螺栓联接习题及解答分析
习题与参考答案
一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）
1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。
A. 好
B. 差
C. 相同
D. 不一定
2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。
A. 牙根强度高，自锁性能好
B. 传动效率高
C. 防振性能好
D. 自锁性能差
3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。
A. 螺距和牙型角
B. 升角和头数
C. 导程和牙形斜角
D. 螺距和升角
4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，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. 升角小，单线梯形螺纹
D. 升角大，双线矩形螺纹
5 用于薄壁零件连接的螺纹，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
6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。
A. 必受剪切力作用
B. 必受拉力作用
C. 同时受到剪切与拉伸
D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用
7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的
倍。
A. 1.1
B. 1.3
C. 1.25
D. 0.3
8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。
A. 螺栓的横截面受剪切
B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压
C. 螺栓同时受剪切与挤压
D. 螺栓受拉伸与扭转作用
9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。
A. 单线矩形螺旋副
B. 单线梯形螺旋副
C. 双线矩形螺旋副
D. 双线梯形螺旋副
10 在螺栓连接中，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
11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。
A. 受力均匀
B. 便于装配.
C. 外形美观
D. 降低成本
12 螺栓的材料性能等级标成6.8级，其数字6.8代表 。
A. 对螺栓材料的强度要求
B. 对螺栓的制造精度要求
C. 对螺栓材料的刚度要求
D. 对螺栓材料的耐腐蚀性要求 13 螺栓强度等级为6.8级，则螺栓材料的最小屈服极限近似为 。
A. 480 MPa
B. 6 MPa
C. 8 MPa
D. 0. 8 MPa 14 不控制预紧力时，螺栓的安全系数选择与其直径有关，是因为 。
A. 直径小，易过载
B. 直径小，不易控制预紧力
C. 直径大，材料缺陷多
D. 直径大，安全 15 对工作时仅受预紧力F ′作用的紧螺栓连接，其强度校核公式为e σ≤4
/3.121d F π'
≤[σ]，式中
的系数1.3是考虑 。
A. 可靠性系数
B. 安全系数
C. 螺栓在拧紧时，同时受拉伸与扭转联合作用的影响
D. 过载系数
16 紧螺栓连接在按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增加到原来的1.3倍，这是考虑的 影响。
A. 螺纹的应力集中
B. 扭转切应力作用
C. 安全因素
D. 载荷变化与冲击
17 预紧力为F '的单个紧螺栓连接，受到轴向工作载荷F 作用后，螺栓受到的总拉力F 0 F '+F
A. 大于
B. 等于
C. 小于
D. 大于或等于 18 一紧螺栓连接的螺栓受到轴向变载荷作用，已知F min =0，F max =F ，螺栓的危险截面积为A C ，螺栓的相对刚度为K C ，则该螺栓的应力幅为 。
A. c c a A F K )1(-=
σ B. c
c a A F
K =σ
C. c c a A F K 2=
σ D. c
c a A F
K 2)1(-=σ
19 在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是 。
A. 增大螺栓刚度C b ，减小被联接件刚度C m
B. 减小C b ，增大C m
C. 增大C b 和C m
D. 减小C b 和C m 20 若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，则可 。
A. 在被连接件间加橡胶垫片
B. 增大螺栓长度
C. 采用精制螺栓
D. 加防松装置
21 有一单个紧螺栓连接，要求被连接件接合面不分离，已知螺栓与被连接件的刚度相同，螺栓的预紧力为F '，当对连接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷F 与预紧力F '相等时，则 。
A. 被连接件发生分离，连接失效
B. 被连接件将发生分离，连接不可靠
C. 连接可靠，但不能再继续加载
D. 连接可靠，只要螺栓强度足够，可继续加载，直到轴向工作载荷F 接近但小于预紧力F '
的两倍。
