机械设计 第14章 螺纹联接和螺旋传动
机械设计基础螺纹连接与螺旋传动（教案）
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。
机械设计基础 课后习题答案 第三版 高等教育出版社课后答案(1-18章全)
机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社课后答案(1-18章全)机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第 1 章机械设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 1第 2 章摩擦、磨损及润滑概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????? 3第 3 章平面机构的结构分析??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 12第 4 章平面连杆机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 16第 5 章凸轮机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????36第 6 章间歇运动机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 46第7 章螺纹连接与螺旋传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 48第8 章带传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????60第9 章链传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????73第10 章齿轮传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????80第11章蜗杆传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????112第12 章齿轮系??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????124第13 章机械传动设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131第14 章轴和轴毂连接??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 133第15 章轴承??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????138第16 章其他常用零、部件??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 152第17 章机械的平衡与调速??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 156第18 章机械设计CAD 简介??????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????163第1章机械设计概述1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
05 机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动
05机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动一、螺纹连接1.螺纹连接的概念螺纹连接是一种常用的机械连接方式，通过螺纹的相互螺合实现零件的固定和连接。
螺纹连接的主要特点是具有较强的可拆卸性，方便零件的拆卸和装配。
同时，螺纹连接还具有较高的连接强度和刚度，使得连接的零件能够承受一定的拉力和扭矩。
2.螺纹连接的类型螺纹连接主要分为内螺纹和外螺纹两种类型。
内螺纹一般为鞘形结构，用于接收外螺纹的螺纹连接。
外螺纹一般为柱形结构，用于与内螺纹相互螺合，实现连接和固定。
3.螺纹连接的应用螺纹连接广泛应用于机械设计中，特别是需要拆卸和装配的部件。
常见的应用包括螺纹连接螺杆和螺母、螺纹连接法兰和轴等。
4.螺纹连接的设计考虑因素螺纹连接的设计需要考虑以下因素：•强度和刚度：螺纹连接需要能够承受一定的拉力和扭矩，因此需要根据实际应用情况选择适当的螺纹尺寸和材料。
•可靠性：螺纹连接应设计为可靠的连接方式，即使在受到外部力的作用下也不易松动或脱落。
•拆卸性：螺纹连接需要方便零件的拆卸和装配，因此需要选择适当的螺纹类型和松紧方式。
