Ch3螺纹联接例题
例 3.1 在常用的螺纹联接中，自锁性最好的螺纹是（A）。
A、普通螺纹
B、梯形螺纹
C、锯齿形螺纹
D、矩形螺纹
例 3.2 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是（D）。
A、普通螺纹
B、梯形螺纹
C、锯齿形螺纹
D、矩形螺纹
【评注】螺纹有联接和传动两大功能。但不同的螺纹有不同的用途。用于联接的螺纹必须具有自锁性，用于传动的螺纹一般要求其具有较高的传动效率。在相同条件（如螺纹升角相同、材料相同）下，普通螺纹（三角螺纹，牙型角）
的当量摩擦角较大，根据自锁性条件可知，更易实现自锁。矩形螺纹（牙
型角）的当量摩擦角最小，根据效率公式可知其效率最大，故矩形螺纹主要用于传动。从以上分析也可看出，牙型角越小，其传动效率越高，可用于传动；牙型角越大，其自锁性越好，越有可能用于联接。但两者之间没有绝对的界限，普通螺纹也有用于传动的。同一公称直径的普通螺纹，其细牙螺纹与粗牙螺纹相比，相升角更小，自锁性更好。
同样的，单线螺纹与多线螺纹相比，在相同条件（材料相同，螺距相同）下，单线螺纹的升角小，易实现自锁，多用于联接；多线螺纹的升角大，传动效率高，多用于传动，并且线数愈多，升角愈大，传动效率愈高。事实上，单线普通螺纹
的升角约在之间，而摩擦系数的普通螺纹其当量摩擦角，在静载下都能保证自锁性。
螺纹升角愈大，则传动效率愈高，但由于过大的螺纹升角制造困难，且效率增高也不显著，所以一般升角不大于。
例 3.3 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？通常采用哪些结构形式可使螺纹牙间的载荷趋于均匀？
答螺栓联接中采用普通螺母时，轴向载荷在旋合螺纹各圈之间的分布是不均匀的，靠近支承面的第一圈受
载最大，以后各圈递减，到第10圈以后，螺纹几乎不承受载荷，所以螺母的螺纹圈数不宜大于10圈。采用悬置螺母或环槽螺母，有助于减少螺母与螺栓杆的螺距变化差异，从而使螺纹牙间的载荷分而比较均匀。
例 3.4 螺纹联接预紧的目的在于（增加螺纹联接的可靠性、紧密性），以防止（螺纹联接的松动）。
例 3.5 螺纹联接为什么要防松？防松措施有哪些？
答用于联接的普通螺纹一般都具有自锁性，在静载荷作用下不会自动松脱。但在（ 1）冲击、振动或变载荷下，螺纹副和支承面间的磨擦力会下降；（2）在温度变化中，联接件与被联接件之间的温度变形有差异，或发生蠕变，使预紧力或摩擦力减小，甚至松脱。因此在设计时就应注意螺纺联接的防松问题。
防松的根本问题是阻止螺纹副的相对转动。具体防松措施有三种：（ 1）摩擦防松（弹簧垫圈、双螺母、尼龙圈锁紧螺母等）；（2）机械防松（开口销与槽形螺母、止动热圈等）；（3）破坏性防松（冲击,粘合等）。
例 3.6 在螺栓强度计算中，常用作危险剖面的计算直径是（C）。
A、螺纹的大径
B、螺纹的中径
C、螺纹的小径
例 3.7 在受到轴向工作载荷的紧螺栓联接中，强度验算公式为，
其中的为（D）。
A、工作载荷
B、螺栓预紧力
C、工作载荷和预紧力之和
D、工作载荷和残余预紧力之和
例 3.8 被联接件受横向工作载荷时，如果采用普通螺栓联接，则螺栓可能出现的失效为（D）。
A、剪切破坏
B、挤压破坏
C、扭断
D、拉扭断裂
【评注】螺栓联接的强度计算时，要明确螺栓联接的类型和工作载荷的方向。螺栓联接的类型主要是指有无预紧力。松螺栓联接中，螺栓只受轴向拉伸载荷。受横向载荷的铰制孔螺栓联接，由于预紧力很小不予考虑，其受力主要是剪切和挤压。其它各种情况都受到预紧力的作用，螺栓除受工作载载荷外，还受到拧紧力矩的作用，故螺栓的变形是拉扭组合变形。强度计算时，按第四强度理论处理，当量应力是纯拉伸应力的 1.3倍。
例 3.9 如图3.2所示，刚性凸缘联轴器用六个普通螺栓联接。螺栓均分布在
的圆周上，接合面摩擦系数，可靠性系数取。若联轴器的转
速、传递的功率，载荷平稳；螺栓材料为45钢，，不控制预紧力，安全系数取，试计算螺栓的最小直径。
图 3.2
解由图 3.2可知，此联接为普通螺栓联接，靠接合面间的摩擦传递扭矩。
（ 1）联轴器传递的转矩
（ 2）螺栓所需预紧力
因
故
（３）许用应力
（４）所需螺栓最小直径
例 3.10 一机架由四个铰制孔螺栓组成联接，几何尺寸如图3.3所示。已知
，，螺栓材料的许用剪应力，试按剪切强度确定所需螺栓的最小直径。
图 3.3
解（ 1）受力分析螺栓联接承受的转矩
螺栓联接承受的横向载荷
（ 2）单个螺栓的受力由于转矩的作用，每个螺栓受到的切向载向力
由于横向力的作用，每个螺栓受到的横向力
（ 3）受力最大的螺栓为2、3，其最大横向力为
（4）螺栓杆的最小直径
【评注】载荷作用位置不在螺栓联接的几何中心处，其作用效果有两个：一是产生扭矩，每个螺栓所受的工作剪力和该螺栓轴线到螺栓组形心的连线相垂直；二是产生横向载荷，每个螺栓所受的工作剪力与横向载荷方向相同。这样每个螺栓都受到两个剪力，且方向不同，所以应找出其中受力最大的螺栓，根据强度条件，计算出此螺栓所需的直径，并作为整个螺栓组的所有螺栓的直径。
例 3.11 平键联接的可能失效形式为（D）。
A、疲劳点蚀
B、弯曲疲劳破坏
C、胶合
D、压溃、剪切破坏
例 3.12 平键的尺寸是如何确定的？
答根据轴径从标准中选取键宽和键高；按轮毂长度选出相应的键长，用于静联接的平键，其键长不应大于轮毂长。
例 3.13 如图3.4所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相联接。已知轴的材料的45钢，传递的扭矩，齿轮用锻钢制成，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。试设计两处所用的键。
图 3.4
解（1）选择类型联轴器和齿轮与轴的周向固定用键联接，并为静联接，从图中看，选用普通A型键。
（ 2）按轴径确定键的型号联轴器处：轴径，查教材表10-9，选用键，轮毂宽，查教材表10-9，选择长度系列则选用的键为：
键GB1096-79 齿轮处：轴径，查表，选用键，轮毂宽，查表，选择长度系列。则选用的键为：键GB1096-79 （ 3）校核其强度平键静联接的主要失效为压溃。按挤压强度校核。联轴器用铸铁，载荷轻微冲击，查教材表 10-10，许用应力键的工作长度
齿轮有锻钢，载荷轻微冲击，查教材表 10-10，许用应力键
的工作长度
均合适。
题3-14试找出题3.5图中螺纹连接结构中的错误，并就图改正。已知被连接件材料均为Q235，连接件均为标准件。
a)普通螺栓连
接b)螺钉连接
c)双头螺柱连
接 d)紧定螺钉连接
题3.5图
解答：
1．普通螺栓连接主要错误分析(题解3.5图a 1))及正确结构设计(题解3.5图a 2))：
(1) 螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；
(2) 螺栓伸出部长度太长、且长度不标准，应取标准长l =60mm ；
(3) 弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对；
(4) 一般连接不应采用扁螺母； 题解3.5图a 1） 普通螺栓连接错误分析 2
题解3.5图a 2） 普通螺栓连接正确结构设计
(5) 螺栓连接中螺纹伸出部分过长；
(6) 无螺纹余留长度（即与螺母、垫圈等被连接件配合部分螺纹短了），螺母拧紧不可靠；
(7) 被连接件表面没加工，应做出沉孔并刮平，以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力；
(8) 普通螺栓连接被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被连接件孔与螺栓杆间无间隙；
2．螺钉连接主要错误分析(题解10-6图b 1))及正确结构设计(题解10-6图b 2))：
（1）若上边被连接件是铸件，则缺少沉孔，表面也没有加工
（2）采用螺钉连接时，被连接件之一应有大于螺栓大径的光孔，而另一被连接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被连接件没有做成大于螺栓大径
