一、 螺纹连接是利用螺纹零件构成的可拆连接，结构简单，拆装方便，适用范围广。 二、 螺纹的种类及主要参数：根据螺纹线绕行方向的不同，螺纹分为右旋和左旋，一般用右旋；根据螺纹在螺杆轴向剖面上的形状的不同，分为三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和管螺纹；螺纹又分为内螺纹和外螺纹，二者旋合组成螺纹副或称螺旋副；根据母体的形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。圆柱螺纹的主要参数d （D ）螺纹大径，是螺纹的公称直径如M8表示d=8mm ；d 1（D 1）螺纹小径，常用于计算螺纹强度；d 2（D 2）螺纹中径，用于计算效率、升角、自锁的基准。（外螺纹各直径用小写字母表示，内螺纹各直径用大写字母表示）；p 螺距，螺纹上相邻两牙对应点轴向距离；n 线数，沿一条螺纹线形成的螺纹，成为单线螺纹，沿两条、三条或多条螺纹线形成的螺纹，成文双线、三线或多线螺纹；s 导程，任一点沿同一条螺纹线转一周的轴向位移，s=np ；ψ螺纹的螺旋升角，在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，即22tan s np d d ψππ==；α牙形角，β牙形斜角，在对称牙形中2αβ=；h 工作高度， 三、 1. 三角螺纹的牙形角260αβ==o ，因牙形斜角β大，所以当量摩擦因素大，自锁性好，主要用于连接，这种螺纹
分为粗牙和细牙，一般多用粗牙螺纹。公称直径相同时细牙螺纹的螺距较小、牙细，内经和中径较大，升角较小，因为自锁性好，对螺纹零件的强度削弱小，但磨损后易滑扣。细牙螺纹常用于薄壁和细小零件上或承受变载、冲击振动的连接及微调装置中。 2.举行螺纹牙形为正方形，牙形斜角0 β=o。所以当量摩擦角小，效率高，用于传动；但由于制造困难，螺母和螺杆同心度差，牙根强度弱，常被梯形螺纹代替。 3.梯形螺纹的牙形角230 αβ ==o，与矩形螺纹相比，效率略低，但牙根强度较高，易于制造，在螺旋传动中应用较为普遍。 4.锯齿形螺纹工作边的牙形斜角3 β=o，传动效率高，便于加工，非工作边的牙形斜角30 β=o。综合了矩形螺纹效率高和梯形螺纹压根强度高的优点，能承受较大的载荷，用于单向传动。 5.管螺纹是用于连接的紧密螺纹，是英制细牙三角螺纹， 牙形角60 α=o。其螺纹牙顶部和根部均是圆角，内、外螺纹间无径向间隙，因而连接紧密。、 6.圆锥管螺纹有牙形角55 α=o和60 α=o两种，螺纹分布在1:16的圆锥管壁上；内外螺纹面间无间隙，使用时不用填料而靠牙的变形来保证螺纹连接的紧密性，用于高温、高压系统的管件连接。
第32章螺纹连接的设计32-1试找出图32-27中所示螺纹连接结构中的错误，并改正。 （a） （b）
（c） （d） 图32-27 32-13有一刚性凸缘联轴器，用材料为Q235的普通螺栓连接以传递转矩T，现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高联轴器传递转矩的方法。 答：①可以适当增加结合面的数量；
②可以适当增加预紧力； ③可以适当增加接合面的粗糙度，以提高摩擦因数。 （如果第1种，不能实现，可以增加结合面数量） 32-26图32-43为由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架，两块边板各用4个螺栓与工字钢相连接，托架所受载荷随吊重量不同而变化，其最大载荷为20kN。试确定应采用哪种连接类型，并计算出螺栓直径。 图32-43 解：根据托架的结构，可以采用普通螺栓连接或铰制孔螺栓连接。 （1）采用普通螺栓连接 螺栓组受横向载荷：kN F R 20 = 旋转力矩：m N m N L F T R ? = ? ? = ? =6000 300 20 ①在横向载荷 R F作用下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-23），取12 .0 ,2.1= = f f kμ，8 ,1= =z m可得 kN kN mz F k F s R f25 8 1 12 .0 20 2.1 1 '= ? ? ? = = μ