22 对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷F 在0～1 000 N 之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为 。
A. 非对称循环应力
B. 脉动循环变压力
C. 对称循环变应力
D. 非稳定循环变应力
23 对于紧螺栓连接，当螺栓的总拉力F 0和残余预紧力F ″不变，若将螺栓由实心变成空心，则螺栓的应力幅a σ与预紧力F '会发生变化， 。
A. a σ增大，F '应适当减小
B. a σ增大，F '应适当增大
C. a σ减小，F '应适当减小
D. a σ减小，F '应适当增大
24 在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，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
二、填空题
25 三角形螺纹的牙型角α= ，适用于 ，而梯形螺纹的牙型角α= ，适用于 。
26 螺旋副的自锁条件是 。
27 常用螺纹的类型主要有 、 、 、 和 。 28 传动用螺纹（如梯形螺纹）的牙型斜角比连接用螺纹（如三角形螺纹）的牙型斜角小，这主要是为了 。
29 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 和 。
30 螺纹连接的拧紧力矩等于 和 之和。 31 螺纹连接防松的实质是 。
32 普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受 应力和 应力作用。 33 被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接，则螺栓受 载荷作用，可能发生的失效形式为 。
34 有一单个紧螺栓连接，已知所受预紧力为F '，轴向工作载荷为F ，螺栓的相对刚度为C b /（C b +C m ），则螺栓所受的总拉力F 0= ，而残余预紧力F ″= 。若螺栓的螺纹小径为d 1，螺栓材料的许用拉伸应力为[σ]，则其危险剖面的拉伸强度条件式为 。
35 受轴向工作载荷F 的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力F 0等于 和 之和。 36 对受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力F ′和轴向工作载荷F 一定时，为减小螺栓所受的总拉力F 0，通常采用的方法是减小 的刚度或增大 的刚度。
37 采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面是为了 。
38 在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是。
39 在螺栓连接中，当螺栓轴线与被连接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加应力。
40 螺纹连接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。
三、问答题
41 常用螺纹按牙型分为哪几种?各有何特点?各适用于什么场合?
42 拧紧螺母与松退螺母时的螺纹副效率如何计算?哪些螺纹参数影响螺纹副的效率?
43 螺纹连接有哪些基本类型?各有何特点?各适用于什么场合?
44 为什么螺纹连接常需要防松?按防松原理，螺纹连接的防松方法可分为哪几类?试举例说明。
45 螺栓组连接受力分析的目的是什么?在进行受力分析时，通常要做哪些假设条件?
46 有一刚性凸缘联轴器，用材料为Q235的普通螺栓连接以传递转矩T。现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高该联轴器传递转矩的方法。
47 提高螺栓连接强度的措施有哪些?这些措施中哪些主要是针对静强度?哪些主要是针对疲劳强度?
48 为了防止螺旋千斤顶发生失效，设计时应对螺杆和螺母进行哪些验算?
49 对于受轴向变载荷作用的螺栓，可以采取哪些措施来减小螺栓的应力幅σa?
50 为什么对于重要的螺栓连接要控制螺栓的预紧力F′?控制预紧力的方法有哪几种?
四、分析计算题
51 有一受预紧力F'和轴向工作载荷F=1 000 N作用的紧螺栓连接，已知预紧力F'=1 000N，螺栓的刚度C b与被连接件的刚度C m相等。试计算该螺栓所受的总拉力F0和残余预紧力F″。在预紧力F'不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max为多少?
52 题4-52图所示为一圆盘锯，锯片直径D=500 mm，用螺母将其夹紧在压板中间。已知锯片外圆上的工作阻力Ft=400N，压板和锯片间的摩擦系数f=0.15，压板的平均直径D0=150mm，可靠性系数K s=1.2，轴材料的许用拉伸应力[σ]=60MPa。试计算轴端所需的螺纹直径。（提示：此题中有两个接合面，压板的压紧力就是螺纹连接的预紧力。）
53 题4-53图所示为一支架与机座用4个普通螺栓连接，所受外载荷分别为横向载荷F R=
5 000N，轴向载荷F Q=1
6 000N。已知螺栓的相对刚度C b/（C b+C m）=0.25，接合面间摩擦系数，f=0.15，可靠性系数K s=1.2，螺栓材料的机械性能级别为8.8级，最小屈服极限σmin=640MPa，许用安全系数[S]=2，试计算该螺栓小径d1的计算值。
题4-52图题4-53图
54 一牵曳钩用2个M10（d l=8.376 mm）的普通螺栓固
