螺纹连接习题

填空题1、螺纹的公称直径是指螺纹的。2、螺纹连接时，将螺纹做成腰杆状是为了减少以减少总拉力的变化范畴。3、三角形普通螺纹的牙形角α＝，合用于，而梯形螺纹的α＝，合用于。4、螺纹连接防松的实质是。5、在拧紧螺栓时，控制拧紧力的办法有、、。6、当两个联接件之一太厚，不适宜制成通孔，切需经常拆装时，宜采用。7、螺旋副的自锁条件是。8、水管连接采用螺纹连接。9、管螺纹的尺寸采用制。10、粗牙螺纹和细牙螺纹比较，自锁性高的螺纹为。11、当大径相似时，细牙螺纹比普通三角形螺纹的自锁性。12、当螺纹大径相似时，细牙螺纹比普通三角形螺纹的螺距。13、三角形螺纹涉及螺纹和螺纹两种。14、螺栓连接预紧的目的是增加连接的、和。15、普通螺栓连接的重要失效形式是和。16、承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力等于和之和。17、避免螺母松脱的办法重要有防松和防松两种。选择题1、同时受预紧力QP和工作拉力F的普通螺栓，其总拉力Q为。A、QP+FB、QP‘+FC、QP+D、QP’+△F2、在受预紧力的紧螺栓连接中，螺栓危险截面的应力状态为。A、纯剪切B、简朴拉伸C、弯扭组合D、拉扭组合3、联接螺纹中，细牙螺纹比粗牙螺纹自锁性好的因素是。A、牙形角小B、当量摩擦系数大C、螺纹升角小D、螺纹牙的工作圈数多4、为连接承受横向工作载荷的两块薄钢板，普通采用。A、螺栓连接B、双头螺柱连接C、螺钉连接D、紧定螺钉连接5、惯用螺纹联接中，自所性最佳的螺纹是。A、三角螺纹B、梯形螺纹C、锯齿形螺纹D、矩形螺纹6、惯用螺纹联接中，传动效率最高的螺纹是。A、三角螺纹B、梯形螺纹C、锯齿形螺纹D、矩形螺纹7、当两个被联接件不太厚时，宜采用________。A、双头螺柱联接B、螺栓联接C、螺钉联接D、紧定螺钉联接8、当两个被联接件之一太厚，不适宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用______。A、螺栓联接B、螺钉联接C、双头螺柱联接D、紧定螺钉联接9、当两个被联接件之一太厚，不适宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用______。A、螺栓联接B、螺钉联接C、双头螺柱联接D、紧定螺钉联接10、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有诸多办法，例如_________。A、增加拧紧力B、增加扳手力臂C、使用指针式扭力扳手或定力矩扳手11、螺纹联接防松的根本问题在于________。A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、避免螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度12、螺纹联接预紧的目的之一是________。A、增强联接的可靠性和紧密性B、增加被联接件的刚性C、减小螺栓的刚性13、承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接，当其螺栓的总拉力F0的最大值和被联接件的刚度Cm不变时，螺栓的刚度Cb愈小，则________。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、螺栓中总拉力变化幅度不变D、螺栓中的疲劳强度减少14、有一气缸盖螺栓联接，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______。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15、为了改善螺纹牙上的载荷分布，普通都以______的办法来实现。A、采用双螺母B、采用加高的螺母C、采用减薄螺母D、减少螺栓和螺母的螺距变化差16、被联接件受横向载荷作用时，若采用一组普通螺栓联接，则载荷靠______来传递。A、接合面之间的摩擦力B、螺栓的剪切和挤压C、螺栓的剪切和被联接件的挤压问答题惯用螺纹有哪几个类型？各用于什么场合？1、连接螺纹都含有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置？试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。2、计算普通螺纹连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度？3、普通螺栓连接受到轴向工作载荷或横向工作载荷时，螺栓上的总载荷是什么循环？4、为什么螺母螺纹的圈数不适宜不不大于10？普通采用哪种构造形式可使各圈螺纹牙的载荷分布趋于均匀？5、提高螺纹连接的强度有哪些方法？6、普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的重要失效形式是什么?计算准则是什么?7、试指出下图中的错误构造，并画出对的的构造图。

