明一下，按照传动原理来分，可分为……。 按照传动带的横截面形状来分，可分为……。 这里可用课件作一说明。 应用平面、槽形摩擦的理论，同学可分析得出为什么工业用V 带传动，提问一下同学。 8.1.2 带传动的特点和应用 8.1.3 带传动的形式 常用的为开口传动，对于V 带传动只能为开口传动，这是为什么？ 8.2 V 带和带轮的结构 8.2.1 普通V 带的结构和尺寸标准 V 带有普通V 带、窄V 带、宽V 带……等，常用的为普通V 带，本章主要讨论的为普通V 带。 V 带的结构如图8.6所示，放课件（结构、截面尺寸），为无端的，已为标准化。我国采用基准宽度制，截面为等腰梯形，有七种型号：Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E ，尺寸由小到大，截面越大，传递功率也越大。 基准宽度制为以基准线的位置和基准宽度来确定带轮的槽型、基准直径和V 带在轮槽中的位置，那么什么叫基准线、基准宽度等等，下面作一说明。 如图8—1所示，V 带绕在带轮上会产生弯曲， 外层受拉伸、周长变长，内层受压缩，周长变短， 那么二层之间存在一个长度不变的中性层，这中 性层面称为节面，节面的宽度称为节宽b p 。带轮 图 上与V 带节面处于同一位置上的轮槽宽称为轮槽 的基准宽度b d 。V 带装在带轮上，和节宽b p 相对 应的带轮直径称为基准直径d d ，带子绕上去后， V 带在规定的初拉力下，位于带轮基准直径上的 周线长度称为带的基准长度L d ，作为带的标准长 图8—1 度。带的标记由带型、基准长度和标准号组成，如A —1400 GB/T11544—1997。 如图8—1所示的传动原理图，对于V 带传动，轮子直径为1d d 、2d d ，带长为L d 。 8.2.1 普通V 带轮的结构 自学 8.3 带传动的工作能力分析 8.3.1 带传动的受力分析 1. 带传动的工作原理 图 图8—2 带传动的工作原理 徒手作图8—2a)，带子以一定的初拉力F 0紧套在一对带轮上，使带与带轮相互压紧，放课件（工作原理）。 当不传动时，二边的拉力相等，均为F 0； 当传动时，由于紧套关系，带与带轮接触处（又称接触弧）有正压力存在，这样接触表面上产生一定的摩擦力。现分析主动轮处情况，这作用在带上的摩擦力为图示方向，徒手用红色粉笔作上去，同样可以分析带如何来传动从动轮，从动轮给带的摩擦力方向，如图8—2b)所示。现以带为单元体，二边作用着摩擦力，很易看出，使带的上边部分放松，下边部分拉紧，为图8—2b 中虚线状态。因此下面的边称为紧边——进入主动轮的一边。 上面的边称为松边——进入从动轮的一边。 这样上边拉力由F 0↓→F 2。下边拉力由F 0↑→F 1。二边的拉力差就为摩擦力F f ，如图8—2c 所示。 F 1—F 2=F f 这力称为有效拉力，就是摩擦力，从传动角度来看，就是带所要传递的圆周力，这三个力实质上就是一个力。 带包围在轮上的弧线部分称为接触弧，所夹的中心角称为包角α，对于降速运动，α1<α2。 2. 带传动的力分析 未传动，二边拉力为F 0（初拉力） 传动，紧边由F 0↑F 1，拉力增量为F —F 0 松边由F 0↓F 2，拉力减量为F 0—F 2 如认为带在传动时，总长不变，则紧边拉力的增量等于松边上的拉力减量。 F 1—F 0=F 0—F 1 可得出0121 ()2 F F F = +，又因12f F F F F -==，则带传动所传递的功率值为 1000 F v P ?= 可推导得出所传递的圆周力为 01 21 f f e F F e αα-=+ （8.5） 讨论一下式（8.5），与下列因素有关。 （1）初拉力F 0 F 与F 0成正比，增加F 0，即增加带与带轮间的正压力，使产生摩擦力也加大，但F 0过大也不行，会加剧带的磨损，致使带过快地松驰，缩短带的工作寿命。 F 0过小，不容易发生打滑，∴F 0要适当。 （2）f f ↑，摩擦力F f ↑，f 与带轮的材料、表面状况、工作环境、条件等有关。 （3）包角α α↑，F f ↑，即F ↑，因此水平安装对，通常要将松边设在上面，其目的为使α↑，∵为降速传动，α1<α2，则传动时要考虑α1的影响。 当在一定的初拉力F 0作用下，带与带轮接触面间的摩擦力总和有一个极限值，当传递圆周力超过摩擦总和的极限值时，带就在带轮上发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑，使传动失效，同时又加速了带的磨损，这是要设法避免的，不要发生。因此经推导可得出带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为 11 max 1(1)f F F e α=- （8.6） 8.3.2 带传动的应力分析 传动时，带中应力由三部分组成。 1. 拉应力 紧边 F 1→1 1F A σ= 松边 F 2→22F A σ= 2. 由离心拉力引起的拉应力 传动时，带绕在轮上作圆周运动，产生一个离心力，使圆周部分的带子飞出去，但直线部分带子却拉住它不使飞出去，这样引起了离心拉力F c ，就应该作用在带的全长上。 2c F qv = 由F c 作用，带上产生一个离心拉应力c σ 2 c c F v q A A σ== 以上二应力，用徒手作出应力图，如图8.9所示。 3. 由带的弯曲引起的弯曲应力 b d h E d σ= 弯曲应力b σ只发生在带上包角所对的圆弧部分，h 越大，d d 越小，则弯曲应力就越大，一般2d d >1d d ，则1b σ>2b σ，再徒手将b σ绘上，得到完整的应力图，如图8.9所示。 从图中可看出，带是在变应力下工作，带绕二轮转一周，应力就由小变大，再由大变小，最大应力发生在何处，其值为多少。 1 max 1b c σσσσ=++ 最大应力发生在紧边上进入小轮处，最后放课件（应力变化），说明一下。 8.3.3 弹性滑动和传动比 带在轮面上滑动有二种情况 1、弹性滑动 由于F 1，F 2不同，引起带二边的弹性变形也不同，现在先分析一下主动轮处带的情况。 主动轮转动，带动带一起转，这过程中由F 1→F 2拉力降低，这时带所产生弹性变形就会由大变小，缩短了，用手演示一下，可增加感性认识，也就带在主动轮上慢了，产生了一定滑动，使带的速度v 滞后于主动轮的圆周速度v 1（v 2、打滑 当传递圆周力F 要求增加，也即要求在接触弧上产生的摩擦力再增加，当摩擦力达到极限值时，如再要求传递圆周力F 增加，这样就使主动轮功率无法传递到从动轮上去，带就在带轮上发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑，是有害的，要设法避免之。 如不考虑弹性滑动，则v 1=v =v 2，所得出的传动比为理想传动比。 