机械设计基础课程作业(螺旋传动机构)
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-螺旋机构
fv
f
cos
式 中 fv 称 为 当 量摩擦因数
v arctan fv
当拧紧螺母时:
水平驱动力： F FW tan( v )
驱动力矩：
T
d2 2
F
d2 2
Fw
tan(
v )
机械效率： tan tan( v )
反行程自锁条件： v
螺纹牙型斜角β对于螺旋副的效率及自锁性的影响
f
fv cos
杆危险截面的计算直径
(3)中径d2 确定螺纹几何参数和配d d2 d1
合性质的直径
(4) 螺距P 相邻两牙对应两点间的轴向距离。
P Ph
(5) 导程s s = nP
同一条螺旋线上的相邻两牙对应两点间的轴向距P
(6) 螺纹升角 的平面的夹角
(7)牙型角 α 轴线的垂线间的夹角。
中径d2圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
锯齿形螺纹 管螺纹
30º
15º
管螺纹
30º β
矩形螺纹
三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
按螺纹的旋向分：
右旋螺纹 左旋螺纹
按螺旋线的根数分
单线螺纹 多线螺纹
sP
P
sP
s =P
s = 2P
单线螺纹
双线螺纹
2. 螺纹的主要参数 (1)大径d 国标中规定为螺纹的公称直径
P/2 P/2
(2) 小径 d1 强度计算中常作为螺
普通滑动螺旋 静压螺旋
1、变回转运动为直线运动 1）传力螺旋
2）传导螺旋
3）调整螺旋
位移1：
l2
s A
sB
2
1
位移2：
l2
s A
机械设计基础螺纹连接与螺旋传动(教案)
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。
机械设计基础第12章螺旋传动
b
D
Q/u
a
D2 a
式中： d ——螺纹大径（mm）；
n ——旋合扣数，nH/P；
[ ]、[ b ]——分别为螺纹材料的许用剪切应力和许用弯曲应力 ；
b ——螺纹根部宽度（mm），对于梯形螺纹 b0.65P 。
18
螺杆的强度计算 螺杆在轴向载荷和转矩的作用下产生正 应力和切应力, 螺杆的强度可按第四强度理论进行验算。 其计算公式为
高）高传动速度——多头螺纹、精度不高如目镜螺纹。 螺旋传动的旋向——运动要求、应优先选用右旋。
螺旋升角——综合传动效率与自锁（逆行程自锁≤ρΔ 传动效率， 值取大。
(5) 螺母长度与螺杆长度的确定 螺母长度影响螺旋付的摩擦、磨损、传动精度。
H=ψd2,ψ ——比例系数，整体式螺母ψ=1.5~2.5；开式螺 母ψ=2.5~3.5。
(3) 螺距的确定 按移动范围和降速比确定。 细牙螺纹——位移量较小、降速比大、逆行程自锁（光学 仪器特种细牙螺纹—d相同螺距和螺纹深度小）。( P =1、 0.75，0.5）
梯形螺纹或普通粗牙螺纹——要求相对位移量较大的传动 螺旋。 （P=1，1. 5，2）
7
(4) 螺旋线数、旋向与升角 测量螺旋传动中——单头（传动精度比多头螺纹精度
螺杆螺纹长度尽可能短（整个工作行程内与螺母正确 旋合前提下）。
螺杆的刚度——长度/螺纹小径 ≤ 25，否则进行稳定 性验算。
8
(6) 螺旋副材料的确定 螺杆材料——强度 耐磨性 加工性能好。
（精密传导螺旋、热处理后有较好的尺寸稳定性、较低的摩 擦系数和较高的耐磨性, 螺杆材料硬度比螺母要高）。 螺杆——45、50钢（中碳钢）调质处理；热处理后有 较高硬度和耐磨性的重要螺杆可用T12、65Mn、40Cr等钢； 热处理后要求尺寸稳定性好可用9Mn2V、CrWMn、 38CrMoAlA、GCr15、GCr15SiMn（滚动轴承钢）。 螺母——锡青铜、黄铜、聚乙烯、尼龙和耐磨铸铁 （ 重载可选用铝青铜或铸造黄铜、球墨铸铁和45钢）。
机械设计基础之螺旋传动
高度第为一H、螺距为p，螺纹旋合圈数为Z=H/p、螺纹工作高度为h、
承压项面积为A，螺纹工第作二面上的第压二强为 ps。
项 项 则螺纹的耐磨性条件为： 校核耐磨性
ps
F A
F
d 2 hZ
Fp
d 2 hH
[ p]
MPa
若按耐磨性条件设计螺纹中径d2 时，可引用系数
《机械设计（Ⅲ）（零件）》
第十章 螺旋传动
technische universiteit eindhoven
一、概述
第 项1.螺一旋传动结构第、二原理第二 项 项 螺旋传动特点：