② 在旋转力矩作用T 下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-27）可得 kN kN r T k F z i i s f 71.702 75812.060002.11 2'=???= = ∑=μ 其中mm mm r r r 2751501502 1 22821=+= === (此题应该采用你第一次的方法，只是21F F F '+'=')，因为预紧力的方向为轴向方向，直接相加 从图32-43（b ）可知，各螺栓所受合预紧力为 kN kN kN F F F F F 14.90135cos 71.7025271.7025135cos 222'2'12 '22'1'=???-+=-+= 选取螺栓强度等级为10.9级，可得MPa s 900=σ，取螺栓连接的安全系数5.1][=S ，则螺栓材料的许用应力MPa MPa S s 6005.1/900]/[][===σσ，则所需的螺栓危险剖面的直径为 mm mm F d 78.15600 14.31014.903.14][3.143 '=????=?=σπ 按GB169-81，选用M16的螺栓。 （请用下面的方法计算一下，看看结果）结果差距很大 先把横向力合成，得到最大的横向力，然后用（32-23），计算预紧力。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 在横向载荷20kN 的作用下，各螺栓所受的横向力为 kN kN z F F R R 5.28 20'=== 在旋转力矩T 的作用下，各螺栓所受横向力为 kN kN r T k F F z i i f s R 49.82 75860002.11 '2' =??= = =∑=μ
第7章螺纹联接与螺旋传动 【教学要求】 掌握螺纹联接的类型、预紧和防松、螺栓组联接的设计计算，并能根据已知条件合理地选用螺栓联接。 【教学的重点与难点】 重点：单个螺栓联接的设计计算 难点：螺栓组联接的设计计算 【教学内容】 7.1螺纹联接的基本知识 7.2螺纹联接的预紧与防松 7.3单个螺栓联接的强度计算 7.4螺栓组联接的结构设计 7.5滑动螺旋传动简介 7.6滚动螺旋传动简介 【学习内容】 为了便于机器的制造、安装、维护和运输，在机器和设备的各零、部件间广泛采用各种联接。联接分为可拆联接和不可拆联接两类。不损坏联接中的任一零件就可将被联接件拆开的联接称为可拆联接，这类联接经多次装拆无损于使用性能，如螺纹联接、键联接和销联接等。不可拆联接是指至少必须毁坏联接中的某一部分才能拆开的联接，如焊接、铆接和粘接等。 螺纹联接和螺旋传动都是利用具有螺纹的零件进行工作的，前者把需要相对固定在一起的零件用螺纹零件联接起来，作为紧固联接件用，这种联接称为螺纹联接；后者利用螺纹零件实现把回转运动变为直线运动的传动，称为螺旋传动，
则作为传动件用。 本章主要讨论螺纹联接的结构、计算和设计，重点介绍单个螺栓联接的强度计算。 螺纹联接是可拆联接，结构简单、拆卸方便、联接可靠，且多数螺纹联接件已标准化、生产效率高、成本低廉，因而得到广泛采用。 7.1 螺纹联接的基本知识 为使机器制造、安装、调整、维修和运输、减重、省科、降成、提高效率、等等必须采用各种方式联接成整体，才能实现上述要求。因此一个出色的设计者应了解联接的种类、特点和应用，熟悉联接设计的准则。掌握好设计的方法。联接——近代机械设计（机器设计）中最感兴趣的课题之一，也是近一些年来，发明创造最多的。 在通用机械中，联接件占总零件数的20~50%。如Boeng’s 747中有250万个紧固联接件 联接： 静联接——被联接件间不充许产生相对运动 ①不可折联接：铆、焊、介于可折不可折之间，胶（粘）接等 ②可折联接：螺纹、键、花键、销、成型而联接等 动联接——被联接零件间可产生相对运动——各种运动副联接 7.1.1 螺纹的类型 1、螺纹按牙型分类： 三角形（普通螺纹）、管螺纹—联接螺纹 矩形螺纹，梯形螺纹，锯齿形螺纹—传动螺纹 三角形螺纹：粗牙螺纹—用于联接 细牙螺纹—自锁性好，适于薄壁细小零件和冲击变载等 2、螺纹按位置分类： 内螺纹—在圆柱孔的内表面形成的螺纹 外螺纹—在圆柱孔的外表面形成的螺纹 根据螺旋线绕行方向分类：左旋、右旋 根据螺旋线头数分类：单头螺纹（n=1）—用于联接 双头螺纹（n=2） 多线螺纹（n≥2）—用于传动
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： F′=[σ]πd2 /（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N 1 =7535 N （2）求牵引力F R：
由式（11—25）得F R=F′fzm/K =7535×0.15×2× f =1.2） 1/1.2N=1883.8 N （取K 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 。