定于机体上，如题4-54图所示。已知接合面间摩擦系数
f=0.15，可靠性系数K s=1.2，螺栓材料强度级别为6.6级，屈
服极限σs=360MPa，许用安全系数[S]=3。试计算该螺栓组连
接允许的最大牵引力F Rmax。
题4—54题图
55 题4-55图所示为一凸缘联轴器，用6个M10的铰制孔用螺栓连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，其许用挤压应力[σ]P1=100MPa，螺栓材料的许用切应力[τ]=92MPa，许用挤压应力[σ]P2=300MPa，许用拉伸应力[σ]=120MPa。试计算该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓小径d l的计算值（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K s=1.2）。
56 有一提升装置如题4-56图所示。
题4-55题图题4-56图
（1）卷筒用6个M8（d1=6.647mm）的普通螺栓固连在蜗轮上，已知卷筒直径D=150mm，螺
栓均布于直径D0=180mm的圆周上，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K s=1.2，螺栓材料的许
用拉伸应力[σ]=120MPa，试求该螺栓组连接允许的最大提升载荷W max。
（2）若已知W max=6 000N，其他条件同（1），试确定螺栓直径。
五、结构题
57 试画出普通螺栓连接结构图。
已知条件：（1）两被连接件是铸件，厚度各约为15mm和20mm；
（2）采用M12普通螺栓；
（3）采用弹簧垫圈防松。
要求按1：1的比例画出。
58 试画出铰制孔用螺栓连接结构图。
已知条件：（1）两被连接件是厚度约为20mm的钢板；
（2）采用M10铰制孔用螺栓。
要求按1：1的比例画出。例解
.1. 一厚度δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度δ1=30mm的铸铁支架上，螺栓的布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。
已知：螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa、[τ]=96 MPa，钢板[σ]P=320 MPa，铸铁[σ]P1=180 MPa，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K f=1.2，载荷FΣ=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。
（1）试比较哪种螺栓布置方案合理？
（2）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的累栓直径。
解题分析：本题是螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩共同作用的典型例子。解题
向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓时，首先要将作用于钢板上的外载荷F
Σ
和旋转力矩T两种简单载荷作用的结论。然后将这两种简单载荷组连接受横向载荷F
Σ
分配给各个螺栓，找出受力最大的螺栓，并把该螺栓承受的横向载荷用矢量叠架原理求出合成载荷。在外载荷与螺栓数目一定的条件下，对不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的载荷是不同的，显然使受力最大的螺栓承受较小的载荷是比较合理的螺栓布置方案。若螺栓组采用铰制孔用螺栓连接，则靠螺栓光杆部分受剪切和配合面间受挤压来传递横向载荷，其设计准则是保证螺栓的剪切强度和连接的挤压强度，可按相应的强度条件式，计算受力最大螺栓危险剖面的直径。若螺栓组采用普通螺栓连接，则靠拧紧螺母使被连接件接合面间产生足够的摩擦力来传递横向载荷。在此情况下，应先按受力最大螺栓承受的横向载荷，求出螺栓所需的紧力；然后用只受预紧力作用的紧螺栓连
接，受拉强度条件式计算螺栓危险剖面的直径d1；最后根据d1查标准选取螺栓直径d，并根据被连接件厚度、螺母及垫圈厚度确定螺栓的标准长度。
解题要点：
1．螺栓组连接受力分析
（1）将载荷简化
将载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心O点简化，得一横向载荷FΣ=12000N和一旋l=12000×400=4.8×106N·mm（图解一）。
转力矩T=F
Σ
（2）确定各个螺栓所受的横向载荷
作用下，各个螺栓所受的横向载荷F s1大小相同，与FΣ同向。
在横向力F
Σ
F s1=FΣ/4=12000/4=3000 N
而在旋转力矩T作用下，由于各个螺栓中心至形心O点距离相等，所以各个螺栓所受的横向载荷F S2大小也相同，但方向各垂直螺栓中心与形心O的连线（图解二）。
对于方案（a），各螺栓中心至形心O点的距离为
mm a a r a 1.1411001002222=+=+= 所以 N r T F a a
s 84874
.1414108.4462=??==
由图解二（a ）可知，螺栓1和2所受两力的夹角a 最小，故螺栓1和2所受横向载荷最大，即
αcos 2212
221max a s s a s s a s F F F F F ++=
N 1082045cos 8487300028487300022=????++=
