第九章螺纹连接及螺旋传动
机械设计基础第9章 螺纹连接
ψ
Fa
11
重物下滑过程分析：
ψ
R
当ψ >ρ时
N
v
ρ
滑块在重力作用下会加速下滑
要使其匀速下滑，还要施加少
量的水平力F（F > 0）
F = Fa tan(ψ-ρ）
fN F
ψ
Fa
此时F 由驱动力变为阻力，而Fa由阻力变为驱动力
当ψ ≤ρ时
由于摩擦力过大，重物不能自行下滑，而在斜面上保持静止
要使其下滑需施加反向力， F ≤ 0，此时F 变为驱动力
tan S np d2 d2
ψ
4
二、螺纹的分类
普通螺纹 三角形
粗牙螺纹 一般连接 细牙螺纹 薄壁零件或微调装置
管 螺 纹 管路连接
牙 矩形 型 梯 形 传递运动或传力
锯齿形 (效率高)
牙顶较大圆角，旋合 后无径向间隙，英制
细牙螺纹
5
四种螺纹的牙侧角：
β=0° β=3°
β=15°
β=30°
螺纹旋向： 常用右旋，特殊要求时用左旋
一、螺旋线方向的判定
左(右)手自然展开成掌， 使拇指与螺纹轴线平行，若左 手四个指头的指向与螺纹牙走 向一致，则螺纹为左旋螺纹； 则螺纹为右旋螺纹。(见右图 中左旋螺纹的判定)
二、螺纹轴向力的判定
在螺母固定的情况下，旋动螺杆时，螺杆将沿轴线方 向前进或后退，这说明螺杆受到了一个沿运动方向的作用 力。该作用力方向的判定方法是对左、右旋螺纹分别采用 左、右手定则。具体做法如下：拇指伸直，其余四指握拳， 令四指弯曲方向与螺杆转动方向一致，拇指的指向即是螺 杆前进的方向。
此种现象称为“自锁”，自锁条件是： ψ ≤ρ
12
§9-2 螺纹副受力分析、效率和自锁
高职《机械设计基础》螺纹联接与螺旋传动习题含答案
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。
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。
螺纹联接及螺旋传动讲解
管螺纹（英制） 55°非密封管螺纹
55°
牙型角为55 ，牙顶呈圆弧形。其公称 直径（平均外径）近似为管子的孔径，以英 寸为单位。如果要求连接具有密封性时，需 添加密封物。
55°非密封管螺纹
管螺纹（英制） 55°密封管螺纹（R）
55°
牙型角为55 ，牙顶呈圆弧形。螺纹 分布在1:16的圆锥管壁上。内外螺纹配合 时没有间隙，不用填料也可以保证不渗漏 ，拧紧时可消除制造误差或磨损所产生的 间隙。
也要注意，由于摩擦系数不稳定和加在扳手上的 力有时难以准确控制，也可能使螺栓拧得过紧，甚 至拧断。因此，对于重要的连接通常不宜用小于 M12-M16的螺栓。
螺纹连接的防松
1、防松目的 实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变
等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消 失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作 用，螺纹联接就会松驰而失效。因此，必须进行防松， 否则会影响正常工作，造成事故。
垫片（垫圈）
作业：P162 第1、4题
第二节 螺纹连接的预紧与防松
螺纹连接的预紧
大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧（松螺栓 除外），称之为预紧。
预紧可夹紧被连接件，使连接接合面产生压紧力 ，这个力即为预紧力。
装配时预紧的螺栓联接称为紧螺栓连接
防止联接松脱，增强可靠性
预紧的目的 被联接件接合面具有足够的紧密性
f c F0
r23 r22
r13 r12
对于常用的M10-M64钢制普通粗牙螺纹，拧紧力 矩T与轴向拉力F0可取：
T≈0.2 F0 d 对于一定公称直径的螺栓，当要求的预紧力已知 时，可按照上式确定扳手的拧紧力矩。 控制预紧力的方法很多，如借助测力矩扳手或定 力矩扳手通过拧紧力矩控制预紧力，但精确性较差， 且不适合大型螺栓连接；通过控制拧紧圈数或螺母 转角控制预紧力，精度略高于前者但仍不能高精度 控制预紧力；通过测量预紧前后螺栓的伸长量或测 量应变控制预紧力，适合精确控制预紧力的连接或 大型螺栓连接。
05 机械设计作业参考答案_螺纹连接和螺旋传动