第六章螺纹联接及螺旋传动 一、选择题 6－1、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）紧定螺钉联接 6－2、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__________。 （1）螺栓联接（2）螺钉联接（3）双头螺柱联接（4）紧定螺钉联接 6－3、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 ＝__________。 （1）0.105 （2）0.115 （3）0.1115 （4）0.104 6－4、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 （1）增加拧紧力（2）增加扳手力臂（3）使用测力矩扳手或定力矩扳手 6－5、螺纹联接防松的根本问题在于__________。 （1）增加螺纹联接的轴向力（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 6－6、螺纹联接预紧的目的之一是__________。 （1）增强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 6－7、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愈大（2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小 （3）螺栓中总拉力的变化幅度不变（4）螺栓中的疲劳强度降低 6－8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的最大值和螺栓的刚度C b不变时，被联接件的刚度C m愈小，则__________。 （1）螺栓中总拉力的变化幅度愈大（2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小 （3）螺栓中总拉力的变化幅度不变（4）螺栓疲劳强度愈高 6－9、承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接，该联接中的螺_________。 （1）受剪切作用（2）受拉伸作用 （3）受剪切和拉伸作用（4）既可能受剪切作用又可能受拉伸作用 6－10、对受轴向变载荷的紧螺栓联接，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（3）增大螺栓的刚度 6－11、现有一单个螺栓联接，要求被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__________。 （1）被联接发生分离，联接失败（2）被联接件即将发生分离，联接不可靠 （3）联接可靠，但不能再继续加载 （4）联接可靠，只要螺栓强度足够，外载荷F还可继续增加到接近预紧力的两倍 6－12、有一气缸盖螺栓联接，若气缸内气体压力在0～2MPa之间循环变化，则螺栓中的应
第六章螺纹联接 ６.１选择题 6.1.1 联接螺级要求，传动螺级要求。 a)平稳性好 b)效率高 c) 自锁性好 d)螺距大 6.1.2 可用作螺旋千斤顶的螺纺有螺纺。 a)锯齿形 b)三解形c)梯形 d) 矩形 6.1.3 常用螺纺的线数有单线双线三线三种，其中用于联接和用于传动的各有。 a)一种和两种b)二种和三种c)两种和两种d)两种和三种 6.1.4 管螺纹的公称尺寸是指。 a)螺纹的外径b)螺纹的内径c)螺纹的中径d)管了的内径 6.1.5 螺纺的牙形角为β，升角为υ，螺纺副的当量摩擦角为ρν，则螺纹副的 自锁条件为。 a)υ≤βb)β≤ρνc)υ≤ρν d)ρν＜ρ 6.1.6 相同公称尺寸的三角形细牙螺纺和粗牙螺纹相比，因细牙螺纺的螺距小， 内径大，故细牙螺纺。 a)自锁性好，强度低 b)自锁性好，强度高 c)自锁性差，强度高 d)自锁性差，强度低 6.1.7 联接用的螺母、垫圈是螺纺的选用的。
a)中径b)内径c)外径 6.1.8 我国国家标准规定，螺栓的强度级别是按其材料的来进行划分的。 a)抗拉强度σB b)屈服强极限σS c)抗拉强度σB与屈服极限σS d)硬度HB 6.1.9 受拉螺栓的断裂，最多发生在。 a)靠近螺栓头的部位 b)螺杆当中的部位 c)螺纹收收尾的部位 d)靠近螺母支离承面的螺纹部位 6.1.10 在同一螺栓中，螺栓的材料、直径、长度均应相同，是为了。 a)受力均匀 b)造型美观c)降低成本，便于装配 6.1.11 紧联接螺栓按伸强度计算时，考虑到拉伸和扭转的复合作用，应将拉伸 载荷增大至原来的倍。 a)1.1 b)1.3 c)1.5 d)1.7 6.1.12 设计紧联螺栓时，其直径越小，则许用安全系数应取得越大，即许用应 力取得越小。这是由于直径越小时。 a)螺纹部分的应力集中越严重 b)加工螺纹时越容易产生缺陷 c)扳紧时越容易折断 d)材料的机械性能越不易保证 6.1.13 受横向载荷的受螺栓所受的载荷是，受横向载荷的铰制孔螺栓所受 的载荷是，受轴向载荷的公螺栓所受的载荷是，受轴向载荷的紧螺栓所受的载荷是。 a)工作载荷b)预紧力c)部分工作载荷 d)剩余预紧力e)工作载荷＋预紧力
