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

2.螺纹连结的预紧与防松

3.单个螺栓连结的强度计算2

4.螺栓组连结的构造设计和受力剖析2

5.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

2

7.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。

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第7章第1讲

知识点教课手段

1.1）螺纹的种类模型

2）主要参数

课件（螺纹的牙型、旋向、主要参数、线数、

3）应用螺栓连结、扳手力矩、防松装置）

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。

（2）螺距P和导程Ph的观点必定要搞清，Ph=n·P

（3）螺栓连结可分为一般螺栓连结和铰制孔用螺栓连结两种，需认识这两种连结的特色与

应用。

2.7.2螺纹连结的预紧与防松

认识防松装置的防松原理及常用种类，要点认识利用摩擦防松的方法和特色。

二、解说程序设计

第一提出连结的分类，而后以雷锋同志的名言：“起到一个小小的螺丝钉作用”为指引，说明

螺栓的作用，惹起学生的重视，增强求知欲念。而后提出螺纹种类、主要参数、螺纹连结的基

本种类、连结的预紧，防松，这些内容是螺栓连结设计的基础。

解说教课设计编写以下所述。

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第1讲教课设计

说

什么叫连结，就是将被连结件经过连结件将它们连结起来，再以平时生活中所碰到例子，明什

么叫连结，连结可分为可拆连结与不可以拆连结两种，螺纹连结是利用螺纹部件构成的可拆连结。

雷锋同志有句名言“起到一个小小螺钉作用”，有着高深的科学依照，充足说了然螺钉在人

类社会中作用与地位。

第7章螺纹连结与螺旋传动

7.1螺纹连结的基本知识

螺纹的种类

放课件，对着课件（牙型）说明以下几点：

依据母体形状可分为,,。

依据牙型可分为,,。

依据螺旋线的旋向可分为左、右旋，一般为右旋，这时能够在黑板上徒手作图（图7—1），

说明左右旋判断方法如何测定。

取一螺杆，轴线与人们平行，看到圆柱面上

螺纹，如螺纹上涨方向为由左到右，则为右旋，

反之为左旋，也可用左右手定章来决定之。

依据螺线的数目，可分为,,。

依据用途可分为,,。

螺纹、螺栓均已标准化，标准代号为图

一般螺纹——Md×P—精度等级。

梯形螺纹——Trd×P—精度等级。

螺栓——Md×L—GB××—××。

螺纹的主要参数图7—1螺纹旋向的判断

放课件（主要参数），说明几个主要参数，要点议论大径d，为标准值、螺距与导程关系，

升角λ（在不一样圆柱上睁开，得出λ值也不一样）。

常用螺纹的特色及应用

可作一般介绍，但要突出一点：

连结用螺纹要求为一般螺纹，单线，λ角小，有自锁性。

传动用螺纹要求为梯形螺纹，多线，传动效率高，不自锁。

螺纹连结的基本种类

有四种基本种类：螺栓连结、双头螺栓连结、螺钉连结、紧定螺钉连结。螺栓连结又可分为

一般螺栓连结和铰制孔用螺栓连结，在解说时最好能在黑板上徒手作出螺栓螺接图，说明其特色。

7.2螺纹连结的预紧与防松

螺纹连结的预紧

螺纹连结一般说来一定要拧紧，其目的为增强连结的刚性、密切性及提升防松能力，拧紧后

被连结件遇到压缩，螺栓遇到拉伸，这拉力是在螺栓还没有遇到工作载荷从前就有这拉力的作用，

此力称为预紧力F0，课件（扳手力矩）演示一下，F0大小就决定了螺母的拧紧程度。

放课件（图7.10所示），预紧时，扳手力矩T一定战胜螺纹付中的摩擦力T1和螺母与被连

接件支承面间的摩擦力矩T2。

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T=T1+T2(7.2)