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0=α，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。
梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角为30度，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好。
主要用于传动螺纹。
锯齿型螺纹：牙型为不等腰梯形，工作面的牙侧角3度，非工作面牙侧角30度。
外螺纹牙根有较大的圆角，以减小应力集中，内外螺纹旋合后，大径无间隙便于对中，兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高的特点。
用于单向受力的传动螺纹。
普通螺纹适合用于连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹适合用于传动。
普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经标准化。
2、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处？【答】可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓连接的强度。
3、螺纹联接为何要防松？常见的防松方法有哪些？【答】连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件，并且拧紧后，螺母、螺栓头部等承压面处的摩擦也都有防松作用，因此在承受静载荷和工作温度变化不大时，螺纹连接一般都不会自动松脱。
但在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下，连接有可能松动，甚至松开，造成连接失效，引起机器损坏，甚至导致严重的人身事故等。
所以在设计螺纹连接时，必须考虑防松问题。
螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。
具体的防松装置或方法很多，按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和其它方法，如端面冲点法防松、粘合法防松，防松效果良好，但仅适用于很少拆开或不拆的连接。
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。
螺纹连接和螺旋传动
机械设计
双头螺柱连接
机械设计
其他螺纹连接类型
紧定螺钉连接 地脚螺栓连接 吊环螺栓连接 T型槽螺栓连接
机械设计
紧定螺钉连接
机械设计
紧定螺钉连接
锥端紧定螺钉 平端紧定螺钉
机械设计
地脚螺栓连接
机械设计
吊环螺栓连接
机械设计
吊环螺栓连接
机械设计
T型槽螺栓连接
机械设计
§5－3 螺纹连接的预紧
一、概述
机械设计
普通螺栓联接
机械设计
铰制孔用螺栓联接
机械设计
铰制孔用螺栓联接
机械设计
铰制孔用螺栓联接
机械设计
铰制孔用螺栓联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉联接
机械设计
螺钉连接
机械设计
螺钉连接
螺钉拧入深度H: 钢或青铜 H≈d 铸铁 H=(1.25～1.5)d 铝合金 H=(1.5～2.5)d
机械设计
第5章
§5－0 §5－1 §5－2 §5－3 §5－4 §5－5 §5－6 §5－7 §5－8 §5－9
螺纹连接和螺旋传动
引言 螺纹 螺纹连接的类型及标准连接件 螺纹连接的预紧 螺纹连接的防松 螺纹连接的强度计算 螺栓组连接的设计 螺栓的材料和许用应力 提高螺栓连接强度的措施 螺旋传动
机械设计
螺纹孔深度 钻孔深度
H2
l1
H1
铝合金
H=(1.5～ 2.5)d
H
机械设计
3、紧定螺钉连接
紧定螺钉连接用于固定两个零件的 相对位置并可传递不大的力或转矩。
第九章 连接与传动
哈 尔 滨 工 程 大 学
9.2 活动连接及其应用 9.2.1 杆与固定支点的连接
产 品 设 计 机 械 基 础
活球连接实例
哈 尔 滨 工 程 大 学
9.2.2 滑动连接
滑动连接是两个零件之间可以相互滑动的连接方式。 s =l sin φ
φ
产 品 设 计 机 械 基 础 l
→∞
哈 尔 滨 工 程 大 学