机械设计简答题 第一章绪论 1.问：机器的基本组成要素是什么？ 答：机械零件 2.问：什么是零件？ 答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。 3.问：什么是通用零件？ 答：在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉等。 4.问：什么是专用零件？ 答：在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴等。 5.问：什么是部件？ 答：由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体叫做部件，如减速器、离合器等。 6.问：什么是标准件？ 答：经过优选、简化、统一，并给以标准代号的零件和部件称为标准件。 7.问：什么是机械系统？ 答：由许多机器、装置、监控仪器等组成的大型工程系统，或由零件、部件等组成的机器（甚至机器中的局部）都可以看成是一个机械系统。 8.问：机械设计课程的主要研究对象是什么？ 答：本课程只研究在普通工作条件下一般参数的通用零件和部件。 第二章机械设计总论 1.问：一台完整的机器通常由哪些基本部分组成？ 答：原动机部分、执行部分和传动部分。 2.问：一般机器的设计程序通常由哪几个基本阶段构成？ 答：一部机器的设计程序基本上由计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段构成。 3.问：设计机器时应满足哪些基本要求？ 答：一般来说，需满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、可靠性要求和其它专用要求。 4.问：机械零件主要有哪些失效形式？ 答：机械零件的主要失效形式有：整体折断、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效等。 5.问：设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 答：一般说来，大致有以下基本要求：避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求等。
第二篇连接 一、单项选择题 1．在常用螺纹类型中，主要用于传动的是（） A．矩形螺纹.梯形螺纹.普通螺纹 B．矩形螺纹.锯齿形螺纹.管螺纹 C．梯形螺纹.普通螺纹.管螺纹 D．梯形螺纹.矩形螺纹.锯齿螺纹 2.平键联接的工作面是键的（） A.两个侧面 B.上下两面 C.两个端面 D.侧面和上下面 7.润滑油的主要性能指标是（） A.粘性 B.油性 C.压缩性 D.刚度 11.当螺纹公称直径.牙型角线数相同时，细牙螺纹的效率与粗牙螺纹的效率应是（） A.大于 B.等于 C.小于 D.大于或等于 12.一般普通平键联接的主要失效形式是（） A.剪断 B.磨损 C.胶合 D.压溃 21.重要的受拉螺栓联接中，不宜用小于M12～M16的螺栓，其原因是尺寸小的螺栓（） A.不用好材料，强度低 B.需要的螺栓个数多 C.拧紧时容易过载 D.不能保证联接的刚度 22，当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，不需要经常拆即时，往往采用的联接方式是（）A.螺栓联接 B.螺钉联接 C.双头螺栓联接 D.紧定螺钉联接 23.一般导向键联接的主要失效形式是（） A.剪断 B.磨损 C.胶合 D.压溃 29.下述四种螺纹中，传动效率最高的是（） A. M20*1 B. M20*2 C. T20*2 D. T20*l 31.螺纹联接中最常用的螺纹牙型是（） A.三角螺纹 B.矩形螺纹 C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 32.在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于（） A.摩擦防松 B.机械防松 C.破坏螺旋副的关系防松 D.增大预紧力防松 33.通常用来制造键的材料是（） A.低碳钢 B.中碳钢 C.高碳钢 D.合金钢 38.螺栓联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为了（） A.不损伤螺栓头和螺母 B.增大接触面积，不易松脱 C.防止产生附加偏心载荷 D.便于装配 39.花键联接的优点不包括（） A.轴上零件对中性好 B.对轴的削弱较轻 C.制造较简单 D.导向性较好 42..螺旋副自锁条件是（） A. B. C. D.
