机械研发设计总论及螺纹连接答案

1、机械设计作业一机械设计总论及螺纹连接姓名 班级 学号 成绩一、填空题1、若一零件的应力循环特性 r=+0.5， a=70N/mm2，则此时 m为 210N/ mm2， max为 280 N/mm2 ， min为 140 N/mm2 。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。2、材料对称循环弯曲疲劳极限 -1 =300N/mm2，循环基数 N0=106，寿 命指数 m=9 ，当应力循环次数N=105 时，材料的弯曲疲劳极限2-1N = 387.5N/mm 。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。3、在变应力工况下，机械零件的损坏将是 疲劳断裂 ，这种损坏的 断面包括 光滑区 和 粗糙区 。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。4、机械零件常见

2、的失效形式有 整体断裂、过大的残余变形、表面破 坏、正常工作条件的破坏 。5、螺纹的公称直径是指螺纹的 _大径 _。6、粗牙螺纹的定义是 _同一螺纹公称直径下螺距最大的那种规格的螺纹 。7、螺纹的升角是指螺纹中 径处的升角 ,拧紧螺母时效率公式为tg 。tg(v)8、在螺纹连接中，当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔、采用 普通螺栓连接时，往往采用 螺钉 _连接或双头螺柱连接 。 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。9、三角形螺纹主要用于 联接 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用 于 传动 。10、螺纹连接常用的防松方法有 摩擦防松 、 机械防松 、破坏防松 。11、螺纹连接的拧紧力矩包括克服螺纹副相对转动的

3、阻力矩和 螺母与被联接件支承面间的摩擦阻力矩。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。12、计算螺栓强度时用螺栓的 小径，分析螺纹的受力时用螺栓的 中 径。13、仅承受预紧力的是紧螺栓连接强度计算时，螺栓危险截面上有 拉伸 和 扭 转载荷联合作用。因此，在截面上有 拉 应力和 剪 应力。 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。14、采用经机械加工制成的凸台或沉头座孔做为螺栓与螺母接触的支 承面是为了 避免螺栓受到偏心载荷 。15、螺栓强度等级标记 6.6 级， 6 6 10=360MPa表示材料的 屈服强度 ；螺母 强度等级标记 8 级， 8 100=800MPa表示材料的 抗拉强度 。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 16、对于重要的

4、联接不宜用小于 M12-M16的螺栓主要是因为 避免预紧时拧断 螺栓。二、选择题1、机械设计课程研究的对象是C 的设计。A 、专用零件 B、已标准化零件C、普通工作条件（常温、中压和中等速度）下工作的通用零部件D、特殊工作条件下的零部件2、开发性设计工作的核心是B 和 C 。A 、理论设计 B、功能设计 C、结构设计 D、工艺设计E、造型设计3、产品的经济评价通常只计算 B 。A 、设计费用 B、制造费用 C、实验费用 D、安装调试费用4、机械零件的计算分为A 两种A 、设计计算和校核计算B、近似计算和简化计算C、强度计算和刚度计算D、用线图计算和用公式计算5、机器最主要的技术经济指标是D 。

5、A 、成本低B、质量高C、生产周期短D、功能价格比高E、性能价格比高6、新产品开发设计的第一个阶段是B 。A 、研究设计阶段B、调查决策确定任务阶段C、样机试制阶段D、方案设计阶段7、下列四种叙述中， D是正确的。A 、变应力只能由变载荷产生B、静载荷不能产生变应力C、变应力是由静载荷产生D、变应力是由变载荷产生，也可能是由静载荷产生8、零件的安全系数为A 。A、零件的极限应力比许用应力B、零件的极限应力比零件的工作应力C、零件的工作应力比许用应力 D、零件的工作应力比零件的极限应力9、在进行疲劳强度计算时，其极限应力为材料的B 。A 、屈服点B、疲劳极限C、强度极限D、弹性极限10、从经济性

6、和生产周期性考虑，单件生产的箱体最好采用CA 、铸铁件 B、铸钢件 C、焊接件 D、塑料件11、受预紧力 F0和工作拉力 F 作用的螺栓，其总拉力为 BA 、 F2=F0+F B、 F2=F+F1 C、 F2=F0+F1 D 、F2=F12、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是D 。A 、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹13、同一公称直径的粗牙和细牙三角螺纹，其自锁性能 _C_。 A 、前者比后者好 B、都一样好 C、后者比前者好 D、都不好14、受轴向载荷的紧螺栓连接，为保证被连接件不出现缝隙，因此 B 。A、剩余预紧力 F1应小于零；B、剩余预紧力 F1 应大于零