2 1 12d d d n i n d = = 如考虑弹性滑动，v 2 烟台工程职业技术学院课程单元设计教案 任务二螺栓连接的强度计算 为了便于机器的制造、安装、维修和运输，在机器和设备的各零、部件间广泛采用各种联接。联接分可拆联接和不可拆联接两类。不损坏联接中的任一零件就可将被联接件拆开的联接称为可拆联接，这类联接经多次装拆仍无损于使用性能，如螺纹联接、链联接和销联接等。不可拆联接是指至少必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接，如焊接、铆钉联接和粘接等。 螺纹联接和螺旋传动都是利用具有螺纹的零件进行工作的，前者作为紧固联接件用，后者则作为传动件用。 一、单个螺栓连接的强度计算 单个螺栓联接的强度计算是螺纹联接设计的基础。根据联接的工作情况，可将螺栓按受力形式分为受拉螺栓和受剪螺栓。针对不同零件的不同失效形式，分别拟定其设计计算方法，则失效形式是设计计算的依据和出发点。 1.失效形式 工程中螺栓联接多数为疲劳失效 受拉螺栓——螺栓杆和螺纹可能发生塑性变形或断裂 受剪螺栓——螺栓杆和孔壁间可能发生压溃或被剪断 2.失效原因：应力集中 应力集中促使疲劳裂纹的发生和发展过程 3、设计计算准则与思路 受拉螺栓：设计准则为保证螺栓的疲劳拉伸强度和静强度 受剪螺栓：设计准则为保证螺栓的挤压强度和剪切强度 （一）受拉螺栓连接 1、松螺栓联接 这种联接在承受工作载荷以前螺栓不拧紧，即不受力，如图所示的起重吊钩尾部的松螺接联接。 螺栓工作时受轴向力F 作用，其强度条件为 []σπσ≤== 4 21 0d F A F 式中d1为螺栓危险截面的直径(即螺纹的小径)，单位为mm ；[σ]为松联接的螺栓的许用拉应力，单位为MPa 。 由上式可得设计公式为 []σπF d 41≥ 计算得出dl 值后再从有关设计手册中查得螺纹的公称直径d 。 2、紧螺栓联接 ⑴只受预紧力的紧螺栓联接 工作前拧紧，在拧紧力矩T 作用下： 复合应力状态：预紧力F0 →产生拉伸应力σ 螺纹摩擦力矩T1→产生剪应力τ 按第四强度理论： ()σσστσσ3.15.03322 22=+=+=e ∴强度条件为：][4 3.12 1σπ σ≤= d F e 设计公式为：[] σπ0 13.14F d ?≥ 由此可见，紧联接螺栓的强度也可按纯拉伸计算，但考虑螺纹摩擦力矩T 的影响，需将预紧力增大30％。 第十四章 机械系统动力学 14-11、在图14-19中，行星轮系各轮齿数为123z z z 、、，其质心与轮心重合，又齿轮1、2对质心12O O 、的转动惯量为12J J 、，系杆H 对的转动惯量为H J ，齿轮2的质量为2m ，现以齿轮1为等效构件，求该轮系的等效转动惯量J ν。 2222 2121221 12323121 13212 1 13222 12311212213121313 ( )()()()1()()()( )()()()o H H H o H J J J J m z z z z z z z z z O O z z z z z z z O O J J J J m z z z z z z z z νννωωω ωωωω ωω ωωωωνω=+++=-= += +=+-=++++++解： 14-12、机器主轴的角速度值1()rad ?从降到时2()rad ?，飞轮放出的功 (m)W N ，求飞轮的转动惯量。 max min 122 2 121 ()2 2F F Wy M d J W J ?ν??ωωωω==-=-? 解： 14-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应，以曲柄和连杆所组成的转动副A 的中心为等效力的作用点，等效阻力变化曲线c A F S ν-如图14-22所示。等效驱动力a F ν为常数，等效构件（曲柄）的平均角速度值25/m rad s ?=， 3 H 1 2 3 2 1 H O 1 O 2 不均匀系数0.02δ=，曲柄长度0.5OA l m =，求装在主轴（曲柄轴）上的飞轮的转动惯量。 (a) W v 与时间关系图 （b ）、能量指示图 a 2 24()2 3015m Wy=25N m 25 6.28250.02 c va OA vc OA OA va F W W F l F l l F N Mva N J kg m νν=∏?∏=∏+==∏= =?解：稳定运动循环过程 14-17、图14-24中各轮齿数为12213z z z z =、，，轮1为主动轮，在轮1上加力矩1M =常数。作用在轮 2 上的阻力距地变化为： 2r 22r 020M M M ??≤≤∏==∏≤≤∏=当时，常数；当时，，两轮对各自中心的转动惯量为12J J 、。轮的平均角速度值为m ω。若不均匀系数为δ，则：（1）画出以轮1为等效构件的等效力矩曲线M ν?-；（2）求出最大盈亏功；（3）求飞轮的转动惯量F J 。 图14-24 习题14-17图 40Nm 15∏ 12.5∏ 22.5∏ 15Nm ∏ 2∏ 2.5∏ 4∏ 25∏ 1 1 z 2 z 2 r M 2 M ∏ 2∏ 2? 5-4 螺纹连接与螺旋传动练习题（四） 班级姓名学号 一，填空题 1、螺旋传动是由和组成。 2、螺旋传动按用途可分为螺旋、螺旋和螺旋。 3，能实现微量调节的是螺旋传动。 4，螺旋传动可以方便地反主动件的运动转变为从动件的运动。 5，普通螺旋传动是由构件和组成的简单螺旋副实现的传动。 6，常用的螺旋传动有、和滚珠螺旋传动等。 7，差动螺旋传动公式中L＝N（P h1±P h2）中，“+”号表示两螺纹旋向，“－”号表示两螺纹旋向。 8，判断下列螺旋传动中移动件的移动方向 托环朝（上下）移动螺母朝（上下）移动螺母朝（左右）移动二，判断题 （）1，滚珠螺旋传动动的传动效率高，传动时运动平稳，动作灵敏。 （）2，差动螺旋传动可以产生极小的位移，因此，可方便地实现微量调节。 （）3，普通螺旋传动，从动件的直线运动（移动）方向，与螺纹的回转方向有关，但与螺纹的旋向无关。 （）4，普通螺旋传动的直线运动的距离公式为：L＝N*P。 （）5，普通螺旋传动和差动螺旋传动中的运动副是低副，滚珠螺旋传动中的运动副是高副。（）6，滚珠螺旋传动具有自锁性。三，单项选择题 1，普通螺旋传动机构（）。 A，结构复杂B，传动效率高C，传动精度低D，承载能力强 2，能实现微量调节的是（）。 