第三章螺栓连接 一、选择题 7.1.1(Ⅰ)单个螺栓的承压承载力中，其中∑t为。 (A) a+c+e(B) b+d(C) max{a+c+e，b+d} (D) min{a+c+e，b+d} 7.1.2 (Ⅰ)每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受到的拉力应低于其预拉力的。 (A) 1.0倍(B) 0.5倍(C) 0.8倍(D) 0.7倍 7.1.3(Ⅰ)摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是。 (A)摩擦面处理不同(B)材料不同 (C)预拉力不同(D)设计计算不同 7.1.4(Ⅰ)承压型高强度螺栓可用于。 (A)直接承受动力荷载 (B)承受反复荷载作用的结构的连接 (C)冷弯薄壁型钢结构的连接 (D)承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接 7.1.5(Ⅰ)一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是。 (A)螺杆的抗剪承载力(B)被连接构件(板)的承压承载力 (C)前两者中的较大值(D) A、B中的较小值 7.1.6(Ⅰ)摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，。 (A)与摩擦面处理方法有关(B)与摩擦面的数量有关 (C)与螺栓直径有关(D)与螺栓性能等级无关 7.1.7(Ⅰ)图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有。 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D)不能确定 7.1.8(Ⅰ)图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为mm。 (A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 40 7.1.9(Ⅰ)普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I.螺栓剪断；Ⅱ.孔壁承压破坏；Ⅲ.板件端部剪坏；Ⅳ.板件拉断；V.螺栓弯曲变形。其中种形式通过计算来保证的。
阀门连接形式与驱动方式主稿：董金新 主要内容： ·阀门连接形式·阀门驱动方式 法兰连接...............1 手动方式 (1) 焊接连接...............1 蜗杆传动 (1) 对夹连接...............1 齿轮传动 (1) 螺纹连接...............1 气动方式 (1) 卡箍连接...............1 电动方式 (1) 液动方式 (1) 其他传动 (1)
阀门连接形式与驱动方式 一、阀门连接形式 阀门与管道的连接形式主要有法兰连接、焊接连接、对夹连接、螺纹连接、卡箍连接、卡套连接等方式。 （一）法兰连接 1、定义 法兰连接：法兰连接是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。 法兰连接照片法兰连接图例 2、法兰连接适用范围 法兰连接可适用于各种公称尺寸、公称压力的阀门，但对使用温度有一定的限制，在高温工况时，由于法兰的连接螺栓易产生蠕变现象而造成泄漏，一般情况下法兰连接推荐在≤350℃温度使用。 3、法兰类型 法兰的结构型式：整体法兰（IF）、承插焊法兰（SW）、螺纹法兰（Th）、带颈对焊
法兰（WN）、带颈平焊法兰（SO）、板式平焊法兰（PL）、平焊环松套法兰(PJ/RJ) 、对焊环松套法兰（PJ/SE）、法兰盖（BL）等。 4、法兰密封面形式 法兰密封面主要是防止管道中介质向外泄漏，密封面形式主要有平面（FF）、突面（RF）、凹凸面（MF）、榫槽面（TG）、环连接面（RJ）等几种。 平面法兰连接形式一般适用于PN40及以下的阀门，突面法兰、凹凸面法兰、榫槽面法兰连接形式一般适用于PN160及以下的阀门，环连接面法兰连接形式一般适用于PN420及以下的高压阀门。阀门与管道连接采用凹凸面（MF）连接时，一般情况下阀门的端法兰采用凹面形式。阀门与管道连接采用榫槽面（TG）连接时，一般情况下阀门的端法兰采用槽面（G）形式。 平面（FF）突面（RF）凹凸面（MF） 榫槽面（TG）环连接面（RJ）
第七章标准件与常用件在各种机器设备上，都需要一些应用广泛，需求量大的零件，例如：螺栓、螺钉、螺母、键、轴承等，国家标准对这些零件的结构形式、尺寸规格和技术要求等都有统一的规定，并由专门的工厂大量生产，这类零件称为标准件。有些零件，如齿轮等其结构形式、尺寸规格只是部分地实现了标准化，这类零件称为常用件。本章将介绍标准件及常用件的基本知识、规定画法、代号及标注方法。 §7-1 螺纹及其螺纹紧固件 一、螺纹 螺纹是指在圆柱或圆锥表面上，沿螺旋线所形成的，具有相同断面的连续凸起和沟槽。在圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹，称为外螺纹；在其内表面上形成的螺纹，称为内螺纹。内外螺纹成对使用，可用于各种机械连接，传递运动和动力。 图7-1是内、外螺纹的常见加工方法。 7-1内、外螺纹的加工方法 1.螺纹要素及其结构 （1）牙型 在通过螺纹轴线的断面上，螺纹的轮廓形状，称为螺纹牙型。常见的螺纹牙型有三角形、梯形、锯齿形、矩形等，不同牙型的螺纹有不同的用途，并有相对应的名称及特征代号(图7－2)。 图7-2 螺纹牙型
