机械设计复习题五.pdf

1 第五章第五章 螺纹联接和螺旋传动螺纹联接和螺旋传动 一、填空题一、填空题 1、根据螺旋线的绕行方向，螺纹可分为_和_两种。 2、普通螺纹因牙形角大而_，故常用于联接；而梯形螺纹效率高，故 常用于_。 3、螺纹常用于联接，螺纹联接常用的防松方法有，和 改变联接性质三类。 4、 螺纹联接的基本类型有；。 5、普通螺纹的公称直径是指；管螺纹的公称直径指的是； 计算螺纹危险截面的面积使用的是螺纹的。 6、螺纹升角增大，则螺纹联接的自锁性，传动的效率。 7、当所受轴向载荷通过时，螺栓组中各螺栓承受的相等。 8、请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：和。 9、管螺纹的公称直径指的是，英制管螺纹的牙型角为，米 制管螺纹的牙型角为。 10、螺纹联接的精度等级分别为，一般螺纹联接通常选用精度。 二、判断题二、判断题 1、铰制孔螺栓联接，被联接件上的铰制孔与螺栓杆之间无间隙，螺栓可承受横 向载荷。 （） 2、运动副是联接，联接也是运动副。 （） 3、弹簧垫圈防松属于摩擦防松。 （） 4、用于紧固联接的螺纹不仅自锁性要好，而且传动的效率也要高。 （） 5、标准公制普通螺纹的牙型角为 30 度。 （） 6、普通螺栓联接靠剪力来传递横向载荷。 （） 7、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。 （） 8、对于受转矩作用的普通螺栓组联接，各螺栓杆将受到不等的剪力作用，且其 剪力的大小与螺栓杆轴线到螺栓组联接的转动中心之距离成正比。 （） 三、选择题三、选择题 1、螺纹联接是一种（） 。 A可拆联接B不可拆联接C动联接D过盈联联接 2、拧紧螺母时的功率主要与螺纹的_有关。 A升角B 线数C 螺距和牙型角D 升角和牙型角 3、普通螺纹联接中的松螺纹和紧螺纹联接的主要区别是：松螺纹联接的螺纹部 分不承受_的作用。 A拉伸B 扭转C 剪切D 弯曲 4、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为 _。 A 剪切与挤压破坏B 拉断C 拉扭断裂 5、刚性凸缘联轴器用四只铰制孔螺栓联接，螺栓中心的圆直径 D=200mm，轴传 2 递扭矩 T=180N.m，则作用在每个螺栓上的力为_。 A 1800B 240C 450D 540 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、选用螺纹联接的类型时，若被联接件之一的厚度较大，且材料较软，强度较 低，需经常拆卸的情况下，一般宜采用_。 A. 螺栓联接；B. 螺钉联接；C. 双头螺柱联接；D. 紧定螺钉联接。 8、当被联接件之一很厚，联接需经常拆装时，常用_联接。螺纹联接中 按相同尺寸比较，成本最低的是_联接。 A.螺钉；B.普通螺栓；C.铰制孔螺栓；D.双头螺柱。 9、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。 10、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。 11、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。 12、普通螺纹的牙型角为_，圆柱或圆锥管螺纹的牙型角为_。 A. 15B. 30C. 55D. 60 13、在下列杆中，_面不可切制螺纹。 14、下面三种类型螺纹联 接中，_更适 合于承受横向工作载荷。 ABCD 3 15、在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆_作用。 A 受切应力B 受拉应力 C 受扭转切应力和拉力D 只可能受切应力，又可能受拉应力 16、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 p Q要求受载后接合面不分离，当外载荷F等于预紧力 p Q时， 则_。 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。 17、甲、乙两只厚度不同的螺母，用于同样的受力和结构条件的联接中，甲可旋 10 圈，乙可旋 30 圈，它们的联接强度是。 A.甲大于乙B.乙大于甲C.甲乙基本相同D.谁大谁小不一定。 四、简答题四、简答题 1、螺纹联接为什么要防松？防松的目的是什么？ 2、螺纹联接的类型有哪些？螺纹联接预紧的目的是什么？ 五、分析计算题五、分析计算题 1、如图所示的螺栓组联接，已知外载荷 F5KN，各有关几何尺寸如图所示。 试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷 Fsmax。 2、 用绳索通过吊环螺钉起重，绳索受最大拉力 max 10kNF,螺钉刚度与被联接件 刚度之比 1 2 1 3 C C ，试求： 1）为使螺钉头与重物接触面不离缝，螺钉的最小预紧力； 2）若预紧力为 10kN，工作螺钉的残余预紧力为多少？ 3、一螺栓所受轴向工作载荷 F=4000N，残余预紧力取 F1=1.6F，螺栓材料的屈 服极限应力s=315Mpa，安全系数 n=2，计算螺栓所需最小螺纹小径 d1。 4、设图示螺栓刚度为 b C，被联接件刚度为 m C，如果8 mb CC，预紧力 0 1000FN，工作载荷1100FN，试求螺栓中的总拉力 2 F和被联接件的残余 预紧力 1 F。 0 F FF FF 0 F ABC 4 5、一螺栓所受轴向工作载荷F=4000N，残余预紧力取F1=1.6F，螺栓材料的屈服 极限应力s=315Mpa，安全系数n=2，计算螺栓所需最小螺纹小径d1? 6、如下图所示为一个铸铁托架，用四个普通螺栓固定在铸钢立柱上，已知 W=1000N，L=700mm，L1=300mm，接触面间的摩擦系数 f=0.2，螺栓的许用拉 应力=50MPa，防滑系数 KS=1.3。