•密封性：螺纹连接需要具有一定的密封性能，特别是在液压和气动系统中应用时，需要防止泄漏。
•耐磨性：螺纹连接需要具有一定的耐磨性能，特别是在高频率的拧紧和松开过程中。
二.螺旋传动1螺旋传动的概念螺旋传动是一种常用的动力传递方式，通过螺旋副的互相啮合传递动力。
螺旋传动的主要特点是具有较高的传递效率和承载能力，适用于大功率传动和重载工作。
2.螺旋传动的类型螺旋传动主要分为螺旋圆柱齿轮传动和螺旋锥齿轮传动两种类型。
螺旋圆柱齿轮传动适用于轴平行的传动，螺旋锥齿轮传动适用于轴倾斜或交叉的传动。
3.螺旋传动的优点螺旋传动相比其他传动方式具有以下优点：•传递效率高：螺旋传动具有较高的传递效率，一般可达到90%以上,适用于大功率传动。
•承载能力大：螺旋传动的螺旋副结构紧凑，齿轮之间的啮合面积大，能够承受较大的载荷。
•平稳运行：螺旋传动的齿轮啮合面积大，传动过程中啮合点多，运转平稳，减少振动和噪声。
机械设计螺旋传动与螺纹联接
机械设计螺旋传动与螺纹联接引言螺旋传动和螺纹联接是机械设计中常见的两个概念。
螺旋传动是指通过螺旋齿轮或蜗杆传递力和运动的机械传动方式，而螺纹联接则是指通过螺纹连接来实现两个工件的固定或拆卸。
本文将对机械设计中螺旋传动和螺纹联接的原理、特点和应用进行详细介绍。
螺旋传动原理螺旋传动是一种通过螺旋齿轮或蜗杆将输入轴的运动转化为输出轴的运动的机械传动方式。
螺旋齿轮传动是通过螺旋形状的齿来传递力和运动，而蜗杆传动则是通过蜗杆和蜗轮的配合来实现传动。
特点螺旋传动具有以下特点：1.能够传递较大的力矩和轴向力；2.传动效率高，传动比准确；3.传动平稳，噪音低，运动精度高；4.适用于大功率、大速比的传动。
应用螺旋传动在机械设计中有广泛的应用，常见的应用包括：1.工程机械领域，如挖掘机、起重机等的行走、转动传动；2.机床领域，如数控机床的进给系统、主轴传动等；3.冶金、石油、化工等工业领域的设备传动。
螺纹联接原理螺纹联接是通过螺纹连接来实现两个工件的固定或拆卸。
螺纹是一种具有螺旋纹形的连接方式，通常由螺纹孔和螺纹柱两部分组成。
特点螺纹联接具有以下特点：1.能够承受较大的拉力和剪力；2.连接可靠，安全性高；3.配合精度要求高，需保持良好的配合状态才能实现联接或拆卸。
应用螺纹联接在机械设计中被广泛应用，常见的应用包括：1.螺钉和螺母的连接，如螺栓连接；2.各类机械和设备的组装，如汽车发动机的各个部件的联接；3.管道连接，如常见的水管、气管的螺纹连接。
螺旋传动与螺纹联接的比较螺旋传动和螺纹联接虽然都是通过螺纹形状来实现传动或连接，但两者在原理和应用场景上有所不同。
螺旋传动和螺纹联接的主要区别在于其功能和载荷的不同。
螺旋传动通过螺旋齿轮或蜗杆传递力和运动，主要用于传递力矩和运动，适用于大功率、大速比的传动。
而螺纹联接是通过螺纹连接来实现固定或拆卸，主要用于承受拉力和剪力，适用于连接工件或管道。
此外，螺旋传动和螺纹联接的加工精度和配合要求也有所不同。
机械设计 螺纹联接及螺旋传动
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）矩形螺纹5-4 当两个被联接件之一不太厚，不宜成通孔，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当两个被联接件不太厚，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在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如________。
（1）增加拧紧力（3）增加扳手力臂（2）使用测力矩扳手或定力矩扳手5-7螺纹联接防松的根本问题在于_____________。
（1）增加螺纹联接能力（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5-8 螺纹联接预紧的目的之一是_________。
（1）增加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5-9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F0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最大（2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小（3）螺栓总拉力变化不变（4）螺栓中的疲劳强度降低5-10对受轴向变横载的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高螺栓疲劳强度的有效措施是__________。
（1）增大被联接件的刚度（2）减小被联接件的刚度（2）增大螺栓的刚度5-11现有一个单个螺栓联接，要求联接件的结合面不分离，假定螺栓的刚度C b与被联接的刚度C m相等，联接的预紧力为F′，现开始对联接施加轴向载荷，当外载荷达到与预紧力F′的大小相等时，则________。
