螺栓聯(lián)接習(xí)題及解答教程文件

1、螺栓聯(lián)接習(xí)題及解答精品文檔習(xí)題與參考答案一、單項選擇題（從給出的A、B、C、D中選一個答案）1當(dāng)螺紋公稱直徑、牙型角、螺紋線數(shù)相同時，細(xì)牙螺紋的自鎖性能比粗牙螺紋 的自鎖性能0A.好B.差C.相同D.不一定2用于連接的螺紋牙型為三角形，這是因為三角形螺紋 oA. 牙根強(qiáng)度高，自鎖性能好B.傳動效率高C.防振性能好D.自鎖性能差3若螺紋的直徑和螺旋副的摩擦系數(shù)一定，則擰緊螺母時的效率取決于螺紋 的0A.螺距和牙型角B.升角和頭數(shù)C.導(dǎo)程和牙形斜角D.螺距和升角4對于連接用螺紋，主要要求連接可靠，自鎖性能好，故常選用oA.升角小，單線三角形螺紋B.升角大，雙線三角形螺紋C.升角小，單線梯形螺紋D.

2、升角大，雙線矩形螺紋5用于薄壁零件連接的螺紋，應(yīng)采用 oA.三角形細(xì)牙螺紋B.梯形螺紋C.鋸齒形螺紋D.多線的三角形粗牙螺紋6當(dāng)鉸制孔用螺栓組連接承受橫向載荷或旋轉(zhuǎn)力矩時，該螺栓組中的螺栓A.必受剪切力作用B.必受拉力作用C.同時受到剪切與拉伸D.既可能受剪切，也可能受擠壓作用7計算緊螺栓連接的拉伸強(qiáng)度時，考慮到拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，應(yīng)將拉伸載荷 增加到原來的倍。A. 1.1B. 1.3C. 1.25D. 0.38采用普通螺栓連接的凸緣聯(lián)軸器，在傳遞轉(zhuǎn)矩時，A.螺栓的橫截面受剪切B.螺栓與螺栓孔配合面受擠壓C.螺栓同時受剪切與擠壓D.螺栓受拉伸與扭轉(zhuǎn)作用9在下列四種具有相同公稱直徑和螺距，并采

3、用相同配對材料的傳動螺旋副中， 傳動效率最高的是 0A.單線矩形螺旋副B.單線梯形螺旋副C.雙線矩形螺旋副D.雙線梯形螺旋副10在螺栓連接中，有時在一個螺栓上采用雙螺母，其目的是 oA.提高強(qiáng)度B.提高剛度C.防松D.減小每圈螺紋牙上的受力11在同一螺栓組中，螺栓的材料、直徑和長度均應(yīng)相同，這是為了 oA.受力均勻B.便于裝配C.外形美觀D.降低成本12螺栓的材料性能等級標(biāo)成6.8級，其數(shù)字6.8代表。A.對螺栓材料的強(qiáng)度要求B.對螺栓的制造精度要求C.對螺栓材料的剛度要求D.對螺栓材料的耐腐蝕性要求13螺栓強(qiáng)度等級為6.8級，則螺栓材料的最小屈服極限近似為 。A. 480 MPa B. 6

4、MPa C. 8 MPaD. 0. 8 MPa14不控制預(yù)緊力時，螺栓的安全系數(shù)選擇與其直徑有關(guān)，是因為 _。A.直徑小，易過載B.直徑小，不易控制預(yù)緊力C.直徑大，材料缺陷多D.直徑大，安全1 3F15對工作時僅受預(yù)緊力F'作用的緊螺栓連接，其強(qiáng)度校核公式為e<d1 /4a，式中的系數(shù)1.3是考慮。A. 可靠性系數(shù)B. 安全系數(shù)C. 螺栓在擰緊時，同時受拉伸與扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用的影響D. 過載系數(shù)16緊螺栓連接在按拉伸強(qiáng)度計算時，應(yīng)將拉伸載荷增加到原來的1.3倍，這是考慮的影響。A.螺紋的應(yīng)力集中B.扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力作用C.安全因素D.載荷變化與沖擊17預(yù)緊力為F的單個緊螺栓連接，受到軸向

5、工作載荷F作用后，螺栓受到的總拉力FoF +FA.大于B.等于C.小于D.大于或等于18 一緊螺栓連接的螺栓受到軸向變載荷作用，已知Fmin=0, Fmax=F，螺栓的危險截面積為Ac,螺栓的相對剛度為Kc,則該螺栓的應(yīng)力幅為。A(1 Kc)FB "A.aB.aAcAcC.KcFa(1 Kc)FD. a2Ac2Ac19在受軸向變載荷作用的緊螺栓連接中，為提高螺栓的疲勞強(qiáng)度，可采取的措施 皀。A.增大螺栓剛度Cb，減小被聯(lián)接件剛度Cm B.減小Cb，增大CmC.增大Cb和CmD.減小Cb和Cm20若要提高受軸向變載荷作用的緊螺栓的疲勞強(qiáng)度，則可。A.在被連接件間加橡膠墊片B.增大螺栓長

6、度C.采用精制螺栓D.加防松裝置21有一單個緊螺栓連接，要求被連接件接合面不分離，已知螺栓與被連接件的剛 度相同，螺栓的預(yù)緊力為F，當(dāng)對連接施加軸向載荷，使螺栓的軸向工作載荷F與預(yù)緊力F相等時，則。A. 被連接件發(fā)生分離，連接失效B. 被連接件將發(fā)生分離，連接不可靠C. 連接可靠，但不能再繼續(xù)加載D. 連接可靠，只要螺栓強(qiáng)度足夠，可繼續(xù)加載，直到軸向工作載荷F接近但小于預(yù)緊力F的兩倍。22對于受軸向變載荷作用的緊螺栓連接，若軸向工作載荷F在01 000 N之間循環(huán)變化，則該連接螺栓所受拉應(yīng)力的類型為 。A.非對稱循環(huán)應(yīng)力B.脈動循環(huán)變壓力C.對稱循環(huán)變應(yīng)力D.非穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力23對于緊螺栓連接