题解3.5图b 1）
螺钉连接错误分析 题解3.5图b 2） 螺钉连接正确结构设计
3．双头螺柱连接主要错误分析(题解3-4图c 1))及正确结构设计(题解3-4图c 2))
(1) 弹簧垫圈厚度尺寸不对
(2) M12不能标注在光杆部分； (3) 若上边被连接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没有加工；
(4) 双头螺柱连接上部被连接件孔与螺栓杆间无间隙；
(5) 双头螺柱的光杆部分不能拧进被连接件的螺纹孔内；
(6) 锥孔角度应为120°，而且应从螺纹孔的小径（粗实线处）画锥孔角的两边。
题解3.5图c 2） 双头螺柱连接正确结构设计
题解3.5图c 1） 双头螺柱连接错误分析
1200
4.紧定螺钉连接主要错误分析(题解10-6图d 1))及正确结构设计(题解10-6图d 2))：(1) 轮毂上没有做出M6的螺纹孔； (2)轴上未加工螺纹孔，螺钉拧不进去，即使有螺纹孔，螺钉能拧入，也需作局部剖视才能表达清楚。
例
3.14问答题
1.问：常用螺纹的类型主要有哪些？
答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。
2.问：哪些螺纹主要用于联接？哪些螺纹主要用于传动？
答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于联接。梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。
3.问：螺纹联接的基本类型有哪些？
答：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。其它还有地脚螺栓联接、吊环螺钉联接和T 型槽螺栓联接等。
4.问：螺纹联接预紧的目的是什么？
答：预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间题3.5图d 1）
紧定螺钉连接错误分析 题解3.5图d 2）
紧定螺钉连接正确结构设计
出现缝隙或发生相对滑移。
5.问：螺纹联接防松的方法按工作原理可分为哪几种？
答：摩擦防松、机械防松（正接锁住）和铆冲防松（破坏螺纹副关系）等。
6.问：受拉螺栓的主要破坏形式是什么？
答：静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。
7.问：受剪螺栓的主要破坏形式是什么？
答：螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。
8.问：为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力幅？并举出三个结构例子。
答：可采取减小螺栓刚度或增大被联接件刚度的方法来降低应力幅。1）适当增加螺栓的长度；2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安装弹性元件。
9.问：螺纹联接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？
答：在静载荷及工作温度变化不大时，联接一般不会自动松脱。但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成联接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生联接松脱。
10.问：横向载荷作用下的普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同时，两种
答：前者靠预紧力作用，在接合面间产生的摩擦力来承受横向力；后者靠螺栓和被联接件的剪切和挤压来承载。前者由于靠摩擦传力，所需的预紧力很大，为横向载荷的很多倍，螺栓直径也较大。
11.问：承受预紧力F0和工作拉力F的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力F2是否
等于F0+F？为什么？
答：不等于。因为当承受工作拉力F后，该联接中的预紧力Fo减为残余预紧力F1，故F2=F1+F
12.问：对于紧螺栓联接，其螺栓的拉伸强度条件式中的系数1.3的含义是什么？
答：系数1.3是考虑到紧联接时螺栓在总拉力F2的作用下可能补充拧紧，故将总拉力增加30%以考虑此时扭转切应力的影响。
例 3.15选择题
1、采用普通螺栓联接的凸缘联轴器，在传递转矩时，＿＿。
A、螺栓的横截面受剪切
B、螺栓与螺栓孔配合面受挤压
C、螺栓同时受剪切与挤压
D、螺栓受拉伸与扭转作用
2、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
3、用于联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
4、若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的＿＿。
A、螺距和牙型角
B、升角和头数
C、导程和牙形斜角
D、螺距和升角
5、对于联接用螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常选用＿＿。
A、升角小，单线三角形螺纹
B、升角大，双线三角形螺纹
C、开角小，单线梯形螺纹
D、升角大，双线矩形螺纹
6、用于薄壁零件联接的螺纹，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
7、当铰制孔用螺栓组联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
8、计算紧螺栓联接的拉伸强度时，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。
A、l.l
B、l.3
C、1.25
D、0.3
9、在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是＿＿。
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
10、在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了＿＿。
A、提高强度
B、提高刚度
C、外形美观
D、降低成本
11、紧螺栓联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＿＿。
A、螺纹的应力集中
B、扭转切应力作用
C、安全因素
D、载荷变化与冲击
12、预紧力为F'的单个紧螺栓联接，受到轴向工作载荷F作用后，螺栓受到的总拉力F0＿＿F'+F
A、大于
B、等于
C、小于
D、大于或等于
13、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孔或凸台，其目的是＿＿。
A、避免螺栓受附加弯曲应力作用
B、便于安装
C、为安置防松装置
D、为避免螺栓受拉力过大
14、若要提高轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，则可：。
A、在被联接件间加橡胶垫片
B、增大螺栓长度
C、采用精制螺栓
D、加防松装置
答案：D、A、A、B、A、A、D、B、C、B、B、C、A、B
螺纹连接练习题 一、选择题 1、常用螺纹联接中，自锁性最好的螺纹是 A 。 A、三角螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 2、常用螺纹联接中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A、三角螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 3、为连接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用 A 。 A、螺栓连接 B、双头螺柱连接 C、螺钉连接 D、紧定螺钉连接 4、当两个被联接件不太厚时，宜采用____B____。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用___C___。 A、螺栓联接 B、螺钉联接 C、双头螺柱联接 D、紧定螺钉联接 6、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用___B___。 A、螺栓联接 B、螺钉联接 C、双头螺柱联接 D、紧定螺钉联接