机械设计—螺纹联接与螺旋传动计算题
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=80MPa ，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：][ ≤43.1=21σπσd Qca ，解得： Q ≤][ 3.1×421σπd =80×3.1×4752.20 2π=20814 N 依题意： F F F F Q Q P6.26.1=+=+'= 由：2.6F = 20814，解得：F = 8005 N汽缸许用载荷： F Σ = z F = 8F = 64043 N根据： 6404342max ==∑D p F π解得：04.2200640434422max =⨯⨯==∑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 TF iSTN(3求F S max︒++=45cos 222max 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 ==115.037742.1⨯⨯= 30192 N(5) 根据强度条件：2143.1d Q Pcaπσ=≤][σ例13-5图2求得螺栓小径d 1：πσπ240301923.14][3.141⨯⨯=⨯=P Q d =14.430mm 讨论1：如果本题改为用铰制孔螺栓联接，在解法上有什么相同和不同之处？ 1．求F SR 、F ST 和F S max 的方法相同，但求F ST 的公式应为：2max maxi S r Tr F ∑=2．铰制孔螺栓联接不用求预紧力，因为F S max 就是铰制孔螺栓解所受的剪力。
螺纹连接和螺旋传动
pmin 0.72MPa 0
pmax p
5. 校核预紧力：
碳素钢： F0 0.6 ~ 0.7 s A1
s 240 MPa
A1
d12
4
3.1416
10.106 2 4
80.214 mm 2
F0 6520 N
0.6 s A1 11550 .8N
所以，预紧力的大小也是满足要求的。
2. 适合制造螺纹的材料
一般连接用途：
低碳钢：Q215、10号钢； 中碳钢：Q235、35号钢、45号钢；
冲击、振动、变载荷情况下：
合金钢：如15Cr、40Cr等。
特殊用途（防锈、耐高温等）：
特种钢、铜合金、铝合金等
等级8.8级以上的螺纹，材料需要热处理
二、螺纹连接件的许用应力 1．螺纹连接件的许用拉应力
每个螺栓所受轴向工作载荷为：
F F z
螺栓还承受预紧力 F0 的作用，每个螺栓所承受的总载荷 F2
F2
F0
Cb Cb Cm
F
4．受倾覆力矩螺纹连接的组的设螺计6 栓组连接
①受力最大的螺栓强度校核
作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M平衡:
z
M Fi Li i 1
Fmax Fi Lmax Li
§5-9 螺旋传动
螺旋传动1
一、螺旋传动的类型和应用
螺旋传动：螺杆和螺母组成的螺旋副实现传动。 运动形式转换：回转运动转变为直线运动，同时传递动力。
4
d12
或
d1
4 1.3F2
3．承受工作剪力的紧螺栓连接
依靠铰制孔用螺栓抗剪切来承受载荷。螺栓杆与孔壁之 间无间隙，接触表面受挤压。在连接结合面处，螺栓杆则受 剪切。
螺纹联接与螺旋传动(公开课)课件
螺旋传动的优化设计
螺旋传动的效率分析与优化
效率分析
优化设计
螺旋传动的刚度分析与优化
刚度分析
研究螺旋传动的受力情况，分析其刚度特性，评估其对系统稳定性的影响。
优化设计
通过调整螺旋传动的几何参数和材料属性，提高其刚度性能，确保系统稳定运行。
螺旋传动的动态特性分析
动态特性分析 优化设计
螺纹联接与螺旋传动的实验 研究
螺纹联接的材料与许用应力
材料选择
根据工作条件和要求，选择合适 的材料，如碳钢、不锈钢、铜等。
许用应力的确定
根据材料的机械性能和实际工作 条件，确定材料的许用应力，以
确保联接的安全性和可靠性。
表面处理
为了提高联接的耐久性和防腐蚀 性，可以对材料表面进行涂层、
镀层或热处理等处理。
螺纹联接的防松设计
防松的重要性 防松方法 防松装置
总结词
详细描述
THANKS
螺栓联接
螺柱联接
螺钉联接
螺纹联接的预紧与放松
预紧 放松
螺旋传动的原理及应用
螺旋传动的分类与特点
01
02
03
04
分类
高效性
紧凑性
可靠性
螺旋传动的运动学分析
运动学方程
运动特性
螺旋传动的动力学分析
力矩平衡
动态特性
研究系统的固有频率、阻尼比等动态 特性，分析系统的稳定性。
螺旋传动的应用实例
机床进给系统
调整装置 自动化生产线
螺纹联接的设计与计算
螺纹联接的强度计算
强度计算公式
强度校核
根据螺纹联接的工作条件和要求，通 过计算确定联接的承载能力和安全系 数。
根据计算结果和实际工作条件，对联 接进行强度校核，确保其满足使用要 求。
机械设计基础第十四章.