a)螺钉联接b)双头螺柱联接c)铰制孔用螺栓联接d)紧定螺钉联接e)吊环螺钉联接f)螺钉联接8、紧螺栓联接所受轴向变载荷在0～F间变化，当预紧力F0一定时，变化螺栓或被联接件的刚度，对螺栓联接的疲劳强度和联接的紧密性有何影响?9、在确保螺栓联接紧密性规定和静强度规定的前提下，要提高螺栓联接的疲劳强度，应如何变化螺栓和被联接件的刚度及预紧力大小?试通过受力变形线图来阐明。10、为什么螺母的螺纹圈数不适宜不不大于10?普通采用哪些构造形式可使各圈螺纹牙的载荷分布趋于均匀?计算题1、如图所示，方形盖板用4个M16（d1＝13.835mm）的螺钉于箱体连接，盖板中心O点装有吊环，已知FQ＝20KN，尺寸如图所示，规定：（1）当取残存预紧力F1＝0.6F（F为工作拉力），螺钉材料的性能等级为6.6级，安全系数S＝3时，核定螺钉的强度（螺栓材料的许用拉伸应力为180MPa）解：而轴向工作载荷F是由轴向载荷Q引发的，故有因此故取M12（d1=10.106mm＞8.577mm）。2、在图示气缸盖的螺栓联接中，已知气缸的直径D＝400mm，气缸内气体的压强p在0~0.6MPa的范畴内循环变化，采用16个M22的螺栓（d1＝19.294mm），联接的相对刚度＝0.8，其残存预紧力F1＝1.6F，螺栓的疲劳极限σ－1tc=150MPa，螺栓的材料常数Ψσ＝0.2，螺栓的综合影响系数Kσ＝3.95，试按疲劳强度校核螺栓的强度(设计安全系数S取1.5)。总压力P＝单个螺栓的最大工作载荷F＝螺栓受到的最大总拉力F2＝由于F2＝F0＋F＝F1＋F，即F0＋0.8F=1.6F+FF0＝2.6F-0.8F=1.8F=1.8×4712.4＝8482.32N当气体压力P＝0.6MPa时，螺栓的总拉力为F2，这时螺栓的最大应力为当气体压力p＝0时，螺栓的总拉力为F0，这时螺栓的最小应力为满足疲劳强度规定。螺纹连接习题解答11—1一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷FR。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷FR。解题要点：（1）求预紧力F′：由螺栓强度级别4.6级知σS=240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力：[σ]=σS/S=240/1.35MPa=178MPa，查（GB196—86）M10螺纹小径=8.376mm由教材式（11—13）：1.3F′/（π/4）≤[σ]MPa得：F′=[σ]π/（4×1.3）=178×π×8.3762/5.2N=7535N求牵引力FR：由式（11—25）得FR=F′fzm/=7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8N（取=1.2）11—2一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓GB27—88）连接，构造尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax。（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，并拟定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数Kf=1.2）。解题要点：（1）计算螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax：该铰制孔用精制螺栓连接所能传递转矩大小受螺栓剪切强度和配合面挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪切强度来计算Tmax，然后较核配合面挤压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出Tmax，取其值小者。本解按第一种办法计算拟定铰制孔用螺栓许用应力由螺栓材料Q235、性能等级5.6级知：500MPa、300MPa被连接件材料HT200200MPa。