作为连结用的螺纹，知足自锁条件，从理论上说，连结好后，是不会自行松脱的，本质上会

松脱，其原由有二个，一定采纳防松装置。

螺纹连结的防松

解决防松问题的方法为防备螺纹副的相对转动的发生，防松方法按其工作原理可有四大类。

放课件（防松装置），表7.3所列，最后将现场所产生状况加以说明。

1）一般连结中，对F0大小无多大体求，只需按经验、以标准规格采纳连结件，采纳相应扳

手大小，拧紧就行，决不可以擅自加长扳手长度来拧紧螺母。

2）对重要的连结、预紧力需控制的场合时，一定标明出预紧力F0值，用图7.11所示的测

力矩扳手拧紧之。

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第7章第2讲

知识点教课手段

1）受拉螺栓连结课件（轴向静载荷的紧螺栓连结）

2）受剪切螺栓连结

一、授课时注意几点

机器中主假如应用成组螺栓连结，但要议论成组的问题，那么必定要先掌握单个螺栓连结的

设计计算问题。所以单个螺栓的直径计算是整个螺栓设计的基础。连结蒙受载荷一般有两种形式：

轴向力或横向力，则其螺栓设计时计算准则也就不一样。经强度计算可确立出螺纹小径d1，而后

依照标准选定螺纹的公称直径（大径）d等。在授课时有几个问题需加以深入理解。

1）深入理解强度计算公式中1.3倍的物理意义。

2）蒙受轴向静载荷的紧螺栓连结的载荷一变形关系要能看懂、掌握。依据式(7.8)、式(7.11)

能剖析得出如何来正确地采纳垫片。

3）剪切和挤压强度公式中各量如何来正确取值。

二、解说程序设计

依据螺栓连结的工作状况、螺栓的受力可有两种状况：

1）受拉螺栓，构成一般螺栓连结。

2）受剪螺栓，构成铰制孔用螺栓连结

故本讲应分为这两部分内容来解说，解说教课设计编写以下所述。

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第2讲教课设计

单个螺栓连结计算什么？

被连结件：它由部件设计决定，不是本课所能解决的。

连结件计算：关于螺栓，要计算出d，长度由构造来决定，螺栓构造型式由工作条件确立，其强

度是没有问题的。

所以本讲是依据螺栓不一样的工作状况，得出不一样的无效形式与计算标准则，获取各样不一样

强度计算公式。

7.3单个螺栓连结的强度计算

受拉螺栓连结

强度计算的对象为螺栓，从工程力学可知，只需找出螺栓上的危险截面便可进行强度计算，

这类连结、螺栓上蒙受拉力，在静载荷下，主要无效形式为塑性变形与断裂。为计算简化，危险

截面取螺纹内径截面。

1.松螺栓连结

在装置时，不用拧紧，在蒙受工作载荷前，连结不遇到力的作用，这类连结称为松螺栓连结，

图7.12所示为起重吊钩，最好能在黑板上徒手作图，而后再加上工件载荷F，列出强度公式（7.3），得

出设计公式为

4F

d1≥(7.4)

[]

2.紧螺栓连结

它在工作前已早先拧紧，所以，这类连结能蒙受静载荷，又能蒙受变载荷。

（1）只受预紧力的紧螺栓连结

受载前，需预紧，预紧时螺栓危险截面上遇到预紧力F0及螺纹副间摩擦力矩T1的联合作用，

处于拉伸与扭转复合应力状态。

因为F0存在，产生拉伸变形和相应的拉应力ζ；由此T1存在，产生扭转变形和相应的剪应

力η，依据第四强度理论可求出当量应力ζe值为

ζe=1.3ζ

所以，螺栓螺纹部分的设计公式为

41.3F

0

d

1≥[](7.6)

可见出，F、F为外载荷，[ζ]为许用应力，关于不一样工作状况

比较式（7.4）与式(7.6)下[ζ]