（2）螺纹的直径 螺纹的直径分为基本大径（外螺纹用d表示，内螺纹用D表示）、基本中径和基本小径（图7-3）。外螺纹的基本大径和内螺纹的基本小径（即螺纹体上用手摸得着的直径）称为顶径。螺纹的公称直径为基本大径（管螺纹用尺寸代号表示） 图7-3 螺纹的要素 （3）线数n 螺纹有单线和多线之分。沿一条螺旋线形成的螺纹，称为单线螺纹；沿两条或两条以上，且在轴向等距离分布的螺旋线所形成的螺纹，称为多线螺纹(图7-4)。 图7-4 单线螺纹和双线螺纹 （4）螺距P和导程Ph 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，称为螺距；在同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，称为导程(图7-4)。螺距、导程、线数的关系是：导程Ph=螺距P×线数n，对于单线螺纹：导程Ph=螺距P。 （5）旋向 螺纹分左旋和右旋两种。顺时针旋转时旋入的螺纹，称为右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹，称为左旋螺纹(图7-5)。
第3章联接设计 本章提示 由于使用、结构、制造、装配、运输等原因，机器中有相当多的零件需要彼此联接。被联接件间相互固定、不能作相对运动的称为静联接。能按一定运动形式作相对运动的称为动联接。 基本要求 1．对于螺纹联接基本知识，应了解螺纹及螺纹联接件的类型、特性、标准、结构、应用场合及有关的防松方法等，以使在设计时能够正确地选用它们； 2．对于螺栓联接设计及强度计算部分，应掌握其结构设计原则及强度计算的理论与方法，能够较为合理地设计出可靠的螺栓组联接； 3．了解键联接的重要类型及应用特点，掌握键的类型及尺寸的选择方法，并能对平键联接进行强度校核计算； 4．了解花键联接的类型、特点和应用。掌握花键联接强度校核计算方法； 5．对成形联接、销联接和过盈配合联接的类型、特点及应用有一定的了解； 6．了解焊接和胶接接头的基本类型、结构、应用场合、受力状况、破坏形式以及焊缝强度计算。 3.1 螺纹联接 螺纹联接是利用螺纹零件构成的可拆联接，在机械行业中应用非常广泛。 3.1.1 螺纹联接的主要类型 螺纹紧固件联接有四种基本类型，螺栓、螺钉、双头螺柱和紧定螺钉，所构成的联接见表3.1。
本章将以螺栓联接为例说明联接的受力分析和强度计算，其结论对螺钉和双头螺柱也基本适用。
工作前须拧紧的螺栓联接称为紧联接，不拧紧的螺栓联接称为松联接，后者应用较少。 按螺栓主要受力状况不同可分为受拉螺栓（普通螺栓）联接和受剪螺栓（绞制孔用螺栓）联接两种，见表3.1，所用螺栓的结构型式和联接的结构也有所不同，前一种制造和装拆方便，应用广泛；后一种多用于板状件的联接，有时兼起定位作用。 螺纹紧固件的品种很多，大都已标准化，它是一种商品性零件，经合理选择其规格、型号后，可直接到五金商店购买。 3.1 螺纹联接 3.1.2 螺纹联接的拧紧和防松 1. 螺纹联接的拧紧 绝大多数螺纹联接在安装时都必须拧紧。其目的是为了增强联接的刚性，增加紧密性和提高防松能力。对于受轴向拉力的螺栓联接，还可以提高螺栓的疲劳强度；对于受横向载荷的普通螺栓联接，有利于增大联接中接合面间的摩擦力。 拧紧螺母时，加在扳手上的力矩T，用来克服螺纹牙间的阻力矩T1和螺母支承面上的摩擦阻力矩T2 (图3.1)，即 T=T1+T2(15-1)
第三章 螺纹连接 分析计算题解 1 选用三个普通螺栓将钢板A 固定在立柱上。图中尺寸L ＝340，h =200。载荷F =1.5kN ,钢板间摩擦系数f =0.2，防滑系数K s =1.2，选用螺栓的许用拉应力[σ]=128MPa 。按照图中布局，M16螺栓能否可用? 若不可用，需要多大螺栓？ 【解】 1) 确定螺栓间距离a 根据结构，对于M16的螺栓，查文献[1]中表4-2， 螺栓中心至横板边缘的距离不小于C 2=20mm ， h =200mm ，则a =80mm 。 2) 把外载荷F 向螺栓组形心简化 螺栓组受的基本载荷为： 横向力： F =1500N 旋转力矩： T =F ×L =1500×340=510000Nm 3）螺栓组受力分析 在横向力作用下，每个螺栓处应产生的摩擦力F 1=F /3=500 N ，方向如图。 在旋转力矩T 作用下，螺栓处应产生的摩擦力F 2=T /(z a )=450000/(2×80)=3187.5 N 上或者下两螺栓处摩擦力的合力F f =2 221F F +=225.3187500+=3226.5 N 4)求单个螺栓的预紧力F p F p =K s ×F f / f =1.2×3226.5/0.2=19359 N 5) 需要螺栓的大小 =×π××=σπ×≥128 1935943.1][43.11P F d 15.82 mm 查文献[1]的表11-1，得 对于M16的螺栓，其螺纹小径的d 1=13.835mm<15.82 mm ，故不可用。 对于M20的螺栓，其螺纹小径的d 1=17.294mm>15.82 mm ，故可用。 参考文献 [1] 寇尊权、王多主编，《机械设计课程设计》，机械工业出版社，2011年，第2版。 2如图所示，气缸与气缸盖用M16普通螺栓无垫片连接 。螺栓许用拉应力 2
