机械基础教案-螺纹联结

机械设计基础螺纹连接与螺旋传动（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. 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。

第 7 章螺纹连结与螺旋传动一、教课要求本章内容包含螺纹连结和螺旋传动两个部分，详细教课要求以下：1）认识螺纹的基本知识，认识标准螺纹连结件和螺纹连结的基本种类、特征、标准构造、应用处合等。

认识螺纹的预紧和防松。

2）掌握单个螺栓连结的强度计算。

会进行螺栓的受力剖析，正确理解强度计算公式中各参数的含义，合理选择资料和确立许用应力。

3）掌握螺栓组连结的设计方法。

（1）认识螺栓组构造设计的原则。

（2）掌握 4 种典型螺栓组受力剖析，学会确立出螺栓组中受力最大的螺栓受力状况。

4）认识提升螺栓连结强度的举措。

5）认识螺旋传动的种类、特色及应用。

二、要点、难点要点： 1）单个螺栓连结的强度计算，特别是蒙受轴向静载荷的紧螺栓连结的强度计算。

2）螺栓组连结的构造设计，四种典型受力状况下螺栓组连结的受力剖析。

难点： 1）蒙受轴向静载荷的紧螺栓连结中的力与变形关系，确立FΣ值。

2）受旋转力矩、倾翻力矩的底板螺栓组连结的受力剖析。

三、教课安排教课内容学时数1.螺纹连结的基本知识2. 螺纹连结的预紧与防松 23. 单个螺栓连结的强度计算 24. 螺栓组连结的构造设计和受力剖析 25. 螺纹连结件的资料和许用应力6. 提升螺栓连结强度的举措27.滑动螺旋传动简介8.转动螺旋传动简介9. 讲堂议论——螺栓连结的受力剖析 2四、教课思路设计本章主要内容包含两个部分：第一部分为螺栓连结，是本章侧重议论的部分；第二部分为螺旋传动，仅作观点性介绍。

从螺纹连结的基本知识（参数、种类、标准代号），开始议论其连结的预紧与防松。

依据连接的工作状况得出松螺栓连结与紧螺栓连结二大类。

在不一样工作状况下，可得出不一样无效形式和受力剖析。

第一议论单个螺栓连结的设计计算，而后剖析螺栓组连结的设计计算，即求出螺栓组中受力最大的螺栓及构造设计。

第7章第1讲知识点1.1）螺纹的种类2）主要参数3）应用4）螺纹连结的基本种类2.1）螺纹连结的预紧2）螺纹连结的防松一、解说时注意几点1.7.1 螺纹连结的基本知识这节内容要注意三点：（ 1）右、左旋螺纹鉴别一定绝对正确。

江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案编号：备课组别机械课程名称机械基础主备教师授课教师课题：§2-3螺纹连接教学目标1. 了解螺纹连接件类型;2. 掌握螺纹连接应用;3. 掌握螺纹连接预紧和放松方法.重点掌握螺纹连接应用难点掌握螺纹连接预紧和放松方法教法讲授法；研讨法；教学设备多媒体；教学环节教学活动内容及组织过程个案补充教学内容复习上讲内容：讲授新课：§2－3 螺纹连接一、螺纹连接件1．六角头螺栓螺栓GB/T 5780M12×50表示：C级六角头螺栓，规格尺寸（螺纹大径d）为12mm，螺栓杆身长度l 为50mm。

2．双头螺柱教学内容螺柱 GB/T 899 M12×50表示：双头螺柱，规格尺寸（螺纹大径d）为12 mm，公称长度l 为50mm。

3．开槽圆柱头螺钉螺钉 GB/T 65 M12×50表示：开槽圆柱头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为12 mm，公称长度l为50 mm。

4．十字槽沉头螺钉螺钉 GB/T 819.1 M6×20表示：十字槽沉头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为6mm，公称长度l为20mm。

5．内六角圆柱头螺钉螺钉 GB/T 70.1 M10×35表示：内六角圆柱头螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为10mm，公称长度l为35mm。