A，普通螺旋传动B，差动螺旋传动C，滚珠螺旋传动D，特殊螺旋传动 3，台虎钳中螺旋传动属于（） A，普通螺旋传动B，差动螺旋传动C，滚珠螺旋传动D，特殊螺旋传动 4，属于“螺杆不动、螺母回转并作直线运动”的机构是（） A，螺旋压力机B，千分尺C，螺旋千斤顶D，机床工作台 5，差动螺旋传动机构中，若固定螺母与活动螺母的旋向相同，则活动螺母的移动距离公式为（）A，L＝N*P h B，L＝N（P h1+P h2）C，L＝N（P h1－P h2）D，L＝N（P h1±P h2） 6，差动螺旋传动机构中，若固定螺母与活动螺母的旋向相反，则活动螺母的移动距离公式为（）A，L＝N*P h B，L＝N（P h1+P h2）C，L＝N（P h1－P h2）D，L＝N（P h1±P h2） 7，滚珠螺旋传动（） A，结构简单，制造要求不高B，传动效订低 C，间隙大，传动不够平稳D，目前主要用于精密传动的场合 8，台式虎钳属于（） A，螺杆原地转动，螺母作直线运动B，螺杆转动并作直线 A，螺母原地转动，螺杆作直线运动B，螺母转动并作直线 9，某螺杆、螺母组成的螺旋传动，螺距P＝4mm，当螺杆原地转动4周时，螺母移动距离为48mm，该螺纹的线数为（）。 A，2 B，3 C，4 D，6 10，机床进给机构的螺旋传动中，采用双线螺纹，螺距为4mm，若螺杆转4周，则螺母（刀具）的位移是（）A，32mm B，16mm C，8mm D，4mm 11，能将旋转运动转变为平稳而又产生很大轴向的直线运动的传动是（） A，齿轮传动B，蜗杆传动C，螺旋传动D，链传动 四，多项选择题 1，普通螺旋传动机构（）。 A，结构简单B，传动效率高C，传动精度高D，承载能力强 2，滚珠螺旋传动（） A，结构简单，制造要求不高B，传动效率高 C，传动平稳D，目前主要用精密传动的场合 3，下列属于普通螺旋传动的有（） A，台虎钳B，螺旋千斤顶C，千分尺D，铣床快动夹紧装置 例13-1 如图所示，用8个M24（d 1=20.752 mm ）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力][σ=80 MPa ，液压油缸的直径D =200 mm ，为保证紧密性要求，剩余预紧力为P Q '=1.6F ，试求油缸内许用的的最大压强P max 。 1．先根据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q ； 2．在求许用工作载荷F 。 解：根据： ][ ≤4 3.1= 2 1σπ σd Q ca ， 解得： Q ≤][ 3.1×4 2 1σπd =80×3 .1×4752.20 2π =20814 N 依题意： F F F F Q Q P 6.26.1=+=+'= 由： 2.6F = 20814，解得：F = 8005 N 汽缸许用载荷： F Σ = z F = 8F = 64043 N 根据： 6404342 max ==∑D p F π 解得： 04.220064043 442 2 max =??= = ∑ ππD F p MPa 例13-5 如例13-5图1所示螺栓联接，4个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N ，L =300mm ，r =100mm ，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数K f = 1.2，螺栓的许用应力为][σ=240MPa ，试求：所需螺栓的直径（d 1）。 解：(1) 将R 简化到螺栓组形心，成为一个横向载荷R 和一个转矩T ，如例13-5图2所示，其中： 510123004000?=?==RL T Nmm (2) 求每个螺栓联接承受的分力 R 的分力：F SR = R/z = 4000/4 =1000 N T 的分力：3000100410125 =??===∑zr T r T F i ST N (3求F S max ?++=45cos 22 2max ST SR ST SR S F F F F F = ???++45cos 3000100023000100022= 3774 N (4) 据不滑移条件：Q P f m ≥K f F S max 所需预紧力Q P ： fm F K Q S f P max ==1 15.037742.1??= 30192 N (5) 根据强度条件：2 14 3.1d Q P ca π σ= ≤][σ 例13-5图2 12-7 解：由 得： 12-8 解：由 得： 12-9 解：对不变转矩α=0.3，45钢调质的[σ-1b ]=60MPa ，则： 该轴能满足强度要求。 12-10 解： 对不变转矩α=0.3，则： 由 得： ][1.0)(13 22b e d T M -≤+=σασmm x mm M Fa Ma x 4268.42510 584.1300900030010584.16 6==?-???=-=取x a Fax M +=max Nmm T d M b 622362 23110584.1)23003.0()6010801.0()()][1.0(?=?-???=-≤-ασ][2.01055.936ττ≤?=n d P mm d mm n P d 3828.364010002.040 1055.9][2.01055.93636==????=?≥取τ][2.01055.936ττ≤?= n d P kw nd P 61.711055.9553514502.01055.9][2.06363=????=?≤τ][5.0551.0)10153.0()107(1.0)(132 323322b e MPa d T M -≤=???+?=+=σασ 解： 错误说明：(略) 改正图(略) 12-12 解： 取d =28mm 12-13 解： 1. 计算中间轴上的齿轮受力 中间轴所受转矩为： 1 2 3 4 5 6 1 2 2. 轴的空间受力情况如图a)所示。 3. 垂直面受力简图如图b)所示。 垂直面的弯矩图如图c)所示。 4. 水平面受力简图如图d)所示。 水平面的弯矩图如图e)所示。 B 点左边的弯矩为： B 点右边的弯矩为： C 点右边的弯矩为： C 点左边的弯矩为： 第五章 螺纹联接及螺旋传动 一、选择题 5－1 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。 （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹 5－2 在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。 （1）三角形螺纹 （2）梯形螺纹 （3）锯齿形螺纹 （4）矩形螺纹 5－3 当两个被联接件不太厚时，宜采用__________。 （1）双头螺柱联接 （2）螺栓联接 （3）螺钉联接 （4）紧定螺钉联接 5－4 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。 （1）螺栓联接 （2）螺钉联接 （3）双头螺柱联接 （4）紧定螺钉联接 5－5 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用__________。 （1）螺栓联接 （2）螺钉联接 （3）双头螺柱联接 （4）紧定螺钉联接 5－6 普通螺纹的牙型角α为60o ，当摩擦系数μ＝0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv ＝__________。 （1）0.105 （2）0.115 （3）0.1115 （4）0.104 5－7 在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 （1）增加拧紧力 （2）增加扳手力臂 （3）使用测力矩扳手或定力矩扳手 5－8 螺纹联接防松的根本问题在于__________。 （1）增加螺纹联接的轴向力 （2）增加螺纹联接的横向力 （3）防止螺纹副的相对转动 （4）增加螺纹联接的刚度 5－9 螺纹联接预紧的目的之一是__________。 （1）增强联接的可靠性和紧密性 （2）增加被联接件的刚性（3）减小螺栓的刚性 5－10 承受预紧力F ′的紧螺栓联接在受工作拉力F 时，剩余预紧力为 F ″，其螺栓所受的总拉力F 0为__________。 （1）'+=F F F 0 （2）"+=F F F 0 （3）"'=F F F ＋0 （4）F C C C F F m b b ++ =0 5－11 承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F 0的最大值和被联接件的刚度C m 不变时，螺栓的刚度C b 愈小，则__________。 （1）螺栓中总拉力的变化幅度愈大 （2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小 （3）螺栓中总拉力的变化幅度不变 （4）螺栓中的疲劳强度降低 5－12 承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F 0的最大值和螺栓的刚度C b 不变时，被联接件的刚度C m 愈小，则__________。 （1）螺栓中总拉力的变化幅度愈大 （2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小 （3）螺栓中总拉力的变化幅度不变 （4）螺栓疲劳强度愈高 §2 螺纹联接Screw joints §2-1 联接类型和螺纹联接简介Types of the joints and screw joints §2-2 螺纹联接的拧紧和防松 Tightening and preventing unscrewing of screw joints §2-3 螺纹组联接的受力分析 Forces in group of screw joints §2-4 单个螺栓强度计算 Strength calculations for a bolt §2-5 提高螺栓联接强度的措施Measures of increasing joint strength of bolts 螺纹联接设计实例 Design example of screw joint §2-1 联接类型和螺纹联接简介Types of the joints and screw joints 联接类型 Types of the joints 螺纹联接简介和应用 Screw joints and their applications 一、联接类型Types of the joints Joints Separable joints Permanent joints Screw joints Key, spline and pin joints Shaped joints Interference fit joints Riveted joints Welded joints Adhesive joints Elastic ring joints Shaft－hub joints 螺纹联结与螺旋传动 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。 A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。 A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。 A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。 A. 升角小，单线三角形螺纹 B. 升角大，双线三角形螺纹 C. 升角小，单线梯形螺纹 D. 升角大，双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。 A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹 C. 锯齿形螺纹 D. 多线的三角形粗牙螺纹 6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。 A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用 C. 同时受到剪切与拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用 7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的 倍。 A. 1.1 B. 1.3 C. 1.25 D. 0.3 8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。 A. 单线矩形螺旋副 B. 单线梯形螺旋副 C. 双线矩形螺旋副 D. 双线梯形螺旋副 10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。 A. 提高强度 B. 提高刚度 C. 防松 D. 减小每圈螺纹牙上的受力 11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。 A. 受力均匀 B. 便于装配. C. 外形美观 D. 降低成本 第5单元练习题 一、填空题 5-52 螺纹相邻两牙在中经线上对应两点间的轴向距离称为。5-53 普通螺纹的牙型角为。 5-54 螺纹连接的基本类型有：、、和，当两倍连接件之一较厚，且不需经常拆卸的场合时，宜采 用连接。 二、选择题 5-55 常见的螺纹连接是。 A 单线左旋 B 单线右旋 C 双线左旋 D 双线右旋 5-56 普通螺纹的公称直径是指。 A 螺纹大径 B 螺纹小径 C 螺纹中径 D 平均直径 5-57 在螺旋压力机的螺旋副机构中，常用的是。 A 锯齿形螺纹 B 梯形螺纹 C 普通螺纹 D 矩形螺纹 5-58 在机械上采用的螺纹当中，自锁性最好的是。 