7、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如____C_____。 A、增加拧紧力 B、增加扳手力臂 C、使用指针式扭力扳手或定力矩扳手 8、螺纹联接防松的根本问题在于____C____。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 9、螺纹联接预紧的目的之一是____A____。 A、增强联接的可靠性和紧密性 B、增加被联接件的刚性 C、减小螺栓的刚性 10、.常见的连接螺纹是____C_____。C A.左旋单线 B.右旋双线 C.右旋单线 D.左旋双线 11、用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹 A 。 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、标注螺纹时___A___。 A.右旋螺纹不必注明 B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明 D.左、右旋螺纹都不必注明 13、管螺纹的公称直径是指___D___。D A.螺纹的外径 B.螺纹的内径 C.螺纹的中径 D.管子的内径 14、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
螺纹的连接强度设计规范 已知条件： d1= 旋合长度： L=23 旋合圈数： Z= 原始三角形高度：H=2P= 实际牙高：H1== 牙根宽：b== 间隙：B== 螺纹材料: 45 屈服强度360MPa 抗拉强度 600Mpa n=5(交变载荷) 系统压力P= 活塞杆d=28 缸套D=65 推力F=PA=47270N 请校核螺纹的连接强度： 1：螺纹的抗剪强度校验：[]τ 故抗剪强度足够。 2：抗弯强度校核：(σw) (σw)：许用弯曲应力为: *360(屈服极限)=144MPa 故其抗弯强度不足： 3: 螺纹面抗挤压校验(σp) []MPa p 1803605.05.0=??屈服强度为为σ MPa H d Kz F p 73.113)33.1581.0026.1914.356.0/(47270Z 12=????=????= πσ 故其抗挤压强度足够。 []()[]Mpa 960.18.0=-=στMPa Z b d Kz F s 4.84)33.1513.1376.1814.356.0/(472701=????=????=πτMPa Z b b d Kz FH 224)33.1513.113.1376.1814.356.0/(472703113w =??????=?????=πσ
4: 螺纹抗拉强度效验 (σ) [][]20Mpa 1=σb/5=σσ钢来说为许用抗拉强度，对于 dc 螺 纹 计 算 直 径: dc=( d+d1-H/6)/2=(20+ MPa dc F 325.165)08.1908.1914.3/(472704π42 =???== σ故其抗拉强度不足。 例1-1 钢制液压油缸如图10-21所示，油缸壁厚为10mm ，油压p =，D=160mm ，试计算上盖 的螺栓联接和螺栓分布圆直径。 解 (1) 决定螺栓工作载荷
《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹，必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均
匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时，宜采用__________。 A双头螺柱联接B螺栓联接C螺钉联接D紧定螺钉联接12、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。
A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接13、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用__________。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接D紧定螺钉联接14、普通螺纹的牙型角α为60o，当摩擦系数μ＝0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv＝__________。 A0.105 B 0.115 C 0.1115 D 0.104 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 A增加拧紧力B增加扳手力臂C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于__________。 A增加螺纹联接的轴向力B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动D增加螺纹联接的刚度17、螺纹联接预紧的目的之一是__________。
螺纹连接习题解答 11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上， 如图所示。已知接合面间的摩擦系数 f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6 级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接 允许的最大牵引力。 解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R。 解题要点： （1）求预紧力F′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力： [σ]= σS/S =240/1.35 MPa=178 MPa ，查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得： /（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N F′=[σ]πd2 1 =7535 N （2）求牵引力F R： =7535×0.15×2×由式（11—25）得F R=F′fzm/K f
1/1.2N=1883.8 N （取K =1.2） f 11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。（2）若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K f=1.2）。 解题要点： （1）计算螺栓组连接允许传递的最大 转矩T max： 该铰制孔用精制螺栓连接所能传递 转矩大小受螺栓剪切强度和配合面 挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪 切强度来计算T max，然后较核配合面挤 压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出T max，取其值小者。本解按第一种方法计算 1）确定铰制孔用螺栓许用应力 由螺栓材料Q235、性能等级 5.6级知： σs300MPa 被连接件材料HT200 = σb500MPa、= = σb200MPa 。 （a）确定许用剪应力
