机械设计螺旋传动与螺纹联接

9 螺纹联接与螺旋传动

一、简答题

(1)为什么螺纹联接常需要防松？防松的实质是什么？有哪几类防松措施？

试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？

(2)试指出普通螺栓联接、双头螺栓联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？

(3)一螺栓联接预紧后，受轴向变载荷作用，在最大工作载荷maxF及剩余预紧力不变的情况下，试问提高这种螺栓疲劳强度的具体措施有哪些？

(4)为提高螺栓的疲劳强度，欲减小螺栓的应力幅，请举出一个措施，并用螺栓受力—变形协调图来说明。

(5)螺栓的主要失效形式有哪些？

(6)拧紧螺母与松退螺母时的螺纹副效率如何计算？哪些螺纹参数影响螺纹副的效率？

二、填空

（1）螺纹的公称直径是指螺纹的 径，螺纹的升角是指螺纹

径处的升角。螺纹的自锁条件为 ，拧紧螺母时效率公式为 。

（2）螺纹联接常用的防松原理有， ， ， 。其对应的防松装置有 ， ， 。

（3）三角形螺纹主要用于 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于 。

（4）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

度，线数等于 ，16代表 ，80代表 。

（5）若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的导程S和牙形角。

（6）为了提高螺栓强度，防止螺栓的疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小 刚度或增大 刚度。

（7）有一单个紧螺栓连接，已知该螺栓所受预紧力NQ10000，所受轴向工作载荷NQl500，螺栓的相对刚度系数2.0cbbKKK，则螺栓所受的总拉伸载荷 ，残余预紧力

；为保证结合面不出现缝隙，则该联接允许的最大轴向工作载荷 。（需注明式中各符号的意义）

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1 第3章 螺纹联接和螺旋传动答案

一、 思考题（略）

二、 习题

1、如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图：（1）当工作载荷为2000N时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。（2）若被联接件间不出现缝隙，最大工作载荷是多少？

解：（1）螺栓刚度57735.030tanbk，被联接件刚度145tanck，由图知预紧力N

40000＝F。

螺栓所受总拉力

N32472000157735.057735.040000EcbbaFkkkFF

被联接件间剩余预紧力

N27322000157735.0140000EcbcRFkkkFF

aF和RF图示如下： 百度文库

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2

（2）被联接件不出现缝隙，需

00EcbcRFkkkFF

N.4630940001157735.00maxFkkkFccbE≤

2．受轴向力紧螺栓联接，已知螺栓刚度N/mm104.0k6b，被联接件刚度N/mm106.1k6c，螺栓所受预紧力N80000F，螺栓所受工作载荷为N0004EF。要求：

（1）按比例画出螺栓与被联接件受力-变形图（比例尺自定）。

（2）在图上量出螺栓所受的总拉力aF和剩余预紧力RF，并用计算法求出此二值，互相校对。

（3）若工作载荷在0～4000 N之间变化，螺栓的危险截面面积为96.6mm2，求螺栓的应力幅a和平均应力m（按计算值F0等求m、a，不按作图求值)。

预紧后螺栓变形mm20.0104.08000kF6b00b

被联接件变形mm005.0106.18000k6c00Fc

（1） 4000N Fa FE

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3

（2）N08804000106.1104.0104.080006660EcbbaFkkkFF

机械设计—螺纹联接与螺旋传动计算题

例13-1 如图所示，用8个M24的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力=80

=，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP

1．先根据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q； 2．在求许用工作载荷F。

解：根据：

ca=4≤ 。

例13-1图 d12解得： 依题意： ：

= ×80=20814 N Q ≤ 4××d12FF Q = 20814，解得：F = 8005 N

汽缸许用载荷： FΣ = z F = 8F = 64043 N 根据：

解得：

FpmaxpmaxD2464043

4FD2464043 MPa

20XX例13-5 如例13-5图1所示螺栓联接，4个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = ，可靠性系数Kf = ，螺栓的许用应力为=240MPa，试求：所需螺栓的直径。 解：(1) 将R简化到螺栓组形心，成为一个横向载荷R和一个转矩T，如例13-5图2所示，其中：

TRL400030012105 Nmm

(2) 求每个螺栓联接承受的分力 R的分力：FSR = R/z =

4000/4 =1000 N T的分力：FSTT121053000N

rzr4100iT 例13-5图1 (3求FSmax

22FSmaxFSRFST2FSRFSTcos45

=

1000230002210003000cos45= 3774 N

(4) 据不滑移条件：QP f m ≥Kf FSmax 所需预紧力QP ：

3774QP== 30192 N

1(5) 根据强度条件：ca 例13-5图2

4≤

机械设计―螺纹联接与螺旋传动计算题

例13-1 如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力[ ]=80

=1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP

1．先根据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q； 2．在求许用工作载荷F。

解：根据：

ca=

1.3Q

4

≤ [ ]，

d12

解得： 依题意： 由：

20.7522

[ ]= ×80=__ N Q ≤

4×1.34×1.3

d12

F 1.6F F 2.6F Q QP

2.6F = __，解得：F = 8005 N 汽缸许用载荷： FΣ = z F = 8F = __ N 根据： 解得：

F pmaxpmax

D2

4

__

4F

D2

4 __

2.04 MPa

2022年

例13-5 如例13-5图1所示螺栓联接，4个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数Kf

= 1.2，螺栓的许用应力为[ ]=240MPa，试求：所需螺栓的直径（d1）。

解：(1) 将R简化到螺栓组形心，成为一个横向载荷R和一个转矩T，如例13-5图2所示，其中：

T RL 4000 300 12 105 Nmm

(2) 求每个螺栓联接承受的分力 R的分力：FSR = R/z =

4000/4 =1000 N T的分力：FST

T12 105 3000N

rzr4 100i