7、，當(dāng)螺栓的總拉力 F0和殘余預(yù)緊力F不變，若將螺栓由實心 變成空心，則螺栓的應(yīng)力幅a與預(yù)緊力F會發(fā)生變化，。A.a增大，F(xiàn)應(yīng)適當(dāng)減小B.a增大，F(xiàn)應(yīng)適當(dāng)增大C.a減小，F(xiàn)應(yīng)適當(dāng)減小D.a減小，F(xiàn)應(yīng)適當(dāng)增大24在螺栓連接設(shè)計中，若被連接件為鑄件，則有時在螺栓孔處制作沉頭座孔或凸 臺，其目的是。A.避免螺栓受附加彎曲應(yīng)力作用B.便于安裝C.為安置防松裝置D.為避免螺栓受拉力過大二、填空題25三角形螺紋的牙型角a =，適用于，而梯形螺紋的牙型角a =，適用于。26螺旋副的自鎖條件是 。27常用螺紋的類型主要有、和。28傳動用螺紋（如梯形螺紋）的牙型斜角比連接用螺紋（如三角形螺紋）的牙型 斜角小，這主

8、要是為了 O29若螺紋的直徑和螺旋副的摩擦系數(shù)一定，則擰緊螺母時的效率取決于螺紋的 和O30螺紋連接的擰緊力矩等于和之和。31螺紋連接防松的實質(zhì)是32普通緊螺栓連接受橫向載荷作用，則螺栓中受應(yīng)力和應(yīng)力作用。33被連接件受橫向載荷作用時，若采用普通螺栓連接，則螺栓受載荷作用，可能發(fā)生的失效形式為34有一單個緊螺栓連接，已知所受預(yù)緊力為 F，軸向工作載荷為F,螺栓的相對 剛度為Cb/ (Cb+Cm),貝U螺栓所受的總拉力F0=_，而殘余預(yù)緊力F二。若螺栓 的螺紋小徑為di，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力為Q，則其危險剖面的拉伸強(qiáng)度條件式 為。35受軸向工作載荷F的緊螺栓連接，螺栓所受的總拉力 Fo等于_和

9、_之和。36對受軸向工作載荷作用的緊螺栓連接，當(dāng)預(yù)緊力F'和軸向工作載荷F 定時，為減小螺栓所受的總拉力Fo,通常采用的方法是減小 的剛度或增大的剛度。37采用凸臺或沉頭座孔作為螺栓頭或螺母的支承面是為了 。38在螺紋連接中采用懸置螺母或環(huán)槽螺母的目的是 。39在螺栓連接中，當(dāng)螺栓軸線與被連接件支承面不垂直時，螺栓中將產(chǎn)生附加 應(yīng)力。40螺紋連接防松，按其防松原理可分為 防松、防松和防松。三、問答題41常用螺紋按牙型分為哪幾種？各有何特點(diǎn)？各適用于什么場合？42擰緊螺母與松退螺母時的螺紋副效率如何計算 ？哪些螺紋參數(shù)影響螺紋副的效率？43螺紋連接有哪些基本類型？各有何特點(diǎn)？各適用于什么

10、場合？44為什么螺紋連接常需要防松？按防松原理，螺紋連接的防松方法可分為哪幾類？試舉例說明。45螺栓組連接受力分析的目的是什么？在進(jìn)行受力分析時，通常要做哪些假設(shè)條件？46有一剛性凸緣聯(lián)軸器，用材料為Q235的普通螺栓連接以傳遞轉(zhuǎn)矩T?，F(xiàn)欲提 高其傳遞的轉(zhuǎn)矩，但限于結(jié)構(gòu)不能增加螺栓的直徑和數(shù)目，試提出三種能提高該聯(lián)軸 器傳遞轉(zhuǎn)矩的方法。47提高螺栓連接強(qiáng)度的措施有哪些？這些措施中哪些主要是針對靜強(qiáng)度？哪些主要 是針對疲勞強(qiáng)度？48為了防止螺旋千斤頂發(fā)生失效，設(shè)計時應(yīng)對螺桿和螺母進(jìn)行哪些驗算？49對于受軸向變載荷作用的螺栓，可以采取哪些措施來減小螺栓的應(yīng)力幅ca?50為什么對于重要的螺栓連接要控

11、制螺栓的預(yù)緊力F'?控制預(yù)緊力的方法有哪幾種？四、分析計算題51有一受預(yù)緊力F和軸向工作載荷F=1 000 N作用的緊螺栓連接，已知預(yù)緊力 F =1 000N，螺栓的剛度Cb與被連接件的剛度Cm相等。試計算該螺栓所受的總拉力 F0和殘余預(yù)緊力F。在預(yù)緊力F不變的條件下，若保證被連接件間不出現(xiàn)縫隙，該螺 栓的最大軸向工作載荷Fmax為多少？52題4-52圖所示為一圓盤鋸，鋸片直徑 D=500 mm,用螺母將其夾緊在壓板中 間。已知鋸片外圓上的工作阻力 Ft=400N，壓板和鋸片間的摩擦系數(shù)f=0.15，壓板的平均直徑D0=150mm，可靠性系數(shù)Ks=1.2,軸材料的許用拉伸應(yīng)力q=60M