试确定螺栓所需要的公称直径 d。 普通螺纹基本尺寸（GB19681） dd1 1210.106 1411.835 1613.835 1815.296 2017.294 2420.752 7、一方形盖板用4个螺栓与箱体联接，盖板中心O点的吊环受拉力F=10kN。现 要求：(1)设工作载荷有变化，取残余预紧力F1为工作拉力F的0.6倍，试计算每个 螺栓的总拉力F2；(2)如因制造误差，吊环由O点移至点O（见下图)， 5 2OO mm，试计算受力最大的螺栓的总拉力F2max。 8、刚性凸缘联轴器用 6 个普通螺栓联接， 螺栓均匀分布在 D155mm 的圆周上， 接合面摩擦系数=0.12，摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）Kf 12 . 。若联轴器 传递的转矩 T1500Nm，问每个螺栓预紧力 F应为多大？ 螺纹联接和螺旋传动螺纹联接和螺旋传动答案答案 一、填空题一、填空题 5 1、左旋螺纹、右旋螺纹；2、自锁性能好、传动；3、三角形螺纹、摩擦防松、 机械防松；4、螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接；5、螺纹大 径、管子的内径、螺纹小径；6、降低、提高；7、螺栓组形心、轴向工作拉力； 8、双螺母、防松垫圈；9、管子的内径、55、60；10、A、B、C 级、C 级； 二、判断题二、判断题 1、；2、；3、；4、；5、；6、；7、；8、； 三、选择题三、选择题 1、A；2、D；3、B；4、B；5、C；6、A；7、C；8、D、B；9、A；10、A； 11、C；12、D、C；13、C；14、C；15、C；16、D；17、C； 四、简答题四、简答题 1、 （1）螺纹联接拧紧后，在静载荷下，如不加反向的外力矩就不会自动松开， 即螺纹联接具有自锁性。但在冲击、振动、变载荷作用下，或工作温度变化较大 时， 螺纹联接常常失去自锁能力， 产生自动松脱现象， 这不仅影响机器正常工作， 还可能造成严重事故。因此，机器中的螺纹联接必须采取防松措施。 （2）防松的目的在于防止螺纹副的相对转动。 2、类型：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。 联接预紧的目的：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出 现缝隙或发生相对滑移。 五、分析计算题五、分析计算题 1、解：解： (1)T= F50051035002.5106（Nmm） (2)在 F 作用下，各螺栓所受横向力为：Fs11250 4 105 3 z F （N） (3)在 T 作用下，各螺栓所受横向力也相等，为： 22 6 2 2 80804 105 . 2 44 F r T r rT s = 3 . 5524（N） (4)显然，1、2 两螺栓所受的横向力最大，为 cos2 21 2 2 2 1maxsssss FFFFF 135cos 3 . 552412502 3 . 55241250 22 6469（N） 2、解：解： 1）螺钉头与重物接触面不离缝，应使残余预紧力 FF C CC F 2 12 0 故得螺钉最小预紧力为： F C CC F C CC F 2 12 1 11 3 3 3 4 100007500 max N 6 2）预紧力 F10 kN，则工作螺钉残余预紧力 FF C CC F C CC F 2 12 1 11 10000 3 3 10000 3 4 100002500 max N 3、解：解： 1）求螺栓的总拉力 2 F 21 2.610400NFFFF 2）求螺栓的许用拉应力 315 157.5Mpa 2 S n 3）求螺栓所需最小螺纹小径 2 2 1 1.3F 4 d 2 1 1.3F 10.46mm 4 d 4、解：解： 1）螺栓中的总拉力为： 20 100011001122 8 bb mbbb CC FFFN CCCC 2）联接件中的残余预紧力为： 10 8 1000110022 8 mb mbbb CC FFFN CCCC 5、解：解： 6、解：解： （1）将 W 向 O 点平移得： W=W=1000N；T=WL=1000700=7105（Nmm） ； （2）在 W作用下：R1W= R2W= R3W= R4W=W/Z=1000/4=250（N） ，方向如图所 22 1 2 1 21 1 1.31.3 44 157.5 2.610400 10.46 s FF d d MPa n FFFFN dmm 式中 7 示；在 T作用下：R1T= R2T= R3T= R4T= 5 1 7 10 824.96 2 2 3004 2 2 T L Z (N） ，方向如图 所示； 由受力图可知，在 W和 T 共同作用下，以螺栓 2、3 联接处所受的横向载荷为 最大，即为： 135cos2 22 2 2 2 232 TWTW RRRRRR 2 . 1017135cos96.824250296.824250 22 （N） （3）由螺栓 2 或螺栓 3 处联接不滑移的条件得： QpfZm=KSR2， 88.6611 112 . 0 2 . 10173 . 1 2 fZm RK Q S p （N） （4）由螺栓杆强度条件得： 795.14 5014 . 3 88.66112 . 5 2 . 5 1 p Q d（mm） 故应选择 M18 的普通螺栓，d1=15.29614.795 W T=WL R2 W R2 R2 R3 R1 R4 W R1 W R4 W R3 R1 R4 R3 7、解：解： （1） 10 2.5 4 F F Z （kN） F2=F1+F=1.6F=1.62.5=4（kN） (2) 将 F向 O 点平移，得： 轴向外载荷 F=F=10 kN 倾覆力矩 M=F OO =10 5 2=50 2