值是不一样的。二式中相差一0

个1.3倍。也就是紧连结上当算应力比松连结中应力ζ大1.3倍，所

以我们可不用考虑应力合成问题，看作松连结来考虑，只需把计算中纯拉伸应力值加大1.3倍就

能够了。

（2）受横向外载荷的紧螺栓连结

作徒手图7.13，说明一下工作状况，什么叫横向载荷，这类连结所受的外载荷FR的方向与

螺栓的轴线相垂直的，称为横向载荷。这类连结为一般螺栓连结，拧紧后，螺栓上遇到预紧力

F0为拉力。被连结件就压紧。现蒙受FR后，在接合面间会产生一种滑移趋向，那么在接合面间

就产生一个摩擦力·fF0，所以，要保持的连结的靠谱、密切性，则连结就不可以产生滑

移。

连结不滑移的条件为F0·≥fFR

当f=0.15，Kf=1.1，可得出F0≥7FR。这样螺栓和强度条件为

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1.3F[]

0

d

42

1

由此式可求出d1，查标准得出d，标明标准代号。

议论：1）从F0≥7FR式中，可看出一个问题，当蒙受一个FR横向载荷时，为保持连结不发

生滑移，这时螺栓上所要蒙受的预紧力F0一定要大于≥7FR，这样使设计出螺栓尺寸很大，粗笨，

不经济。所以，在现场，当蒙受横向载荷时，尽量不用一般螺栓连结，而采纳图7.19构造型式。

2）若有几个接合面，则

f·F0·m≥Kf·FR

（3）蒙受轴向静载荷的紧螺栓连结

图7.14所示为气缸端盖螺栓组，缸内气压为p，每一螺栓上就蒙受了轴向工作载荷，那么

端盖能密封住气压，而不漏气，这螺栓d=?

1

播放课件（轴向静载荷的紧螺栓连结），察看图7.15a),b),c),d)工作状况，并议论在轴向

载荷作用下，螺栓上蒙受什么力。在议论前先作一个假定：所有部件资料都听从于胡克定律，而

部件上应力没有超出比率极限，也就是各部件中的力与变形成正比。

接下来最好能徒手作图7.15，先作图a)，解说一下工作状况，再作b),,,。板书部署如

图7—2所示。

图7—2说明：

图a，为开始拧紧的状况，即螺母恰巧拧到与被连结件相接触，也就是连结中未遇到力的作

用，此时螺栓、螺母与被连结件均保持其本来尺寸，未变形。

图b，再将螺母持续拧紧，螺栓上遇到预紧力F0及螺纹副中摩擦力矩T，在F0作用下，螺

1

栓要伸长，伸长量为δ1，δ1=F0/c1，c1为螺栓刚度，而被连结件遇到压力，这压力一定与拉力

相等，也为F0，这样被连结缩短量为δ2，δ2=F0/c2，c2为被连结件刚度。

图c，螺栓蒙受工作载荷F（拉力），则螺栓所受的拉力就要增添，由本来的F变为总拉力F，

拉力增量为F—F，产生了附带拉伸变形量为0Σ

0δ，总伸长量为δ+δ，载荷为F。被连结

Σ111Σ

件就随之放松了，由本来F→F′，预紧力就减小了，成为F′，这时被连结上的压力称为剩余预

000

紧力F′，压力减量为F—F′，产生压减少许为δ，所以，这时总的压缩量为δ+δ，称为

222

000

剩余变形，与它相对应的压力为F0′，称为剩余预紧力。

依据变形协调条件可得出

Δδ=δ

12

螺栓附带拉长了Δδ，那么被连结件一定会放松了这些Δδ。

12

这里也可问一放学生，假如工作载荷为压力，状况将会如何？

依据均衡条件可得出

FΣ=F0′+F（7.8）

螺栓的强度条件为

1.3F

[]

