机械设计试题及答案第四章螺纹联接和螺旋传动课件

第四章螺纹联接和螺旋传动填空题判断题问答题4－1常见的螺纹形式有______、______、______、________、_______。答案：三角形螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。4—2在常见的几种螺纹形式中，______的自锁性最好，常用于联接；_______的传动效率最高，常用于传动。答案：三角形螺纹；矩形螺纹。4—3标准中规定的螺纹公称直径是指螺纹的_________。答案：大径。4－4螺纹联接的基本类型有___________种，它们分别是___________。答案：四；螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。4－5在机械制造中常见的螺纹联接件有______、______、_____和______。答案:螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈。4—6GB/3103.1—1982规定，螺纹联接件分为三个精度等级，其代号为_____、_____、________级，其中________级精度最高。常用的标准螺纹联接件（螺栓），通常选用__________级精度。答案：A、B、C；A；C。4－7螺栓联接预紧的目的是增强________，以防___________。答案：联接的可靠性和紧密性；受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。4－8螺纹连接防松的根本问题在于_______。答案：防止螺旋副的相对转动。4－9螺纹连接的常见的防松方法中，按其工作原理可分为______和______两种。答案：摩擦防松；机械防松。4－10对于受拉螺栓，其主要失效形式是螺栓_________部分发生______。答案：螺纹；断裂。4—11受拉螺栓连接的设计准则是________。答案：保证螺栓的静力（或疲劳）拉伸强度。4－12对于受剪螺栓，其主要破坏形式是________。答案:螺栓杆和孔壁间压溃或螺栓杆被剪断。4－13受剪螺栓连接的设计准则是________。答案：保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度。4－19螺栓组承受载荷作用时，多数情况下，每个螺栓的受力大小各不相同，此时，同一螺栓组中的螺栓的材料、直径和长度应选择__________。答案：相同。4－20承受横向载荷的普通紧螺栓连接，螺栓工作时承受_________载荷。答案：轴向。4－21国家标准中规定的螺栓强度级别是用在两个数字中间加一点表示，记为mn（如58）。此处m表示________；n表示________。答案：公称抗拉强度极限的1％；公称屈服极限S与公称抗拉强度极限B之比的10倍。4－22提高螺栓连接强度的措施，可以概括为_____、_____、______和_____四类措施。答案：降低影响螺栓疲劳强度的应力幅、改善螺纹牙上载荷分布不均现象、减小应力集中影响、采用合理的制造工艺方法。4－23螺旋传动的主要功用是_______。答案：将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。4－24螺旋传动按其用途不同，一般可分为_____、_____和_____三种类型。答案：传力螺旋、传导螺旋、调整螺旋。4－25螺旋传动按螺旋到的摩擦性质不同，可分为_________、________和________。