dd
dd
3）螺钉 与螺栓区别——要求螺纹部分直径较粗;要求全螺纹
k dd k nn
nn
4）紧定螺钉 锥 端——适于零件表面硬度较低不常拆卸场合 平 端——接触面积大、不伤零件表面，用于顶紧硬度较大的平面，适 于经常拆卸 圆柱端——压入轴上凹抗中，适于紧定空心轴上零件的位置.
dd
ll
tt
XX
ll
bb
2——圆柱销
3——弹簧
4——螺钉
重要联接若不能严格控制预紧力，而只靠安装经验来拧紧螺栓时，为 避免螺栓拉断，通常不宜采用小于M12的螺栓，一般采用M12-M24的螺栓
2、螺纹防松
(1)、防松目的 螺纹联接一般都能满足自锁条件，拧紧后螺母和螺栓头部等支承面 上也有防松作用，所以在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹联接不会自 动松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下，或在高温或温度变化较大的情 况下，螺纹联接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失，导致联 接失效。 螺纹联接一旦失效，将严重影响机器的正常工作，甚至造成事故。因 此，为保证联接安全可靠，设计时必须采取有效的防松措施。
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：S =nP
7 ） 螺 旋 升 角 λ —— 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 tan λ = S/π d2 = nP/π d2 8）牙型角α ——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角 9）牙型斜角β ——螺纹牙的侧边与螺纹轴线垂直平面的夹角
机械设计基础(机工版)教案：螺纹连接及螺旋传动
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。
高职《机械设计基础》螺纹联接与螺旋传动习题含答案
高职《机械设计基础》螺纹联接与螺旋传动习题含答案(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--学号：班级：姓名：螺纹联接与螺旋传动一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1 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 90ºB 120ºC 135ºD 180º9 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C. 锯齿形螺纹D. 多线的三角形粗牙螺纹13 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。
机械设计课后习题答案_
4－1 已知一普通V 带传动传递的功率P ＝8KW ，带速v ＝15m/s ，紧边与松边拉力之比为3：1，求该带传动的有效拉力Fe 和紧边拉力F1。
解：∵ 1000V Fe P ⋅= ∴N V P Fe 33.5331580001000===∵ F F F F F f e ∆=-==21 ∴ N Fe F 800231==4－2有一电动机驱动的普通V 带传动，单班制工作，主动轮转速n 1=1 460r/min ，中心距a 约为370mm ， d d 1=140mm ， d d 2=400mm ，中等冲击，轻微振动，用三根B 型普通V 带传动，初拉力按规定给定，试求该传动所能传递的功率。