产 品 设 计 机 械 基 础
优点：与滑动轴承相比，减小摩擦，提高效率。
哈 尔 滨 工 程 大 学
（1）向心球轴承
主要承受径向载荷，结构相对简单，摩擦力小，适于高 速，有一定承受轴向载荷能力的场合。 不适合重载。
产 品 设 计 机 械 基 础
哈 尔 滨 工 程 大 学
（2）滚子轴承
此类轴承承载耐力大，耐冲击，刚度大不易产生畸形。 要求安装精度高。
拆装方便 用于盲孔
螺母锁紧抗 冲击
哈 尔 滨 工 程 大 学
9.1.3 销连接
产 品 设 计 机 械 基 础
销连接类型
哈 尔 滨 工 程 大 学
产 品 设 计 机 械 基 础
13
哈 尔 滨 工 程 大 学
四、弹性卡联接
弹性嵌卡联接或称弹性卡联接 零件的某部分具有适当的弹性，可在 变形中嵌入另一零件的相应部位，依靠回弹的力量在该处卡住，实现两个 零件的固定联接。 弹性卡联接结构简单、易装易拆，快速简便，如今由于塑料注塑成型 容易，具有足够的弹性，所以在各种产品中应用愈益广泛。 例9-1 用板片弹簧联接杆形零件
高
8’~16’
能同时承受较大的径向、 轴向联合载荷。因线性 接触，承载能力大，内 外圈可分离，装拆方便， 称对使用。
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。
螺纹连接和螺旋传动【共35张】
螺纹连接和螺旋传动
滚珠螺旋传动的两种循环方式
由螺杆和螺母组成的简单螺旋副，见下图：
螺纹连接和螺旋传动
1.普通螺旋传动的应用形式 普通螺旋传动的应用形式有四种。
螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
2.移动方向的判定
用左、右手螺旋法则来判定，即右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手， 并半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的回转方向，大拇指竖起，分两种 情况：
螺纹连接和螺旋传动
二、常用螺纹的种类、特点和应用
螺纹连接和螺旋传动
三、普通螺纹和管螺纹的标记
1.普通螺纹标记
普通螺纹标记由螺纹代号、螺纹公差带和螺纹旋合长 度代号组成。螺纹代号的标记形式为
粗牙螺纹与细牙螺纹标记注意事项 右旋螺纹与左旋螺纹标记注意事项
螺纹连接和螺旋传动
【普通螺纹代号标记示例】
• M24 ： 表示公称直径为24 mm的粗牙普通螺纹。
（1）若螺杆（或螺母）回转并移动，螺母（或螺杆）不动，即上表 中前两种形式，则大拇指指向即为螺杆（或螺母）的移动方向。
（2）若螺杆（或螺母）原位回转，螺母（或螺杆）移动，即上表中 中后两种形式，则螺母（或螺杆）移动的方向即为大拇指指向的相反方 向。
螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
3.移动的距离 在普通螺旋传动中，螺杆（或螺母）的移动距离与螺纹
螺纹连接和螺旋传动
差动螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动
2.差动螺旋传动的移动距离和方向的确定 （1）若两段螺旋副旋向相同，当螺杆转动时，活动螺母实 际移动的距离为
螺纹连接和螺旋传动
（2）若两段螺纹旋向相反，则活动螺母实际移动的距离为
可见，活动螺母可产生快速移动。
《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。
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。
螺纹连接与螺旋传动教案
螺纹连接与螺旋传动教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解螺纹的种类、特点及应用；（2）掌握螺纹连接的基本原理和方法；（3）掌握螺旋传动的工作原理及特点；（4）学会计算螺纹连接的预紧力。
2. 过程与方法：（1）通过观察实物和图片，认识不同种类的螺纹；（2）通过实验和演示，了解螺纹连接的原理；（3）通过计算和实际操作，掌握螺旋传动的设计方法。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生的观察能力和实践能力；（2）培养学生对机械设计和制造的兴趣；（3）培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。
