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第7章螺纹联接与螺旋传动【教学要求】掌握螺纹联接的类型、预紧和防松、螺栓组联接的设计计算，并能根据已知条件合理地选用螺栓联接。
【教学的重点与难点】重点：单个螺栓联接的设计计算难点：螺栓组联接的设计计算【教学内容】7.1螺纹联接的基本知识7.2螺纹联接的预紧与防松7.3单个螺栓联接的强度计算7.4螺栓组联接的结构设计7.5滑动螺旋传动简介7.6滚动螺旋传动简介【学习内容】为了便于机器的制造、安装、维护和运输，在机器和设备的各零、部件间广泛采用各种联接。
联接分为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无损于使用性能，如螺纹联接、键联接和销联接等。
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，前者把需要相对固定在一起的零件用螺纹零件联接起来，作为紧固联接件用，这种联接称为螺纹联接；后者利用螺纹零件实现把回转运动变为直线运动的传动，称为螺旋传动，则作为传动件用。
本章主要讨论螺纹联接的结构、计算和设计，重点介绍单个螺栓联接的强度计算。
螺纹联接是可拆联接，结构简单、拆卸方便、联接可靠，且多数螺纹联接件已标准化、生产效率高、成本低廉，因而得到广泛采用。
7.1 螺纹联接的基本知识为使机器制造、安装、调整、维修和运输、减重、省科、降成、提高效率、等等必须采用各种方式联接成整体，才能实现上述要求。
因此一个出色的设计者应了解联接的种类、特点和应用，熟悉联接设计的准则。
掌握好设计的方法。
联接——近代机械设计（机器设计）中最感兴趣的课题之一，也是近一些年来，发明创造最多的。
在通用机械中，联接件占总零件数的20~50%。
如Boeng’s 747中有250万个紧固联接件联接：静联接——被联接件间不充许产生相对运动①不可折联接：铆、焊、介于可折不可折之间，胶（粘）接等②可折联接：螺纹、键、花键、销、成型而联接等动联接——被联接零件间可产生相对运动——各种运动副联接7.1.1 螺纹的类型1、螺纹按牙型分类：三角形（普通螺纹）、管螺纹—联接螺纹矩形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹—传动螺纹三角形螺纹：粗牙螺纹—用于联接细牙螺纹—自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等2、螺纹按位置分类：内螺纹—在圆柱孔的内表面形成的螺纹外螺纹—在圆柱孔的外表面形成的螺纹根据螺旋线绕行方向分类：左旋、右旋根据螺旋线头数分类：单头螺纹（n=1）—用于联接双头螺纹（n=2）多线螺纹（n≥2）—用于传动7.1.2 螺纹的主要参数1）外径d（大径）（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径——亦称公称直径2）内径（小径）d1(D1)——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中作危险剖面的计算直径3）中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径d2≈0.5(d+d1)4）螺距P——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离5）导程（S ）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离6）线数n ——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n ≤4 螺距、导程、线数之间关系：L=nP7）螺旋升角ψ——在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角。
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。
教学过程
一、螺纹的种类和应用
1、按螺纹牙型分类及其应用
三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹
2、按螺旋线方向分类及其应用
右旋螺纹、左旋螺纹
3、按螺纹线的线数分类及其应用
单线螺纹、多线螺纹
4、按螺旋线形成的表面分类的种类和应用
内螺纹、外螺纹
二、普通螺纹的主要参数
螺纹大径（D、d）:它是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。
一般定为螺纹的公称直径。
螺纹小径（0、Ji）:它是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
螺纹中径（D、dz）:它是指一个假想圆柱面的直径, 该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
内螺纹外螺纹O
螺纹升角（0）:它是在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角。
内螺纹外螺纹 @
牙型角（。
）:在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角，普通螺纹的牙型角a = 60°。
