第6章螺纹联接

第1章 机械及机械零件设计概要思考题：1． 在机械零件设计中，确定许用应力时，极限应力要根据零件的材料性质和应力种类选定，试区分金属材料的几种极限应力：σB （τB ）、σS （τS ）、σ-1（τ-1）、σ0（τ0）、σr （τr ），它们各适用于什么工作情况？对于脆性材料，在静应力作用下→ 脆性断裂→σlim （τlim ）=σB （τB ）对于塑性材料，在静应力作用下→ 塑性变形→σlim （τlim ）=σS （τS ）对于塑性材料，在对称循环变应力作用下→ 疲劳断裂→σlim （τlim ）=σ-1（τ-1）对于塑性材料，在脉动循环变应力作用下→ 疲劳断裂→σlim （τlim ）=σ0（τ0） 3．稳定变应力有那几种类型？它们的变化规律如何？ 稳定循环变应力的种类： -1<r <+1——不对称循环变应力r=0——脉动循环变应力 r=-1——对称循环变应力 r=+1——静应力第2章 机械零件的强度思考题：1． 什么叫疲劳曲线？绘制疲劳曲线的根据是什么？如何划分有限寿命区和无限寿命区？σ—N 疲劳曲线——应力循环特性r 一定时，材料的疲劳极限σrN （τrN ）与应力循环次数N 之间关系的曲线。

绘制疲劳曲线的根据是：σrN （τrN ）和NN 在104——N D 之间为有限寿命区；N 超过N D 为无限寿命区2． 采用有限寿命设计的目的是什么？如何计算有限寿命下零件材料的疲劳极限？有色金属和高强度合金钢无无限寿命区。

3． 绘制疲劳极限应力线图（σm —σa ）的根据是什么？简化的极限应力线图（σm —σa ）是由哪些实验数据绘制而成的？以σm 为横坐标、σa 为纵坐标，即可得材料在不同应力循环特性r 下的σm —σa 的关系曲线。

材料的疲劳特性交变应力的描述σm ─平均应力；σa ─应力幅值σmax ─最大应力；σmin ─最小应力r ─应力比（循环特性）2min max m σσσ+=2min max a σσσ-=maxmin σσ=r 描述规律性的交变应力可有5个参数，但其中只有两个参数是独立的。

第1章机械设计概论思考题1. 什么是部件什么是零件什么是构件什么是通用零件什么是专用零件机械设计课程研究的是哪类零件从哪几个方面来研究这类零件2. 机械设计应满足哪些基本要求机械零件设计应满足哪些基本要求3. 机械设计的一般步骤是怎样的第2章机械零件的工作能力和计算准则一、填空题1. 在压力作用下，以点、线相接触的两物体在接触处产生的应力称为应力。

2. 零件在变应力作用下的强度计算属于强度计算，它不同于静强度计算。

3. 零件的计算载荷与名义载荷的关系是。

4. 零件的名义载荷是指载荷。

5. 零件的实际载荷与计算载荷的差异对零件的强度影响，将在中考虑。

二、简答与思考题1. 解释下列名词：静载荷、变载荷、稳定循环变载荷、动载荷、工作载荷、额定载荷、计算载荷、静应力、变应力、疲劳及疲劳极限。

静载荷是否一定产生静应力变载荷是否一定产生变应力2. 什么是变应力的循环特性r对于静应力、脉动循环变应力和对称循环变应力，其r值各等于多少3. 在一定的循环特性r下工作的金属试件，其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联系怎样区分试件的无限工作寿命和有限工作寿命怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限4. 两个曲面形状的金属零件相互压紧，其表面接触应力的大小由哪些因素确定如果这两个零件的材料、尺寸都不同，其相互接触的各点上彼此的接触应力值是否相等三、计算题1. 图示为对心直动滚子从动件凸轮机构。