6．开槽锥端紧定螺钉教学内容螺钉GB/T 71 M6×15表示：开槽锥端紧定螺钉，规格尺寸（螺纹大径d）为6mm，公称长度l为15mm。

7．六角螺母螺母GB/T6170 M12表示：A级Ⅰ型六角螺母，规格尺寸（螺纹大径d）为12mm。

8．六角开槽螺母螺母GB/T 6179 M16表示：C级Ⅰ型六角开槽螺母，规格尺寸（螺纹大径d）为16 mm。

9．平垫圈垫圈GB/T 95 10表示：平垫圈C级，公称尺寸（与其配套使用的螺栓或螺母的螺纹大径d）为10mm。

10．弹簧垫圈教学内容二、螺纹连接的类型和应用1．螺栓连接，如图（1）所示。

教学设计
教学过程
教学
环节
教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作（主体）活动
时间
分配组织
教学
导课
新授
起立、问好、报告出勤
建筑工地上的虎钳子、螺旋千斤顶、潜水艇的观察
镜都是如何工作的？
2、2 螺纹的种类和应用
螺纹联接:利用螺纹零件将两个或两个以上的
零件相对固定起来的联接。

利用螺纹零件将回转运动变为直线运动，从而
传递运动或动力的装置，称为螺旋传动。

一、螺纹的形成
二、螺纹的类
型
1、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
调整学生情绪进入
上课状态
导入新课
了解螺纹的种类和
应用场合
正确区分单线和多
线螺纹
1
5
25
15
2。

第9~10章螺纹联接设计、键联接和销联接设计一、基本内容及要求本章主要研究键联接和螺纹联接。

掌握这两种联接的计算方法，可以类似地解决销联接、粘接，焊接和铆接中的一些计算问题。

本章的重点是平键联接的选用和校核计算；螺旋副受力分析、效率和自锁；螺纹当量摩擦系数；紧螺栓联接计算。

二、自学指导1．键联接的选用键虽然是一个小零件、但如果选用不当，也会引起传动系统的种种问题。

教材中对键联接的类型作了介绍，并分别指出了它们的特点。

学生必须真正领会这些特点，选用键联接时，才有依据，从工作原理来说，平键、半圆键靠键本身抗剪切和抗挤压工作；楔键联接靠摩擦力fN工作；切向键联接中，键本身既能以抗剪切和抗挤压方式传力，同时也有摩擦力作用。

根据计算可知：靠键本身的抗剪切和抗挤压传力，承载能力较强；靠摩擦传力，承载能力较弱。

因此，平键联接的承载能力比楔键大，而切向键则更大。

从工作性能来说，楔键和切向键打人轮毂时，会使轮心与轴心偏移，这种现象称为定心性不良，而平键则无此现象，故定心性良好。

定心不良，使轴上另件旋转质量偏心，在高速传动中引起较大离心力，成为机器振动的根源。

另一方面的问题是：如果轴上安装的是齿轮或蜗轮，定心不良必导致啮合部分时紧时松，降低传动精度，产生振动和噪音、甚至使有关零件早期失效。

由于上述两个主要原因，键联接中，平键联接应用最广。

楔键联接因为兼有轴向固定的作用，可省去采用平键联接时所必须的轴向固定装置，在转速较低，平稳性要求不高的场合仍有应用。

切向键联接主要用于传递很大扭矩的轴上。

2．平键联接的强度校核平键的断面尺寸b×h，按照轴的直径d，查取标准而定，而键的长度L则根据被联接件的轮毂长度确定。

键的尺寸越大、抗剪切和抗挤压的能力越强，但轴上键槽对轴的削弱也越大。

在一定直径的轴上，应该配上适当尺寸的键，才能使键和轴具有相同的承载能力。

制定平键尺寸标准时，已经一般地考虑到键和轴的等强度问题，但是，由于轴的用途、材料和结构上的差异，由标准查得的键．不可能总是与轴等强度，因此必须进行抗剪切和抗挤压强度的校核。

章节名称螺纹连接及螺旋传动授课形式讲授课时3班级电气、机电教学目的了解螺纹的应用和分类、代号教学重点1、了解螺纹及主要参数；2、机械制造常用螺纹及螺纹联接的基本类型3、提高螺栓联接强度的措施4、螺旋传动的类型、特点及应用教学难点1、螺纹联接的预紧和防松手段2、螺栓联接的强度计算与校核辅助手段模型或多媒体辅助教学过程及说明;★教具演示并导入新课：（讲解相关理论知识）螺纹联接:利用螺纹零件将两个或两个以上的零件相对固定起来的联接。

螺旋传动:利用螺纹零件将回转运动变为直线运动，从而传递运动或动力的装置.一、螺纹的形成二、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、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。