答案：滑动螺旋、滚动螺旋、静压螺旋。4－26滑动螺旋的主要失效形式是_________。答案：螺纹磨损。4－27滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的_______。答案：压力。4—28螺旋传动中的螺杆和螺母的材料一般要求具有______、______和_____。答案：足够的强度、良好的耐磨性、工艺性。4—29滚动螺旋按其滚珠的循环方式不同，分为_______和________两类。答案：内循环、外循环。4—30螺纹连接是一种什么型式的连接？（1）可拆连接；（2）不可拆连接；（3）具有自销性能的为不可拆连接；（4）具有防松装置的为不可拆连接，否则为可拆连接。答案：可拆联接。4－31常见的螺纹有普通三角螺纹、圆锥管螺纹、圆柱管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹六种。其中，用于联接的有几种？（1）一；（2）二；（3）三；（4）四；（5）五；（6）六。答案：三种。4－32除管螺纹以外的螺纹的公称直径是指它的哪个直径？（1）内径；（2）中径；（3）外径。答案：外径。4－33零件图上标注螺纹直径尺寸时使用MS（S为直径值，如M20），此时该直径值S表示螺纹的哪种直径？（l）内经；（2）中径；（3）外径。答案：外径。4—38螺纹的头数为Z，螺距为t，内径为d1，中径为d2，外径为d则螺纹升角应采用哪个公式计算？答案：。4－40螺纹副中当量摩擦角与当量摩擦系数之间的关系为下列中哪个？答案：。4－41螺纹副的螺旋升角为，当量摩擦角为V，则其自锁的条件是下列中哪种？（1）V<；（2）V=；（3）V>；（4）与和V无关。答案：V>。4－42螺旋传动的效率主要与螺纹的哪个参数有关？（1）升角；（2）线数；（3）螺距与牙形角；（4）升角与牙形角。答案：升角与牙形角。4－43螺纹副的材料一定时，螺纹的牙形角越大，则产生何种影响？（l）当量摩擦系数越小，自锁性能越好;（2）当量摩擦系数越小，自锁性能越差；（3）当量摩擦系数越大，自锁性能越好；（4）当量摩擦系数越大，自锁性能越差。答案：当量摩擦系数越大，自锁性能越好。4－44螺纹副的材料、牙型角、螺距和直径一定时，螺纹的线数越多，则产生何种影响？（1）螺纹升角越大，效率越高；（2）螺纹升角越大，效率越低；（3）螺纹升角越小，效率越高；（4）螺纹升角越小，效率越低。答案：螺纹升角越大，效率越高。4－45螺纹副的材料、牙型角、导程和直径一定时，螺纹的线数越多，则产生什么后果？（1）螺旋升角越大，效率越高；（2）螺旋升角越大，效率越低；（3）螺旋升角越小，效率越高；（4）螺旋升角越小，效率越低。答案：螺旋升角越小，效率越低。4－46具有自锁性的螺纹联接，工作中是否需要采用防松措施？（1）绝对需要；（2）绝对不需要；（3）不一定需要。答案：不一定需要。4－47三角形螺纹用于连接，梯形螺纹用于传动，这是什么原因？（1）三角形螺纹自锁性好，梯形螺纹强度高；（2）三角形螺纹强度好，梯形螺纹自锁性好；（3）三角形螺纹自锁性好，梯形螺纹传动效率高；（4）三角形螺纹传动效率高，梯形螺纹自锁性好。答案：三角形螺纹自锁性好，梯形螺纹传动效率高。4—48在受弯矩作用的轴段上使用螺纹连接紧固轴上零件时，应采用哪种螺纹？（l）三角形粗牙螺纹；（2）三角形细牙螺纹；（3）锯齿形螺纹；（4）梯形螺纹。答案：三角形细牙螺纹。4—49用作调节用的螺纹，应采用哪种？（1）三角形粗牙螺纹；（2）三角形细牙螺纹；（3）多线三角形粗牙螺纹；（4）多线三角形细牙螺纹。答案：三角形细牙螺纹。4－50单向传力用螺纹，宜采用哪种螺纹？