螺纹联接复习与例题 1重要基本概念 1.1常用螺纹有哪几类？哪些用于联接，哪些用于传动，为什么？ 常用的有：三角螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹用于联接，其余用于传动。因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。 1.2何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么？预紧力的最大值如何控制？ 螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧的主要目的是为了放松，同时可增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性。 拧紧后，预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS的80%。 1.3螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？ 螺纹联接有4中基本类型。 螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。 螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间），又不需要经常拆卸的场合。 双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。 紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。 1.4提高螺纹联接强度的措施有哪些？ 1）改善螺纹牙间的载荷分配不均； 2）减小螺栓的应力幅（提高被联接件的刚度，减小联接件（螺栓）的刚度）; 3）减小螺栓的应力集中； 4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力）； 5）采用合理的制造工艺。 1.5联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几 类？ 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。 2掌握公式 (2-1),(2-3~14),(2-20),(2-22~27) 3例题 3.1在常用螺纹类型中，主要用于传动的是________。
螺纹连接练习 第一节 螺纹基础知识 1、标记为螺栓GB5782-86 M16×80的六角头螺栓的螺纹是 形，牙形角等于 60 度，线数等于 1 ，16代表 公称直径 ， 80代表 螺栓长度 。 2、双头螺柱的两被联接件之一是 螺纹 孔，另一是 光 孔。 3、采用螺纹联接时，若被联接件之一厚度较大，且材料较软，强度 较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B 。 A 、螺栓联接 B 、双头螺柱联接 C 、螺钉联接 4、螺纹副在摩擦系数一定时，螺纹的牙型角越大，则 D 。 A 、当量摩擦系数越小，自锁性能越好 B 、当量摩擦系数越小，自锁性能越差 C 、当量摩擦系数越大，自锁性能越差 D 、当量摩擦系数越大，自锁性能越好 5、螺纹的公称直径是指螺纹的 大 径，螺纹的升角是指螺纹 中 径处的升角。螺旋的自锁条件为 ?< ?v ，拧紧螺母时效率公式为) tan(tan v ???+。 6、三角形螺纹主要用于 连接 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主 要用于 传动 。
（1）普通螺栓连接 1)螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；
2)普通螺栓连接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被连接件孔与螺栓杆间无间隙； 3)被连接件表面没加工，应做出沉头座并刮平，以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力； 4)一般连接；不应采用扁螺母； 5)弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对； 6)螺栓长度不标准，应取标准长z=60 mm； 7)螺栓中螺纹部分长度短了，应取长30 mm。 (2)螺钉连接 主要错误有： 1)采用螺钉连接时，被连接件之一应有大于螺栓大径的光孔，而另一被连接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被连接件没有做成大于螺栓大径的光孔，下边被连接件的螺纹孔又过大，与螺钉尺寸不符，而且螺纹画法不对，小径不应为细实线； 2)若上边被连接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没有加工。 (3)双头螺柱连接 主要错误有： 双头螺柱的光杆部分不能拧进被连接件的螺纹孔内，M12不能标注在光杆部分； 锥孔角度应为120。，而且应从螺纹孔的小径(粗实线)处画锥孔角的两边；
连接 一、判断 01. 一个双线螺纹副,螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时,它们沿轴向相对移动的距离应为4mm。( ) 02. 三角形螺纹由于当量摩擦系数大，强度高，所以是常用的连接螺纹。( ) 03. 设计外载荷是轴向变载荷的紧螺栓连接，除考虑螺栓的静强度外，还必须验算其疲劳强度。 ( ) 04. 普通螺栓连接的强度计算，主要是计算螺栓的剪切强度。( ) 05. 对受轴向变载荷的普通螺栓连接适当增加预紧力可以提高螺栓的抗疲劳强度。( ) 06. 受横向载荷的螺栓组连接中的螺栓必须采用有铰制孔的精配合螺栓。( ) 07. 受轴向载荷的紧螺栓连接的螺栓所受的总拉力是预紧力与工作拉力之和。( ) 08. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，使用柔性螺栓，其主要作用是降低螺栓的应力幅。( ) 09. 受翻转（倾覆）力矩作用的螺栓组连接中，螺栓的位置应尽量远离接合面的几何形心。( ) 10. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接结构中，在两个被连接件之间加入橡胶垫片，可以提高螺栓疲劳强度。( ) 二、选择 1.常见的连接螺纹是_________。 A.左旋单线 B.右旋双线 C.右旋单线 D.左旋双线 2. 相同公称尺寸的三角形细牙螺纹和粗牙螺纹相比，因细牙螺纹的螺距小，小径大，故细牙螺纹的_______。 A.自锁性好，钉杆受拉强度低 B.自锁性好，钉杆受拉强度高 C.自锁性差，钉杆受拉强度高 D.自锁性差，钉杆受拉强度低 （强度——指螺纹杆的承载能力。） 3. 用作调节或阻塞的螺纹，应采用_____。 A.三角形粗牙螺纹 B.矩形螺纹 C.锯齿形螺纹 D.三角形细牙螺纹 4. 标注螺纹时______。 A.右旋螺纹不必注明 B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明 D.左、右旋螺纹都不必注明 5. 连接用的螺母、垫圈的尺寸(型号)是根据螺栓的______选用的。A.中径d2 B.小径d1 C.大 径d D.钉杆直径 6. 管螺纹的公称直径是指______。 A.螺纹的外径 B.螺纹的内径 C.螺纹的中径 D.管子的内径 三、填空 1. 普通螺栓的公称直径为螺纹______径。
[例2] 有一轴承托架用4个普通螺栓固连于钢立柱上，托 架材料为HT150，许用挤压应力[σ]P =60MPa ，螺栓材料强 度级别6.8级，许用安全系数[s]=4，接合面间摩擦系数f=0.15， 可靠性系数K S =1.2，螺栓相对刚度2.02 11=+C C C ，载荷P=6000N ，尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接。 [解] 1．螺栓组受力分析 如例图2．5所示，载荷p 可分解为： 横向载荷 P y =Pcos30°=6000cos30°=5196 N (铅垂向下) 轴向载荷 P x =Psin30°= 6000sin30°= 3000 N (水平向右) 倾覆力矩 M = P x ×180+ P y ×420=3000×180+5196×420 = 2.722×610N ·mm