d

42

1

此后式可求出d1，查标准得出d，写出标准代号，接下来再议论几点：

1）在一般状况下，螺栓上作用的总拉力不等于外载荷加上预紧力，而为F+F′。

0

2）经推导，可得出下式

FF(1k)F

00c

FFkF

0c

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c1

kc,ck称为螺栓的相对刚度系数。

cc

12

3）kc值详细数值在教材中列出。在连结中，采纳何种性质的垫片，一定依据螺栓受载大小

而定，不然会使螺栓强度不够而无效。下面分为两种状况说明之。

（1）当c2>>c1时，即被连结件刚度很大，就是使用刚性垫片，或不用垫片。这时kc→0，

使螺栓上的总拉力ΣF→F，而F′+F这就是我们在现场常有到的状况，为何都采纳刚性垫

00=F0

片的理论依照。

（2）当c2<<c1时，即为使用弹性垫片（如橡皮等），这里要提示同学弹性垫片不是弹簧垫片，

它也是刚性的，这时k→1，螺栓上总拉力值ΣF来计算的，

c=F0+F。假如设计时，螺栓直径是按F0

当垫片选错后，本来该用刚性的，为了增添密封性，误想将垫片改为橡皮制的垫片，其结果反而

使螺栓上蒙受的载荷（总拉力）大为增添，螺栓强度不够，会产生断裂等问题。

这里又要指出一点，弹簧垫片虽为刚性垫片，装置时一定压平，不然会造成不良结果，产生

偏爱载荷，影响螺栓强度。

受剪切螺栓连结

徒手作一个图7.16为铰制孔用螺栓连结。受横向载荷时，螺栓在连结接合面处受剪，并与被

连结件孔壁相互挤压。所以无效形式有两种：剪断、拉杆或孔壁被挤压坏。从而可得出剪切强度

条件式（7.13），挤压强度条件式（7.14）。

这类连结、预紧力便可很小，只需不使螺栓掉下来就行了，一般不用进行螺纹的强度计算。

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黑板板书

（示范）

注意：板书中所注的文字，一定为边解说，边注上。

图

（a）开始拧紧（b）拧紧后（c）受工作载荷F时（d）工作载荷过大时

未拧紧拧紧加载F

无力的作用，各部件螺栓上遇到F0及T1作用螺栓：拉力↑，F0↑→FΣ

保持本来尺寸螺栓（拉）F0→δ1FΣ—F0=拉力增量

被连结件（压）F→δ→相应伸长量δ

021

总伸长量为δ+δ

11

载荷为FΣ

被连结件：放松些

↓→F′预紧力↓

F

00

压力减量为F0—F0′

→压缩变形减少许δ

2

总压缩量为δ—Δδ

22

称为剩余变形

F0′为剩余预紧力

依据变形协调条件可得出

δ=

1δ2

图7—2“螺栓的受力与变形”的板书部署（示范）

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第7章第3讲

知识点教课手段

1）螺栓组连结的构造设计课件（联合面形状、气缸盖、螺栓连结、倾翻

2）螺栓组连结的受力剖析力矩M的螺栓连结）

（1）受轴向载荷的螺栓组连结

（2）受倾翻力矩M的螺栓组连结

一、解说时注意几点

1）螺栓组连结的构造设计是一个十分重要的问题，而学生倒是知识困穷，难以设计出合理

正确的构造，一定应用现有的实物，模型来解说节的构造设计的原则。

2）在受力剖析时所作的假定、简化是一定的，如何应用，这是一个难点，学生一定掌握。

3）取底板为单元体时，一定掌握，这些力为作用在底板上的力，不可以搞混了。

4）以经济角度考虑，螺栓组中螺栓大小、资料等均取一致的。

二、解说程序设计

设计螺栓组连结时，第一要确立螺栓组连结的构造，即设计被连结件接合面的构造、形状，

选定螺栓的数目和部署形式，确立螺栓连结的构造尺寸等。而后对螺栓连结的二种基本载荷状况

进行受力剖析（教材中为四种基本载荷状况），找出受力最大的螺栓，并求出所蒙受的载荷，再应