解题要点： （1）根据题意可知传动比 857.2140/400/12===d d d d i带长 0212120/)(25.0)(5.02a d d d d a L d d d d d -+++=π()()[]9.1633370/14040025.01404005.037022=-⨯++⨯+⨯=π mm实际选用标准长度` L d =1600mm小带轮包角 ()()παα/180180121︒⨯--︒=d d d d()()︒=⨯︒⨯--︒=74.13937014.3/180140400180根据带传动工作条件，查表可得工作情况系数K A =1.1; 查表可得单根普通B 型V 带的基本额定功率P 0=2.83kW; 查表可得单根普通B 型V 带的基本额定功率△P 0=0.46kW; 查表可得包角系数89.0=a K ； 查表可得长度系数92.0=L K 。
（2）根据])/[(00L a A K K P P P K z ∆+=，可得该带传动所能传递的功率为[]kWK K K P P z P AL a 347.71.1/92.089.0)46.083.2(3/)(00=⨯⨯+⨯=∆+=5.2 滚子链的标记“10A-2-100 GB1243-1997”的含义是什么？答：该滚子链为节距为15.875mm的A系列、双排、100节的滚子链，标准号为GB1243-1997。
机械设计螺纹连接和螺旋传动
机械设计螺纹连接和螺旋传动机械设计中，螺纹连接和螺旋传动是两个重要的概念。
螺纹连接是一种常用的连接方式，它通过两个具有相应形状的螺纹部件之间的干涉来实现连接。
而螺旋传动是一种通过螺旋线的运动将动力传递给被传动部件的传动方式。
本文将详细介绍螺纹连接和螺旋传动的相关原理和应用。
首先，我们来介绍螺纹连接。
螺纹连接是一种通过螺纹配合进行部件连接的方式，它通常应用于需要拆卸和装配的场合。
螺纹连接具有牢固、可靠的特点，适用于承受较大的静载和动载。
螺纹连接的形状常见的有三种，分别是内螺纹、外螺纹和端面螺纹。
内螺纹通常用来连接具有外螺纹的部件，而外螺纹则用来连接具有内螺纹的部件。
而端面螺纹则是通过两个相互搭配的端面螺纹实现连接。
螺纹连接的设计需要考虑螺纹的参数，例如螺距、螺纹角等。
螺距是螺纹螺旋线上两个螺纹间的距离，它决定了螺纹连接的牢固性。
螺纹角则是螺纹线与轴线之间的夹角，它决定了螺纹连接的强度。
在进行螺纹连接设计时，还需要考虑螺纹的型号、螺纹材料、螺纹的承载能力等因素。
螺纹连接的应用非常广泛，例如机械设备、汽车、航空航天等领域。
在机械设备中，螺纹连接常见的应用有螺纹紧固螺钉、螺母、螺栓等。
它们通过与螺纹孔进行配合，实现部件的连接和固定。
而在汽车领域，螺纹连接常见的应用有汽车发动机的缸盖螺栓、曲轴螺栓等。
这些螺栓通过与其他部件的螺纹孔进行配合，实现汽车发动机的固定和传动。
在航空领域，螺纹连接也广泛应用于航空发动机、飞机机身等部位，用来连接和固定各种部件。
接下来，我们来介绍螺旋传动。
螺旋传动是一种通过螺旋线的运动将动力传递给被传动部件的传动方式。
它通过螺旋线的齿轮螺纹间的啮合来实现动力传递。
螺旋传动具有传递力矩大、传动平稳等特点，适用于承受大传动功率和转矩的场合。
螺旋传动有两种常见类型，分别是螺旋锥齿轮传动和螺旋直齿轮传动。
螺旋锥齿轮传动通过螺旋线的圆锥面齿轮间的啮合来实现动力传递。
它具有传递力矩大、传动平稳等特点，常用于剪切力较大的机械设备中，例如磨床、车床等。
机械设计基础(第五版)(2017年高等教育出版社出版的图书)
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1、每章节增加内容提要，使读者更易掌握课程重点。
2、更正了第四版文字、插图与计算中的一些疏漏和错误。
3、参考新标准更新了附录内容。
4、增加了与该书配套的电子课件。
《机械设计基础（第五版）》由同济大学、东北大学、中国石油大学（华东）三所高校相关教师共同修订。 参加该版修订工作的有奚鹰、李兴华、虞红根、朱美华、李小江、赵乃素、路永明，由奚鹰、李兴华担任主编。 同济大学徐宝富教授审阅了全稿，提出了许多的修改意见 。
机械设计基础（第五版） （2017年高等教育出版社出
版的图书）
2017年高等教育出版社出版的图书