从动件顶端承受压力F=12kN。

当压力角α达到最大值αmax=250时，相应的凸轮轮廓在接触点上的曲率半径为R=75mm。

已知：滚子半径r=15mm，凸轮与滚子的宽度b=20mm；两者材料的弹性模量和泊松比均为E=×105Mpa和μ=；许用接触应力[σ]H=1500Mpa。

试校核凸轮与滚子的表面接触强度。

题1图第3章机械零件的疲劳强度一、简答题1.已知某零件的简化极限应力图及其危险剖面上的σm、σa工作应力点M（σm，σa），如图示，当其应力变化规律按σm=C（常数）变化时，在图中找出相应的极限应力点，并计算其安全系数。

6.1 图示为自行车链轮曲柄结构，曲柄和脚蹬采用螺纹连接，试分析两个脚蹬上的螺纹的旋向是否一样？如果不一样，应如何设置？该螺纹连接采用细牙螺纹还是粗牙螺纹更有利？答：两个脚蹬上的螺纹的旋向不一样；左脚左旋；右脚右旋；该螺纹连接采用细牙螺纹更有利，属于不经常拆卸和要求连接可靠性搞的场合。

6.2 图示为煤气罐与减压阀的连接采用螺纹连接，试分析采用左旋螺纹还是右旋螺纹更有利？采用细牙螺纹还是粗牙螺纹更好？题6.1 图 自行车链轮曲柄与脚蹬连接题6.2图 煤气罐与减压阀的螺纹连接答：采用左旋螺纹更有利，防止误拆开。

采用细牙螺纹更好，对于有气密性和有压力的连接，采用细牙螺纹连接会使连接可靠性更高，连接更紧密。

6.3 图示为高速铁路钢轨与轨枕之间的压紧方式，试分析其螺栓连接的防松原理。

题6.3图高速铁路钢轨与轨枕的连接答：采用了增大正压力方式的防松方式。

弹簧圈增大了正压力，从而提高摩擦力。

6.4 图示为唐氏螺纹的结构及防松原理图。

唐氏螺纹由我国唐宗才先生发明的，是机械基础件领域的一大发明，更是螺纹领域的一场革命，它突破了传统螺纹的定义，是“双旋向、非连续、变截面”的螺纹。

双旋向指的是既有左旋螺纹又有右旋螺纹；非连续指的是螺纹线不是整圈；变截面指的是对于一条螺纹，其螺纹的截面积是从小到大，再到小。

试通过调研，分析该种螺纹的防松原理及其应用范围。

（a）防松原理（b）螺纹结构题6.4图唐氏螺纹答：唐氏螺纹同时具有左旋和右旋螺纹的特点。

它既可以和左旋螺纹配合，又可以和右旋螺纹配合。

联接时使用两种不同旋向的螺母。

工作支承面上的螺母称为紧固螺母，非支承面上的螺母称为锁紧螺母。

使用时先将紧固螺母预紧，再将锁紧螺母预紧。

在振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动的趋势，但是，由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母的拧紧方向，锁紧螺母的拧紧恰恰阻止了紧固螺母的松退，导致紧固螺母无法松动。

唐氏螺纹紧固件利用螺纹自身矛盾，以松动制约松动，起到“以毒攻毒”的效果。

第六章 螺纹联接选择题6-1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6-2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6-3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_____。

(A)螺栓联接 (B)螺钉联接 (C)双头螺柱联接 (D)紧定螺钉联接6-5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______。

(A)螺栓联接 (B)螺钉联接 (C)双头螺柱联接 (D)紧定螺钉联接6-6普通螺纹牙型角a 为60，当摩擦系数=0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数uv____。

(A)0.105 (B)0.115 (C)0.1115 (D)0.1046-7在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很多方法，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6-8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。

6-9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)减小螺纹的刚性 （D ）增加螺纹的刚性6-10承受预紧力F '的紧螺栓联接在受工作拉力F 时，残余锁紧力为F "，其螺栓所受的总拉力F 0为________。