显然该螺栓组连接受横向载荷P y 、轴向载荷P x 和倾覆力 矩M 三种简单载荷的共同作用。 (1)确定受力最大螺栓的轴向工作载荷。首先确定在轴向 载荷P x 作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷 N P F x P 7504 30004=== 然后确定在倾覆力矩M 的作用下，每个螺栓受到的轴向工作 载荷由公式（11-33）P273为 显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为 F=F P +F M =750+3240=3990 N (2)确定螺栓的预紧力F ’。 ①由托架不下滑条件计算预紧力F ’，该螺栓组连接预紧 后，受轴向载荷P x 作用时，其接合面间压紧力为剩余预紧力 F ”，而受倾覆力矩M 作用时，其接合面上部压紧力减小，下 部压紧力增大，故M 对接合面间压紧力的影响可以不考虑。 固此，托架不下滑的条件式为
【例1】 图示方形盖板用四个螺钉与箱体连接，盖板中心O 点的吊环受拉力F Σ=8kN 。试完成：（1）取残余预紧力F 1为工作拉力的0.8倍，求螺钉的总拉力F 2；（2）如果已知M6螺钉的d 1＝4.917mm ， [σ]=260MPa ，试校核螺钉组的强度。 F ∑ 4-M6 200 600 解：（1）求各螺钉的工作拉力：F=F Σ/n =8/4=2kN （2）求各螺钉的残余预紧力：F 1=0.8F =1.6kN （3）求各螺钉的总拉力：F 2=F 1+F =3.6kN （4）校核螺钉的强度：[]σπσ<=??== 246.59MPa 917 .414.300362.55.22212d F 该螺钉组满足强度条件
【例2】 如图所示，两根梁用8个5.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接。梁受到拉力F =32kN ，摩擦系数f =0.2，安全系数S =1.5，防滑系数K S =1.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的小径。 F F 解：（1）求螺栓的预紧力：N 240002 42.0320002.10=???=≥ fzi F K F s （2）求螺栓的许用拉应力 屈服极限：MPa s 3001006.05=??=σ 许用拉应力：[]200MPa 5.1/300/===S S σσ （3）求螺栓的小径 []mm 1.14200 14.3240002.52.50 1=??=≥σπF d
【例3】 起重卷筒与大齿轮用6个普通螺栓连接在一起，如图所示。已知卷筒直径D =600mm ，螺栓分布圆直径D 0=800mm ，接合面间的摩擦系数f =0.15，防滑系数K s =1.2，起重钢索拉力Q =40kN ，螺栓材料的许用拉应力[σ]=80Mpa ，试求螺栓小径。 解：（1）求起重卷筒传递的扭矩：T =QD /2=40000×600/2=1.2×106 N.mm （2）求预紧力：N 4000400 615.0102.12.16s 0=????=≥fzr T K F （3）求螺栓直径：[]mm 1.912014.340002.52.50 1=??=≥σπF d Q D 0 D
螺纹联接 一、是非题 N 1、受预紧力和轴向工作载荷的螺栓，其总拉力为预紧力与工作拉力之和。 N 2、在螺栓工作拉力与残余预紧力不变的情况下，增加螺栓和被联接件的刚度,可以收到提高螺栓疲劳强度的效果。 N 3、在螺栓工作拉力和剩余预紧力不变的情况下，增加螺栓的刚度和减少被联接件的刚度，都可以收到提高螺栓疲劳强度的效果。 N 4、联接受轴向载荷后，螺栓的总拉力等于预紧力与工作拉力之和。 N 5、为提高联接螺栓的疲劳强度，可以加大螺栓直径。 N 6、受横向载荷的普通螺栓所受的载荷是工作载荷加剩余预紧力。 N 7、在受轴向变载荷的螺栓联接中，为了提高螺栓的疲劳强度，可采用增大螺栓刚度的办法来实现。 N 8、受横向变载荷的普通螺栓中，螺栓所受力为静载荷。 Y 9、对受轴向载荷的普通螺栓联接适当预紧可以提高螺栓的抗疲劳强度。 N 10、铰制孔用螺栓适用于承受轴向载荷的联接。 Y 11、在λ相同的前提下，梯形螺纹较三角螺纹的传动效率高。 N 12、紧螺栓联接的螺栓强度公式中，1.3是安全系数。 Y 13、对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓、被联接件刚度和预紧力都不变时，增大工作载荷，残余预紧力必然减小。 Y 14、振动冲击较方应采用机械防松。 N 15、细牙普通螺纹，牙细不耐磨，容易滑扣，所以自锁性能不如粗牙普通螺纹。 N 16、受交变横向载荷作用的普通螺栓联接，在正常工作时螺栓杆所受到的拉力不变。 N 17、受横向载荷普通螺栓连接，是靠螺栓受剪切和挤压平衡外载荷。 N 18、粗牙螺纹的螺距和升角较大，所以容易自锁。 N 19、在承受轴向变载荷的紧螺栓连接中，采用空心杆螺栓的作用是减轻连接的重量。 Y 20、对于受扭矩作用的螺栓组连接，螺栓布置得越远离螺栓组中心越好。 二、选择题 1、采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支承面，是为了 A 。 A、避免螺栓受弯曲应力 B、便于防止垫圈 C、减少预紧力 D、减少挤压应力 2、通常螺纹联接采用 A 。
螺纹连接重要习题
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《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题１分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈Ｂ避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力Ｄ增加支承面的挤压应力 2．联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 Ａ平稳性Ｂ效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹,必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 ４. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于Ｄ与导程无关 5．同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观Ｃ使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形Ｂ三角形Ｃ锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 Ａ大径Ｂ中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径Ｂ小径 C 中径 D 直径 ９、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。