12、Pa。試計算軸 端所需的螺紋直徑。(提示：此題中有兩個接合面，壓板的壓緊力就是螺紋連接的預(yù) 緊力。)53題4-53圖所示為一支架與機(jī)座用4個普通螺栓連接，所受外載荷分別為橫向載 荷Fr=5 000N，軸向載荷Fq=16 000N。已知螺栓的相對剛度 Cb/ (Cb+Cm) =0.25，接合面間 摩擦系數(shù)，f=0.15,可靠性系數(shù)Ks=1.2,螺栓材料的機(jī)械性能級別為8.8級，最小屈服 極限cmin=640MPa,許用安全系數(shù)S=2，試計算該螺栓小徑d1的計算值。*1收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除題454題圖Ks=1.2)。56有一提升裝置如題4-56圖所示54 一牽曳鉤用2個M10 (d

13、i=8.376 mm)的普通 螺栓固定于機(jī)體上，如題4-54圖所示。已知接合面 間摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料強(qiáng) 度級別為6.6級，屈服極限x=360MPa,許用安全系 數(shù)S=3。試計算該螺栓組連接允許的最大牽引力 FRmax。55題4-55圖所示為一凸緣聯(lián)軸器，用6個M10的鉸制孔用螺栓連接，結(jié)構(gòu)尺寸 如圖所示。兩半聯(lián)軸器材料為 HT200,其許用擠壓應(yīng)力qP1=100MPa,螺栓材料的許 用切應(yīng)力T=92MPa,許用擠壓應(yīng)力qP2=300MPa,許用拉伸應(yīng)力q=120MPa。試計算 該螺栓組連接允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 Tmax。若傳遞的最大轉(zhuǎn)矩Tmax不變，改用普通螺

14、栓 連接，試計算螺栓小徑dl的計算值(設(shè)兩半聯(lián)軸器間的摩擦系數(shù) f=0.16，可靠性系數(shù)B -工丄-#題4-56圖題4-55題圖(1) 卷筒用6個M8 (di=6.647mm)的普通螺栓固連在蝸輪上，已知卷筒直徑 D=150mm，螺栓均布于直徑 Do=18Omm的圓周上，接合面間摩擦系數(shù) f=0.15，可靠性 系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力q=120MPa，試求該螺栓組連接允許的最大提 升載荷Wmax。(2) 若已知Wmax=6 000N,其他條件同(1)，試確定螺栓直徑。五、結(jié)構(gòu)題57試畫出普通螺栓連接結(jié)構(gòu)圖已知條件：(1) 兩被連接件是鑄件，厚度各約為15mm和20mm；(2)

15、采用M12普通螺栓；(3) 采用彈簧墊圈防松。要求按1:1的比例畫出。58試畫出鉸制孔用螺栓連接結(jié)構(gòu)圖已知條件：(1)兩被連接件是厚度約為20mm的鋼板；(2)采用M10鉸制孔用螺栓。要求按1:1的比例畫出。例解.1. 一厚度S=12mm的鋼板用4個螺栓固連在厚度S 1=30mm的鑄鐵支架上，螺栓的布置有(a)、( b)兩種方案，如圖所示。已知：螺栓材料為 Q235， q=95MPa、 T=96 MPa，鋼板耐=320 MPa，鑄鐵qP1=180 MPa，接合面間摩擦系數(shù)f=0.15,可靠性系數(shù)Kf=1.2，載荷F12000N，尺 寸 l=400mm，a=100mm。鬧圖 托架螺栓組連接(1)

16、 試比較哪種螺栓布置方案合理？(2) 按照螺栓布置合理方案，分別確定采用普通螺栓連接和鉸制孔用螺栓連接 時的累栓直徑。解題分析：本題是螺栓組連接受橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩共同作用的典型例子。解題 時，首先要將作用于鋼板上的外載荷 H向螺栓組連接的接合面形心簡化，得出該螺栓 組連接受橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩T兩種簡單載荷作用的結(jié)論。然后將這兩種簡單載荷 分配給各個螺栓，找出受力最大的螺栓，并把該螺栓承受的橫向載荷用矢量疊架原理 求出合成載荷。在外載荷與螺栓數(shù)目一定的條件下，對不同的螺栓布置方案，受力最 大的螺栓所承受的載荷是不同的，顯然使受力最大的螺栓承受較小的載荷是比較合理 的螺栓布置方案。若螺栓組采用鉸

17、制孔用螺栓連接，則靠螺栓光桿部分受剪切和配合 面間受擠壓來傳遞橫向載荷，其設(shè)計準(zhǔn)則是保證螺栓的剪切強(qiáng)度和連接的擠壓強(qiáng)度， 可按相應(yīng)的強(qiáng)度條件式，計算受力最大螺栓危險剖面的直徑。若螺栓組采用普通螺栓 連接，則靠擰緊螺母使被連接件接合面間產(chǎn)生足夠的摩擦力來傳遞橫向載荷。在此情況下，應(yīng)先按受力最大螺栓承受的橫向載荷，求出螺栓所需的緊力；然后用只受預(yù)緊 力作用的緊螺栓連接，受拉強(qiáng)度條件式計算螺栓危險剖面的直徑di；最后根據(jù)di查標(biāo)準(zhǔn)選取螺栓直徑d,并根據(jù)被連接件厚度、螺母及墊圈厚度確定螺栓的標(biāo)準(zhǔn)長度。解題要點(diǎn)：1 螺栓組連接受力分析（1）將載荷簡化將載荷F向螺栓組連接的接合面形心 0點(diǎn)簡化，得一橫向載