用单个螺栓连结的强度计算方法进行螺栓的设计与校核，最后介绍一个在现场如何进行设计

的，故本讲应分为两部分来解说，详细教课设计编写以下所述。

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第3讲教课设计

7.4螺栓组连结的构造设计和受力剖析

螺栓组连结的构造设计

应用实物、模型进行构造设计教课，放课件（联合形状）。

构造设计原则：在确立接合面形状与螺栓的部署时，要使得各个螺栓受力较为均匀，便于制

造与装置。

教材中介绍了构造设计的五个原则。

螺栓组连结的受力剖析

为了简化受力剖析，一定作以下５个假说。

１）在载荷作用时，接合处仍旧保持着平面接触。

２）组内各螺栓及接合面作对称散布，拥有共同的对称轴线。

３）各螺栓的资料及直径、长度均相同，预紧力相同。

４）被连结件为刚体，也就是变形发生在连结件上。

５）螺栓的应变没有高出弹性范围。

１.受轴向载荷的螺栓组连结

放课件（气缸盖），如图7.26所示为气缸盖螺栓连结，气缸中有压强为p，压力的协力必然为它

的作用线平行于螺栓组轴线，并经过螺栓的对称中心。

各螺栓为均匀受载，则各个螺栓所受的轴向工作载荷为Ｆ，是拉力。

FQ

Fz为螺栓组螺栓数目

z

F，F＝Ｆ，Ｆ＝F′＋Ｆ，F′值可查教材得出。螺栓的强度条件为

螺栓的总拉力为

ΣΣ0000

1.3F

[

d]

12

螺栓的直径便可此后式中求出，d1→d，标准代号。

2.受倾翻力矩Ｍ的螺栓组连结

放课件，并徒手作一图7.27，为一般螺栓连结，用实物联合图形作一螺栓连结的工作状况说

明。在Ｍ作用下，左边处螺栓蒙受拉力增添，接合处压力减少，右边处螺栓蒙受拉力减少，而接

合处压力增大。作用着一个Ｍ，Ｍ作用在经过x—y

线，并⊥于底板接合面的对称平面内。

蒙受载荷前，螺栓组一定预紧，预紧力为Ｆ0

Ｍ作用下，则底板有绕对称轴线Ｏ－Ｏ向右翻

转的趋向，依据假说１）与４），接合面仍是保持

一平面，底板为刚体，这个翻转的趋向就会造成右

侧螺栓又遇到拉力，使左边螺栓接合面上所蒙受的图

压缩力减小；右边螺栓接合面处压缩就会进一步减

小，螺栓蒙受的轴向拉力相应地会减小，放松些。

依据假说３）、４）各螺栓的刚度相同、变形

发生在螺栓上，所以在Ｍ作用下，各螺栓的拉伸变形

量与此中心线至螺栓组对称轴线的距离成正比。依据

假说５）便可得出螺栓所受的轴向工作载荷Ｆ也是与图7.27受翻转力矩的螺栓组

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此中心线至螺栓组对称轴线Ｏ－Ｏ的距离成正比。

采纳红色粉笔，在图7.27上加上Ｆ、Ｆ,这些力为作用在螺栓上的力。得出式（7.17）。

１２

F

FF

12lmax①

ll

12max

依据作用与反作用定律，可求出螺栓作用在底板上的力，为F′、F′,,。那么作用在底板上

１２

外力为Ｍ、F′、F′、,,。

１２

取底板的力矩均衡条件可得出

MFlFllFFlFl

112233nnci②

FF

依据ii，联立①②式可得出

l2

Mni

Fmax

l

i1max

值为

作用在螺栓上最大轴向工作载荷Ｆmax

FMl

max

max

n

l

i2

i1

求出Ｆmax后，便可求出作用在螺栓上总拉力FΣ

FΣ＝Ｆ0＋kcFmax

其余螺栓的受力大小不用求了。依据假说３）取相同值。剖析到此，能否螺栓组设计已结束，

不对，还有，这螺栓组连结除了螺栓要知足强度要求之外，还要保证左边的接合面不该出现空隙，

右边的接合面不发生压溃现象。

图７－３所示为作用于底板上压强。

校核：左边接合面不出现空隙，即压强>0

zF0M

图

pmin0

A

W

右边接合面不发生压溃破坏，即

M

zF0

pmax[]