A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹Ｄ矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是＿__＿______。 A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹Ｄ矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。 A双头螺柱联接Ｂ螺栓联接C螺钉联接 D紧定螺钉联接 12、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用_＿_＿____＿_。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接Ｄ紧定螺钉联接 13、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用＿____＿____。 A螺栓联接B螺钉联接Ｃ双头螺柱联接Ｄ紧定螺钉联接 14、普通螺纹的牙型角α为60ｏ,当摩擦系数μ=0．1０时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__＿____＿_＿。 A0.105 B ０．115 C 0.1１1５Ｄ０.104 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法,例如_____＿____。 Ａ增加拧紧力Ｂ增加扳手力臂Ｃ使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于___＿______。 A增加螺纹联接的轴向力B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动Ｄ增加螺纹联接的刚度 １7、螺纹联接预紧的目的之一是______＿_＿＿。 A增强联接的可靠性和紧密性B增加被联接件的刚性 Ｃ减小螺栓的刚性
螺纹联接习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案） 1 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 2 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 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 。 A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用 螺纹。 A. 升角小，单线三角形 B. 升角大，双线三角形 C. 升角小，单线梯形 D. 升角大，双线矩形 5 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 6 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 7 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。 A. 1.1 B. 1.3 C. 1.25 D. 0.3 8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时， 。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是 。 A. 单线矩形螺旋副 B. 单线梯形螺旋副 C. 双线矩形螺旋副 D. 双线梯形螺旋副 10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是 。 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 11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了 。 A. 受力均匀 B. 便于装配. C. 外形美观 D. 降低成本 12 螺栓的材料性能等级标成6.8级，其数字6.8代表 要求。 A. 对螺栓材料的强度 B. 对螺栓的制造精度 C. 对螺栓材料的刚度 D. 对螺栓材料的耐腐蚀性 13 螺栓强度等级为6.8级，则螺栓材料的最小屈服极限近似为 。 A. 480 MPa B. 600 MPa C. 800 MPa D. 680 MPa 14 不控制预紧力时，螺栓的安全系数选择与其直径有关，是因为 。 A. 直径小，易过载 B. 直径小，不易控制预紧力 C. 直径大，材料缺陷多 D. 直径大，安全 15 对工作时仅受预紧力F ′作用的紧螺栓连接，其强度校核公式为e σ≤ 4 /3.12 1d F π' ≤[σ]，式中的系数1.3是考虑 。 A. 可靠性系数 B. 安全系数 C. 螺栓在拧紧时，同时受拉伸与扭转联合作用的影响 D. 过载系数 16 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，这是考虑的 影响。 A. 螺纹的应力集中 B. 扭转切应力作用 C. 安全因素 D. 载荷变化与冲击 17 预紧力为F '的单个紧螺栓连接，受到轴向工作载荷F 作用后，螺栓受到的总拉力F 0 F '+F A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 大于或等于 18 一紧螺栓连接的螺栓受到轴向变载荷作用，已知F min =0，F max =F ，螺栓的危险截面积为A C ，螺栓的相对刚度为K C ，则该螺栓的应力幅为 。 A. c c a A F K )1(-= σ B. c c a A F K =σ C. c c a A F K 2=σ D. c c a A F K 2)1(-=σ
螺纹连接计算 目录 起重机设计规范（箱形梁计算） (2) 附1：螺栓的承载力 (2) ㈠连接螺栓的抗剪承载力 (2) ㈡螺栓连接的抗拉承载力 (4) ㈢剪力和拉力共同作用下螺栓的承载力 (4) 附2：螺栓群计算 (5) ㈠螺栓群轴心受剪 (5) ㈡螺栓群偏心受剪 (5) ㈢螺栓群在弯矩作用下受拉 (5) ㈣螺栓群偏心受拉 (5) ㈤螺栓群受拉力、弯矩和剪力共同作用 (5) ㈥螺栓连接计算公式 (5) 附3：螺旋螺纹连接（支撑） (6) ㈠三角螺纹 (6) ㈡梯形螺纹 (14) ㈢螺旋调节压杆稳定性 (15) 附4 螺纹连接计算表格.xls (16) 附5 PSB、螺栓(杆)、销联接.xlsx (16)
起重机设计规范（箱形梁计算） 强度计算 对于7.0/s ≥b σσ的高强度钢材，基本许用应力[]σ计算：[]n b s 35.05.0σσσ+= （28） 剪应力许用应力[]τ计算：[][]3 στ= （29） 端面承压许用应力[]d c σ计算： [][]σσ4.1c =d （30） 局部压应力 []σσ≤=tc P m （31） 复合应力 []στσσσσ≤+-+2223m m （32） 两个方向的正应力 []στσσσσ≤+-+222x 3xy y x y （33） 验算焊缝复合应力 []h 222x 2στσσσσ≤+-+xy y x y （37） 稳定性计算 受弯构件的整体稳定性 H 型钢或焊接工字钢 ⑴、载荷作用在受压翼缘上时，729.10345 2351323513s ==≤σb l ； ⑵、载荷作用在受拉翼缘上时，506.16345 2350223502s ==≤σb l ； ⑶、跨中受压翼缘右侧向支承时，205.13345 2351623516s ==≤σb l 。 附1：螺栓的承载力 ㈠连接螺栓的抗剪承载力 ⒈普通螺栓的抗剪承载力 ⑴按抗剪
一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹，必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。 A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D矩形螺纹