(A) F 0=F+F ' (B)F 0=F+F " (C)F 0=F '+F " (D)F 0=F+m b bc c c + F6-11承受预紧力的轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F 和被联接件的刚度c m 不变时，螺栓的刚度c b 愈小，则 。

第6章　螺纹联接一、选择题1．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．矩形螺纹D．锯齿形螺纹【答案】A2．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【答案】C3．螺纹联接防松的根本问题在于（）。

A．增加螺纹联接的刚度B．增加螺纹联接的轴向力C．增加螺纹联接的横向力D．防止螺纹副的相对转动二、填空题1．三角形螺纹的牙型角α=______，适用于______。

而梯形螺纹的牙型角α=______，适用于______。

【答案】60°；连接；30°；传动2．螺旋副的自锁条件是______。

【答案】螺旋升角小于当量摩擦角3．螺纹连接防松的实质是______。

【答案】防止螺纹副相对转动4．受轴向工作载荷F的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力Q等于______和______之和。

【答案】剩余预紧力；工作拉力5．承受横向工作载荷的普通螺栓连接，螺栓受______应力和______应力作用，可能发生的失效形式是______。

【答案】拉；扭剪；断裂（拉断或扭断）6．承受横向工作载荷的铰制孔螺栓连接，靠螺栓受______和______来传递载荷，可能【答案】剪切；挤压；螺杆被剪断；工作面被压溃7．若螺纹的直径和螺纹副的摩擦因数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的______和______。

【答案】线数升角8．在螺栓连接中，当螺栓轴线与被连接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加______应力，而避免其发生的常用措施是采用______和______作支承面。

【答案】弯曲凸台；沉头座9．螺纹连接的防松，按其防松原理分为______防松、______防松和______防松。

【答案】摩擦；机械；破坏螺纹副关系10．______螺纹主要用于联接，而______螺纹主要用于传动。

【答案】三角；矩形、梯形和锯齿形11．螺纹的______亦称为公称直径；在强度计算中常用作危险剖面的计算直径是螺纹的______。

第六部分螺纹连接与螺旋传动习题一．填空题1．螺纹联接的主要类型有：联接、联接、联接和联接。

2、螺纹按照用途的不同，一般分为_________和_________两大类。

3、螺纹代号M20×2表示。

4、螺旋传动按其用途可分为、、三种类型。

5、螺旋传动可方便地把主动件的运动转变为从动件的运动。

6、地脚螺栓用于将设备在地基上。

7、吊环螺钉用于零部件。

8、T形槽螺栓连接常用于及试验装置固定用的平台，便于沿T形槽的的位置。

9、螺栓预紧的目的是为了增强连接的、、，提高连接的防松能力。

10、在工程实际中，常用扭力扳手或扭力扳手来控制拧紧力矩。

二．选择题1．适用于被联接件之一较厚且经常装拆的场合的螺纹联接是。

A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接2．属于摩擦防松的是。

A．双螺母防松 B．焊接防松 C．止动垫片防松 D．胶接防松3．适用于被联接件之一较厚且不经常装拆的场合的螺纹联接是。

A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接4．被联接件厚度不大，被联接件加工成光孔的螺纹联接应采用。

A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 D．紧钉螺钉联接5．普通螺纹的牙型为。

A．三角形 B．梯形 C．矩形 D．锯齿形6．螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触处需要加工，是为了。

A．不致损伤螺栓头和螺母 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7、设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀的几何形状，这主要是为了。

A．美观 B.受力最小 C.联接方便 D.接合面受力较均匀8、单向受力的螺旋传动机构广泛采用（）A、三角螺纹B、梯形螺纹C、矩形螺纹D、锯齿螺纹9、螺纹传动机构（）A、结构复杂B、传动效率高C、承载能力高D、传动精度低10、防松方法简单方便，但只能用于不甚重要的连接和载荷平稳的场合。