（1）梯形；（2）三角形；（3）锯齿形；（4）矩形。答案：锯齿形。4－55普通螺栓连接中的松螺栓连接与紧螺栓连接之间的主要区别在于松螺栓连接的螺纹部分不承受下列哪种作用？（1）拉伸作用；（2）扭矩作用；（3）剪切作用；（4）弯曲作用。答案：扭转作用。4－56紧螺栓连接的普通螺栓单纯按拉伸强度计算时，考虑到拉伸和扭转的联合作用，应将拉伸载荷增加多大数值？（1）10％；（2）30％；（3）50％；（4）70％。答案：30％。4－57被连接件受横向外力作用时，如果采用普通螺栓连接，则螺栓工作时承受的载荷为何种作用力？（1）横向力；（2）轴向力；（3）横向力和轴向力。答案：轴向力。4－58被连接件受横向外力作用时，如果采用铰制孔用螺栓连接，则螺栓的失效形式可能为下列中的哪种？（1）拉断；（2）拉扭断裂；（3）螺杆剪切或挤压破坏；（4）螺纹根部弯曲断裂。答案；螺杆剪切或挤压破坏。4－59降低螺栓相对刚度会使得应力幅如何变化？（1）应力幅a减小；（2）应力幅a不变；（3）应力幅a增力。答案：应力幅a减小。4－60对于轴向载荷是变载荷的紧螺栓连接，除考虑它具名足够的静强度以外，还应根据螺栓的哪种应力来验算它的疲劳强度？（1）最大工作应力；（2）最小工作应力；（3）平均工作应力；（4）应力幅。答案：应力幅。4—61承受轴向载荷的紧螺栓连接，在预紧力QP和工作载荷一定的前提下，螺栓的相对刚度越大，则（1）螺栓总载荷越大，连接面的紧密性越好；（2）螺栓总载荷越大，连接面的紧密性越差；（3）螺栓总载荷越小，连接面的紧密性越好；（4）螺栓总载荷越小，连接面的紧密性越差。答案：螺栓总载荷越大，连接面的紧密性越差。4－62滑动螺旋的优点是什么？（1）摩擦阻力小，且结构简单，便于制造，易于自锁；（2）摩擦阻力小，但结构复杂，不便制造，不易自锁；（3）摩擦阻力大，但结构简单，便于制造，易于自锁；（4）摩擦阻力大，但结构简单，便于制造，不易自锁。答案：摩擦阻力大，但结构简单，便于制造，易于自锁。4—63螺旋传动的主要缺点是什么？（1）磨损大，效率低（2）承载能力低；（3）只能将回转运动转换成直线运动；（4）不易自锁。答案：磨损大，效率低。4－64低速传动螺旋，如要求它具有可靠的自锁性能，应选用哪种螺旋？（1）滑动螺旋；（2）静压螺旋；（3）滚动螺旋。答案：滑动螺旋。4—65在设计滑动螺旋时，要限制螺纹牙表面上的比压P，这主要原因是什么？（1）使材料硬度低的螺母免被压坏；（2）防止接触面上应力过大而产生点蚀和胶合破坏；（3）改善润滑条件、减轻磨损；（4）避免接触面出现过大的塑性变形。答案：改善润滑条件、减轻磨损。从而即作用在吊环上的最大拉力不能超过24681N。2．求偏心时螺钉最大受力Qmax观察图4－7可知，偏心沿对角线方向发生，故先将总载荷F平移至几何中心O，则引人弯矩M为单个螺钉首先承受F引起的轴向载荷F1，并且，其次承受由M引起的轴向载荷，从图中看出，1号螺钉受到的轴向载荷增加，3号螺钉轴向载荷减小，2号、4号螺钉因位于倾覆中心线上，轴向力不发生变化。1号螺钉的载荷增加量为故F=F1+F2=2.75F因为工作条件要求QP=0．6F，则Qmax=QP+F=1.6F=4.4F，即由于制造误差引起的附加弯矩，使受力最大螺栓所受到的总拉力相当于总外载荷的4．4倍。4－72如图所示，凸缘联轴器传递的扭矩T＝150N·m，载荷平稳，螺栓数Z＝6，螺栓均匀分布在D＝100mm的圆周上，按合面摩擦系数f＝0.16，防滑系数KS=1.2。试求所需螺栓的直径。图解：1．求螺栓的预紧力因为螺栓均匀分布在半径为50mm的圆周上，所以式中f——接合面摩擦系数，由题意f＝0．