A 锯齿形螺纹 B 梯形螺纹 C 普通细牙螺纹 D 矩形螺纹 5-59 梯形螺纹与锯齿形、矩形螺纹相比较，具有的优点是。 A 传动效率高 B 获得自锁性大 C 应力集中小 D 工艺性和对中性好 5-60 当两个被连接件之一太厚，且需经常拆卸时，宜采用。 A 螺钉连接 B 普通螺栓连接 C 双头螺柱连接 D 紧定螺钉连接 5-61 在螺栓连接中，采用弹簧垫圈防松是。 A 摩擦放松 B 机械放松 C 冲边防松 D 粘结防松 三、简答题 5-62 连接螺纹已经具有自锁性，为什么螺纹连接还要采取防松措施？ 5-63 简述螺栓连接的特点和应用？ 第6单元练习题 一、填空题 5-67 螺旋机构通过螺杆与螺母间的相对运动，将运动转变为运动。 5-68 螺旋机构根据螺旋副的摩擦性质，可分为 和两大类。 5-69 滑动螺旋机构所采用的螺纹为、、和。 5-70 螺旋传动可实现自锁和精密位移。（） 5-71 滑动螺旋机构的主要失效形式是螺纹牙间的磨损。（）三、简答题 5-72 简述滑动螺旋机构的特点？ 5-73 简述单螺旋机构有哪四种应用形式？并分别举例说明。 四、计算题 5-74 如图5-1所示为一机床上带动溜板2在导轨3上移动的微螺旋机构。螺杆1上有两段旋向均为右旋的螺纹，A段的导程Ph1=2mm，B段的导程Ph2=0.75mm，试求当手轮按K向顺时针转动一周时，溜板2相对于导轨3移动的方向及距离是多少？ 答案 第5单元 一、填空题 5-52螺距 5-53 60° 5-54 螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接、螺钉联接 二、选择题 5-55 B 5-56 A 5-57 D 5-58 C 5-59 D 5-60 C 5-61 A 螺纹联接和螺旋传动 一 选择题 (1) 在常用螺纹中，效率最低、自锁性最好的是 C ，效率较高，牙根强度较大、制造方便的是 B ；螺纹联接常用 C ，传动螺纹常用 B 。 A. 矩形螺纹 B. 梯形螺纹 C. 三角螺纹 (2) 螺纹副在摩擦因数一定时，螺纹的牙型角越大，则 D 。 A. 当量摩擦因数越小，自锁性能越好 B. 当量摩擦因数越小，自锁性能越差 C. 当量摩擦因数越大，自锁性能越差 D. 当量摩擦因数越大，自锁性能越好 (3) 当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用 A 来轴向定位，所能承受的轴向力较大。 A. 圆螺母 B. 紧定螺钉 C. 弹性挡圈 (4) 一箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆箱盖进行修理，则一般宜采用 A 联接。 A. 双头螺柱联接 B. 螺栓联接 C. 螺钉联接 (5) 在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为 B 。 A. 间隙配合 B. 过渡配合 C. 过盈配合 (6) 紧螺栓联接受轴向外载荷，假定螺栓的刚度b C 与被联接件的刚度m C 相等，联接的预紧力为0F ，要求受载后结合面不分离，当外载荷F 等于预紧力0F 时，则 D 。 A. 被联接件分离，联接失效 B. 被联接件即将分离，联接不可靠 C. 联接可靠，但不能继续再加载 D. 联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F (7) 受轴向载荷的紧螺栓联接，为保证被联接件不出现缝隙，因此 B A. 残余预紧力1F 应小于零 B. 残余预紧力1F 应大于零 C. 残余预紧力1F 应等于零 D. 预紧力0F 应大于零 (8) 图5-1所示钢板用普通螺栓联接。已知横向工作载荷为F 结合面之间的摩擦因数15.0=f ，为使联接可靠，取防滑系数2.1s =K ，则每个螺栓需要的预紧力0F 为 B 。 习题9 9-1 轴的功用是什么？转轴、传动轴、心轴有何区别？轴由哪些部分组成？ 答：轴用于支承旋转零件、传递转矩和运动。 工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受弯矩很小的轴称为传动轴。 轴通常由轴头、轴颈、轴肩、轴环、轴端及不装任何零件的轴段等部分组成。 9-2 轴的常用材料有哪些？什么时候选用合金钢？ 答：轴的常用材料为碳素钢和合金钢。 合金钢具有较高的机械性能和更好的淬透性，但价格较贵，可以在传递大功率、要求减轻轴的重量和提高轴颈耐磨性时采用，在一般工作温度下，合金钢和碳素钢具有相近的弹性模量，采用合金钢不能提高轴的刚度。 9-3 为什么一般转轴都做成阶梯形？阶梯轴的各段直径和长度应根据什么原则确定？ 答：阶梯轴各轴段截面的直径不同，各轴段的强度相近，且有利于轴上零件的装拆和固定。因此阶梯轴在机器中的应用最为广泛。 阶梯轴的各段直径是在初估最小直径的基础上，根据轴上零件的固定方式及其受力情况等，逐段增大估算确定；轴的各段长度主要由轴上零件及相互间的距离所决定。 9-4 进行轴的结构设计时，应考虑哪些问题？ 答：1.便于轴上零件的装配；2.保证轴上零件的准确定位和可靠固定；3.轴的加工和装配工艺性好；4.减少应力集中，改善轴的受力情况 9-5 试从减小轴上载荷、提高轴的强度出发，分别指出图（a）、（b）中哪一种布置形式结构更合理？为什么？ （a）（b） 习题9-5图 答：（a）图第一种布置形式的弯矩图 第二种布置形式的弯矩图 根据弯矩图，第二种布置形式更合理。 （b）图第一种布置形式的弯矩图 第二种布置形式的弯矩图 根据弯矩图，第一种布置形式更合理。 9-6 轴上零件常用的轴向固定和周向固定方法有哪些？ 答：常用的轴向固定方式有；轴肩和轴环套筒和圆螺母；弹性挡圈和紧定螺钉；轴端挡圈和圆锥面；常用的周向固定方式有键联接、花键联接、销联接，成形联接及过盈配合联接9-7 判断图中的1、2、3、4处轴的结构是否合理？为什么？ 图题9-7 答：1处：轴肩高度超过了轴承的安装尺寸，不合理；2处：轴头长度过长，不能实现齿轮的轴向固定；3、4处：结构合理，能保证轴承的轴向定位。 9-8 如图题9-8所示减速器轴输出轴，分析其结构存在哪些错误。 《螺纹连接与螺旋传动》课堂测试题 班级：姓名：成绩： 一、选择题： 1．适用于被联接件之一较厚且经常装拆的场合的螺纹联接是。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接 2．属于摩擦防松的是。 A．双螺母防松 B．焊接防松 C．止动垫片防松 D．胶接防松 3．适用于被联接件之一较厚且不经常装拆的场合的螺纹联接是。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接 4．