螺母 螺杆
结构紧凑，机械增益高； 传动平稳、精度高； 易于自锁； 磨擦磨损大，效率较低
工作原理：
通过螺纹结构，将回转运动转化为轴向直线运动，同时传递能量和力； 回转运动←→直线运动；
项项
螺旋千分尺
螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，可 动刻度有50个等分刻度，旋转每个小分度， 相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0.01mm。 所以以螺旋测微器可准确到0.01mm。由于还 能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又 名千分尺。
Power Screw
technische universiteit eindhoven
第一 项
第二 第二 项项
螺旋千斤顶
Power Screw
technische universiteit eindhoven
第一 项
第二 第二 项项
立式加工中心
Power Screw
technische universiteit eindhoven
根据用途分类
第一 1、传力螺旋 项 第二 第二 以传递动力为主，要求用较小的转矩
机械设计基础-螺旋机构 (2)
机械工业出版社
4.3 螺旋机构的类型、应用及特点
☆ 想一想 练一练 （1）图4-10所示为儿童玩具飞翼，当一手握住螺杆1，另
一手通过套筒3推动飞翼2（即螺母）时，飞翼就会快速转动 而高高飞起，请问为什么？
图4-10 儿童玩具飞翼
26
机械工业出版社
4.3 螺旋机构的类型、应用及特点
☆ 想一想 练一练 （2）图4-11所示为一个设计巧妙的烟灰缸，该烟灰缸可
图4-7 镗刀微调机构 1－螺杆 2－螺母 3－镗杆 4－镗刀
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机械工业出版社
4.3 螺旋机构的类型、应用及特点
（4）测量螺旋机构 测量螺旋是利用螺旋机构中螺杆的精 确、连续的位移变化，作精密测量，如图13-8所示千分尺中 的螺旋机构，它主要由测微丝杠、固定套筒及微分筒等组成。
图4-8 千分尺示意图
图4-17 内循环滚珠丝杠 1-凸键 2、3-反向器 4-丝杠 5-钢珠 6-螺母 7-反向器
40
机械工业出版社
综合案列分析
螺旋机构在机床的进给机构中有着广泛的应用。 如图4-20所示为MJ-50型数控机床车床采用滚珠丝杠实
现X轴方向和Z轴方向的进给传动。
41
机械工业出版社
课堂练习
习1 请问枪、怎样保证子弹或炮弹在射出后飞行的稳定 性？
习4 如图4-22，请分析绘图用圆规的结构及组成，回答 为什么调节螺杆中部位的操作小钮，可实现圆规两脚对称 地张开或收拢。
图4-22 枪炮管膛线
图4-23 绘图圆规
42
有弧形螺旋槽，当把它们套装在一起时形成螺旋通道。螺母 上有滚珠回路管道，将将几圈螺旋滚道的两图13-15 滚珠丝 杠的结构原理示意图 端连接起来构成封闭的循环滚道，并 在滚道内填满滚珠。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既有自转 又沿滚道循环转动，迫使螺母（或丝杠）轴向移动，
机械设计基础第十章 螺旋传动
N
mm
19226.11N
mm
由表10－3取 60MPa , A d12 18.52 mm2 268.8mm2 按式(10－16)得
4
4
ca
1 A
F2
3
4T1 d1
2
1
268.8
100002
3
4
19226.11 18.5
本章主要内容
螺纹及螺旋传动概述 螺旋副的受力分析、效率和自锁
滑动螺旋传动的设计计算 滚动螺旋传动简介
本章学习要求
1、掌握螺纹的基本知识 2、掌握螺旋传动的类型及特点 3、掌握摩擦角和当量摩擦角的概念和进行螺旋副的受力分析 4、掌握螺旋副效率的效率和自锁条件的求解方法 4、掌握滑动螺旋传动的主要失效形式和设计计算准则 5、了解滚动螺旋传动的工作原理和分类
例10－1
2.螺杆的设计计算 (1)受力分析 螺杆升至最高位置时,受力最为不利,并承受压力和扭矩的联合
作用,失效形式主要有磨损、塑性变形或断裂、受压失稳、不自锁等。
(2)选择螺纹的类型 螺杆采用单线梯形螺纹( 30),螺母采用整体结构。
(3)计算螺杆直径 d2 螺杆工作时,螺纹牙工作面受压力作用,按耐磨性条件
d
。
1
例10