（a）拟定许用剪应力查表11—6，螺栓材料为Q235受剪切时=2.5，则螺栓材料[τ]==300/2.5MPa=120MPa（b）拟定许用挤压应力查表11—6，螺栓材料为Q235受挤压=1.25螺栓材料[]==300/1.25MPa=240Mpa被连接件材料为HT200（=200MPa）受挤压时=2～2.5被连接件材料200/（2～2.5）MPa=80～100MPa∵[]＞[]∴取[]=[]=80MPa2）按剪切强度计算由式（11—23）知τ=2T/（ZDmπ/4）≤[τ]（查GB27—88得M10的铰制孔用螺栓光杆直径=11mm）故3×340×1×π×112×120/4N·mm=11632060.96N•mm3）校核螺栓与孔壁配合面间的挤压强度从式（11—22）可得式中，hmin为配合面最小接触高度，根据题11—2图构造h=hmin=（60－35）mm=25mm；故该螺栓组连接允许传递的最大转矩=11632060.96N·mm（2）改为普通螺栓连接，计算螺栓小径d1：计算螺栓所需的预紧力F‘按接合面见不发生相对滑移的条件，则有(Z=6m=1)∴计算螺栓小径d1设螺栓直径d≥30mm，查表11-5（a）得S=2～1.3则[σ]=/S=300/（2～1.3）MPa=150～230.77MPa取[σ]=150MPamm=30.721mm查GB196—81，取M36螺栓（=31.670mm﹥30.721mm）拟定普通螺栓公称长度l（l=2b+m+s+（0.2～0.3d）根据题11－2构造图可知，半联轴器凸缘（螺栓连接处）厚度b＝35mm查GB6170—86，得：螺母GB6170—86M36，螺母高度=31mm查GB93—87，得：弹簧垫圈36GB93—87，弹簧垫圈厚度s=9mm则I=2×35+31+9+（0.2～0.2）×36mm=117.2～120.8mm，取l=120mm（按GB5782—86l系列10进位）故螺栓标记：GB5782—86M36×12011—3一钢构造托架由两块边板和一块承重板焊成的，两块边板各用四个螺栓与立柱相连接，其构造尺寸如图所示。托架所受的最大载荷为20kN，载荷有较大的变动。试问：（1）此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？（2）如采用铰制孔用螺栓连接，螺栓的直径应为多大？解题要点：采用铰制孔用螺栓连接较为合宜。由于如用普通螺栓连接，为了避免边板下滑，就需在拧紧螺母时施加相称大的预紧力，以确保接合面间有足够大的摩擦力。这样就要增大连接的构造尺寸。（2）拟定螺栓直径（a）螺栓组受力分析：由题解11—3图可见，载荷作用在总体构造的对称平面内，因此每一边（块）钢板所受载荷：P=20/2kN=10000将载荷P向螺栓组连接的接合面形心简化，则得横向载荷（向下滑移）：P=10000N旋转力矩（绕中心O）T=10000×300N·mm=3000000N•mm（b）计算受力最大螺栓的横向载荷Fs：在横向载荷P作用下各螺栓受的横向载荷Fsp大小相等，方向同P，即Fsp1=Fsp2=Fsp3=Fsp4=P/4=10000/4N=2500N在旋转力矩T作用下,各螺栓受的横向载荷大小亦相等。这是由于各螺栓中心至形心O点距离相等，方向各垂直于螺栓中心与形心O点的连心线。由图可见，螺栓中心至形心O点距离为r=mm=106.1mm故====T/（4r）=3000000/（4×106.1）N=7071N各螺栓上所受横向载荷和的方向如图所示。由图中能够看出螺栓1和螺栓2所受的两个力间夹角α最小（α=45°），故螺栓1和螺栓2所受合力最大，根据力的合成原理，所受总的横向载荷为====N=9014N（c）拟定铰制孔用螺栓直径：选螺栓材料的强度级别4.6级，查教材表11—4得=240MPa，查表11—6得S=2.5，[τ]=/S=240/2.5MPa=96MPa根据教材式（11—23），得螺栓杆危险剖面直径为 ≥=mm=10.934mm由手册按GB27—88查得，当螺纹公称直径为10mm时，螺杆光杆部分直径=11mm，符合强度规定，故选M10（GB27—88）的铰制孔用螺栓。11—4一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其构造尺寸如图所示。盖板中心O点的吊环受拉力FQ=0N，设剩余预紧力F″=0.6F,F为螺栓所受的轴向工作载荷。试求：（1）螺栓所受的总拉力F。，并计算拟定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为6.8级）。（2）如因制造误差，吊环由O点移到O′点，且OO′=5mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F。，并校核（1）中拟定的螺栓的强度。解题要点：（1）吊环中心在O点时：此螺栓的受力属于既受预紧力F′作用又受轴向工作载荷F作用的状况。根据题给条件，可求出螺栓的总拉力：F0=F″+F=0.6F+F=1.6F而轴向工作载荷F是由轴向载荷FQ引发的，故有：题11—4图∴螺栓材料45号钢、性能等级为6.8级时，