01 成书过程
03 教学资源 05 作者简介
目录
02 内容简介 04 教材特色
《机械设计基础（第五版）》是由奚鹰、李兴华主编的由高等教育出版社于2017年3月2日出版的“十二五” 普通高等教育本科国家级规划教材，该教材可作为高等学校非机类专业机械设计基础课程的教材，也可供有关工 程技术第五版）》配套建设有机械设计基础（第5版）数字课程，数字课程包括电子教案，电子教 案每章的开头都有章节主要内容、重点、难点等引导性内容。课件还包含机构分析软件，利用该软件可以创建不 同机构，并进行力、速度、加速度分析 。
教材特色
相比第四版，《机械设计基础（第五版）》原则以继承为主，在着重保持简明、少而精等特点的同时，还适 当拓宽了知识面 。
作者简介
奚鹰，男，同济大学机械与能源工程学院教授，华东地区高校机械设计教学会常务理事，上海市高校机械设 计教学会副理事长，中国机械工程学会高级会员。机械基础课程资源建设委员会委员，机械工业教育协会机械设 计制造及自动化分委员会委员。曾获上海市优秀教育工作者、上海市育才奖、上海市高校实验室工作先进工作者、 上海市教学成果二等奖等荣誉 。
机械设计基础第八版课后习题答案
绪论1、机器的基本组成要素是什么？【答】机械系统总是由一些机构组成，每个机构又是由许多零件组成。
所以，机器的基本组成要素就是机械零件。
2、什么是通用零件？什么是专用零件？试各举三个实例。
【答】在各种机器中经常能用到的零件称为通用零件。
如螺钉、齿轮、弹簧、链轮等。
在特定类型的机器中才能用到的零件称为专用零件。
如汽轮机的叶片、内燃机的活塞、曲轴等。
3、在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？【答】在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系；在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求；在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。
机械设计总论1、机器由哪三个基本组成部分组成？传动装置的作用是什么？【答】机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。
传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。
2、什么叫机械零件的失效？机械零件的主要失效形式有哪些？【答】机械零件由于某种原因丧失工作能力或达不到设计要求的性能称为失效。
机械零件的主要失效形式有1）整体断裂；2）过大的残余变形（塑性变形）；3）零件的表面破坏，主要是腐蚀、磨损和接触疲劳；4）破坏正常工作条件引起的失效：有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作，如果破坏了这些必要的条件，则将发生不同类型的失效，如带传动的打滑，高速转子由于共振而引起断裂，滑动轴承由于过热而引起的胶合等。
3、什么是机械零件的设计准则？机械零件的主要设计准则有哪些？【答】机械零件的设计准则是指机械零件设计计算时应遵循的原则。
机械零件的主要设计准则有：强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则4、绘出浴盆曲线并简述其含义？【答】浴盆曲线是失效率曲线的形象化称呼，表示了零件或部件的失效率与时间的关系，一般用实验方法求得。
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i 1 z
(13.5)
（2）铰制孔用螺栓联接
Fi Fmax ri rmax
Fmax Fi ri rmax
变形量越大，则工作剪力越大
力矩平衡：T F1r1 F2 r2 Fz rz
0
受力平衡条件：F0 fz m K s F 或 K s F F0 fzm (14 5)
