螺纹连接作业

1、作业作业 10-1选择题 10-2填空题 （1）螺纹升角小于等于当量摩擦角 （2）大 中 小 （3）自锁 小 减小当量摩擦系数，提高传动效率 （4）防止螺纹副的相对运动 （5）接合面间的滑移、螺栓被拉断 螺杆被剪断和螺杆与孔壁接触面被压溃 （6）采用定力矩扳手、测力矩扳手、测量螺栓伸长量等 （7）普通平键、薄型平键、导向平键、滑键 普通平键、 薄型平键 导向平键、滑键 （8）C型(半圆头)键 键宽16mm,键长（公称长度） 100mm （9）工作面压溃和键被剪断 pp； 工作面的过度磨 损 pp，pp （10）小径 齿形 10-3为什么单线普通三角螺纹主要用以连接？而多线梯形、矩形 和锯齿形螺

2、纹主要用以传动？ 答：单线普通三角螺纹的当量摩擦角大，效率低，自锁效果好， 多用于连接。 多线梯形、矩形和锯齿形螺纹当量摩擦角小，效率高，多用于传动。 作业作业 10-4 拧紧螺母与松退螺母时螺纹效率如何计算？ 哪些参数影响螺旋副的效率？ )(ant ant v ant -ant）（ 答：拧紧螺母时，；松退螺母时， 影响螺旋副效率的参数有: 2 tan np d 而所以n,p,d2通过影响影响效率。 摩擦系数、牙型斜角、线数、螺距、螺纹直径等。 10-5 用于连接的螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要 防松装置？具体的防松方法和装置各有哪些？ 答：在冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩

3、擦力可能减小 或瞬间消失，这种现象多次重复后，就会使连接松脱。在高温或温 度变化较大的情况下，由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变 和应力松弛，也会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，最终导致 连接失效。因此螺纹连接需要防松。 作业作业 按工作原理的不同，防松的方法可分为摩擦防松、机械防松 和永久防松（破坏螺纹副关系防松）等。 具体的防松装置有： 摩擦防松：对顶螺母、自锁螺母、弹簧垫圈； 机械防松：开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、圆螺母和带翅垫片、 串联钢丝； 破坏螺纹副关系防松：冲点法、粘接法、焊接法。 10-6图示螺栓连接结构中，进行预紧力计算时，螺栓的数目z.接合 面的数目m应取多少？

4、FF 接合面的数目m=2 答：螺栓的数目z=4 作业作业 10-7试用受力变形线图分析说明螺栓联接所受轴向工作载荷F， 当预紧力F0一定时，改变螺栓或被联接件的刚度，对螺栓联接 的静强度和联接的紧密性有何影响？ 答：如图示，减小螺栓刚度（ C1 ）或增大被联接件的刚度（ C2 ）， 螺栓的总拉力F2减小，螺栓联接的静强度提高；残余预紧力F1减 小，联接的紧密性下降。增大螺栓刚度或减小被联接件的刚度则 相反。 0b 变形 力 F yD F1 yD F2 yD F0 yD F yD F1 yD F1 yD F yD 作业作业 10-7试用受力变形线图分析说明螺栓联接所受轴向工作载荷F， 当预紧力F

5、0一定时，改变螺栓或被联接件的刚度，对螺栓联接 的静强度和联接的紧密性有何影响？ 答：如图示，减小螺栓刚度（ C1 ）或增大被联接件的刚度（ C2 ）， 螺栓的总拉力F2减小，螺栓联接的静强度提高；残余预紧力F1减 小，联接的紧密性下降。增大螺栓刚度或减小被联接件的刚度则 相反。 作业作业 10-8 普通平键有哪些类型？它们特点是什么？ 答：普通平键有A型、B型和C型三种类型。 A型：圆头键，轴槽由指状铣刀铣出，键在键槽中固定牢固， 键槽应力集中较大，圆头部两侧面不工作，对心效果好；工 作长度与公称长度之间的关系：l=Lb。 B型：方头键，轴槽由盘状铣刀铣出，键在键槽中常用螺钉紧固， 键槽应力