例 已知一螺旋起重器,轴向载荷F=10KN,起重高度 h=124mm,设计方案如图10-12所示,主要零件有螺杆、 螺母、托环、手柄和底座。重物直接接触在托环上，扳 动手柄，螺杆可在固定的螺母中旋转使重物上升或下降。 要求有可靠的自锁性能；为减少磨损，可在螺纹副与其 他接触面上加注润滑剂。设计此螺旋起重器。
机械设计基础-5.9螺旋传动
第九节 螺旋传动一、螺旋传动的类型和应用螺旋传动是用螺杆和螺母传递运动和动力的机械传动，主要用于把旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力。
按相对运动关系，螺旋传动常用的运动形式有以下三种：1、螺杆原位转动、螺母移动，多用于机床进给机构；2、螺母固定、螺杆转动和移动，多用于螺旋压力机构中；3、螺母原位转动、螺杆移动，用于升降装置。
图a 螺杆转动，螺母移动 图b 螺母固定，螺杆转、移动 图c 螺母转动，螺杆移动按用途不同分为⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧→冰箱的地脚螺旋。
：电之间的相对位置。
例如—用于调整并固定零件—调整螺旋：。
千斤顶、螺旋压力机等得大的轴向力。
例如：，获用螺旋斜面的增力原理—主要以增力为主，利—传力螺旋：作台等进给机构。
刀架、工的直线运动。
例如：机床度，回转的运动精通常要求具有较高—主要用来传递运动，—传导螺旋：1、传动螺旋它以传递动力为主，要求用较小的转矩产生较大的轴向推力。
一般为间歇工作，工作速度不高，而且通常要求自锁，如千斤顶(图c)，搬动手柄对螺杆加一个转矩，则螺杆旋转并产生很大轴向力推力以举起重物。
左右螺旋提升机构也是一个主要的应用。
2、传导螺旋它以传递运动为主，常要求具有高的运动精度。
一般在较长时间内连续工作，工作速度也较高。
例如用于机床进给机构的传导螺旋，螺杆旋转，推动螺母连同滑板和刀架作直线运动。
机床进给螺旋 带传动用调整螺旋 3、调整螺旋它用以调整并固定零件或部件之间的相对位置。
一般不在工作载荷作用下转动，要求能自锁，有时也要求有很高的精度。
例如用于带传动张紧的调整螺旋。
在调整带的张紧力时，先松开螺栓，旋转调整螺旋，把滑轨上的电动机推到所需的位置，然后再将螺栓拧紧。
按摩擦性质不同分⎪⎩⎪⎨⎧↑↑↓。
润滑。
的高压油实现液体静压静压螺旋：靠外界输入便。
，但结构复杂，加工不滚动螺旋：，但摩擦大加工方便，利于自。
锁滑动螺旋：结构简单，ηηη滑动螺旋 滑动螺旋结构简单，便于制造，易于自锁，应用范围较广。
《机械设计基础》第二次作业答案
《机械设计基础》第二次作业答案第一篇：《机械设计基础》第二次作业答案《机械设计基础》第二次作业一、填空题1、常用间歇运动机构有棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构。
2、在国家标准中，规定普通螺纹的牙型角为60 度，公称直径指的是螺纹的_大径_。
3、螺旋传动是依靠由螺杆和螺母组成螺旋副传递运动.4、螺纹“M12×1.5LH”的含义是_公称直径12mm、螺距1.5mm的单线左旋普通螺纹。
5、普通V带按截面尺寸由小到大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E七种类型。
6、带传动采用张紧轮的目的是提高带的初拉力。
二、选择题1、带传动主要是依靠（B）来传递运动和功率的，（A）带和两轮之间的正压力（B）带和两轮接触面之间的摩擦力（C）带的紧边拉力(D)带的初拉力2、在载荷较大的带传动中，若希望价格便宜些，则应优先选用（B）(A)圆带 B．多楔带 C．V带 D．平带3、带传动中，带轮直径越大，带的弯曲应力就越（B）。
(A)大(B)小4、采用螺纹联接时，若被联接件总厚度较大，且材料较软，在需要经常装拆的情况下宜采用___ B ___。
(A)螺栓联接(B)双头螺柱联接(C)螺钉联接5、属于螺旋传动的是（C）(A)滑板和导轨移动(B)铰链转动(C)螺杆和螺母的相对转动三、判断题1、V带的包角限制在α≥1500。
（X）2、在同样条件下，V带截面尺寸大则传递的功率就小。
（X）3、若被联接件总厚度不厚，在需要经常装拆的情况下宜采用螺栓联接（√）4、机床的丝杆常用梯形螺纹。
（√）5、槽轮机构的槽数z应大于或等于3。
（√）四、计算题1、答题要求：已有答题过程，只要求在划线处填空。