16QP——预紧力，N，待求；Z——螺栓个数，由题意z=6；ri——螺栓距中心的距离，ri=50mm；KS——防滑系数，KS＝1．2；T——扭矩，T＝150x103Nmm。故2．选择螺栓材料选用4.6级A3钢，则S＝240MPa，查表5—5由于载荷平稳，故载荷属于静载荷范畴，取安全系数S＝1．5。3．许用应力的确定4．螺栓的最小直径由紧螺栓联接强度计算式得5．螺栓公称直径按粗牙普通螺纹尺寸（GB196－81），应选用M8的螺栓，它的小径d1=6.647mm＞6．23mm，故合适。螺栓杆与孔壁间的挤压强度为将数据代入上式得式中S——屈服极限，因为材料为5.6级，所以S＝300MPa；SP——安全系数。由表5－7得，SP＝1．25，故，即P[P]安全。3．强度校核4－78螺纹有哪些主要参数？各参数间有何关系？答：螺纹主要参数有：大径d，它是标准中的公称直径（管螺纹除外，管螺纹的公称直径是管子的内径）；小径d1中径d2；线数n；螺距t；导程S；升角；牙型角；牙型斜角；工作高度h。各参数间主要关系为S=nt;对称牙型：=/2。4－79常用螺纹有哪几种？各有何特点？主要用途是什么？答：常见螺纹种类及用途如下：（1）三角型粗牙普通螺纹。主要特点是牙型角为60，牙根部较厚，具有较高的强度和良好的自销性能，主要用于连接。（2）三角型细牙普通螺纹。主要特点与粗牙螺纹相比，在公称直径相同的前提下，螺距小，升角小，自锁性好，强度高，但耐磨性差，易滑扣。主要用于细小零件、薄壁管件或受冲击振动、变载荷的连接中，也常用作微调机构中的调整螺纹。（3）圆柱管螺纹。牙型角为55，牙顶有较大的圆弧角，内外螺纹旋合后无径向间隙。主要用于管内压力低于1．6MPa的低压管路系统。（4）圆锥管螺纹。牙型角为55，螺栓纹分布在锥度面1：16的圆锥管壁上。主要特点是利用自身的变形就可以保证联接的气密性，不需其它填料。主要应用在高温、高压的管路系统中。（5）矩形螺纹。牙型角为0，它的传动效率最高，但牙根强度弱，螺旋到磨损后，间隙难以修复和补偿，目前已渐被梯形螺纹替代。（6）梯形螺纹。牙型角为30，内外螺纹以推面贴紧，不易松动，与矩形螺纹相比，传动效率略低，但强度高，对中性好。它是最常用的传动螺纹。（7）锯齿形螺纹。前述各种均为对称齿形，唯锯齿形螺纹为非对称的不等腰梯形齿。工作面牙型斜角为3，以追求传动的高效率，非工作面的牙型斜角为30，以便使牙根增厚，具有较高的强度。故其兼梯形和矩形两种螺纹的优点，但只能用于单向受力的螺纹连接或螺旋传动中。4—81拧紧螺母及放松螺母时的效率如何计算？效率随哪些因素变化？其自锁的条件是什么？答：拧紧和放松螺母时，都可以将螺纹副简化成摩擦系数为当量摩擦系数fV的斜面摩擦情况。由机械原理知识知，拧紧螺母时的效率为其中，V为当量摩擦角，f为摩擦系数；为牙型斜角；为螺纹升角。放松螺母时的效率为从以上两式可以看出，传动效率与V和有关。V则与摩擦系数和牙型斜角相关。摩擦系数f越大，V越大；牙型斜角越大，V越大，效率也就越低。取决于升程和中径；由于升程s等于螺纹线数和间距，所以，在螺距和中径一定时，线数越多，越大，效率越高；否则，效率越低。螺母自锁的条件是放松螺母的效率＜=0，从而有当

＝V时，为条件自锁＜V时，为严格自锁。故

V4—84螺栓预紧会对螺栓联接带来什么影响？答：适当选用较大的螺栓预紧力，对螺纹连接的可靠性及提高螺栓的疲劳强度都是有利的。但过大的预紧力会导致整个连接尺寸增大，也会使螺栓在装配或偶然的过载时出现被拉断的现象。因此，为保证连接所需的预紧力，又不使螺纹连接件过载，对重要的螺纹连接，在装配时应设法控制预紧力。4－87松、紧螺纹连接有