f ___ 接合面间的摩擦系数，表11 1； m ____接合面数目； K s ___ 可靠性系数，取 1.1～1.5
（二） 受旋转力矩T的螺栓组联接 （1）普通螺栓联接
力矩平衡条件：fF0 r1 fF0 r2 fF0 rz K f T
F0
FΣ == F0+ F
F0
受力和变形关系(只受预紧力F0)
F0
F0 F0
F0 F0
F0
F0
F0
受到外力F作用时，受力和变形关系
受力变形线图
受力变形线图
将两图合在一起
受预紧力
受工作载荷后
ΔF=Δλ×Cb F-ΔF=Δλ×Cm
由图可得： 螺栓的刚度
Cb tan b F0
Cb F F k CF Cb Cm
Fmax 2 2 2 即：T ( r1 r2 rn ) rmax Trmax Trmax 受力最大螺栓：Fmax 2 2 z (13.6) 2 r1 r2 rz 2 ri
i 1
（三）受轴向载荷的螺栓组联接
F F z
F0
单个螺栓的受力：预紧力F0 工作力F 单个螺栓的总拉力： FQ ＝＝F +F0
弹簧垫圈防松
自锁螺母防松
1. 摩擦防松
对顶螺母防松
2.机械防松 螺栓+开槽螺母+开口销
螺栓
开口销 开槽螺母 装配图
2.机械防松
止动垫片防松
2.机械防松
止动垫片防松
2.机械防松
串联钢丝防松
正确
错误
2.机械防松
圆螺母+止动垫片
3.不可拆卸防松 焊接 铆冲
第三节 螺栓组联接设计
1.被联接件形状应简单对称；
• 控制拧紧力矩
定力矩扳手
测力矩扳手
二、螺纹联接的防松
#
#
螺纹联接防松的实质在于限制螺旋副的 相对转动。以防止联接的松动，影响正 常工作。 螺纹联接的防松按工作原理可分为三类 （P339表13.2）： 1.摩擦防松 2.直接锁住（机械防松） 3.不可拆卸防松（铆冲；粘接； 焊接）#
1. 摩擦防松
第十四 章 螺纹联接和螺旋传动
联接的分类 静联接：在机器工作中，不允许零部件之间存 在相对运动的联接。 动联接：机器工作时，零部件之间可以有相对 运动。例如：机械原理中，各种运动 副之间的联接。 可拆联接：不毁坏联接中的任何一个零件就可拆 开的联接。例如：螺纹联接、键联接。 过盈联接 不可拆联接：至少毁坏联接中的一部分才能拆开的 联接。例如：铆接、焊接等。
p
受复合载荷的螺栓组联接
横向荷载+轴向载荷+翻转力矩
受复合载荷的螺栓组联接
横向载荷+旋转力矩
受复合载荷的螺栓组联接
计算时应求出受力最大螺栓的受力
三、单个螺栓的强度计算
受力分析时可分为： 普通螺栓联接：松螺栓联接
紧螺栓联接
铰制孔用螺栓联接
紧 螺 栓
仅受预紧力作用的螺栓 受预紧力和工作载荷作用的螺栓
b
被联接件的刚度 Cm tan m
m
F0
Cb 螺栓总拉力 F F0 F F0 F Cb Cm
由几何关系推出螺栓 总拉力FΣ与预紧力 F0 、残余预紧力 F0′和 工作载荷 F 之间的关 系：
Cb F F0 F Cb Cm
F F0 F
Cb 相对刚度 k C Cb C m
Fmax 所以Fi li lmax
力矩平衡：M F1l1 F2 l 2 Fn l n
受力最大螺栓：Fmax M lmax M lmax 2 2 z 2 l1 l2 ln li
i 1
(13.8)
底板受力分析
• 受翻转力矩前，接合面挤压应力分布图
Cb Cm F0 F0 (1 ) F F0 F Cb Cm Cb Cm
计算螺栓总拉力的两种表达式，视情况选用。
Cb F F0 F Cb Cm
F F0 F
F0'的选择
紧密性1.5~1.8F 有冲击1.0~1.5F
不稳定0.6~1.0F
载荷稳定0.2~0.6F
静联接
第一节 螺纹联接的主要类型、特点及应用
按应用可分：联接螺纹：普通三角形
传动螺纹：梯形；锯齿形； 矩形。 按几何参数可分：公英制螺纹；粗细 牙螺纹；左右旋螺纹；单线及多线螺 纹。
螺纹的主要参数
大径d，小径d1，中径d2
线数n，螺距p，导程s=nP 升角 l， 牙型，牙型角
nP arc tan d 2