6、集中较小，工作长度：l=L。 C型：轴槽由指状铣刀铣出，一端为圆头一端为方头，用于轴端 与毂类零件连接，安装方便。工作长度：l=Lb/2。 10-9 销有哪几种类型？各用于何种场合？ 答：销有定位销、连接销和安全销三种类型。 定位销：用于固定零件的相互位置，是组合加工和装配时的重 要辅助零件。 连接销：传递不大的载荷。失效形式为剪断和压溃。 安全销：作安全装置中的过载剪断元件。 作业作业 10-10一牵曳钩用2个M10(d1=8.736mm)的普通螺栓固定于机体上。 已知接合面间摩擦系数f =0.15，防滑系数Ks=1.2，螺栓材料 强度级别为4.6级，装配时控制预紧力。试计算该螺栓组联接 允

7、许的最大牵曳力Fmax。 牵曳力 F MPa .S S 160200 5121 240 解：s=240MPa 由承载条件： 由强度条件： 0 2 1 1.3 4 F d 2 2 1 0 3.14 8.736(200 160) 1.3 41.3 4 9216.83 7373.46 d F 0 0 s s K FfzF FF fzK (9216.83 7373.46) 0.15 2 2304.211843.37 1.2 作业作业 查表16-6a,S=1.21.5 10-11 有一受预紧力F0=1000N和轴向工作载荷F=1000N作用的普 通紧螺栓连接，已知螺栓的刚度C 1与被连接件的刚度C 2相

8、等。 试计算该螺栓连接所受的总拉力F1和剩余预紧力F2。在预紧力F0 不变的条件下，若保证被连接件不出现缝隙，该螺栓的最大轴 向工作载荷Fmax为多少？ NF CC C FF5001000 2 1 1000 21 2 02 0 max 21 2 02 F CC C FF NF CC C FF15001000 2 1 1000 21 1 01 N C CC FF200021000 2 21 0max 被连接件不出现缝隙得 总拉力 剩余预紧力 作业作业 F 2 F 2 F hmin 10-12 图示工件（钢板）上作用载荷F=10000 N，用两个性能 等级为4.8级的普通螺栓连接，被连接件结合面之

9、间的摩擦系 数f =0.15，可靠性系数Kf=1.2，装配时控制预紧力，试确定 该连接所需的螺栓直径。当采用铰制孔螺栓连接时，所需的 螺栓直径又为多大？最小挤压高度hmin为多少？ 解：采用普通螺栓连接时 f mfF zK F 320 266.7 213.3 1.21.5 s MPa s 1 2 1 1.3 266.7 213.3(11.1446 12.46) 4 F d d 作业作业 2 0.1521.2 1000020000FF 4 8 10320 s MPa 161 M取（d =13.835） 320320 128,256 2.51.25 s p s 0 2 0 7.052, 4 F d

10、 dm 80 M取 （d =9） min 0minmin 10000/ 2 2562.17 9 p F hmm d hh 采用铰制孔用螺栓连接时 作业作业 10-13 如图一刚性凸缘连轴器用4个M8的铰制孔用螺栓连接（GB/ T271988），螺栓的材料为Q235，性能等级为5.6级，连轴器材 料为HT200，试求 1) 该螺栓组连接所允许的最大转矩Tmax。 35 60 13 0 2) 若传递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓连接， 试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺 栓标记。（两半连轴器接合面间的摩擦系数f =0.15，防滑系数Kf=1.2） 解：1) 采用铰制孔用螺栓连接 HT2

11、00，B=200MPa 螺栓性能等级为 5.6级，s=300MPa 钢：S=2.5 SP=1.25 =s/ S=300/2.5=120 MPa P= s /SP=300/1.25=240MPa 铸铁：SP=2.02.5 P= B/SP=200/2.02.5=10080 MPa min 603525hmm 作业作业 螺栓、联轴器的挤压强度： s0minp d h1125100802750022000NF （） 螺杆的剪切强度 s 2 0 d 4 F maxsmax Trzm1140465412965.035N mF 2) 改用普通螺栓连接,并装配时，控制预紧力，取s=1.21.5 300 250