18、荷F滬12000N和一旋轉(zhuǎn)力矩 T=F=12000M00=4.8Xl06N mm （圖解一）。陽解一 托架螺栓組連接（2）確定各個螺栓所受的橫向載荷在橫向力F乍用下，各個螺栓所受的橫向載荷 Fsi大小相同，與FJ同向。Fsi=FV4=12000/4=3000 N而在旋轉(zhuǎn)力矩T作用下，由于各個螺栓中心至形心 0點(diǎn)距離相等，所以各個螺栓所受的橫向載荷FS2大小也相同，但方向各垂直螺栓中心與形心0的連線（圖解對于方案（a）,各螺栓中心至形心 0點(diǎn)的距離為raa2 a21002 1002 141.1mm所以Fs2a 4.8 108487 N4ra4 141.4由圖解二（a）可知，螺栓1和2所受兩力的夾

19、角a最小，故螺栓1和2所受橫向 載荷最大，即Fsmaxa/ Fs1Fs2a2Fs1 Fs2a C0S 30002848722 3000 8487 cos45 10820 N對于方案（b）,各螺栓中心至形心 O點(diǎn)的距離為rb=a=100mm所以Fs2b T4.8 10612000N4 100由圖解二b可知，螺栓1所受橫向載荷最大，即Fs maxbFs1Fs2b3000 1200015000N（3）兩種方案比較在螺栓布置方案（a）中，受力最大的螺栓1和2所受的總橫向載荷Fsmaxa=10820N；而在螺栓布置方案（b）中，受力最大的螺栓1所受的總橫向載荷Fsmaxb=15000N?？梢钥闯?，F(xiàn)sm

20、axa<Fsmaxb，因此方案（*比較合理。2 按螺栓布置方案（a）確定螺栓直徑（1）采用鉸制孔用螺栓連接1）因為鉸制孔用螺栓連接是靠螺栓光桿受剪切和配合面間受擠壓來傳遞橫向載荷，因此按剪切強(qiáng)度設(shè)計螺栓光桿部分的直徑 ds:ds4 10820V96_11.98mm查 GB27-88,取 M12 X60 (ds=14mm>11.98mm)。2）校核配合面擠壓強(qiáng)度:按圖解三所示的配合面尺寸，有：螺栓光桿與鋼板孔間Fsdsh1082013 8104MPa P 320螺栓光桿與鑄鐵支架孔間Fs10820P1ds 113 30= 27.7MPa m 180 MPa故配合面擠壓強(qiáng)度足夠。（2）

21、采用普通螺栓連接因為普通螺栓連接，是靠預(yù)緊螺栓在被 連接件的接合面間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞橫向載 荷，因此首先要求出螺栓所需的預(yù)緊力F'MPa圏解三托架螺栓由 fFKfFs，得1.2 108200.1586560根據(jù)強(qiáng)度條件式可得螺栓小徑 di，即di；4 1.3F”43 8656038.8495mm查 GB196-81，取 M45 (di=40.129mm>38.8mm)。2. 有一軸承托架用4個普通螺栓固連于鋼立柱上，托架材料為HT150，許用擠壓力cp=60MPa螺栓材料強(qiáng)度級別為6.6級，許用安全系數(shù)S=3，接合面間摩擦系數(shù)f=0.15,可靠性系數(shù)Kf=1.2，螺栓相對剛度一

22、§0.2，載荷F=6000N,尺寸如圖所Cb Cm示。試設(shè)計此螺栓組連接。no-1*11T4|+托架螺拴組連接解題分析：本題是螺栓組連接受橫向載荷、軸向載荷和傾覆力矩共同作用的典型 例子解題時首先要將作用于托架上的載荷 F分解成水平方向和鉛垂方向的兩個分力， 并向螺栓組連接的接合面形心 O點(diǎn)處簡化，得出該螺栓組連接受橫向載荷、軸向載荷 和傾覆力矩三種簡單載荷作用的結(jié)論。然后分析該螺栓組連接分別在這三種簡單載荷 作用下可能發(fā)生的失效，即：在橫向載荷的作用下，托架產(chǎn)生下滑；在軸向載荷 和傾覆力矩的作用下，接合面上部發(fā)生分離；在傾覆力矩和軸向載荷的作用下，托 架下部或立柱被壓潰；受力最大的

23、螺栓被拉斷（或塑性變形）。由上述失效分析可 知，為防止分離和下滑的發(fā)生，應(yīng)保證有足夠的預(yù)緊力；而為避免托架或立柱被壓 潰，又要求把預(yù)緊力控制在一定范圍。因此，預(yù)緊力的確定不能僅考慮在橫向載荷作 用下接合面不產(chǎn)生相對滑移這一條件，還應(yīng)考慮接合面上部不分離和托架下部或立柱 不被壓潰的條件。同時，要特別注意此時在接合面間產(chǎn)生足夠大的摩擦力來平衡橫向 載荷的不是預(yù)緊力F',而是剩余預(yù)緊力F。螺栓所受的軸向工作載荷是由螺栓組連接 所受的軸向載荷和傾覆力矩來確定的。顯然，對上邊兩個螺栓來說，由螺栓組連接所 受的軸向載荷和傾覆力矩所產(chǎn)生的軸向工作載荷方向相同，矢量疊加后數(shù)值最在，是 受力最大的螺栓。