二、教学内容1. 螺纹的种类及特点（1）公制螺纹、英制螺纹和metric 螺纹（2）三角形螺纹、矩形螺纹和圆弧形螺纹（3）外螺纹和内螺纹2. 螺纹连接的基本原理（1）螺纹的互换性（2）螺纹连接的预紧力（3）螺纹连接的防松措施3. 螺旋传动的工作原理及特点（1）螺旋传动的工作原理（2）螺旋传动的特点（3）螺旋传动的应用范围三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）螺纹的种类及特点；（2）螺纹连接的基本原理和方法；（3）螺旋传动的工作原理及特点。
2. 教学难点：（1）螺纹连接的预紧力计算；（2）螺旋传动的设计方法。
四、教学方法1. 实物观察：让学生通过观察实物和图片，了解不同种类的螺纹；2. 实验演示：通过实验和演示，让学生了解螺纹连接的原理；3. 计算练习：让学生通过计算和实际操作，掌握螺旋传动的设计方法；4. 小组讨论：让学生分组讨论，培养团队协作精神。
五、教学安排1. 课时：45分钟2. 教学准备：实物、图片、实验设备、计算工具（1）导入：介绍螺纹连接与螺旋传动在工程中的应用；（2）新课：讲解螺纹的种类及特点，螺纹连接的基本原理和方法，螺旋传动的工作原理及特点；（3）实践操作：进行螺纹连接实验，观察螺旋传动现象；（4）课堂练习：让学生计算螺纹连接的预紧力，设计螺旋传动；（5）总结：回顾本节课所学内容，强调重点和难点；（6）作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
第九章 螺旋连接与传动 复习题
第九章螺旋传动一、填空1．根据螺纹的牙型可分为：管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿型螺蚊。
2．根据螺旋线绕行方向可分为：左旋、右旋。
3．导程（S）与螺纹线数（n）及螺距（P）关系为： S=np 。
4．螺纹升角（λ）与螺纹线数（n）、螺距（P）、中径（d2）的关系为： tan（）=np/pai*d 。
5．三角形螺纹其牙型角α= 60 、梯形螺纹其牙型角α= 30 、矩形螺纹其牙型角α= 0 。
6．螺旋副自锁的条件是_螺旋升角<=接触表面间的摩擦角__。
二、判断题：1.螺纹的螺距和导程相等。
F2.一对互相旋合的螺纹旋向应相反。
T3.三角形螺纹自锁性最好。
T4.细牙螺纹比粗牙螺纹自锁性好。
T三、选择题：1．矩形螺纹的螺纹升角为λ，摩擦角为ρ，则矩形螺纹自锁的条件为 B 。
A.λ≥ρB.λ≤ρC.λ=ρ D．λ≠ρ2．非矩形螺纹的螺纹升角为λ，当量摩擦角为ρv，则此螺纹自锁的条件为 B 。
A.λ≥ρvB.λ≤ρvC.λ=ρv D ．λ≠ρv3．在三角形、梯形、锯齿型、矩形螺纹中，下列说法正确的是 A C 。
A.传动效率最高的是矩形螺纹B.传动效率最低的是矩形螺纹C.自锁性能最好的是三角开螺纹D ．自锁性能最好的是梯形螺纹4．紧螺栓连接在按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增加到原来的1.3倍，这是考虑到________D_______的影响。
A 螺纹的应力集中B 载荷变化与冲击C 安全因素D 扭转切应力的作用9．当螺纹的公称直径、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____。
A ．好B ．差C ．相同D ．不一定10．在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是_C___。
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四、回答问题1、说明螺纹连接的基本类型及应用。
2、三角带传动中，为什么要验算下列几项：（1）s m s m /25/5≤≤ν（2）o 1201≥α（3）min 1d d d d3、螺纹联接为什么要防松？螺纹联接防松方法有哪几种？试各举出一例4、 为什么联接多用三角形螺纹？5、 为什么传动多用梯形螺纹？。
螺纹连接和螺旋传动
S
P P
S =P
S = 2P
单线螺纹 连接螺纹
双线螺纹 传动螺纹