10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。 A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D矩形螺纹 11、当两个被联接件不太厚时，宜采用__________。 A双头螺柱联接 B螺栓联接C螺钉联接 D紧定螺钉联接 12、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用__________。 A螺栓联接 B螺钉联接C双头螺柱联接 D紧定螺钉联接 13、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用__________。 A螺栓联接B螺钉联接C双头螺柱联接 D紧定螺钉联接 14、普通螺纹的牙型角α为60o，当摩擦系数μ＝时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv＝__________。 B C D 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 A增加拧紧力 B增加扳手力臂 C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、螺纹联接防松的根本问题在于__________。 A增加螺纹联接的轴向力 B增加螺纹联接的横向力 C防止螺纹副的相对转动 D增加螺纹联接的刚度 17、螺纹联接预紧的目的之一是__________。 A增强联接的可靠性和紧密性 B增加被联接件的刚性 C 减小螺栓的刚性 18、承受预紧力F′的紧螺栓联接在受工作拉力F时，剩余预紧力为F″，其螺
1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示。盖板中心O 点的吊环受拉力F Q =20000N ，设剩余预紧力F ″=0.6F, F 为螺栓所受的轴向工作载荷。试求： （1）螺栓所受的总拉力F 。，并计算确定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为级）。（2）如因制造误差，吊环由O 点移到O ′点，且 OO ′=52mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F 。，并校核 （1）中确定的螺栓的强度。 解题要点： （1）吊环中心在O 点时： 此螺栓的受力属于既受预紧力F ′作用又受轴向 工作载荷F 作用的情况。根据题给条件，可求出 螺栓的总拉力： F 0=F ″+F=0.6F+F=1.6F 而轴向工作载荷F 是由轴向载荷F Q 引起的，故有： 题15—7图 N N F F Q 50004 200004=== ∴N N F F 800050006.16.10=?== 螺栓材料45号钢、性能等级为级时，MPa s 480=σ ，查表11—5a 取S=3，则 σσ=][s /S=480/3MPa=160MPa ,故 []mm mm F d 097.9160 80003.143.140 1=???=?≥πσπ 查GB196-81，取M12（d 1=10.106mm ＞9.097mm ）。 （2）吊环中心移至O′点时： 首先将载荷F Q 向O 点简化，得一轴向载荷F Q 和一翻转力矩M 。M 使盖板有绕螺栓1和3中心连线翻转的趋势。 mm N mm N O O M F Q ?=??='?=4.1414212520000 显然螺栓4受力最大，其轴向工作载荷为 N N r M F F F F Q M Q 550010010024.14142142000024422=??? ? ??++=+=+= ∴ N N F F 880055006.16.10=?== ∴ []MPa MPa MPa d F e 1606.1424 /106.1088003.14/3.12210 =<=??==σππσ 故吊环中心偏移至O ′点后，螺栓强度仍足够。 分析与思考： （1）紧螺栓连接的工作拉力为脉动变化时，螺栓总拉力是如何变化的？试画出其受力变形图，并加以说明。 答：总拉力F F F C C C F F +''=++'=2110，受力变形图见主教材图11-16。
… 螺纹连接练习题 一、选择题 1、常用螺纹联接中，自锁性最好的螺纹是 A 。 A、三角螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 2、常用螺纹联接中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A、三角螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 3、为连接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用 A 。 A、螺栓连接 B、双头螺柱连接 C、螺钉连接 D、紧定螺钉连接 } 4、当两个被联接件不太厚时，宜采用____B____。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用___C___。 A、螺栓联接 B、螺钉联接 C、双头螺柱联接 D、紧定螺钉联接 6、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用___B___。
A、螺栓联接 B、螺钉联接 C、双头螺柱联接 D、紧定螺钉联接 7、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，例如____C_____。 A、增加拧紧力 B、增加扳手力臂 C、使用指针式扭力扳手或定力矩扳手 ； 8、螺纹联接防松的根本问题在于____C____。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 9、螺纹联接预紧的目的之一是____A____。 A、增强联接的可靠性和紧密性 B、增加被联接件的刚性 C、减小螺栓的刚性 10、.常见的连接螺纹是____C_____。C A.左旋单线 B.右旋双线 C.右旋单线 D.左旋双线 11、用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹 A 。 [ 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、标注螺纹时___A___。 A.右旋螺纹不必注明 B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明 D.左、右旋螺纹都不必注明
新产品最新动态技术文章企业目录资料下载视频/样本反馈/论坛技术使用 | 基础知识 | 外刊文摘 | 业内专家 | 文章点评投稿发表科技文章 螺纹联接设计：单个螺栓联接的强度计算 newmaker 螺纹联接根据载荷性质不同，其失效形式也不 同：受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性 变形或螺栓被拉断；受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂；对于受横向载荷的铰制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆剪断，栓杆或被联接件孔接触表面挤压破坏；如果螺纹精度低或联接时常装拆，很可能发生滑扣现象。 螺栓和螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。所以，螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹公称直径（大径）d，以及螺母和垫圈等联接零件的尺寸。 1. 受拉松螺栓联接强度计算
图15.3 松螺栓联接装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷前，除有关零件的自重（自重一般很小，强度计算时可略去。）外，联接并不受力。图1所示吊钩尾部的联接是其使用实例。当螺栓承受轴向工作载荷(N)时，其强度条件为 或 式中：d1--螺纹小径，mm； σ1--松联接螺栓的许用拉应力，Mpa。 2. 受拉紧螺栓联接的强度计算 根据所受拉力不同，紧螺栓联接可分为只受预紧力、受预紧力和静工作拉力及受预紧力和变工作拉力三类。 ①只受预紧力的紧螺栓联接