24、最后就以受力最大螺栓的軸向工作載荷和預(yù)緊力確定螺栓所受的總 拉力Fo,根據(jù)螺栓的總拉力Fo計算螺栓的直徑尺寸，以滿足螺栓的強(qiáng)度。解題要點(diǎn)：1 螺栓組受力分析如圖所示，載荷F的可分解為橫向載荷FyFcos306000cos305196N （鉛垂向下）軸向載荷FxF sin 306000cos303000N （水平向右）把Fx、Fy向螺栓組連接的接合面形心 O點(diǎn)處簡化，得到傾覆力矩M Fx 180 Fy 420（3000 180 5196 420） 2.722 106N mm顯然，該螺栓組連接受橫向載荷 Fy、軸向載荷Fx和傾覆力矩M三種簡單載荷的 共同作用。(1)確定受力最大螺栓的軸向工作載荷F

25、max。在軸向載荷Fx作用下，每個螺栓受到的軸向工作載荷為匚Fx 3000F P44750 N荷為而在傾覆力矩M作用下，上部螺栓進(jìn)一步受到拉伸，每個螺栓受以的軸向工作載F m Mlmax6,22.722 10210li2320 Ni 14 210顯然，上部螺栓受力最大，其軸向工作載荷為Fmax Fp Fm 750 3240 3990 N(2)確定螺栓的預(yù)緊力F'1)由托架不下滑條件計算預(yù)緊力 F'。該螺栓組連接預(yù)緊后，受軸向載荷Fx作用時，其接合面間壓力剩余預(yù)緊力 F，而受傾覆力矩M作用時，其接合面上部壓緊力減小，下部壓緊力增大，故M對接合面間壓緊力的影響可以不考慮。因此，托架

26、不下滑的條件式為4fFKfFyFp4fCbCb CmFp KfFy所以空 1C,Fp4 fCb Cm將已知數(shù)值代入上式，可得1 2 5196F(1 0.2) 750109924 0.152)由接合面不分離條件計算預(yù)緊力 F'ZF1CbFx1CbM 0Wp minACbCmACbCm可得F11CbFxMA2CbCmW式中A接合面面積，A=280 X(500-280) =61 600mm2;280 5002632805009.618 106mm3W接合面抗彎載面模量，即Z 螺栓數(shù)目，Z=4其他參數(shù)同前將已知數(shù)值代入上式，可得1 (1 0.2)430002.722 1069.618 1066

27、16004087 N3）由托架下部不被壓潰條件計算預(yù)緊力 F '（鋼立柱抗擠壓強(qiáng)度高于鑄鐵托 架）。由P minZF-1CbFx彳-1CbMPACbCmACbCmW可得F丄P A 1CbF MxAZCbCmW式中，p為托架材料的許用擠壓應(yīng)力，p =60MPa其他參數(shù)同前將已知數(shù)值入上式，可得1 60 61600 (1 0.2)430002.722 1069.618 10661600=921 113 N綜合以上三方面計算，取 F'=11 000N2 計算螺栓的總拉力Fo這是受預(yù)緊力F'作用后又受軸向工作載荷F作用的緊螺栓連接，故螺栓的總拉力為Fo F 1 b F 1100

28、00.2 399011798 NCb Cm3. 確定螺栓直徑d,4侔式中為螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力，由題給條件知s/S=360/3=120MPa。4 1.3 11798所以 d1 12.757 mmV 120查 GB196-81，取 M16 (d1=13.855mm>12.757mm)。說明：該題也可先按托架不下滑條件確定預(yù)緊力F',然后校核托架上部不分離和托架下部不壓潰。3.有一氣缸蓋與缸體凸緣采用普通螺栓連接，如圖所示。已知?dú)飧字械膲毫在02MPa之間變化，氣缸內(nèi)徑 D=500mm,螺栓分布圓直徑 D0=65Omm。為保證氣密性 要求，剩余預(yù)緊力F 1.8F ( F為螺栓的軸

29、向工作載荷)，螺栓間距t 4.5d (d為螺 栓的大徑)。螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力=120MPa，許用應(yīng)力幅 a 20 MPa。選用銅皮石棉墊片，螺栓相對剛度Cb/(Cb Cm)0.8，試設(shè)計此螺栓組連接。解題分析：本題是典型的僅受軸向載荷作用的螺栓組連接。但是，螺栓所受載荷是變化的，因此應(yīng)先按靜強(qiáng)度計算螺栓直徑，然后校核其疲勞強(qiáng)度。此外，為保證連 接的氣密性，不僅要保證足夠大的剩余預(yù)緊力，而且要選擇適當(dāng)?shù)穆菟〝?shù)目，保證螺栓間間距不致過大。解題要點(diǎn)：1 初選螺栓數(shù)目Z因為螺栓分布圓直徑較大，為保證螺栓間間距不致過大，所以應(yīng)選用較多的螺 栓，初取Z=24。2 計算螺栓的軸向工作載荷F(1)螺栓組連

30、接的最大軸向載荷 Fq :2 2D500Fq=p2 3.92744104 5(2)螺栓的最大軸向工作載荷Fq=Zq 3.927 106Z2416 362.53 計算螺栓的總拉力F0氣缸蓋蝶栓組連接F0F F 1.8F F2.8F2.816 632.5=45 815 Nd14 計算螺栓直徑a 土予。.84?412.13MPa26.2112a20MPa故螺栓滿足疲勞強(qiáng)度。6 校核螺栓間距實際螺栓間距為mm 4.5d4.5 30135 mmt 衛(wèi) 65085.1Z 24故螺栓間距滿足連接的氣密性要求。4. 起重卷筒與大齒輪用8個普通螺栓連接在一起，如圖所示。已知卷筒直徑D=4000mm,螺栓分布圓直