对于方案（b ），各螺栓中心至形心O 点的距离为 r b =a =100mm 所以 N r T F b b
s 12000100
4108.446
2=??==
由图解二b 可知，螺栓1所受横向载荷最大，即
N F F F b s s b s 15000
12000300021max =+=+=
（3）两种方案比较
在螺栓布置方案（a ）中，受力最大的螺栓1和2所受的总横向载荷a s F max =10820N ；
而在螺栓布置方案（b ）中，受力最大的螺栓1所受的总横向载荷b s F max =15000N 。可以看出，
a s F max <
b s F max ，因此方案（a ）比较合理。
2．按螺栓布置方案（a ）确定螺栓直径
（1）采用铰制孔用螺栓连接
1）因为铰制孔用螺栓连接是靠螺栓光杆受剪切和配合面间受挤压来传递横向载荷，因此按剪切强度设计螺栓光杆部分的直径d s ：
[]
98.1196
10820
44=??=
≥
πτπs
s F d mm
查GB27-88，取M12×60（d s =14mm>11.98mm ）。 2）校核配合面挤压强度：
按图解三所示的配合面尺寸，有：螺栓光杆与钢板孔间
MPa MPa h d F P s s P 320
][1048
1310820
=<=?==
σσ
螺栓光杆与铸铁支架孔间
30
1310820
11?==
δσs s P d F =MPa MPa P 180][7.271=<σ 故配合面挤压强度足够。 （2）采用普通螺栓连接
因为普通螺栓连接，是靠预紧螺栓在被连接件的接合面间产生的摩擦力来传递横向载荷，因此首先要求出螺栓所需的预紧力F ′。
由s f F K F f ='，得
8656015
.010820
2.1=?=
=
'f
F K F s
f N
根据强度条件式可得螺栓小径d 1，即
[]
84.3895
86560
3.143.141=???=
'
?≥
πσπF d mm
查GB196-81，取M45（d 1=40.129mm>38.8mm ）。
2. 有一轴承托架用4个普通螺栓固连于钢立柱上，托架材料为HT150，许用挤压力[σ]P =60MPa,螺栓材料强度级别为6.6级，许用安全系数[S]=3，接合面间摩擦系数
f =0.15，可靠性系数K f =1.2，螺栓相对刚度2.0=+m
b b
C C C ，载荷F=6000N ，尺寸如图所
示。试设计此螺栓组连接。
解题分析：本题是螺栓组连接受横向载荷、轴向载荷和倾覆力矩共同作用的典型例子解题时首先要将作用于托架上的载荷F 分解成水平方向和铅垂方向的两个分力，并向螺栓组连接的接合面形心O 点处简化，得出该螺栓组连接受横向载荷、轴向载荷和倾覆力矩三种简单载荷作用的结论。然后分析该螺栓组连接分别在这三种简单载荷作用下可能发生的失效，即：①在横向载荷的作用下，托架产生下滑；②在轴向载荷和倾覆力矩的作用下，接合面上部发生分离；③在倾覆力矩和轴向载荷的作用下，托架下部或立柱被压溃；④受力最大的螺栓被拉断（或塑性变形）。由上述失效分析可知，为防止分离和下滑的发生，应保证有足够的预紧力；而为避免托架或立柱被压溃，又要求把预紧力控制在一定范围。因此，预紧力的确定不能仅考虑在横向载荷作用下接合面不产生相对滑移这一条件，还应考虑接合面上部不分离和托架下部或立柱不被压溃的条件。同时，要特别注意此时在接合面间产生足够大的摩擦力来平衡横向载荷的不是预紧力F ′，而是剩余预紧力F ″。螺栓所受的轴向工作载荷是由螺栓组连接所受的轴向载荷和倾覆力矩来确定的。显然，对上边两个螺栓来说，由螺栓组连接所受的轴向载荷和倾覆力矩所产生的轴向工作载荷方向相同，矢量叠加后数值最在，是受力最大的螺栓。最后就以受力最大螺栓的轴向工作载荷和预紧力确定螺栓所受的总拉力F 0，根据螺栓的总拉力F 0计算螺栓的直径尺寸，以满足螺栓的强度。
解题要点：
1．螺栓组受力分析
如图所示，载荷F 的可分解为
横向载荷 519630cos 600030cos =?=?=F F y N （铅垂向下） 轴向载荷 300030cos 600030sin =?=?=F F x N （水平向右） 把x F 、F y 向螺栓组连接的接合面形心O 点处简化，得到倾覆力矩
420180?+?=y x F F M
610722.2)42051961803000(?=?+?= N ·mm
显然，该螺栓组连接受横向载荷F y 、轴向载荷x F 和倾覆力矩M 三种简单载荷的共同作用。
（1）确定受力最大螺栓的轴向工作载荷m ax F 。在轴向载荷x F 作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷为
7504
30004===x P F F N
而在倾覆力矩M 作用下，上部螺栓进一步受到拉伸，每个螺栓受以的轴向工作载荷为
3202104210
10722.22
64
1
2
max
=???==∑=i i
m l Ml F N 显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为
39903240750max =+=+=m P F F F N
（2）确定螺栓的预紧力F ′
1）由托架不下滑条件计算预紧力F ′。该螺栓组连接预紧后，受轴向载荷x F 作用时，其接
合面间压力剩余预紧力F ″，而受倾覆力矩M 作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故M 对接合面间压紧力的影响可以不考虑。因此，托架不下滑的条件式为
=''F f 4K f F y
而 p m b b m F C C C F F F F ???? ?