图为靠摩擦传递横向力F的受拉螺栓联接，拧紧螺母后，这时螺栓杆除受预紧力F`引起的拉应力σ=4F`/πd12外，还受到螺纹力矩T1引起的扭转剪应力： 对于M10～M68的普通螺纹，取d1、d2和λ的平均值，并取ρ`=arctan0.15，得τ≈0.5σ。由于螺栓材料是塑性材料，按照第四强度理论，当量应力σe为 故螺栓螺纹部分的强度条件为： 或 式中[σ]为静载紧联接螺栓的许用拉应力，其值由表1查得。 ②受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接。
1．一厚度δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度δ1=30mm的铸铁支架上，螺栓的布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。 已知：螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa、[τ]=96MPa，钢板[σ]P=320MPa，铸铁[σ]P1=180MPa，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K f =1.2，载荷FΣ=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。 托架螺栓组联接 （1）试比较哪种螺栓布置方案合理？ （2）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的螺栓直径。 解题分析：本题是螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩共同作用的典型例子。解题时，首先要将作用于钢板上的外载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓组连接受横向载荷FΣ和旋转力矩T两种简单载荷作用的结论。然后将这两种简单载荷分配给各个螺栓，找出受力最大的螺栓，并把该螺栓承受的横向载荷用矢量叠架原理求出合成载荷。在外载荷与螺栓数目一定的条件下，对不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的载荷是不同的，显然使受力最大的螺栓承受较小的载荷是比较合理的螺栓布置方案。若螺栓组采用铰制孔用螺栓连接，则靠螺栓光杆部分受剪切和配合面间受挤压来传递横向载荷，其设计准则是保证螺栓的剪切强度和连接的挤压强度，可按相应的强度条件式，计算受力最大螺栓危险剖面的直径。若螺栓组采用普通螺栓连接，则靠拧紧螺母使被
连接件接合面间产生足够的摩擦力来传递横向载荷。在此情况下，应先按受力最大螺栓承受的横向载荷，求出螺栓所需的紧力；然后用只受预紧力作用的紧螺栓连接，受拉强度条件式计算螺栓危险剖面的直径d1；最后根据d1查标准选取螺栓直径d，并根据被连接件厚度、螺母及垫圈厚度确定螺栓的标准长度。 解题要点： 1．螺栓组连接受力分析 （1）将载荷简化 将载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心O点简化，得一横向载荷FΣ=12000N和一旋转力矩T=F 6N·mm（图解一）。 Σl=12000×400=4.8×10 （2）确定各个螺栓所受的横向载荷 在横向力FΣ作用下，各个螺栓所受的横向载荷F s1大小相同，与FΣ同向。 F s1=FΣ/4=12000/4=3000 N 而在旋转力矩T作用下，由于各个螺栓中心至形心O点距离相等，所以各个螺栓所受的横向载荷F S2大小也相同，但方向各垂直螺栓中心与形心O的连线（图解二）。
第5单元练习题 一、填空题 5-52 螺纹相邻两牙在中经线上对应两点间的轴向距离称为。5-53 普通螺纹的牙型角为。 5-54 螺纹连接的基本类型有：、、和，当两倍连接件之一较厚，且不需经常拆卸的场合时，宜采 用连接。 二、选择题 5-55 常见的螺纹连接是。 A 单线左旋 B 单线右旋 C 双线左旋 D 双线右旋 5-56 普通螺纹的公称直径是指。 A 螺纹大径 B 螺纹小径 C 螺纹中径 D 平均直径 5-57 在螺旋压力机的螺旋副机构中，常用的是。 A 锯齿形螺纹 B 梯形螺纹 C 普通螺纹 D 矩形螺纹 5-58 在机械上采用的螺纹当中，自锁性最好的是。 A 锯齿形螺纹 B 梯形螺纹 C 普通细牙螺纹 D 矩形螺纹 5-59 梯形螺纹与锯齿形、矩形螺纹相比较，具有的优点是。 A 传动效率高 B 获得自锁性大
C 应力集中小 D 工艺性和对中性好 5-60 当两个被连接件之一太厚，且需经常拆卸时，宜采用。 A 螺钉连接 B 普通螺栓连接 C 双头螺柱连接 D 紧定螺钉连接 5-61 在螺栓连接中，采用弹簧垫圈防松是。 A 摩擦放松 B 机械放松 C 冲边防松 D 粘结防松 三、简答题 5-62 连接螺纹已经具有自锁性，为什么螺纹连接还要采取防松措施？ 5-63 简述螺栓连接的特点和应用？ 第6单元练习题 一、填空题 5-67 螺旋机构通过螺杆与螺母间的相对运动，将运动转变为运动。 5-68 螺旋机构根据螺旋副的摩擦性质，可分为 和两大类。 5-69 滑动螺旋机构所采用的螺纹为、、和。
5-70 螺旋传动可实现自锁和精密位移。（） 5-71 滑动螺旋机构的主要失效形式是螺纹牙间的磨损。（）三、简答题 5-72 简述滑动螺旋机构的特点？ 5-73 简述单螺旋机构有哪四种应用形式？并分别举例说明。 四、计算题 5-74 如图5-1所示为一机床上带动溜板2在导轨3上移动的微螺旋机构。螺杆1上有两段旋向均为右旋的螺纹，A段的导程Ph1=2mm，B段的导程Ph2=0.75mm，试求当手轮按K向顺时针转动一周时，溜板2相对于导轨3移动的方向及距离是多少？ 答案 第5单元 一、填空题 5-52螺距 5-53 60° 5-54 螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接、螺钉联接 二、选择题 5-55 B 5-56 A 5-57 D 5-58 C 5-59 D 5-60 C 5-61 A
螺纹联接 一 选择题 (1) 在常用螺纹中，效率最低、自锁性最好的是 C ，效率较高，牙根强度较大、制造方便的是 B ；螺纹联接常用 C ，传动螺纹常用 B 。 A. 矩形螺纹 B. 梯形螺纹 C. 三角螺纹 (2) 螺纹副在摩擦因数一定时，螺纹的牙型角越大，则 D 。 A. 当量摩擦因数越小，自锁性能越好 B. 当量摩擦因数越小，自锁性能越差 C. 当量摩擦因数越大，自锁性能越差 D. 当量摩擦因数越大，自锁性能越好 (3) 当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用 A 来轴向定位，所能承受的轴向力较大。 A. 圆螺母 B. 紧定螺钉 C. 弹性挡圈 (4) 一箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆箱盖进行修理，则一般宜采用 A 联接。 A. 双头螺柱联接 B. 螺栓联接 C. 螺钉联接 (5) 在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为 B 。 A. 间隙配合 B. 过渡配合 C. 过盈配合 (6) 紧螺栓联接受轴向外载荷，假定螺栓的刚度b C 与被联接件的刚度m C 相等，联接的预紧力为0F ，要求受载后结合面不分离，当外载荷F 等于预紧力0F 时，则 D 。 A. 被联接件分离，联接失效 B. 被联接件即将分离，联接不可靠 C. 联接可靠，但不能继续再加载 D. 联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F (7) 受轴向载荷的紧螺栓联接，为保证被联接件不出现缝隙，因此 B A. 残余预紧力1F 应小于零 B. 残余预紧力1F 应大于零 C. 残余预紧力1F 应等于零 D. 预紧力0F 应大于零 (8) 图5-1所示钢板用普通螺栓联接。已知横向工作载荷为F 结合面之间的摩擦因数15.0=f ，为使联接可靠，取防滑系数2.1s =K ，则每个螺栓需要的预紧力0F 为 B 。 A. 0.5F B. F C. 2F D. 4F