Ap

W

式中Ｗ为接合面的抗弯截面系数；Ａ为有

效接触面积（扣去螺孔的面积）；z为螺栓数；[ζp]图７－３作用于底板上压强

为同意挤压应力，表7.6查出。

最后说明几句：教材中介绍四种典型螺栓组受载状况，授课中只介绍两种，它们拥有代表性，

本质构造中可能不是典型状况，想法简化为等效的四种典型载荷的某种组合来研究。

螺栓组连结设计

现场如何来进行螺栓组连设计，可告诉大家，一般不进行螺栓计算，采纳便可。

关于成熟或不太重要的连结，可采纳类比法来设计，即只对连结作构造设计，而对螺栓大小只作

采纳不进行设计计算。

关于重要的连结，才进行螺栓组连结的设计计算。

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第７章第４讲

知识点教课手段

１．1）常用资料模型

2）许用应力课件（凸台与沉头座、斜面垫圈、改良螺栓牙

2.提升螺栓连结强度的举措间载荷散布、柔性螺栓、螺旋传动、千斤顶、

3.1）螺旋传动的种类转动螺旋）

2）构造及资料

3.1）分类、特色、应用

2）代号

一、解说时注意几点

1）在解说7.5节时要突出试算法的观点。在查表7.8、表7.9时会发现，当螺栓直径大小未

知时，S值难以选用，所以一定要先假定所用螺栓的直径，查得S值，而后计算[ζ]，并计算出

螺栓直径。若计算结果与本来假定不符，一定从头假定直径，再作计算，当计算偏差小于试算值

的5%时，则认为假定适合，这类方法称为试算法，是工程中常用的一种设计方法。

2）其余各节只作一般认识，应用课件播放，能够自学解决。

二、解说程序设计

按教材中章节次序进行一般性解说，看一下课件，简单地作一说明。自学，故教课设计也能

够简单编写，在此不作论述。

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第7章第5讲

讲堂议论题目：螺栓连结的受力剖析

支座底板螺栓组连结以下图。外力FR作用在包含x轴且垂直于底板的接合面平面内，试剖析底

板螺栓组连结的受力状况，并判断哪个螺栓受力最大？保证连结安全工作的必需条件有哪些？

图

议论题7.1图底板螺栓组连结

议论目的：

以受力剖析为要点，也就是学生们如何应用已学过的力学知识（如资料力学等），联合本章

所学的知识去解决本质工程问题，使得学生初步领会到工程问题的复杂性，增添对本课程的求知欲，

为此后学习打下必定基础。

议论方法：

（1）早先部署题目，每位学生一定课前作好讲话准备。在议论前，老师一定做一检查。

（2）由老师作为主持人，学生们各自论述解题的思路与方法。

（3）老师抓住处发现的问题，特别是力的平移、连结无效形式等进行要点议论，想法做

到畅所欲言，引成争鸣场面，活跃学术氛围。

（4）老师总结。

（5）课后应将本题作为习题达成之。

（6）本次议论需2节课。

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机械设计基础螺纹连接与螺旋传动(教案)