牙型半角是牙型角的一半，用a/2表示。
XXXXXXXX学校
教案
（2022 —2023学年第 2 学期）
专业名称机电
课程名称机械基础
授课教师XXXX
2）内螺纹
3）螺纹连接画法
（3）螺纹的标记和标注1）普通螺纹（连接螺纹）
2）传动螺纹
2．螺纹紧固件及其连接（1）常见连接件
认真听讲，记录重难点。
认真听讲，记录重难点。
1）螺栓
2）螺母
（2）螺栓连接的画法
四、总结评价
本章主要学习了机器与机构、零件、部件及构件；运动副，其中运动副
为本章重难点。
引导学生以小组为单位，归纳讨论本节课所学内容，教师进行点评。
四、作业
作业为本章课后习题。
学生根据所分小组进行讨论，归纳总结阐述本章所学。
备注栏可供中青年教师提升教学能力选用，如设计意图、对应教法
课中教学一、情景引入
1、观察图片：
2、介绍桌虎钳的螺纹连接结构
二、讲授新课
1、螺纹连接件
螺纹连接件大都已经标准化，常用的有
螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈、防松
件等。
下面举几个例子：
（1）六角头螺栓
（2）双头螺栓
（3）六角开槽螺母
学生观看
图片，并且去思
考螺纹连接方
式。
学生根据
书本上的概念
和老师的讲解
进行理解、认识
连接件的型号、
绘制表达方法。
2、螺纹连接的类型和应用
（1）螺栓连接
（2）螺钉连接
（3）紧定螺钉连接
3、螺纹连接的预紧与防松
学生根据书本上的概念和老师的讲解进行理解，对螺纹连接类型和应用进行认识。
学生根据。
教学设计方案学科机械基础与识图1教师黄思远课程内容《螺纹连接》课程学时 2 一、教学目标知识与技能1、能熟练区分常见螺纹的种类及其应用。
2、掌握普通螺纹主要参数。
3、了解普通螺纹标记的含义。
二、学习内容分析1、学习的重点熟练区分常见螺纹的种类及其应用并掌握普通螺纹主要参数。
2、学习的难点识读普通螺纹的含义。
三、教学过程设计Time 教师活动学生活动资源/工具活动成果3min检查学生考勤、学习工具准备学习用具3min 展示一组不同封口的饮料瓶图片。
设问：塑料瓶饮料打开以后还可以拧回去且不会漏出来，但易拉罐和玻璃瓶盖别撬开以后就不能再回去了，为什么？观察图片，对比思考瓶口的不同。
（可能得出的答案：饮料瓶盖是螺旋拧进去，所以拧的可以重复使用。
而玻璃瓶盖是压紧式的，所以被撬开后就不能再压紧了。
）图片唤起螺纹印象，并引入对螺纹能起密封作用认识。
5min 设问1：那么大家是否能举例说出自己看到有螺纹使用的物品呢？（教师可提示在课室内的教学用具中寻找）设问2：用在座位凳子上的螺钉跟使用在电视机架上的螺栓有什么不同？能不能互相替换使用呢？如果不能又是为什么？总结：大小、长度、形状都是螺纹的要素，所以不同要素的螺纹使用是不同的。
1、观察螺栓、螺母、螺钉在周围的座椅、头顶的风扇底座、教室前面的电视机架、投影机底座以及PVC排水管道检查口和管卡的使用。
2、思考，可能答案：大小，长度和形状都不一样。
不能替换使用。
螺栓与螺母的大小不一样。
实物进一步扩展对螺纹应用的认识。
1/ 37min 带领学生制作螺纹形成原理。
教师示范将将一张斜边涂黑、锐角为30°的直角三角形绕到铅笔上，其斜边在铅笔表面就形成了一条螺旋线。
教师要求学生互相比较各自制作的螺纹，并找出区分的方法。
观察示范、并参与动手实验。
要求：两个位坐的学生，其中左边位的学生在绕纸时方向为向左，形成左旋螺纹；右边为则反正形成右旋螺纹。
观察、思考，形成判别方法：螺纹线向右倾斜的为右旋，螺纹线向左倾斜的为左旋螺纹。
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
的假想圆柱的直径。
内螺纹的小径用代号 D1表示，外螺纹的小径用代号 d1表示。
3. 中径
普通螺纹的中径是指一个假想圆柱的直径，该圆柱的素线
通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的地方。
该假想圆柱称
为中径圆柱.内螺纹的中径用代号 D2表示，外螺纹的中径用
代号 d2表示。
二、牙型角
牙型角是指在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角。
普通螺纹的牙型角 a。
牙型半角是牙型角的一半，用代号 a/2 表示。
牙侧角是指在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。
三、螺距和导程
1.螺距（P）
螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
2.导程（P h）
导程是指同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间
的轴向距离。
3.螺距、线数、导程之间的关系
单线螺纹的导程就等于螺距
多线螺纹的导程等于螺旋线数与螺距的乘积
即P h＝ZP
四、螺纹升角
螺纹升角又称导程角，普通螺纹的螺纹升角是指在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。
五、牙型高度h1
在螺纹牙型上，牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线方向上的
距离
小结：普通螺纹的主要参数
作业习题册§2-2 普通螺纹的主要参数
三种，中等旋合长度 N 不标注。