如下图，已知气缸与缸盖的螺栓联接中，根据紧密性要求，缸盖与缸体间采用橡胶垫圈密封，气缸内径D=200mm，气缸工作压力p=1.2Mpa , 若螺栓数目z=10,，螺栓所受拉力F及残余预紧力F0/ =1.8 F。
若螺栓选用30号钢，试确定螺栓直径。
(完整版)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 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。
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1机械设计基础14 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。
机械设计基础第12章螺旋传动
机械设计基础第12章螺旋传动•螺旋传动概述•螺旋传动的工作原理•螺旋传动的类型与结构•螺旋传动的参数设计与计算•螺旋传动的材料、制造与热处理•螺旋传动的润滑与密封•螺旋传动在机械设计中的应用实例目录螺旋传动概述定义与分类定义分类优点结构简单，制造方便，易于自锁。
传动平稳，噪声小，工作可靠。
0102030401应用领域：螺旋传动广泛应用于机床、汽车、工程机械、农业机械等领域。
02应用实例03机床中的进给机构、夹紧机构等。
04汽车中的转向机构、制动机构等。
05工程机械中的升降机构、变幅机构等。
06农业机械中的播种机、收割机等。
螺旋传动的工作原理螺旋副的法向力螺旋副的切向力螺旋副的径向力030201螺旋副的受力分析螺旋传动的运动分析直线运动变速运动旋转运动螺旋传动的效率计算滑动摩擦效率考虑螺旋副间滑动摩擦时的效率，与摩擦系数、法向力和切向力有关。
滚动摩擦效率考虑螺旋副间滚动摩擦时的效率，与滚动体的形状、大小和数量有关。
总效率综合考虑滑动摩擦和滚动摩擦时的效率，是评价螺旋传动性能的重要指标。
螺旋传动的类型与结构010204螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动螺杆回转，螺母作直线运动螺母回转，螺杆作直线运动0301 02 03滚珠循环方式滚珠丝杠副的结构滚珠丝杠副的特点螺旋传动的参数设计与计算螺旋传动的参数选择螺旋角选择螺旋类型选择螺旋角是影响传动效率和自锁性的重要参数，需根据实际需求合理选择。
螺距和导程考虑螺旋副的受力情况，进行弯曲强度、剪切强度和接触强度等方面的计算。
螺旋副的强度计算针对螺旋轴的受力情况，进行弯曲、扭转和疲劳等方面的强度计算。
螺旋轴的强度计算确保轴承和支座能够承受螺旋传动产生的力和矩。
轴承和支座的强度计算螺旋轴的刚度计算考虑螺旋轴在受力时的弯曲和扭转变形，计算其刚度。
螺旋副的刚度计算分析螺旋副在受力时的变形情况，计算其刚度。
系统的刚度计算综合考虑螺旋副、螺旋轴、轴承和支座等部件的刚度，对系统进行整体刚度评估。
机械设计基础课程设计螺旋
机械设计基础课程设计螺旋一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握螺旋传动的原理和分类，理解螺旋副的组成和功能。
2. 学会运用螺旋副的力学性能进行简单机械设计，了解螺旋副在机械设计中的应用。
3. 掌握螺旋副的强度计算和校核方法，能够进行相关的设计计算。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行螺旋副三维建模的能力，提高其空间想象力和创新能力。
2. 培养学生运用力学原理和公式解决实际问题的能力，提高其分析和解决问题的能力。
3. 培养学生团队合作和沟通能力，学会在团队中分工协作，共同完成设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和实际效果的验证。
3. 培养学生关注社会发展，认识到机械设计在国民经济发展中的重要作用。
课程性质：本课程为机械设计基础课程的设计实践环节，旨在巩固和拓展学生的理论知识，提高学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的力学基础和机械设计理论知识，具有一定的空间想象力和动手能力。
教学要求：结合螺旋传动的理论知识，注重实践操作，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动参与，提高其自主学习能力。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使其成为具备创新精神和实践能力的机械设计人才。