31、徑D0=5OOmm,接合面間摩擦系數(shù)f=0.12,可靠性系數(shù)Ks=1.2,起重鋼索拉力 Fq=50000N,螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力=100MPa。試設(shè)計該螺栓組的螺栓直徑。解題分析：本題是典型的僅受旋轉(zhuǎn)力矩作用的螺栓組連接。由于本題是采用普通螺栓連接，是靠接合面間的摩擦力矩來平衡外載荷一一旋轉(zhuǎn)力矩，因此本題的關(guān)鍵是 計算出螺栓所需要的預(yù)緊力F'。而本題中的螺栓僅受預(yù)緊力 F'作用，故可按預(yù)緊力 F'來確定螺栓的直徑。解題要點(diǎn):1 計算旋轉(zhuǎn)力矩Td4007T Fq 5000010Q 222 計算螺栓所需要的預(yù)緊力F'由 ZfF d0 DsT2N mm2KsTZfD

32、o將已知數(shù)值代入上式，可得2KsT2 1.2 107F -50 000 N mmZfD。8 0.12 5003.確定螺栓直徑a413F4 1.3 50000V 10028.768 mm查 GB196-81，取 M36 (d1=31.670mm>28.768mm)。討論：(1)此題也可改為校核計算題，已知螺栓直徑，校核其強(qiáng)度。其解題步驟仍然是需先求F',然后驗算ca1.3Fd；/4(2)此題也可改為計算起重鋼索拉力Fq。已知螺栓直徑，計算該螺栓所能承受的預(yù)緊力F'，然后按接合面摩擦力矩與作用于螺栓組連接上的旋轉(zhuǎn)力矩相平衡的條件，求出拉力Fq,即由ZfF 匕 KsFq-2 2

33、ZfF DoKsD5. 下圖所示兩種夾緊螺栓連接，圖 a用一個螺栓連接，圖b用兩個螺栓連接。已 知圖a與圖b中：載荷 Fq=2 000N，軸徑 d=60mm ,截獲 Fq至軸徑中心距離 L=200mm，螺栓中心至軸徑中心距離l=50mm。軸與轂配合面之間的摩擦系數(shù) f=0.5mm, 可靠性系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力=100MPa。試確定圖a和圖b連接螺栓的直徑do解題分析：(見圖解)夾緊連接是借助地螺栓擰緊后，轂與軸之間產(chǎn)生的摩擦力 矩來平衡外載荷Fq對軸中心產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，是螺栓組連接受旋轉(zhuǎn)力矩作用的一種變異， 連接螺栓僅受預(yù)緊力 F '的作用。因為螺栓組連接后產(chǎn)生的摩擦力

34、矩是由轂與軸之間 的正壓力Fn來計算，當(dāng)然該正壓力Fn的大小與螺栓預(yù)緊力F'的大小有關(guān)，但若仍然 按照一般情況來計算則會出現(xiàn)錯誤。在確定預(yù)緊力F'與正壓力Fn的關(guān)系時，對于圖a可將轂上K點(diǎn)處視為鉸鏈，取一部分為分離體；而對于圖 b可取左半轂為分離體。F'與Fn之間的關(guān)系式確定后，再根據(jù)軸與轂之間不發(fā)生相對滑動的條件，確定出正 壓力Fn與載荷Fq之間的關(guān)系式，將兩式聯(lián)立求解，便可計算出預(yù)緊力F'之值，最后按螺栓連接的強(qiáng)度條件式，確定出所需連接螺栓的直徑do解題要點(diǎn)：1 確定圖a連接螺栓直徑d(1) 計算螺栓連接所需預(yù)緊力F '將轂上K點(diǎn)視為鉸鏈，軸對轂的正

35、壓力為Fn，由正壓力Fn產(chǎn)生的摩擦力為fFNo取轂上一部分為分離體，對 K點(diǎn)取矩，則有Fnb)夾緊蝮拴連接所以Fn 21 d(注意：此時作用于分離體上的力中沒有外載荷Fq)所以從而有 F而根據(jù)軸與轂之間不發(fā)生相對滑動的條件，則有叫 KsFQLFKsFqLfdKsFqLdKsFqLfd 2l d f (2l d )將已知數(shù)值代入上式，可得KsFqLf(2l dj1.2 2000 2000.15 (2 5060)=20 000(2) 確定連接螺栓的直徑ddi：4 1.3F4 1.3 2000 10018.195 mm查 GB196-81，取 M24(d1=20.752mm>18.195mm)

36、。2.確定圖b連接螺栓直徑d(1)計算螺栓連接所需預(yù)緊力F' 取左半轂為分離體,顯然，F(xiàn)丄Fn/2而根據(jù)軸與轂之間不發(fā)生相對滑動的條件，則有所以Fn從而有 FKsFqLfd2玷KsFqLfdKsFqL該連接螺栓僅受預(yù)緊力F'作用，故其螺紋小徑為將有關(guān)數(shù)值代入上式，可得F d=2 2000 200 26666.7fd 2 0.15 60(2)確定連接螺栓的直徑dd14 1.3 26666.7I 100該連接螺栓僅受預(yù)緊力F'的作用，故其螺紋小徑為21.009 mm查 GB196-81，取 M30 (d1=26.211mm>21.009mm)。說明：這里查取的連接螺栓

37、直徑 d是按第一系列確定的；若按第二系列，則連接 螺栓的直徑d為M27( di=23.752mm)。6.圖示弓形夾鉗用Tr28 X5螺桿夾緊工作，已知壓力F=40 000N,螺桿末端直徑 do=2Om m,螺紋副和螺桿末端與工件間摩擦系數(shù) f=0.15°( 1)試分析該螺紋副是否能 自鎖；(2)試計算擰緊力矩T。解題要點(diǎn)：(1) GB 5796.1-86查得Tr28X5梯形螺紋的參數(shù)如下:又知該螺紋為單線，即線數(shù)n=1，所以螺旋升角arcta nd2arctan3.25713 34 16 而25.5擦角varctan fvarctan cos已知f= 0.15,薩a/2=15