4 1.3 43483 24 .5mm 120 240 120 MPa 2
其中
s
S
选用两个M30（d1=26.21）的六角螺栓。 小结：受复合载荷螺栓，其合力按向量相 加；铰制孔用螺栓比普通螺栓尺寸小很多。
(三）受预紧力和工作载荷作的紧螺栓联接 通过分析螺栓受力和变形的关系，求出螺栓的 总拉力
ca
4 1.3F [ ] 2 d1
2.螺栓布置应受力均等；
3.布置螺栓应留有合理的间距、边距，方便装配
扳手空间 尺寸
压力容器 的螺栓间 距
4.同一螺栓组紧固件形状、尺寸、材料应尽量一致； 同一圆周上的螺栓数目为4、6、8等偶数
5.避免附加弯曲应力，螺栓头、螺母与被联接件的接触表 面均应平整；
二 螺栓组联接的受力分析
• 螺栓联接大多工作之前应预紧，称为紧螺 栓联接；螺栓联接设计计算的一般步骤：
（一）松螺栓联接的计算
1.受载荷形式—轴向拉伸 2.失效形式—螺栓拉断 3.计算
4F 校核式： 2 （11 12） d1 4F 设计式：d1 （11 13） [ ]
4.螺栓材料和许用应力 5. 查手册确定d，及其它有关尺寸。
(二）只受预紧力作用的螺栓
F0 拉应力： d12 4
螺栓组受力和失效分析 找出受力最大的螺栓； 单个螺栓受力和失效分析 单个螺栓强度计算 确定螺栓的尺寸（直径、长度）。
失效分析：
•普通螺栓主要为螺纹部分： 断裂、磨损滑扣 ； •螺栓组和单个螺栓的失效有 联系又有区别。
z
Fz
螺栓组受力分析 将一个零件加以固定，其 实质就是约束该零件在空 间的六个自由度。
2 0
由式（ 11 22）
F
粗选d=10，d 0=11mm的 六角头 铰制孔用螺栓，螺母d=10，H=8。 根据机架，板厚及螺母H选用 l=100（螺纹部分l3=18）
按挤压强度校核
由机构确定 min 100 18 70 12
由表 p 由式 p
d 2 0 .9 d D0 1.7 d d 0 1.1d
(13 2)
代入（ 11 2）式：T 0.2 F0 d
对M12以下的螺栓，应注意控制预紧力，以防过载拉断。
螺纹联接的控制预紧力的方法
（三）控制预紧力的方法
• 控制应力或应变 • 控制拧紧力臂 • 控制拧紧力矩
应变片
（三）控制预紧力的方法
螺纹联接的主要类型
1. 螺栓联接：普通螺栓联接
铰制孔用螺栓联接 2. 双头螺栓联接 3. 螺钉联接 4. 紧定螺钉联接 其它：地脚螺栓联接；吊环螺栓联接； T型槽螺栓联接；
1. 螺栓联接：普通螺栓联接：应用广泛
铰制孔用螺栓联接 2. 双头螺栓联接：常拆卸 3. 螺钉联接：被联接件之一较厚
螺栓联接
Cb 相对刚度 k C Cb C m
可由表13.9选取； KC 0.2~0.3 0.7 0.8 0.9
被连接钢板间所用垫片 金属垫片或无垫片 皮革垫片 铜皮石棉垫片 橡胶垫片
为降低螺栓的受力，提高承载能力应使螺栓的 相对刚度 值尽量小些，例如取较硬的垫片，Cm 增大,KC减小。
螺栓拉伸强度条件：
?
பைடு நூலகம்
（四）受翻转力矩的螺栓组联接
假定底板为刚体，翻转力矩作用在螺栓组 的联接形心受载后绕O—O转动仍保持平 面 在M的作用下，左侧螺栓拉力增大；右侧 螺栓拉力减小而地面压力增大
失效分析： 1.螺栓拉断； 2.底板左侧出现间隙； 3.底板右侧压溃。
螺栓所受的工作拉力与 距离成正比
Fmax F1 F2 F3 变形条件 l1 l2 l3 lmax
Mx
Fx
Tz My Fy
o
y
• 螺栓组所受的载荷可 分为四种类型： • 横向力： Fx 、FY • 轴向力： Fz • 翻转力矩： Mx、MY • 转矩： Tz
x
（一）受横向力的螺栓组联接
（1）普通螺栓联接 （2）铰制孔用螺栓联接
F F z
两种情况的工作原理不同！
（1）普通螺栓联接 螺栓组受力 F 单个螺栓受力 F
zF0 p A
F0
•在翻转力矩作用下，接合面挤压应力分布图
b max
M W
接合面的强度计算
左侧不分离 p min
右侧不压溃 p max
p _____许用挤压应力，