7、；C、剩余预紧力 F1应等于零；D、预紧力 F0 应大于零。15、为提高螺栓连接的疲劳强度，应A 。A 、减小螺栓刚度，增大被连接件刚度B、同时减小螺栓被连接件的刚度；C、增大螺栓刚度，减小被连接件刚度；D、同时增大螺栓与被连接件的刚度。16、螺纹连接防松的根本问题在于C 。A 、增加螺纹连接的轴向力；B、增加螺纹连接的横向力；C、防止螺纹副的相对转动；D、增加螺纹连接的刚度。17、螺纹连接预紧的目的主要是A 。A 、增加连接的可靠性和紧密性；B、增加被连接件的刚度；C、减小螺栓的刚性；D、预紧可有可无。18、承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓连接， 当其螺栓的总拉力 F2 的 最大值和被连接件的

8、刚度 Cm 不变时，螺栓的刚度 Cb愈小，则 B 。 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。A、螺栓中总拉力的变化幅度愈大；B、螺栓中总拉力的变化幅度愈小；C、螺栓中总拉力的变化幅度不变；D、螺栓中的疲劳强度降低。19、承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓连接， 当其螺栓的总拉力 F2 的 最大值和螺栓的刚度 Cb不变时，被连接件的刚度 Cm 愈小，则 A 。 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。A、螺栓中总拉力的变化幅度愈大；B、螺栓中总拉力的变化幅度愈小；C、螺栓中总拉力的变化幅度不变；D、螺栓中的疲劳强度愈高。20、承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓连接，该连接中的螺栓D 。A 、受剪切作用；B、受拉伸作用；C、受剪切和拉伸作

9、用；D、既可能受剪切又可能受拉伸。21、对受轴向变载荷的紧螺栓连接，在限定螺栓总拉力的情况下，提 高螺栓的疲劳强度的有效措施是 A。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。A、增大被连接件的刚度；B、减小被连接件的刚度；C、增大螺栓刚度。22、有一气缸盖螺栓连接，若气缸内气体压力在 0-2Mpa 之间循环变 化，则螺栓中的应力变化规律为 C。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。A 、对称循环变应力；B、脉动循环变应力；C、非对称循环变应力； D 、非稳定循环变应力。23、当一个承受变载荷的螺栓连接， 其螺栓的静强度足够而疲劳强度 不足时，应首先考虑采用 D来提高其疲劳强度 。 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。A 、增加螺栓直径；B、提

10、高螺栓材料的屈服强度；C、改用双螺母；D、柔性螺栓。24、设计螺栓组连接时，虽然每个螺栓的受力不一定相等，但该组螺 栓仍均采用相同的材料、直径和长度，这主要是为了 C。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。A 、外形美观； B、购买方便；C、便于加工和安装。25、设计紧螺栓连接时，其直径愈小，则许用安全系数应取的愈大， 这是由于直径愈小时， C。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。A 、螺纹部分的应力集中愈严重； B、加工螺纹时愈易产生缺陷； C、拧紧时愈易拧断；D、材料的力学性能愈不易保证。26、确定紧螺栓连接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。A、第一强度理论；B、第二强度理论；C、第

11、三强度理论；D、第四强度理论。27、就螺栓的破坏性质而言， 根据统计分析， 大约有 90%的螺栓属于B。A 、静强度破坏； B、疲劳破坏； C、螺纹副松脱； D、剪切破坏。28、当采用铰制孔用螺栓连接承受横向载荷时， 螺栓受到 C 作用。A 、弯曲和挤压；B、拉伸和剪切；C、剪切和挤压；D、扭转和弯曲。29、滑动螺旋传动，其失效形式多为B 。A、螺纹压弯断； B、螺纹磨损； C、螺纹牙剪切； D、螺纹副咬死。30、螺栓连接旋合螺纹牙间载荷分配不均匀是由于A 、螺母太厚；B、应力集中；C、螺母与螺栓变形大小不同； D、螺母与螺栓变形性质不同。31、受横向载荷的普通螺栓所受的载荷是B ，受横向载荷

12、的铰制孔螺栓所受的载荷是 A ，受轴向载荷的松螺栓所受的载荷 是 A ，受轴向载荷的紧螺栓所受的载荷是 E 。贓熱俣阃歲 匱阊邺镓騷。A、 工作载荷； B 、预紧力；C、工作载荷 +预紧力；D、剩余预紧力；E、工作载荷 +剩余预紧力。三、计算题1、在一螺栓联接中，要想在 M16 的螺栓上产生一 F0=500KN 的轴向 载荷， 求作用在扳手上的力为多少？已知扳手长度 L=15d，螺母与被 联接件间为环状接触面，其外径为 D0=27mm，内径 d0=17mm，摩擦 系数均取 0.1。 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。1)解：查机械设计手册得， d=16mm时，其中径 d2=14.701mm，螺距 P=2m