被联接件厚度不大，被联接件加工成光孔的螺纹联接应采用。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接 5．普通螺纹的牙型为。 A．三角形 B．梯形 C．矩形 D．锯齿形 6．螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触处需要加工，是为了。A．不致损伤螺栓头和螺母 B．增大接触面积，不易松脱 C．防止产生附加偏心载荷 D．便于装配 7、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这主要是为了。A．美观 B.受力最小 C.联接方便 D.接合面受力较均匀 8、单向受力的螺旋传动机构广泛采用（） A、三角螺纹 B、梯形螺纹 C、矩形螺纹 D、锯齿螺纹 9、当绞制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓（） A 必受剪切力作用 B 必受拉力作用 C 同时受到剪切与拉伸的作用 D 既受剪切又受挤压作用 10、防松方法简单方便，但只能用于不甚重要的连接和载荷平稳的场合。 A、机械 B、摩擦 C、破坏螺纹副关系 11、防松适用于受冲击、振动的场合和重要的连接。 A、机械 B、摩擦 C、破坏螺纹副关系 12、防松常用于装配后不再拆卸的场合。 A、机械 B、摩擦 C、破坏螺纹副关系 13、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。 A、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 14、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是___________。 A、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 15、开口销与带槽螺母防松装置多用于( )场合。 A 、低速重载 B、不经常装拆 C、变载震动 D 、紧凑的成组螺纹连接 16、弹簧垫圈防松装置一般用于( )场合。 A 、较平稳 B、不经常拆装 C、变载震动 D、紧凑的成组螺纹连接 17、对顶螺母防松装置一般用于( )场合。 A、低速重载 B 、不经常拆装 C、变载震动 D 、紧凑成组螺纹连接 18、附加摩擦力防松装置包括( )防松。 11-1 解1）由公式可知： 轮齿的工作应力不变，则则，若，该齿轮传动能传递的功率 11-2解由公式 可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系： 设提高后的转矩和许用应力分别为、 当转速不变时，转矩和功率可提高 69%。 11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。（ 1）许用应力查教材表 11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。 查教材图 11-7， 查教材图 11-10 , 查教材表 11-4取， 故： （ 2）验算接触强度，验算公式为： 其中：小齿轮转矩 载荷系数查教材表11-3得齿宽 中心距齿数比 则： 、，能满足接触强度。 （ 3）验算弯曲强度，验算公式： 其中：齿形系数：查教材图 11-9得、 则： 满足弯曲强度。 11-4解开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，目前的设计方法是按弯曲强度设计，并将许用应力降低以弥补磨损对齿轮的影响。 （ 1）许用弯曲应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮 45钢正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材图11-10得 , 查教材表 11-4 ，并将许用应用降低30% （ 2）其弯曲强度设计公式： 其中：小齿轮转矩 载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数 齿数，取齿数比 齿形系数查教材图 11-9得、 因 故将代入设计公式 因此 取模数中心距 齿宽 11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断，设计方法是按弯曲强度设计，并验算其齿面接触强度。 本章的习题是按旧书的齿形系数Y F 求解的，新书需将齿形系数改为复合齿形系数Y FS 。 旧书（新书） 10-3（10-3） 标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F （Y FS ）与什么因素有关？两个直齿圆柱齿轮的模数和齿数分别为m 1=20 mm ，z 1=20；m 2=2 mm ，z 2=20，其（复合）齿形系数是否相等？ 答：标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F （Y FS ）与齿轮的齿数有关，而与模数无关。 由于两个直齿圆柱齿轮的齿数相等，故其（复合）齿形系数是相等的。 10-7（10-6）有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率P ，若通过热处理方法提高材料的力学性能，使大小齿轮的许用接触应力[σ H2]、[σ H1]各提高30％，试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几？ 解：由齿轮接触疲劳强度条件 ][≤)1(335 H 2 1 3H σuba KT u σ±= 当大小齿轮的许用接触应力提高30％时，即[] 1.3[]H H σσ'=，在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，有 []1[] 1.3H H σσ'== 得： 21 111.3 1.69T T T '== 11 1.69P P T T P P '=''= 故允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高69％。 10-8（10-7） 单级闭式直齿圆柱齿轮传动，小齿轮的材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG310-570正火，P = 4 kW ， n 1=720 r/min ，m =4 mm ，z 1=25，z 2 =73，b 1=84 mm ，b 2 =78 mm ，单向传动，载荷有中等冲击，用电动机驱动，试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。 