A、机械B、摩擦C、破坏螺纹副关系11、防松适用于受冲击、振动的场合和重要的连接。

第6章螺纹联接1、图所示螺栓连接中采纳2个M 20的螺栓，其许用拉应力为[σ]=160MPa ，被联接件结合面的摩擦系数μ，假设考虑摩擦传力的靠得住系数f k ，试计算该连接许诺传递的静载荷Q F 。

2、 题2图所示，凸缘联轴器由HT 200制成，用8个受拉螺栓联接，螺栓中心圆直径D ＝220mm ，联轴器传递的转矩T ＝5000，摩擦系数μ=0.15，靠得住性系数f k ，试确信螺栓直径。

3、题3图所示两根钢梁，由两块钢盖板用8个M 16的受拉螺栓联接，作用在梁上的横向外力F R =1800N ，钢梁与盖板接合面之间的摩擦系数μs ＝，为使联接靠得住，取摩擦力大于外载的20%，螺栓的许用应力[σ]＝160MPa ，问此联接方案是不是可行？题2图4、题4图所示的气缸盖连接中，已知：气缸中的压力在0到MPa 间转变，气缸内径D =250mm ，螺栓散布圆直径0D =346mm ，凸缘与垫片厚度之和为50mm 。

为保证气密性要求，螺栓间距不得大于120mm 。

试选择螺栓材料，并确信螺栓数量和尺寸。

5、题5图所示有一支架用一组螺栓与机座联接如图示，所受外载为F =10000N ，45=α。

结合面的摩擦系数为，摩擦传力靠得住系数2.1=f K ，螺栓的许用应力[]400=σMPa 。

试求螺栓的计算直径。

第7章 键、花键、销、成形联接三、题1图所示为在直径d =80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长Ld ，工作时有轻微冲击。

试确信平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。

第11章 带传动1、已知某单根一般V 带能传递的最大功率P ＝4.7kW,主动轮直径D 1=100mm ，主动轮转速n 1＝1800r/min,小带轮包角α＝ 1350，带与带轮间的当量摩擦系数25.0=v μ。

求带的紧边拉力1F 、松边拉力及有效拉力F （忽略离心拉力）。

2、V 带传动传递的功率5.7=P kW ，带的速度10=v m/s ，紧边拉力是松边拉力的5倍，即215F F =。

螺纹连接原理
螺纹连接是通过螺纹的相互咬合来实现连接的一种方式。

螺纹连接的原理是利用螺纹的斜面和咬合力来产生紧固效果。

通常，螺纹连接分为内螺纹和外螺纹，其中内螺纹是指螺母和螺纹孔的结合形式，外螺纹是指螺纹和螺栓或螺钉的结合形式。

螺纹连接的原理基于以下几个关键点：
1. 螺纹的形状：螺纹连接通过螺纹斜面的角度和咬合力来实现紧固。

螺纹的形状通常是三角形，其角度和高度可以根据具体应用需求进行设计。

2. 斜面的作用：在螺纹连接中，当螺纹旋入时，斜面上的咬合力会产生一个方向的力矩，使螺栓与螺母之间保持紧固状态。

斜面的设计通过增加或减小螺纹的斜度来影响连接的紧固程度。

3. 摩擦力的作用：在螺纹连接中，摩擦力是实现连接的另一个重要因素。

通过增加摩擦力，可以提高螺纹连接的紧固效果。

因此，在螺纹连接中，常常会使用一些防松措施，例如使用垫圈或锁紧剂等，以增加摩擦力和防止螺纹松动。

总结起来，螺纹连接的原理是通过螺纹斜面的咬合力和摩擦力来实现紧固效果。

通过合理设计螺纹的形状和斜面的角度，可以实现不同程度的紧固，并通过增加摩擦力来防止松动。

螺纹连接广泛应用于各种机械设备和结构中，具有简单可靠、易于维护等优点。