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按母体形状分
圆柱螺纹
圆锥螺纹
管螺纹
16
3、 主要参数
d1 • 大径d、D：最大直径—公称直径 • 小径d1：外螺纹的最小直径 —强度直径 D, d • 中径d2、D2：假想直径，牙型沟槽宽与牙 的宽度相等 • 螺距P：相邻两牙轴向距离 • 导程S：同一条螺纹线的相邻两牙间的轴 向距离，S = nP • 升角 ：螺纹与其轴线的垂直平面所成的 夹角 • 牙型角a ：螺纹两侧边的夹角 • 牙侧角β：螺纹一侧边与螺纹轴线垂线间 的夹角
16、若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，则可
17、在螺栓、螺钉和双头螺柱联接中，被联接件的光孔直径为什么比螺纹外径大？
可以降低孔的加工精度要求；安装方便；可避免在装拆时碰坏螺栓的螺纹。 18、铰制孔螺栓的螺纹外径为什么比无螺纹部分的直径小？ 为了确保无螺纹部分承受横向载荷，且可避免损坏螺栓螺纹和铰制孔。
55
13.如下图所示，a、b、c三种螺纹联接，依次为____联接。
（1）螺栓、螺柱、螺钉（2）螺钉、螺柱、螺栓 （3）螺柱、螺钉、螺栓 （4）螺栓、螺钉、螺柱 （5）螺钉、螺柱、螺栓 （6）螺柱、螺栓、螺钉
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14. 为什么大多数螺纹连接都要拧紧？拧紧力矩要克服哪些力矩？ 答：为提高联接刚性、紧密性和防松能力以及提高螺栓在变载荷下的疲劳强度，因此 大多数螺纹联接都要拧紧。 拧紧力矩要克服螺纹副力矩和螺母底面的摩擦阻力矩。 15、在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制做沉头座或 凸台其目的是 。 A、避免螺栓受附加弯曲应力作用 C、为安置防松装置 A、在被联接件间加橡胶垫片 C、采用精制螺栓 B、便于安装 D、为避免螺栓受拉力过大 。 B、增大螺栓长度 D、加防松装置
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4.按螺纹在圆柱体的位置分 外螺纹和内螺纹
螺纹连接件实物
四、几种常用螺纹的特点和应用
❖1.三角形螺纹（普通螺纹）
牙型角α=600，牙型斜角β=300；
有多种螺距，其中螺距最大的为粗牙螺纹,其余为 细牙螺纹。后者常用 于细小零件、薄壁管 件或受冲击、振动和 变载荷的联接中；
圆柱管螺纹常见有三类，非螺纹密封的内外管螺纹和螺纹密封的圆柱内管螺纹，螺 纹特征代号分别是 G和R P； 螺纹密封的圆锥内和圆锥外管螺纹特征代号分别是 R C 和 R。注意以下两点： (1)管螺纹的尺寸为管子孔径的近似值，而不是管子外径。 (2)管螺纹是每英寸有多少个牙表示牙型的粗细，换算后螺距为小数，如G1“的管螺 纹沿轴线上有11个牙，其螺距为25.4除以11为2.309.
第9章 螺纹联接 和螺旋传动
第9章 螺纹联接和螺旋传动
9.1 概述 9.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 9.3 螺纹连接的基本类型及其预紧和防松 9.4 螺栓连接的强度计算 9.5 螺纹连接件的材料和许用应力 9.6 提高螺纹连接强度的措施 9.7 螺旋传动
9.1 概述
动联接
与动力
静联接
(运动副)
三角形螺纹当量 摩擦系数大，自锁 性好，牙根强度高， 广泛应用于各种紧 固联接。
❖普通螺纹系列标准
GB/T 192-2003 《普通螺纹 基本牙型 》 GB/T 193-2003 《普通螺纹 直径与螺距系列 》 GB/T 196-2003 《普通螺纹 基本尺寸 》 GB/T 197-2003 《普通螺纹 公差》 GB/T 2516-2003 《普通螺纹 极限偏差 》 GB/T 9144-2003 《普通螺纹 优选系列 》 GB/T 1414-2003 《普通螺纹 管路系列 》 GB/T 9145-2003 《普通螺纹 中等精度、优选系列 的极限尺寸 》
（2）小径d1： 外螺纹牙底（或内螺纹牙顶）所在圆柱面直径。
（3）中径d2 ： 轴向剖面上牙厚
与牙间宽相等处的假 想圆柱面直径。
d2≈0.5(d+d1)