第三章 自测题 一、选择题 1．普通螺栓紧连接中，螺栓受到轴向变载荷时螺栓最可能的失效形式为（ C ）。 A 剪切破坏B挤压破坏 C 拉、扭联合作用下断裂D 拉、扭联合作用下塑性变形2．确定紧连接螺栓中拉伸和扭转复合载荷作用下的当量应力时，通常是按（D）来进行计算的。 A. 第一强度理论 B. 第二强度理论 C. 第三强度理论 D. 第四强度理论 3．在常用的螺纹连接中，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 A. 4．若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( B )。 A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接 D.紧定螺钉联接 5. 在螺纹主要几何参数中，螺纹的公称直径是指（ A ）。 A 螺纹大径 B 螺栓小径 C 螺纹中径 D 螺纹光杆直径 6. 以下措施中，( C )可以提高受轴向变载荷的紧螺栓连接中的螺栓强度。 A 开头销 B 在被连接件间加橡胶垫片 C 采用空心螺栓 D 串联铁丝 7. 在螺纹连接的强度计算中，常以( C )作为螺纹强度计算和设计的依据。 A 大径 B 中径 C 小径 D 大径和小径的平均值 8．在螺纹连接的防松措施中，属于机械防松的有（ D ）。 A 弹簧垫片 B 对顶螺母 C 自锁螺母 D 止动垫圈 9.螺纹连接中松连接和紧连接的主要区别是松连接的螺纹部分只承受（A）。 A 拉伸作用 B 扭转作用 C 剪切作用 D 弯曲作用 10. 螺纹连接中采用（ C ）不能降低螺栓的应力幅。 A 空心螺栓 B 腰状螺栓 C 短粗螺栓 D 细长螺栓 11．受翻转力矩的螺栓组连接中，螺栓位置的布置应符合（C ） A 应远离被连接件几何形心 B 螺栓均匀分步 C 应远离翻转轴线 D 应布置在受拉侧 二、是非题 1．矩形螺纹常用于构件间的的静连接。（ F ）2．梯形螺纹连接因密封性好，故常用于密封件间的连接。（ F ） 3．普通螺栓连接中的螺栓受横向载荷时只需计算剪切强度和挤压强度。 （F ） 4．铰制孔用螺栓连接中的螺栓受横向载荷时只需计算剪切强度和挤压强度。 （ T ） 5．螺纹连接防松的根本问题在于防止螺纹副的相对转动。（T ） 6．有气密性要求的场合多采用可以自锁的三角螺纹。（ F ） 7. 三角形螺纹，当量摩擦角大，自锁性能好，主要用于传动。（ F ）8．连接螺纹采用满足自锁条件的螺纹牙型的突出优点是省略防松装置（F）
第六章 螺纹联接 一、选择题 6－1 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 6－2 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 6－3 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）紧定螺钉联接 6－4 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__________。 （1）螺栓联接 （2）螺钉联接 （3）双头螺柱联接 （4）紧定螺钉联接 6－5 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__________。 （1）螺栓联接 （2）螺钉联接 （3）双头螺柱联接 （4）紧定螺钉联接 6－6 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 ＝__________。 （1）0.105 （2）0.115 （3）0.1115 （4）0.104 6－7 在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 （1）增加拧紧力 （2）增加扳手力臂 （3）使用测力矩扳手或定力矩扳手 6－8 螺纹联接防松的根本问题在于__________。 （1）增加螺纹联接的轴向力 （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 6－9 螺纹联接预紧的目的之一是__________。 （1）增强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 6－10 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 ″，其螺栓所受的总拉力F 0为__________。 （1）'+=F F F 0 （2）"+=F F F 0 （3）"'=F F F ＋0 6－11 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F 0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愈大 （2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小 （3）螺栓中总拉力的变化幅度不变 （4）螺栓中的疲劳强度降低 6－12 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F 0的最大值和螺栓的刚度C b 不变时，被联接件的刚度C m 愈小，则__________。 （1）螺栓中总拉力的变化幅度愈大 （2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小 （3）螺栓中总拉力的变化幅度不变 （4）螺栓疲劳强度愈高 6－13 承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接，该联接中的螺_________。
第四章螺栓联接 4-1 螺纹连接的类型有哪些？ 答：螺栓连接、双头螺柱联接、螺钉联接。 4-2 为什么需要对螺纹联接进行预紧？ 答：增加联接刚度、紧密性和提高防松能力。 4-3 螺纹连接防松的方法有哪些？ 答：摩擦防松：对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母。 机械防松：开口销与六角开槽螺母、串联钢丝、止动垫圈。 4-4 提高螺纹联接强度的措施有哪些？ 答：改善螺纹牙间载荷分布不均现象； 减小应力集中的影响； 降低螺栓的应力幅； 采用合理的制造工艺方法。 第五章轴毂连接 5-1 键联接中哪些是静联接？哪些是动联接？ 答：静联接：薄型平键、普通平键、花键联接； 动联接：导向键、滑键、花键联接。 5-2 键联接中哪些是松联接？哪些是紧联接？ 答：松联接：平键、半圆键联接； 紧联接：楔键、切向键联接。 5-3 A型、B型、C型3种平键分别用于哪种场合？各有哪些优缺点？对应的键槽如何加工？答：A型：用于指状铣刀铣出的键槽中； B型：用于盘状铣刀铣出的键槽中； C型：常用于轴端与毂类零件的联接中。 优点：工艺性较好、装配方便、尤其适用于锥形轴端与轮毂的连接。 缺点：轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，一般只用于轻载静联接中。 5-4 与平键相比花键联接有何特点？ 答：与平键相比，花键联接有一下优点： 1.对称布置，使轮毂受力均匀； 2.齿轴一体且齿槽较浅，齿根应力集中较小，被连接件的强度削弱较少； 3.齿数多，总接触面积大，压力分布较均匀； 4.轴上零件与轴的对中性好； 5.导向性较好； 6.可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；
其缺点是： 齿根仍有应力集中，有时需要专门设备加工，成本较高，因此花键联接适用于定心精度要求高、载荷大或经常滑移的联接。 5-5 花键的齿形有几种？ 答：渐开线花键、矩形花键。 5-6 花键有几种定心方式？各有何特点？ 答：内径定心、外径定心、齿形定心。 内径定心——定心精度高、定心稳定性好、能用磨削的方法消除热处理引起的变形； 外径定心——定心精度较高 齿侧定心——齿侧定心载荷沿键齿分布均匀，但定心精度较差。 5-7 无键联接有几种形式？有何特点？个用于什么场合？ 答：无键联接包括型面联接和胀紧联接。 型面联接——没有应力集中源，定心性好，承载能力强，装拆方便，但工艺上有困难； 胀紧联接——定心性好，装拆方便，引起的应力集中较小，承载能力高，并且有安全保护作用。 5-8 根据销联接的用途，常把销分为哪几类？ 答：根据销联接的用途，常把销分为：定位销、圆锥销、安全销。 5-9 圆柱销和圆锥销有哪些特点？ 答：圆柱销经过多次装拆以后，联接紧固性和定位精度会降低。 圆锥销有1:50的锥度，可自锁，安装比圆柱销方便，且定位精度也较高，多次装拆对定位精度的影响也很小。 5-10 过盈配合联接有几种装配法？各有何特点？ 答：压入装配法和温差法。 压入装配法——利用压力机将被包容件直接压入包容件中，由于过盈量的存在，在压入过程中，配合表面微观不平度的峰尖不可避免地要受到擦伤或压平，因而降低了联接的紧固性。承载能力高。 温差法——加热包容件或冷却被包容件，使之既便于装配，又可减少或避免损伤配合表面，而在常温下即达到牢固的联接。要求配合表面的粗糙度最小。 第六章 6-1 常用的铆合方法有哪些？ 答：冷铆，热铆。 6-2 根据工作要求铆缝有哪几类？ 答：强固铆缝、强密铆缝、紧密铆缝。