第8章带传动

一、教课要求

1）认识带传动的种类、工作原理、特色及应用。

2）认识一般V带、窄V带和带轮的构造及标准

3）掌握带传动工作能力剖析基本理论。

（1）带传动受力剖析

（2）带传动应力剖析

（3）带传动的弹性滑动与打滑

4）掌握V带传动的设计方法及步骤。

（1）带传动的无效形式。

（2）带传动的设计计算准则。

（3）V带传动的设计方法、步骤及主要参数的选择。

5）认识带传动的张紧方法及装置。

6）认识同步带传动的构造和特色、标准。

二、要点、难点

要点：1）V带传动的无效形式和设计准则；

2）V带传动的参数选择及设计计算。

难点：带传动的工作状况剖析

三、教课安排

教课内容学时数

1、带传动的工作原理2

2、V带和带轮构造

3、带传动的工作能力剖析

4、V带传动的设计2

5、带传动的张紧、安装与保护

6、同步带传动

四、教课思路设计

带传动是依赖中间挠性件（柔韧体）和带轮间的摩擦力来传达动力和运动的。所以，带一定

重要套在带轮上，在工作时，此间才可能产生摩擦力和松、紧边的拉力差。因为带是柔韧体，它

自己有不可以防止的弹性变形，必然会在带轮上产生弹性滑动，从而可得出带传动的主要无效形式

及带传动的设计准则。提出V带传动设计步骤及主要参数的选择。最后建立了“V带传动的张

紧、安装与保护”这一节。同时，对窄带、同步带传动作了观点性介绍。

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第8章第1讲

知识点教课手段

1、1）带传动的种类模型

2）带传动的特色与应用课件（种类、构造、截面尺寸、构造种类、工

3）带传动的形式作原理、应力变化、弹性滑动）

2、1）V带的构造和尺寸标准

2）V带轮的构造

3、1）受力剖析

（1）工作原理

（2）力剖析

2）应力剖析

3）弹性滑动和传动比

一、解说时注意几点

1.8.1概括

（1）带传动是一种摩擦传动，因为紧套，在轮面上才能产生摩擦力使之传动，从而能

够对传动的种类、形式、几何计算、特色及应用范围有所认识，以便正确地使用。

（2）应用平面、槽面摩擦理论，可得出在相同的张紧条件下，V带传动能力比平带传动

大，故工业中常用V带传动。

2.8.2V带与带轮构造

应掌握一般V带的构造及标准，基准直径、基准长度及V带的标准标志。同时，还应掌握

依据带轮直径来选择其带轮构造形式，依据带的型号来确立轮槽的尺寸。

3.8.3带传动的工作能力剖析

它是本章的理论基础，也是本章的难点，主要应掌握以下几点：

（1）依据带传动的力剖析可得出带传动所传达的圆周力、有效拉力和摩擦力三者的关系，

本质上为一个力。

（2）带所传达圆周力F与F、f、α的关系。

0

（3）剖析带工作时的应力大小和变化状况，可得出带是在变应力下工作，所以疲惫强度

计算问题是带传动的无效形式及计算准则的理论依照。

（4）带的弹性滑动与打滑是本章中的一个要点，也是一个难点，应明确以下几点：

1）弹性滑动是带传动固有物理现象，是不可以防止的。

2）因为弹性滑动的存在，使本质均匀传动比大于理论传动比，传动比不可以严格要求不变。

3）打滑现象是有害的，应防止。

二、解说程序设计

带传动是一种常用的机械传动装置，是依赖带紧套在带轮上，此间产生摩擦力来传达运动和

动力的，所以，一定先解说传动种类、特色和应用、形式、V带和带轮的构造、标准，接下来便可进

行带传动的工作能力剖析，解决为何能传动，如何能传动，为此后带传动设计打下理论基础。

解说教课设计编写以下所述。

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第1讲教课设计

第8章带传动

8.1概括

放课件（工作原理），徒手作一图8.1，标明上n1，主动轮1，因为带紧套在带轮上，这样，

主动上1的运动和动力经过带传达给从动轮2上，所以，带传动是由主动轮1、从动轮2及紧套

在二带轮上的无端带3所构成。

带传动的种类

放课件（种类），说明一下，依照传动原理来分，可分为,,。

依照传动带的横截面形状来分，可分为,,。

这里可用课件作一说明。

应用平面、槽形摩擦的理论，同学可剖析得出为何工业用V带传动，发问一下同学。

带传动的特色和应用

带传动的形式

常用的为张口授动，关于V带传动只好为张口授动，这是为何？

8.2V带和带轮的构造

一般V带的构造和尺寸标准

V带有一般V带、窄V带、宽V带,,等，常用的为一般V带，本章主要议论的为一般V

带。

V带的构造如图8.6所示，放课件（构造、截面尺寸），为无端的，已为标准化。我国采纳

基准宽度制，截面为等腰梯形，有七种型号：Y、Z、A、B、C、D、E，尺寸由小到大，截面越