三、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。

第10章联接10.3 螺纹联接的主要类型及应用接下来给大家介绍螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接及紧定螺钉联接这四种螺纹联接的主要类型。

10.3.1 螺栓联接首先是螺栓联接，请看下图，它分为普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接两种。

当用普通螺栓联接（图(a)）时，被联接件的通孔与螺栓间有一定间隙，无论联接传递的载荷是何种形式，螺栓都受到拉伸的作用。

由于这种联接的通孔加工精度低，结构简单，装拆方便，故应用广泛。

当用铰制孔螺栓联接（图(b)）时，螺栓的光杆和被联接件的孔多采用基孔制过渡配合（H7/m6或H7/n6），这种联接的螺栓杆在工作时受到剪切和挤压作用，主要用来承受横向载荷。

它用于载荷大，冲击严重，要求良好对中的场合。

螺栓联接普通螺栓螺纹余留长度l，确定如下：静载荷，≥(0.3～0.5)；变载荷，≥0.75；冲击载荷或弯曲载荷，≥d。

铰制孔用螺栓，应尽可能小。

螺纹伸出长度a(0.2～0.3)d10.3.2 双头螺柱联接如图(a)所示，当被联接件之一较厚而不宜制成通孔且需经常拆卸时，可用双头螺柱联接。

10.3.3 螺钉联接如下图(b)所示，这种联接不需用螺母，其用途和双头螺柱相似，多用于受力不大且不需经常拆卸的场合。

双头螺柱联接和螺钉联接座端拧入深度H确定如下：螺纹孔材料为钢或青铜，H d；铸铁，H = (1.25～1.5) d；铝合金，H = (1.5～2.5) d。

螺孔深度H1 = H +(2～2.5) P。

钻孔深度H2 = H1+(0.5～1.0) d。

，a 值的确定同螺栓联接。

10.3.4紧定螺钉联接紧定螺钉联接再来看看上图的紧定螺钉联接，当将它旋入一零件的螺纹孔中，并以其末端顶住另一零件的表面或嵌入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置，可以传递不大的力或转矩。

项目2 联接将两个或两个以上的物体接合在一起的形式称为联接。

在机械中，为了便于制造、安装、运输、维修等，广泛使用了各种联接。

【实例1】螺纹联接（图2-1）【实例2】键联接（图2-2）图2-1螺纹联接图2-2键联接联接可分为两大类；一类是机器在使用中被联接零件间可以有相对运动的联接，称为动联接(如滑移齿轮与轴)．另一类是机器在使用中，被联接零件间不允许产生相对运动的联接，称为静联接。

联接通常又分为可拆联接和不可拆联接。

可拆联接是不破坏联接中的任一零件就可拆开的联接，一般具有通用性强、可随时更换、维修方便等特点，允许多次重复拆装，常见的有键联接、销联接、螺纹联接、轴间联接和弹性联接弹簧)等。

不可拆联接一般是指需要破坏联接中的某一部分才能拆开的联接，具有结构简单、成本低廉、简便易行的特点，常见的有铆接、焊接、胶接和过盈配合联接等(其中小过盈配合联接也可认为是可拆联接)在机械不能正常工作的故障中，大部分是由于联接失效造成的。

因此．联接在机械设计、使用中占有重要地位。

【学习目标】1）了解联接的种类。

2）熟悉键联接、销联接、螺纹联接的主要类型、特点和应用。

3）了解螺纹用于传动的类型和应用。

4）了解联轴器、离合器、制动器的功能、主要类型、特点和选用。

【学习建议】1）分解为键联接、销及销联接、螺纹联接、轴间联接及制动器、不可拆联接5个子项目，分别研究后再归纳总结。

2)参阅其他《机械基础》或《机械设计基础》教材中的有关内容。

3)登录互联网，通过搜索网站查找到“机械设计基础网络课程”后参看有关内容．4)参看教学课件中的有关内容。

2．1键联接【实例l】普通平键联接(图2-2)中，强度较弱的零件工作表面被压溃。

【实例2】导向平键或滑键的工作面过度磨损。

【学习目标】-1)了解键联接的功用和类型。

2)熟悉普通平建联接的结构和标准。

3)掌握普通平建联接的选用和拆装。

【分析与探究】键联接主要用来实现轴和轴上零件(轮毂件，如齿轮、带轮等)的周向固定，以传递运动和转矩。