通过本课程的学习，将目标分解为具体的学习成果，便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 螺旋传动原理及分类：讲解螺旋副的基本原理、分类和应用场景，结合教材相关章节，使学生了解螺旋副在实际机械设计中的应用。
2. 螺旋副的组成与功能：分析螺旋副的组成部分，阐述其功能，并通过实例讲解其在机械系统中的作用。
3. 螺旋副力学性能分析：讲解螺旋副的力学性能，包括扭矩、传动效率等，结合教材章节，让学生掌握相关计算方法。
4. 螺旋副设计计算：介绍螺旋副的强度计算和校核方法，指导学生运用教材中的公式和实例进行计算。
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。
螺旋传动大作业
螺旋传动设计作业布置－－－大作业（一）大作业的目的1.综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力；2. 综合运用本课程的理论和生产实际知识进行训练，使所学的知识得到进一步的巩固和发展；3. 进行课程作业的方案设计，学会从机器功能的要求出发，合理选择传动机构类型，制定设计方案。
4. 正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济、和安全等问题，培养学生的工程实践能力和创新能力。
5. 使学生练习利用多种资料（如手册、教材、笔记、图册、指导书等）进行设计，学习利用技术文件（图纸及设计说明书）表达设计意图的方法。
（二）大作业的要求1. 图纸部分：（1）绘A2号图纸一张（2）按国家制图标准画图和选用绘图比例（见P8）。
（3）图的位置要适当，并注意标出标题栏和零件明细表（见P8，注意标题栏长度应为180mm，而不是150mm）。
2. 说明书部分：（1）要求文字简练，字体工整，用统一的说明书纸。
（2）内容包括封面(见P239)、目录、原始数据、计算内容、参考文献及其它需要说明的问题。
（3）设计计算部分要求步骤清楚，结论明确，参数要说明理由及根据，并附以必要的简图。
（三）螺旋传动的设计内容及要求1. 设计计算部分：（1）根据原始数据选择螺杆材料，设计螺杆尺寸，要求满足强度、稳定性和自锁条件。
（2）选择螺母材料，设计螺母螺纹尺寸及其它结构尺寸，要求满足螺纹耐磨性及强度要求，以及其它结构尺寸的强度要求。
（3）选择手柄和底座的形式及材料，满足强度要求。
（4）对其它传动部分，如棘轮机构、锥齿轮机构等进行结构尺寸设计。
2. 图纸设计部分：（1）画出装配图。
一般用一个视图，必要时需附以局部视图和辅助视图。
（2）在进行结构设计时，要综合考虑各零件的用途、材料，毛坯制造及加工工艺性、装配工艺性、结构安全、使用方便及零件标准化等实际问题。
《机械设计基础》第九章 螺纹联接和螺旋传动
止动垫片防松
原理：螺钉拧紧后，将双耳止动垫圈 分别向螺母和被联接件的侧面折 弯贴紧，即可将螺钉琐住。 特点：结构简单，使用方便，防松可靠。 串联钢丝防松
原理：用钢丝穿入各螺钉头部的孔内， 将各螺钉串联起来，使其相互制动。 但需注意钢丝的穿入方向。 特点：适用于螺钉组联接，拆卸不便。
机械设计基础
对顶螺母防松 原理：两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始 终受到附加的压力和摩擦力的作用。 特点：结构简单，防松效果好，适用于低速、 平稳和重载的固定装置的联接。 尼龙圈锁紧螺母防松 原理：螺母中嵌有尼龙圈，装配后尼龙圈 内孔被胀大，箍紧螺栓。 特点：尼龙弹性好，与螺纹牙接触紧密， 摩擦大。但不宜用于频繁装拆和高温 场合。 机械设计基础
机械设计基础
弹簧垫圈防松 原理：螺母拧紧后，靠垫圈压平而产生的反 弹力使旋合螺纹间压紧。同时垫圈斜口 的尖端抵住螺母与被联接件的支承面也 有防松作用。 特点：结构简单，使用方便，但在振动冲击 载荷作用下，防松效果较差，用于一般 的联接。 弹性带齿垫圈防松 原理：与弹簧垫圈相似。 特点：分外齿和内齿，无开口，弹力均匀， 比弹簧垫圈防松效果好。但它不宜用于 经常装拆或材料较软的被联接件。 机械设计基础
冲点防松 原理：拧紧螺母后，在内外螺纹 的旋合缝隙处用冲头冲几个 点，使其发生塑性变形，防 止螺母退出。 特点：属破坏性防松，不能重复 装拆，用于一次性联接。 胶接防松 原理：用粘合剂涂于螺纹旋合表 面，拧紧螺母后粘合剂能自 行固化，起到防松效果。 机械设计基础