38、6;，所以得0.15v arctan8.8278 49 37cos15v，故該螺紋副能自鎖。顯然(2)因為控緊螺桿既要克服螺紋副間的摩擦力矩弓形夾鉗s弓形夾鉗1當(dāng)量摩當(dāng)量摩T1,又要克服螺桿末端與工件大徑 d=28mm；中徑 d2=25.5mm；螺距 p=5mm。間的 摩擦力矩T2,故擰緊力矩T= T1+ T2T1 Tta n(v)氏225 540000 tan(3.5718.827 ) N mm 112112N mm2螺桿末端與工件間的摩擦相當(dāng)于止推軸頸的摩擦，其摩擦力矩11T2fFdo 0.15 40000 20 N mm=4000N mm33故得 T= Ti+ T2= (112 112+

39、40000) N mm=152 112 N mm7.圖示為一螺旋拉緊裝置，旋轉(zhuǎn)中間零件，可使兩端螺桿A和B向中央移近，從而將被拉零件拉緊。已知：螺桿 A和B的螺紋為M16( d1=13.385mm)，單線；其材 料的許用拉伸應(yīng)力 =80MPa；螺紋副間摩擦系數(shù)f=0.15。試計算允許施加于中間零 件上的最大轉(zhuǎn)矩Tmax，并計算旋緊時螺旋的效率n解題分析：由題給條件可知；旋轉(zhuǎn)中間零件，可使兩端螺桿受到拉伸；施加于中間零件上的轉(zhuǎn)矩T愈大，兩端螺桿受到的軸向拉力 F愈大；而螺桿尺寸一定，所能承受的最大軸向拉力Tmax則受到強(qiáng)度條件的限制，因此，對該題求解時1 3F首先應(yīng)按強(qiáng)度條件式e亂7，計算出Tm

40、ax；然后由Tmax計算螺紋副間的摩擦力矩T1max；最后求出允許旋轉(zhuǎn)中間零件的最大轉(zhuǎn)矩Tmax。解題要點(diǎn):桿B螺旋拉緊裝酉(1)計算螺桿所能承受的最大軸向拉力T max1.3F 孑e 271 /4d12T max=4 1.32迢陵 80 9 251 Nd4 1.3(2)計算螺紋副間的摩擦力矩 Tmax由GB196-81查得M16螺紋的參數(shù)如下：大徑d=16mm;中徑d2=14.701mm;螺距p=2mm;單線，即線數(shù)n=1。所以螺旋升角arcta n -npd2arcta n1 214.7012.4802 28 47而當(dāng)量摩擦角v arctan fv arctan cos已知f=0.15,薩

41、a2=30,所以得0.15所以 v arctan9.8269 49 35cos30螺紋副間的最大摩擦力矩d 2T1max=Tmax tan(v)-214.7019251 tan(2.4809.826 ) N mm2=14 834 N mm(3) 計算允許施加于中間零件上的最大轉(zhuǎn)矩Tmax因為施加地中間零件上的轉(zhuǎn)矩要克服螺桿A和B的兩種螺紋副間摩擦力矩，故有T max=2 T1max= 2X14 834=29 668 N mm(4) 計算旋緊時螺旋的效率因為旋緊中間零件轉(zhuǎn)一周，做輸入功為Tmax2 ，而此時螺桿A和B各移動1個導(dǎo)程丨np 1 2 mm=2mm，做有用功為2Fmaxl，故此時螺旋的

42、效率為2F lmax1T 2max J2 9251 20.19919.9%29688 2或按公式tantan( v)tan 2.480tan(2.480_9.826 )0.19919.9%8.有一升降裝置如圖所示，螺旋副采用梯形螺紋，大徑 d=50mm;中徑d2=46mm;螺距p=8mm;線數(shù)n=4,去承面采用推力球軸承。升降臺的上下移動處采用導(dǎo)滾輪，它們的摩擦陰力忽略不計。設(shè)承受截 Fq=50000N，試計算：（1） 升降臺穩(wěn)定上升時的效率，已知 副間摩擦系數(shù)f=0.1。（2）穩(wěn)定上升時施加于螺桿上的力（3）若升降臺以640mm/min上升，則 所需的轉(zhuǎn)速和功率。（4）欲使升降臺在截獲FQ作

43、用下等速升降裝'世螺旋 矩。螺桿下降,乂瑩誦需要,則加于螺桿上的制動力矩是多少?解題要點(diǎn)：（1）計算升降臺穩(wěn)定上升時的效率該螺紋的螺旋升角為arcta n Pd2arctan12.48046而螺旋副的當(dāng)量摩擦角為arcta n fvarcta n cosarcta n 011-cos155.911故得效率精品文檔tantan( v)tan 12.480tan (12.480_5.911 )66.58%(2)計算穩(wěn)定上升時施加地螺桿上的力矩 TT=FQta n(v)24650000 TAN (12.4865.911 )382487 N mm(3)計算螺桿所需轉(zhuǎn)速n和功率p按題給條件，螺桿