2.螺距、导程和线数 （1）螺距P： 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 （2）导程S： 同一螺旋线上相邻两牙对应两点间的轴向距离。 （3）线数n： 螺纹的螺旋线数目，为便于制造，一般n≤4。
❖3.梯形螺纹 牙型为等腰梯形，牙型角α=300。 内外螺纹以锥面贴紧不易松动。工艺性好，牙根强 度高，对中性好，传动效率低于矩形螺纹 。
广泛应用于螺旋传动，如机床丝杠，螺旋举重器等。
❖梯形螺纹国家标准 GB/T 5796.1-2005 《梯形螺纹 第1部分:牙型 》 GB/T 5796.2-2005 《梯形螺纹 第2部分:直径与螺 距系列 》 GB/T 5796.3-2005 《梯形螺纹 第3部分:基本尺寸 》 GB/T 5796.4-2005 《梯形螺纹 第4部分:公差 》
GB/T 9146-2003 《普通螺纹 粗糙精度、优选系 列的极限尺寸 》
GB/T 192-2003 基本牙型
普通螺纹的标注
（1） 螺纹代号 螺纹特征代号 M 公称直径X螺距 旋向 粗牙普通螺纹的螺纹代号用牙型代号“ M”及“公称直径”表 示；细牙普通螺纹的螺纹代号用牙型代号“M”及“公称直径X 螺距”表示。当螺纹为左旋时，在螺纹代号后加“LH”字。 （2）螺纹公差带代号包括中径公差带代号与顶径公差带代号。 螺纹公差带代号由表示其大小的公差等级数字和基本偏差字母 组成。如 6H、6g等。中径公差带代号与顶径公差带代号不相 同则要分别标注，如M20-5g6g；若两者相同，则只标注一个 代号，如M20-6g。 （3）螺纹旋合长度代号 按短 (S) 、中(N) 、长(L)有三组旋合长度。在一般情况下，不 标注旋合长度，按中等旋合长度（N）来确定；必要时加注旋 合长度代号S或L。如M20-6H-S，M20-5g6g-L。
1.按螺纹在轴向剖面内的形状分为
矩形螺纹 三角形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹
2.按螺旋线绕行的方向分为
右旋螺纹
常用右旋螺纹； 特殊需 要时，用左旋螺纹,如煤气罐 减压阀与罐体的螺纹连接； 自行车左踏板轴与拐杆的螺 纹连接等。
左旋螺纹
3. 按螺纹的线数分为 单线螺纹（多用于连接） 双线螺纹（180度）
螺距P、导程S、 线数n之间关系：
S = nP
3.螺旋升角ψ 螺纹中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺纹
轴线的平面的夹角。
arctan(
S
/d 2
)
arctan
nP
d 2
4.牙型角α和牙型斜角β
（1）牙型角α：轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角。 （2）牙型斜角β：螺纹牙侧边与轴线垂直平面的夹角。
三、螺纹的类型
GB/T 7306.2-2000 《55°密封管螺纹 第2部分: 圆锥内螺纹与圆锥外螺纹 》
管螺纹的标注
管螺纹的标注格式： 螺纹特征代号 尺寸代号 公差等级 旋向。 管螺纹的螺纹特征代号在前面已经介绍，尺寸代号为英寸单位； 对非螺纹密封的外管螺纹可标注公差等级，公差等级有A，B两 种，其它管螺纹的公差等级只有一种，可省略标注；旋向代号 中，若为右旋可不标注，若为左旋，用“-LH”来注明。 [例]G1 1/2“ — LH 表示用于非螺纹密封的圆柱管螺纹，尺寸代 号为1 1/2 英寸，为左旋。 R1 1/2“ — LH表示用于螺纹密封的 左旋圆锥外管螺纹，尺寸代号为1 1/2 英寸。
源组合
零件
构件
机构
机器
静 可拆联接：螺纹联接、键联接、销联接等 联 联 接 不可拆联接：铆接、焊接、胶接等 接
动联接——运动副
问题的提出： 螺纹？？？
一、螺纹的形成
平面图形沿螺旋线纹直径 （1）大径d（一般为公称直径）： 外螺纹牙顶（或内螺纹牙底）所在圆柱面直径。
❖2.管螺纹
以管子的内径（英寸）表示尺寸代号；以每英寸内 的牙数表示螺距；牙型角α= 550；
分为非螺纹密封的管螺纹和用螺纹密封的管螺纹。 后者螺纹分布在锥度为1：16的圆锥管壁上；
适用于管接头、旋塞、阀门及其它附件。
非螺纹密封的管螺纹
用螺纹密封的管螺纹
❖管螺纹国家标准
GB/T 12716-2002 《60°密封管螺纹 》 GB/T 7307-2001 《55°非密封管螺纹 》 GB/T 7306.1-2000 《55°密封管螺纹 第1部分:圆 柱内螺纹与圆锥外螺纹 》