9.4.3 螺栓组联接结构设计注意事项
机械设计基础
9.2 螺旋副的受力分析、自锁和效率
螺纹联接与螺旋传动都要借助外螺纹和内螺纹组成螺旋副。螺旋副按牙 型不同可分为牙型角α=0（矩形螺纹）和牙型角α≠0两大类。
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 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。
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1机械设计基础14 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。
机械设计基础-螺旋传动
按摩擦副的性质分：
1）滑动螺旋：构造简单、传动比大，承载能力高，加工方便、传动平稳、工作可靠、易于自锁。
2）滚动螺旋传动——摩擦性质为滚动摩擦。滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。按循环方式有：内循环、外循环，滚动螺旋两种。
教学方法：多媒体教学，结合工程实际分组讨论
课程作业或思考题：
1.螺旋传动的类型有哪些？
2.常用的螺旋传动的材料及选用原则？
参考资料或常用网址：韩玉成.机械设计基础.北京.电子工业出版社；庄宿涛.成都.西南交通大学出版社；徐刚涛.北京.高等教育出版社；http//
教学后记：
3）静压螺旋——液体摩擦，靠外部液压系统提高压力油，压力油进入螺杆与螺母螺纹间的油缸，促使螺杆、螺母、螺纹牙间产生压力油膜而分隔开。
7.7.2螺旋传动的结构及材料
1、螺母结构
（1）整体螺母（2）组源自螺母（3）对开螺母2、螺杆结构
3、材料
螺杆材料的选用原则：（1）高精度传动时多选碳素工具钢。（2）需要较高硬度，如50～56HRC时，可采用铬锰合金钢；当需要硬度为35～45HRC时，采用65Mn钢。（3）一般情况下采用45、50钢。
教学重点、难点#
重点：螺旋传动的类型
难点：螺旋传动的结构及材料
教学内容及教学方法：
螺旋传动是利用由螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力的场合。
1、螺旋传动的类型
1）传力螺旋——举重器、千斤顶、加压螺旋。特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁
机械设计基础课程作业(螺旋传动机构)
（3）线数z :一般为便于制造z=1
（4）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s=6mm
机构特性分析（包括运动和传力性能分析）
滑动螺旋传动在产品中的功用：用于联接；用于传动
滑动螺旋传动的特点
（1）降速传动比大
（2）具有增力作用
（3）能自锁γ<φ
（4）运动平稳、无噪声，但低速或微调时可能出现爬行。
（5）效率低、磨损快。
这种传动型式的特点是结构紧凑（所占轴向尺寸取决于螺母高度及行程大小），刚度较大。
（6）当工作行程相同时，它的轴向尺寸几乎可缩为前者的一半，因此适用于工作行程较长的情况。但这种结构需要两个支承，同时要限制螺母转动，结构比较复杂，不利于提高传动精度。
滑动螺旋结ห้องสมุดไป่ตู้简单，便于制造，易于自锁，应用范围较广。但主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%～40%)，磨损快，传动精度低。
详细
设计
机构的零部件结构设计
提交设计作业文件
(3)设计文档，按产品设计文档要求填写设计内容（.doc文件格式）。
产品三维模型图
所用机构的属性
概念
设计
机构类型名称
螺旋传动机构
机构运动简图
机构参数设计计算
这种传动型式的螺母本身起着支承作用，螺杆不需另加轴承，从而简化了结构，消除了螺杆与轴承之间可能产生的轴向窜动，利于提高传动精度。
（1）公称直径：除管螺纹以通管的内径（英寸单位）为公称直径外，其他螺纹的公称直径，均以外螺纹的大径为公称直径（公制单位）D=34mm
机械设计基础课程作业
作业提交日期
机械设计基础第10章螺旋传动
13~18 4~7 7.5~13
0.12~0.15 0.11~0.17
表5-15 滑动螺旋副材料的许用应力
螺旋副材料
[σ]
许用应力/MPa
[σb]
[τ]
螺杆 螺母
钢 青铜 铸铁