?+--'=?-'=''1
有 y f p m b b F K F C C C F f =???
?
???????? ??+--'14
所以 P m b b y
f F C C C f F K F ????
?
?+-+=
'14 将已知数值代入上式，可得
10992750)2.01(15
.045196
2.1=?-+??=
'F N
2）由接合面不分离条件计算预紧力F ′
011min ≥???? ??+--???? ??
+--'=
W
M C C C A F C C C A F Z m b b x m b b p σ 可得 ??? ??+???? ?
?+-≥'A W M F C C C F x m b b 121 式中 A ——接合面面积，A=280×（500-280）=61 600mm 2； W ——接合面抗弯载面模量，即
6
3
210618.950028016500280?=???
???????? ??-??=W mm 3
Z ——螺栓数目，Z=4。 其他参数同前。
将已知数值代入上式，可得
40876160010618.910722.23000)2.01(4166
=???
? ?????+?-?≥'F N 3）由托架下部不被压溃条件计算预紧力F ′（钢立柱抗挤压强度高于铸铁托架）。由
[]P m b b x m b b P W
M C C C A F C C C A F Z σσ≤???? ??+--???? ??
+--'=
11min 可得 []????????? ??-???? ?
?+-+≤
'A W M F C C C A Z F x m b b P 11σ 式中，[]P σ为托架材料的许用挤压应力，[]P σ=60MPa 。
其他参数同前。 将已知数值入上式，可得
??
???????? ?????-?-+??≤'6160010618.910722.23000)2.01(61600604166
F =921 113 N
综合以上三方面计算，取F ′=11 000N 。 2．计算螺栓的总拉力F 0
这是受预紧力F ′作用后又受轴向工作载荷F 作用的紧螺栓连接，故螺栓的总拉力为
1179839902.01100010=?+=+-
+'=F C C C F F m
b b
N
3．确定螺栓直径
[]
σπ0
13.14F d ?≥
式中[]σ为螺栓材料的许用拉伸应力，由题给条件知[][]S s /σσ= =360/3=120MPa 。 所以 757.12120
11798
3.141=???≥
πd mm
查GB196-81，取M16（d 1=13.855mm>12.757mm ）。
说明：该题也可先按托架不下滑条件确定预紧力F ′，然后校核托架上部不分离和托架下部不压溃。
3. 有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。已知气缸中的压力P 在0~2MPa 之间变化，气缸内径D=500mm ，螺栓分布圆直径D 0=650mm 。为保证气密性要求，剩余预紧力F F 8.1=''（F 为螺栓的轴向工作载荷），螺栓间距d t 5.4≤（d 为螺栓的大径）。螺栓材料的许用拉伸应力[]σ=120MPa ，许用应力幅[]20=a σMPa 。选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度8.0)/(=+m b b C C C ，试设计此螺栓组连接。
解题分析：本题是典型的仅受轴向载荷作用的螺栓组连接。但是，螺栓所受载荷是变化的，因此应先按静强度计算螺栓直径，然后校核其疲劳强度。此外，为保证连接的气密性，不仅要保证足够大的剩余预紧力，而且要选择适当的螺栓数目，保证螺栓间间距不致过大。
解题要点： 1．初选螺栓数目Z
因为螺栓分布圆直径较大，为保证螺栓间间距不致过大，所以应选用较多的螺栓，初取Z=24。
2．计算螺栓的轴向工作载荷F （1）螺栓组连接的最大轴向载荷F Q ： F Q =
52
2
10927.324
5004