44、轉(zhuǎn)一周，升降臺上升一個導(dǎo)程L=n p=4X8=32 mm,故若升降臺以640mm/min的速度上升，則螺桿所需轉(zhuǎn)速為n= (640*32) =20 r/min計算螺桿所需功率P,有如下三種方法:1)第一種計算方法：按螺桿線速度 1及圓周力Ft確定螺桿所需功率P。曲601000 601000及FtFq tan(v)50000 tan (12.4865.911)16630 NFt 116630 0.0482可得P0.801kW1000 10002)第二種計算方法:按同一軸上功率P與轉(zhuǎn)矩T、轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系式，可得_46 20 0.0482 m/sTn382487 206 69.55 109.55

45、10kW3) 第三種計算方法：按升降臺以速度=640mm/mi上升時所需功率來確定螺桿所需功率P,即FQ 2故得Fq 264060 10000.0107m/s50000 0.01071000 0.66580.8 kW10001000收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除（4）判斷是否需要制動裝置，計算制動力矩 T'。而 12.486 , v 5.911，可知v螺旋副不自鎖，故欲使升降臺在載荷Fq作用下等速下降，則必須有制動裝置。施加于螺桿上的制動力矩為d246T Fq tan（v） - 50000 tan（12.4865.911 ）22=132

46、 551N mm9.試找出圖中螺紋連接結(jié)構(gòu)中的錯誤，說明原因，并繪圖改正。已知被連接件材料均為Q235,連接件為標(biāo)準(zhǔn)件。（a）普通螺栓連接；（b）螺釘連接；（c）雙頭螺栓連接；（d）緊定螺釘連接。ME2螺紋連接結(jié)構(gòu)解題要點(diǎn)：（1）普通螺栓連接（圖a）主要錯誤有：1）螺栓安裝方向不對，裝不進(jìn)去，應(yīng)掉過頭來安裝;2）普通螺栓連接的被聯(lián)接件孔要大于螺栓大徑，而下部被連接件孔與螺栓桿間無 間隙；3）被連接件表面沒加工，應(yīng)做出沉頭座并刮平，以保證螺栓頭及螺母支承面平整 且垂直于螺栓軸線，避免擰緊螺母時螺栓產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力；4）一般連接；不應(yīng)采用扁螺母；5）彈簧墊圈尺寸不對，缺口方向也不對；6）螺栓長度不

47、標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)長l=60mm；7）螺栓中螺紋部分長度短了，應(yīng)取長 30mm。改正后的結(jié)構(gòu)見圖解a。圖解改止府的螺紋連接結(jié)構(gòu)（2）螺釘連接（圖b）主要錯誤有：1）采用螺釘連接時，被連接件之一應(yīng)有大于螺栓大徑的光孔，而另一被連接件 上應(yīng)有與螺釘相旋合的螺紋孔。而圖中上邊被連接件沒有做成大地螺栓大徑的光孔，下喧被連接件的螺紋孔又過大，與螺釘尺寸不符，而且螺紋畫法不對，小徑不應(yīng)為細(xì) 實踐；2）若上邊被連接件是鑄件，則缺少沉頭座孔，表面也沒有加工。改正后的結(jié)構(gòu)見圖解b。（3）雙頭螺柱連接（圖c）。主要錯誤有：1） 雙頭螺柱的光桿部分不能擰進(jìn)被連接件的螺紋孔內(nèi)，M12不能標(biāo)注在光桿部 分；2）錐孔角度應(yīng)為

48、120°,而且應(yīng)從螺紋孔的小徑（粗實線）處畫錐孔角的兩邊；3）若上邊被連接件是鑄件，則缺少沉頭座孔，表面也沒加工；4）彈簧墊圈厚度尺寸不對。改正后的結(jié)構(gòu)見圖解c。（4）緊定螺釘連接（圖d）。主要錯誤有：1）輪轂上沒有做出M6的螺紋孔；2）軸上未加工螺紋孔，螺釘擰不進(jìn)去，即使有螺紋孔，螺釘能擰入，也需作局部 剖視才能表達(dá)清楚。改正后的結(jié)構(gòu)見圖解do六、習(xí)題參考答案27282930 和31轉(zhuǎn)動）3233三角螺紋；管螺紋；矩形螺紋；梯形螺紋和鋸齒形螺紋 提高傳動效率升角與頭數(shù) 螺紋副間摩擦力矩；螺母（或螺栓頭）防止螺桿與螺母（或被連接件螺紋孔）拉伸；扭剪拉伸；螺栓發(fā)生塑性變形或斷裂34F0

49、 F 擊；F F端面與被連接件支承面間的摩擦力矩之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動（或防止螺紋副間相對353637383940預(yù)緊力F ;部分軸向工作載荷 螺栓；被連接件減小和避免螺栓受附加彎曲應(yīng)力的作用 均勻各旋合圈螺紋牙上的載荷彎曲摩擦；機(jī)械；永久性Fo;或殘余預(yù)緊力ff;軸向工作載荷F3. 問答題（參考答案從略）4. 分析計算題51解題要點(diǎn)：F。色 F 1000 N 0.5 1 000 N Cb C1500 NF F0Cb1 b F 1000 N-0.5 1000N500 NCb Cm1500 N-1000 N 500 N為保證被連接件間不出現(xiàn)縫隙，則 F > 0。由1 A2 A3 B4 A5 A6 D7 B8 D9 C10 C11 B12 A13 A14 A15 C16 B17 C18 C19 B20 B21 D22 A23 D24 A2.填空題25 60°連接；30°傳動26螺旋升角lY小于當(dāng)量摩擦角1.單項選擇題v所以F > 0 CmF <1 C b/ CbCm1-0.52 000NFmax 2 000 N52解題要點(diǎn):(1)計算壓板壓緊力F。由2fFD2DKsFt 2(2)F KsRD2fD。12 400 500 n2 0.15 1505 333.