12、 200 1.2 1.5 s Mpa s 由承载条件： 0 3 1 1.2 2965.035 91231.8 0.15 65 104 f z i i K T FN fr 作业作业 22 0 11120 44 s d F max 11404 s NF 4 1.3 2 1 0 d F 0 1 41.341.391231.8 24.577 27.478 (200 250) F dmm 11 30 90110M取（d =26.5mm）或M36（d =31.67mm） 58828630 90 58828636 110 GBM GBM 标记：螺栓 螺栓 作业作业 10-14 如图所示，为一支架与机座用4个

13、普通螺栓连接，所受外载荷分别为横向载荷 FR=5000N，轴向载荷FQ=16000N。已知螺栓的相对刚度C1/ (C1+C2)=0.25，接合面间摩擦系数f=0.15，Kf=1.2, 螺栓的性能等级为 8.8级，试确定螺栓的直径及预紧力F0。 R F Q F 解：s=640MPa 按不控制预紧力，设d=16mm取S=4 = s /S=640/4=160MPa （按控制预紧力取S=1.21.5 ) =s/S=640/1.21.5=533.33426.67 MPa） 单个螺栓的轴向工作载荷F N Z F F Q 4000 4 16000 在横向载荷FR作用下，支架不下滑的条件： Rf FKZfF

14、2 剩余预紧力 N . . Zf FK F Rf 10000 4150 500021 2 作业作业 单个螺栓所受的总拉力F1 NFFF14000400010000 21 确定螺栓的直径 mm F d04.12 160 140003 . 143 . 14 1 1 （控制预紧力时为6.5937.371mm） 取M16，d1=13.835mm12.04mm 与假设相符。 （控制预紧力时，取M8，d1=6.647mm6.593mm或M10，d1=8.376mm7.371mm） 预紧力 NFFF0003140000.25)-(110000) CC C -(1 21 1 20 作业作业 10-15 如图所

15、示，方形盖板用四个螺钉与箱体连接，盖板中心O点的吊环受拉力F=10kN， 要求剩余预紧力为工作拉力的0.6 倍，螺钉的许用拉应力=120MPa。 1) 求螺钉的总拉力F1。 2) 如因制造误差，吊环由O点移到O点,mmOO25 求受力最大螺钉的总拉力Fmax 及螺钉的直径。 解：1)螺钉的总拉力F1 kN).( Z F FF4 4 10 160 21 2) 受力最大螺钉的总拉力Fmax 因制造误差，吊环移位产生的力矩 10 5 250 2MNm 在M作用下,左下角螺栓受加载作用，受到的载荷： N250 21002 10250 2 3 r M FM 受力最大螺钉所受的工作载荷Fmax N2750

16、 4 10000 250 max Z F FF M 作业作业 受力最大螺钉所受的总拉力 N440027506 . 1) 16 . 0( maxmax1 FF 螺钉的直径 mm F d792. 7 120 44003 . 143 . 14 1max 2 取M10，d1=8.376mm7.792mm 作业作业 10-16 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间采用普通平键连接。已知轴 传递的转矩T=1000 Nm，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器的材料为HT200，工作时 有轻微冲击，联接处轴及轮毂尺寸如图所示。试选择键的类型和尺寸，并校核其强度。 130 90 90 70 解：1、联轴器处 键

17、的类型和尺寸 选 A（或C）型普通平键， 校核联接强度 联轴器的材料为铸铁，查表，取P=55MPa, k=0.5h=6 mm，l=Lb=90 mm（或l=Lb/2=100 mm） pap MP. kld T 9152 70906 1010002102 33 满足强度条件 作业作业 查表得键的截面尺寸为：b=20 mm，h=12 mm, 根据轴径d=70mm， 根据轮毂的长度130mm，取键长L=110 mm ， 键的标记：键20110GB/T10961979 （键C20110GB/T10961979） 2、齿轮处 键的类型和尺寸 选A型平键， 校核联接强度 齿轮和轴的材料均为钢，查表，取P=110MPa, k=0.5h=7 mm，l=L25=55 mm pap MP kld T 7257 90557 1010002102 33 . 满足强度条件 作业作业 根据轮毂的宽度90mm，取键长L=80 mm