大，传达功率也越大。

基准宽度制为以基准线的地点和基准宽度来确立带轮的槽型、基准直径和V带在轮槽中的

地点，那么什么叫基准线、基准宽度等等，下面作一说明。

如图8—1所示，V带绕在带轮上会产生曲折，

外层受拉伸、周长变长，内层受压缩，周长变短，

那么二层之间存在一个长度不变的中性层，这中

性层面称为节面，节面的宽度称为节宽bp。带轮图

上与V带节面处于同一地点上的轮槽宽称为轮槽

的基准宽度bd。V带装在带轮上，和节宽bp相对

应的带轮直径称为基准直径dd，带子绕上去后，

V带在规定的初拉力下，位于带轮基准直径上的

周线长度称为带的基准长度Ld，作为带的标准长图8—1

度。带的标志由带型、基准长度和标准号构成，如A—1400GB/T11544—1997。

如图8—1所示的传动原理图，关于V带传动，轮子直径为d、d，带长为L。

d1d2d

一般V带轮的构造

自学

8.3带传动的工作能力剖析

带传动的受力剖析

1.带传动的工作原理

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图

图8—2带传动的工作原理

徒手作图8—2a)，带子以必定的初拉力F0紧套在一对带轮上，使带与带轮相互压紧，放课

件（工作原理）。

当不传动时，二边的拉力相等，均为F0；

当传动时，因为紧套关系，带与带轮接触处（又称接触弧）有正压力存在，这样接触表面上

产生必定的摩擦力。现剖析主动轮处状况，这作用在带上的摩擦力为图示方向，徒手用红色粉笔

作上去，相同能够剖析带如何来传动从动轮，从动轮给带的摩擦力方向，如图8—2b)所示。现

以带为单元体，二边作用着摩擦力，很易看出，使带的上面部分放松，下面部分拉紧，为图8—

2b中虚线状态。所以下面的边称为紧边——进入主动轮的一边。

上面的边称为松边——进入从动轮的一边。

这样上面拉力由F0↓→F2。下面拉力由F0↑→F1。二边的拉力差就为摩擦力Ff，如图8—2c

所示。

F1—F2=Ff

这力称为有效拉力，就是摩擦力，从传动角度来看，就是带所要传达的圆周力，这三个力实

质上就是一个力。

带包围在轮上的弧线部分称为接触弧，所夹的中心角称为包角α，关于降速运动，α1<α2。

2.带传动的力剖析

未传动，二边拉力为0F（初拉力）

传动，紧边由F0↑F1，拉力增量为F—F0

松边由F0↓F2，拉力减量为F0—F2

如认为带在传动时，总长不变，则紧边拉力的增量等于松边上的拉力减量。

F1—F0=F0—F1

1(F

F1F)，又因FFFF

可得出0212f，则带传动所传达的功率值为

2

Fv

P

1000

可推导得出所传达的圆周力为

ef

1

F2F

e

0f1（8.5）

议论一下式（8.5），与以下要素相关。

（1）初拉力F0F与F0成正比，增添F0，即增添带与带轮间的正压力，使产生摩擦力也加

大，但F0过大也不可以，会加剧带的磨损，以致带过快地松驰，缩短带的工作寿命。

F0过小，不简单发生打滑，∴F0要适合。

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↑，f与带轮的资料、表面状况、工作环境、条件等相关。

（2）f↑，摩擦力fFf

（3）包角αα↑，Ff↑，即F↑，所以水安全装对，往常要将松边设在上面，其目的为使

，则传动时要考虑α的影响。

α↑，∵为降速传动，α<α

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当在必定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间的摩擦力总和有一个极限值，当传达圆周

力超出摩擦总和的极限值时，带就在带轮上发生明显的相对滑动，这类现象称为打滑，使传动失

效，同时又加快了带的磨损，这是要想法防止的，不要发生。所以经推导可得出带传动在不打滑

条件下所能传达的最大圆周力为

1

FF(1ef)

1（8.6）

max1

带传动的应力剖析

传动时，带中应力由三部分构成。

1.拉应力

F

F→1

紧边11

A

F

F→2

松边22

A

2.由离心拉力惹起的拉应力

传动时，带绕在轮上作圆周运动，产生一个离心力，使圆周部分的带子飞出去，带但直线部分

子却拉住它不使飞出去，这样惹起了离心拉力Fc，就应当作用在带的全长上。

Fqv

c2

由Fc作用，带上产生一个离心拉应力

c

F2

cqv

cAA

以上二应力，用徒手作出应力争，如图8.9所示。

3.由带的曲折惹起的曲折应力

h

E

bd

d

曲折应力h越大，d越小，则曲折应力就越大，一

b只发生在带上包角所对的