解 ：⑴ 齿轮材料的许用应力 由表 10-1查得小齿轮材料45钢调质，齿面硬度230HBS ；大齿轮ZG310-570正火，齿面硬度180HBS ，齿轮的材料为软齿面齿轮。 分别查图10-6及图 10-7得 σ Hlim1=570 MPa ，σ Hlim2 =370 MPa σ Flim1=190 MPa ，σ Flim2=130 MPa 由表10-5，取S H =1，S F =1.3，得 H lim1 H lim 2 H1H2H H Flim1 Flim 2F1F2F F 570 370 []570MPa,[]370MPa 1 1 190130 []146.2MPa,[]100MPa 1.3 1.3 S S S S σσσσσσσσ==== = == = ==== ⑵ 核验齿面接触疲劳强度 高职《机械设计基础》螺纹联接与螺旋传动 习题含答案 机械设计基础 学号：班级：姓名： 螺纹联接与螺旋传动 一、单项选择题 1 普通平键联结的主要用途是使轴与轮毂之间。 A 沿轴向固定并传递轴向力 B 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 C 沿周向固定并传递转矩 D 安装与拆卸方便 2 键的剖面尺寸通常是根据按标准选择。 A 传递转矩的大小 B 传递功率的大小 C 轮毂的长度 D 轴的直径 3 键的长度主要是根据来选择。 A 传递转矩的大小 B 轮毂的长度 C 轴的直径 4 能够构成紧键联结的两种键是。 A 楔键和半圆键 B 平键和切向键 C 半圆键和切向键 D 楔键和切向键 5 楔键和，两者的接触面都具有1：100的斜度。 A 轴上键槽的底面 B 轮毂上键槽的底面 C 键槽的侧面 6 楔键联结的主要缺点是。 A 键的斜面加工困难 B 键安装时易损坏 C 键装入键槽后，在轮毂中产生初应力 D 轴和轴上的零件对中性差 7 切向键联结的斜度是做在上。 A轮毂键槽的底面 B 轴的键槽底面 (3)一对键的接触面(4)键的侧面 8 平键联结如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔。 A 90o B 120o C 135o D 180o 9 半圆键联结的主要优点是。 A 对轴的强度削弱较轻 B 键槽的应力集中较小 C 工艺性好，安装方便 10 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。 A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 11 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。 A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 12 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。 A. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹 第六部分螺纹连接与螺旋传动习题 一．填空题 1．螺纹联接的主要类型有：联接、联接、 联接和联接。 2、螺纹按照用途的不同，一般分为_________和_________两大类。 3、螺纹代号M20×2表示。 4、螺旋传动按其用途可分为、、三种类型。 5、螺旋传动可方便地把主动件的运动转变为从动件的运动。 6、地脚螺栓用于将设备在地基上。 7、吊环螺钉用于零部件。 8、T形槽螺栓连接常用于及试验装置固定用的平台，便于沿T形槽的的位置。 9、螺栓预紧的目的是为了增强连接的、、，提高连接的防松能力。 10、在工程实际中，常用扭力扳手或扭力扳手来控制拧紧力矩。二．选择题 1．适用于被联接件之一较厚且经常装拆的场合的螺纹联接是。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接 2．属于摩擦防松的是。 A．双螺母防松 B．焊接防松 C．止动垫片防松 D．胶接防松3．适用于被联接件之一较厚且不经常装拆的场合的螺纹联接是。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接 4．被联接件厚度不大，被联接件加工成光孔的螺纹联接应采用。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接 5．普通螺纹的牙型为。 A．三角形 B．梯形 C．矩形 D．锯齿形 6．螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触处需要加工，是为 了。 A．不致损伤螺栓头和螺母 B．增大接触面积，不易松脱 C．防止产生附加偏心载荷 D．便于装配 7、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这主要是为 了。 A．美观 B.受力最小 C.联接方便 D.接合面受力较均匀 8、单向受力的螺旋传动机构广泛采用（） A、三角螺纹 B、梯形螺纹 C、矩形螺纹 D、锯齿螺纹 9、螺纹传动机构（） A、结构复杂 B、传动效率高 C、承载能力高 D、传动精度低 10、防松方法简单方便，但只能用于不甚重要的连接和载荷平稳的场合。 A、机械 B、摩擦 C、破坏螺纹副关系 11、防松适用于受冲击、振动的场合和重要的连接。 A、机械 B、摩擦 C、破坏螺纹副关系 12、防松常用于装配后不再拆卸的场合。 A、机械 B、摩擦 C、破坏螺纹副关系 三．判断题 1．普通螺纹的公称直径是指螺纹中径的基本尺寸。( ) 2．焊接防松属于摩擦防松。( ) 3．对同一螺栓组,通常采用相同的螺栓材料、直径和长度。( ) 4．螺栓联接通常用于被联接件之一较厚且不经常装拆的场合。( ) 5．设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的简单几何形状，从而使接合面受力较均 匀。( ) 6．螺钉联接通常用于被联接件之一较厚且经常装拆的场合。( ) 7．常用的防松方法有磨擦防松、锁住防松和不可拆卸防松。( ) 8、为增强联接的紧密度，联接螺纹大多数采用多线三角螺纹。（） 9、两个相互配合的螺纹，其旋向相同。（） 10、M24表明螺纹的大径是24mm. （） 11、差动螺旋传动可以产生极小的位移，可方便地实现微量调节。（） 12、螺栓连接的结构特点是被连接件上有孔，螺栓穿过通孔，螺栓与孔之间没有间隙。（） 第十五章 螺纹连接 15-12、已知气缸的工作压力在00.5a MP 之间变化。汽缸内径500mm D =，汽缸盖螺栓 数目为16，结合面间采用铜皮石棉垫片。