[σs]/(3~5)
40~60 45~55
30~40
潘存云教授研制
40
钢
(0.1~0.2)[σ]
0.6 [σ]
注：1) σs 为材料的屈服极限； 2)载荷稳定时，许用应力取大值。
ca
2 3 2
4F
d12
2
2
3
T
d12 /
16
[ ]
MPa
式中，F为螺杆所受的轴向压力（或拉力），T为螺 杆所受的扭矩：
T
F
tan(
）d2 v2
螺杆的强度条件： ca [ ]
对碳素钢, [σ]=50~80 MPa
§10－9 螺旋传动
一、螺旋传动的类型和应用 螺旋传动是利用螺杆和螺母 组成的螺旋副来实现传动的。
作用：回转运动
直线运动，同时传递动力。
螺杆转动，螺母移动 运动形式有： 螺母固定，螺杆转动并移动
传力螺旋 传递动力 按用 传导螺旋 传递运动,要求精度高 类 途分 调整螺旋 调整相对位置
型
滑动螺旋
F-轴向力； d2-螺纹中径； h-螺纹的工作高度; H-螺母高度;
P-螺距; u-螺纹工作圈数；
显然有： u =H / P 校核公式：
许用压强
F
h
F/u 螺杆
d2潘存云教授研制 D2
α
螺母
(2021年整理)05机械设计作业_螺纹连接和螺旋传动
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螺纹连接和螺旋传动1、简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，并说明哪些螺纹适合用于连接,哪些螺纹适合用于传动？哪些螺纹已经标准化？【答】普通螺纹：牙型为等边三角形，牙型角60度，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减小应力集中。
同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙,细牙螺纹升角小，自锁性好，抗剪切强度高，但因牙细不耐磨,容易滑扣。
应用：一般连接多用粗牙螺纹.细牙螺纹常用于细小零件,薄壁管件或受冲击振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用。
矩形螺纹：牙型为正方形,牙型角 0α，传动效率较其它螺纹高，但牙根强度弱，螺旋副=磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。
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设计
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（2）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P=6mm
（3）线数z :一般为便于制造z=1
（4）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s=6mm
机构特性分析（包括运动和传力性能分析）
滑动螺旋传动在产品中的功用：用于联接；用于传动
滑动螺旋传动的特点
（1）降速传动比大
（2）具有增力作用
（3）能自锁γ<φ
（4）运动平稳、无噪声，但低速或微调时可能出现爬行。
（5）效率低、磨损快。
这种传动型式的特点是结构紧凑（所占轴向尺寸取决于螺母高度及行程大小），刚度较大。
（6）当工作行程相同时，它的轴向尺寸几乎可缩为前者的一半，因此适用于工作行程较长的情况。但这种结构需要两个支承，同时要限制螺母转动，结构比较复杂，不利于提高传动精度。
产品三维模型图所用机构的属性概念来自设计机构类型名称
螺旋传动机构
机构运动简图
机构参数设计计算
这种传动型式的螺母本身起着支承作用，螺杆不需另加轴承，从而简化了结构，消除了螺杆与轴承之间可能产生的轴向窜动，利于提高传动精度。
（1）公称直径：除管螺纹以通管的内径（英寸单位）为公称直径外，其他螺纹的公称直径，均以外螺纹的大径为公称直径（公制单位）D=34mm
机械设计基础课程作业
作业提交日期
2013年04月15日
得分
评阅人
作业章节及名称
评分要点
（章节学习要求）
作者
姓名
学号
产品属性
名称
千斤顶
用途
通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。
功能
顶升重物
使用方法
螺旋千斤顶;螺旋千斤顶依靠螺纹自锁来撑住重物，既旋转螺旋
设计产品采用的软件
名称
Solidworks