13、m。 螺纹升角Parctg ( ) arctg ( ) 2.46d23.14 14.7012)当量摩擦角v arctg (cos) arctg(co0s.310 ) 6.593)螺纹的摩擦阻力矩T1 F0 d2 tg(v ) 5000 14.701tg(2.46 6.59 ) 5.88 103N mm224)螺母与被联接件环形接触面间的摩擦阻力1D 3d 31273173T21 fF0020210.1 50002721725.60103Nmm23 0D02d0232721725)作用在扳手上的力F T T1 T2 (5.88 5.6) 103 47.8NL 15d 15 162、凸缘联轴器如图

14、所示，用 8 个普通螺栓联接，螺栓分布中心圆直 径 D0=195mm，螺栓材料为 35 钢，强度级别为 5.6级，螺栓为 M16，接合面摩擦系数 f=0.15，安全系数取 3，求联接能传递的力矩 T。 蜡變 黲癟報伥铉锚鈰赘。3)F0K f T8 frF 0Tf (r1 . r8 )K f1958 0.15 1155821.21126.9N m解：根据 M16得 d1=13.835mm。1) s 300 100MPa S33、如图所示，一矩形钢板用四个普通螺栓固定在槽钢构成的横梁上，在钢板的悬臂端受外载荷R=10000N， R 力到螺栓组形心的距离L=600mm。试计算螺栓的预紧力 F0 買鲷

15、鴯譖昙膚遙闫撷凄。1）在转矩 T 作用下，螺栓所受横向力 FST：2）T rMAXT RL 10000 600 15000N4r24r 4r4 100在外载荷 R 作用下，螺栓所受横向力 FSR：10000FSR2500N3）Z4 螺栓所受最大总横向载荷 FSMA：XFSMAXFSTFSR 15000 2500 17500N4）计算预紧力 F0：F0Kf FSMAX1.2 17500 70000 Nfm0.3 14、有一钢制液压油缸，如图所示。缸内油压P= 3N/mm2,缸体内径D=160mm，螺栓分布直径 D0= 200mm，缸盖外径 D1= 240mm。为保 证气密性要求，残余预紧力取为工

16、作载荷的 1.6 倍，螺栓间弧线距离 不大于 100mm。已知螺栓的许用应力 = 180MPa 。试计算：（1） 最少的螺栓数目；（2）单个螺栓承受的总拉力； （3）螺栓小径。解： 1）确定螺栓个数 ZDZ 100 D Z6.28，所以 Z取 81002）确定最大油压D2QP4216043 60288 N3）确定单个螺栓受的总拉力Q 60288F 7536N88F F F 1.6F F F 19593.6N4 ）确定材料许用应力 180MPa5 ）确定螺栓尺寸4 1.3 Fd113.4mm5、如图所示的铸铁（ HT150）支架，用一组螺栓固定在钢制底座上， 支架轴孔中心受一斜力 P=10000

17、N，P 力与水平面的夹角 =30，轴 孔中心高度 h=250mm，底版尺寸 l 1=200mm， l2=400mm，l 3=150mm， 螺栓孔中心距 l=320mm。试求螺栓所受的最大轴向总载荷， 并校核螺 栓组联接接合面的工作能力 。 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。解：1)螺栓受力分析A、 将斜力 P 分解为水平分力 Px 和垂直分 力 Pz，并将水平分力 Px 简化到接合面 得翻转力矩 M和接合面上横向力 Px。猫 虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。轴向力：Pz=Psin =10000sin30 =5000N 横向力：Px=Pcos =10000cos30 =8660N 翻转力矩：M=Pxh=8660250=

18、2165000Nm B、计算每个螺栓需要的预紧力 F0f (zF0C2 Pz) K fPxC1 C2取 Kf=1.2 ，f=0.15, 相对刚度 =0.25 (无垫片)： F0 1(K fPxC2 Pz ) =18257.5N0 z fC1 C2 zC、计算螺栓的工作拉力：在垂直拉力 Pz的作用下 F1 PZZ 50400 1250N在翻转力矩 M作用下：F2FMAXM(l /22) 2M 2 2165000 3383Nz(l /2)2zl 4 320总工作拉力： F F1 F2 1250 3383 4633ND、计算螺栓的总拉力： F F0 F 18257.5 0.25 4633 19416 N 0 C1 C22)校核螺栓组联接接合面的工作能力A、检查受载时铸铁底板右