试计算汽缸盖螺栓直径。 s 2 2 600.50.510981754 498175 613616 16 1.59204Q Q D F P F F F F F σσππ?= = ??== = =''===b 解：由于气缸盖螺栓连接需满足气密性、强度等要求，并要求具有足够的疲劳强度。按表选定螺栓强度级别、材料及其主要力学性能如下： 6.8级、45钢、=600MPa 、=480MPa 。汽缸最大荷载N 单个螺栓连接的工作载荷N 有紧密形要求的连接，残余锁紧力 N 单个螺栓受的最大载荷 ))111 12 1 12 920461361534013480 1603 12.6mm mm 20.8153400.861361s F F S S d M d c c c c F F F c c σσ''+=+=== =≥ ==='=-?=0N 计算静强度，取安全系数，故许用拉应力： []= MPa 螺栓直径 查标准确定标准螺栓尺寸：16内径=13.835螺栓疲劳强度校核：相对刚度、选石棉垫片+锁紧力 =-+022 2 101 04311534010431 2455213.835150.331mm 44 1534010431 16.3272150.331 a 0.87 1.251192 []1[]3 3.9 a m u a a F F d A F F A K K S K σ ππσσσεσσ-'--==?==='--===????= = =?-1B N 螺栓拉力变化幅 N 2螺栓危险截面积螺栓应力幅MPa 螺栓材料疲劳极限=0.32=0.32600=192MP 许用应力幅 7.8460.87 1.251[]316.327<[]17.846m u a a a K K S εσσ======∴MPa 其中：、、、（控制预紧力）疲劳强度校核：MPa MPa 疲劳强度安全 15-13、一托架用6个铰制孔用螺栓与钢柱相连接，作用在托架上的外载荷4 510Q F N =?。 审批签字学 科机械基 础 第二章 螺旋传动§2-1螺纹的种类和应用授课时数2授课方法讲授 教具多媒体课件授课时间 授课班级教学目的1、了解螺纹类型、特点及应用 教学重点 和 难 点 1、了解螺纹类型、特点及应用 复习提问窄V 带和同步带传动的一般概念 回顾：§1-3同步带传动简介 讲授新课 §2-1螺纹的种类和应用 【导入】大家肯定不会对螺纹感到陌生，螺纹是在生活中经常看到的，但螺纹是不是只有咱们看到的这一种呢？如果不是它还有什么样的？又是怎么分的呢？这就是今天要跟大家讲的内容。 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动的。 一、按螺纹牙型的不同分类 1.三角形螺纹：又称普通螺纹，牙型为三角形，分为粗牙和细牙两种，广泛用于各种紧固连接。粗牙的应用最广，细牙 附 记 的使用于薄壁零件的连接和微调机构的调整。 2.矩形螺纹：牙型为矩形，传动效率高，用于螺旋传动。但牙根强度低，精加工困难，还未标准化已逐渐被梯形螺纹代替 3.梯形螺纹：牙型是梯形，牙根强度较高，易加工。广泛用于螺旋传动。 4.锯齿型螺纹：牙型是锯齿形，牙根强度较高，用于单向螺旋传动。 二、按螺旋线方向分类及应用 根据螺旋线方向不同，螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹。螺旋线方向的判别： 方法一：右旋螺纹：顺时针旋入的螺纹（或右边高），应用广泛。左旋螺纹：逆时针旋入的螺纹（或左边高）。 方法二：用右手来判定：伸出右手，手心对着自己，四指与轴线平行，看螺纹的倾斜方向是否与大拇指的指向一致，一致就为右旋螺纹，不一致就为左旋螺纹。 三、按螺旋线的线数分类及其应用 根据螺旋线的线数（头数），分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹。 单线螺纹：沿一条螺旋线所形成的螺纹，多用于螺纹连接。多线（双线）螺纹：沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹，多用于螺旋传动。 四、按螺旋线形成的表面分类 根据螺旋线形成的表面，分为内螺纹和外螺纹。 小结：螺纹类型、特点及应用 作业习题册§2-1螺纹的种类和应用 基础课程教学资料 12-1解：从例12-1已知的数据有：，，，，， ，中心距，因此可以求得有关的几何尺寸如下： 蜗轮的分度圆直径： 蜗轮和蜗杆的齿顶高： 蜗轮和蜗杆的齿根高： 蜗杆齿顶圆直径： 蜗轮喉圆直径： 蜗杆齿根圆直径： 蜗轮齿根圆直径： 蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距： 径向间隙： 12-2 图12.3 解：（1）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指，大拇指，可以得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。（见图12.3） （2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为 蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即： 蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即： 蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即： 各力的方向如图12-3所示。 12-3 图12.4 解：（1）先用箭头法标志出各轮的转向，如图12.5所示。由于锥齿轮轴向力指向大端，因此可以判 断出蜗轮轴向力水平向右，从而判断出蜗杆的转向为顺时针，如图12.5所示。因此根据蜗轮和蜗杆的转 向，用手握法可以判定蜗杆螺旋线为右旋。 （2）各轮轴轴向力方向如图12.5所示。 12-4解：（1）根据材料确定许用应力。 由于蜗杆选用，表面淬火，可估计蜗杆表面硬度。根据表12-4， （2）选择蜗杆头数。 传动比，查表12-2，选取，则 （3 ）确定蜗轮轴的转矩 取，传动效率 （4）确定模数和蜗杆分度圆直径 按齿面接触强度计算 由表12-1 查得，，，，。（5）确定中心距 （6）确定几何尺寸 蜗轮的分度圆直径： 蜗轮和蜗杆的齿顶高： 蜗轮和蜗杆的齿根高： 蜗杆齿顶圆直径： 蜗轮喉圆直径： 蜗杆齿根圆直径： 蜗轮齿根圆直径： 蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距： 径向间隙：机械设计基础——螺纹连接的强度计算
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