④ 公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶径公差
带代号，两者一致时则只标注一个公差带代号。
内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。
⑤内、外螺纹配合的公差带代号中，前者为内螺纹公差带代号，后者为外螺纹公差带代号，中间用“ / ”分开。
2、梯形螺纹代号和标记
Tr38X4 LH——5H——L
1)梯形螺纹代号
梯形螺纹用字母 Tr 及公称直径表示
2)梯形螺纹标记
梯形螺纹的完整标记由螺纹代号，螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号所组成。
①单线螺纹只标注螺距，多线螺纹标注螺距和导程。
②右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹用LH 表示。
③旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N 两种，中等旋合长度N 不标注。
④公差带代号中，螺纹只标注中径公差带代号。
内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。
⑤内、外螺纹配合的公差带代号中，前者为内螺纹公差带代号，后者为外螺纹公差带代号，中间用“ / ”分开。
3、管螺纹标记
1)用螺纹密封的管螺纹
Rc2—LH
Rp2
R2—LH
2）非螺纹密封的管螺纹
3 3
G / G B—LH
4 4
①管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。
②管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子的内孔直径，以英寸为单位。
③右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH 表示。
④非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B 两级，A 级精度较高；内螺纹的公差等级只有一个，故无公差等级代号。
⑤内、外螺纹配合在一起时，内、外螺纹的标注用“ / ”分开，前者为内螺纹的标注，后者为外螺纹的标注。
小结：知道螺纹的主要参数是哪几个，螺距、线数和导程之间的关系，螺纹代号标注中应该注意的问题。
作业习题册§2-3 螺纹的代号标注
二、普通螺旋传动
1、普通螺旋传动的应用形式
普通螺旋传动是由构件螺杆与螺母组成的简单螺旋副实现的
传动。
1）螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动
应用实例：台虎钳、螺旋压力机、千分尺、活络扳手
2）螺杆固定不动，螺母回转并作直线移动
应用实例：螺旋千斤顶，插齿机刀架 3）
螺杆原位回转，螺母直线移动
应用实例：车床横刀架、机床溜板箱
4）螺母原位回转，螺杆直线移动
应用实例：应力试验机上的观察镜螺旋调整装置。
2、普通螺旋传动中构件移向的判断
普通螺旋传动时，从动件作直线运动的方向，不仅与螺纹的
回转方向有关，还与螺纹的旋向有关。
方法：1) 判断螺旋传动中，转动和移动的构件是否为同一构件。
2）根据螺纹的旋向用左手或右手
即右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手3）手握空拳，四指指向与螺杆（或螺母）的回转方向相同，大
拇指竖直，如果转动和移动的情况属于第一种则大拇指的指
向就是主动件（或从动件）的移动方向；如果属于第二种情
况则大拇指的反方向即为主动件（或从动件）的移动方向。
3、普通螺旋传动移距（移速）的计算
普通螺旋传动，螺杆或螺母的移动距离与螺纹的导程有关。
（mm）
移动距离L =NP
h
L—螺杆（或螺母）的移动距离，mm
N—回转圈数
Ph—螺纹导程
（mm/min）
移动速度v =nP
h
v—螺杆（或螺母）的移动速度，mm/min
n—转速，r/min
【例1】普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的螺距
8mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动了多少距离
方向如何？(P33)
解：普通螺旋传动螺母移动距离为
=NPZ=2×8×2=32 mm
L NP
h
螺母移动方向按上面讲的判断：此题中是螺杆回转，螺母移动。
左旋螺纹用左手确定方向，四指指向与螺杆回转方向相同，大拇指指向的相反方向为螺母的移动方向。
因此，
螺母移动的方向向右。
三、滚珠螺旋传动简介
滚珠螺旋传动由滚珠、螺杆、螺母及滚珠循环装置组成，当螺杆或螺母转动时，滚动体在螺杆与螺母间的螺纹滚道内滚动，使螺杆和螺母间为滚动摩擦，从而提高传动精度和传动效率。
滚珠螺旋传动具有滚动摩擦阻力小，传动效率高传动时运动平稳动作灵敏等优点。
但其结构复杂，外形尺寸较大，制造技术要求高，因此成本也较高。
目前主要应用于精密传动的数控机床，以及自动控制装置、升降机构、精密测量仪器、车辆转向机构等对传动精度要求较高的场合。
小结： 1．螺旋传动的工作原理、特点和应用形式。
2．普通螺旋传动和差动螺旋传动的移动距离计算
及移动件移动方向的判定。
3．滚珠螺旋传动的应用特点。
作业§2-4 螺旋传动的应用、。