?=??=
ππp D N
（2）螺栓的最大轴向工作载荷F ：
F Q ==?=24
10927.36Z F Q
16 362.5 N 3．计算螺栓的总拉力F 0
?==+=+''=8.28.28.10F F F F F F 16 632.5
=45 815 N
4．计算螺栓直径
[]
120
45815
3.143.140
1???=
?≥
πσπF d mm=25.139mm
查GB196-81，取M30（d 1=26.211mm>25.139mm ）。 5．校核螺栓疲劳强度
[]MPa MPa d F C C C a m b b a 2013.12211
.265
.1636228.022
21σππσ
故螺栓满足疲劳强度。 6．校核螺栓间距 实际螺栓间距为
mm d mm Z
D t 135305.45.41.8524
650
=?=<=?=
=
ππ
故螺栓间距满足连接的气密性要求。
4. 起重卷筒与大齿轮用8个普通螺栓连接在一起，如图所示。已知卷筒直径D=4000mm ，螺栓分布圆直径D 0=500mm ，接合面间摩擦系数f =0.12，可靠性系数K s =1.2，起重钢索拉力F Q =50000N ，螺栓材料的许用拉伸应力[]σ=100MPa 。试设计该螺栓组的
螺栓直径。
解题分析：本题是典型的仅受旋转力矩作用的螺栓组连接。 由于本题是采用普通螺栓连接，是靠接合面间的摩擦力矩来平衡外载荷——旋转力矩，因此本题的关键是计算出螺栓所需要的预紧力F ′。而本题中的螺栓仅受预紧力F ′作用，故可按预紧力F ′来确定螺栓的直径。
解题要点： 1．计算旋转力矩T 7102
400
500002=?==d F T Q
N ·mm
2．计算螺栓所需要的预紧力F ′ 由 T D D F Zf s ='2
得 0
2ZfD T
K F s =
' 将已知数值代入上式，可得
=????=='50012.08102.1227
0ZfD T K F s 50 000 N ·mm
3．确定螺栓直径
[]
768.28100
50000
3.141341=???=
'
?≥
πσπF d mm
查GB196-81，取M36（d 1=31.670mm>28.768mm ）。
讨论：（1）此题也可改为校核计算题，已知螺栓直径，校核其强度。其解题步骤仍然是需先求F ′，然后验算[]σπσ≤'
=
4
/3.12
1d F ca 。
（2）此题也可改为计算起重钢索拉力F Q 。已知螺栓直径，计算该螺栓所能承受的预紧力F ′，然后按接合面摩擦力矩与作用于螺栓组连接上的旋转力矩相平衡的条件，求出拉力F Q ，即由
2
20d F K D F Zf Q s ='
得 D
K D F Zf F s Q 0
'=
5. 下图所示两种夹紧螺栓连接，图a 用一个螺栓连接，图b 用两个螺栓连接。已知图a 与图b 中：载荷F Q =2 000N ，轴径d =60mm ，截获F Q 至轴径中心距离L =200mm ，螺栓中心至轴径中心距离l =50mm 。轴与毂配合面之间的摩擦系数f =0.5mm, 可靠性系数K s =1.2，螺栓材料的许用拉伸应力[]σ=100MPa 。试确定图a 和图b 连接螺栓的直径d 。
解题分析：（见图解）夹紧连接是借助地螺栓拧紧后，毂与轴之间产生的摩擦力矩来平衡外载荷F Q 对轴中心产生的转矩，是螺栓组连接受旋转力矩作用的一种变异，连接螺栓仅受预紧力F ′的作用。因为螺栓组连接后产生的摩擦力矩是由毂与轴之间的正压力F N 来计算，当然该正压力F N 的大小与螺栓预紧力F ′的大小有关，但若仍然按照一般情况来计算则会出现错误。在确定预紧力F ′与正压力F N 的关系时，对于图a 可将毂上K 点处视为铰链，取一部分为分离体；而对于图b 可取左半毂为分离体。F ′与F N 之间的关系式确定后，再根据轴与毂之间不发生相对滑动的条件，确定出正压力F N 与载荷F Q 之间的关系式，将两式联立求解，便可计算出预紧力F ′之值，最后按螺栓连接的强度条件式，确定出所需连接螺栓的直径d 。
解题要点：
1．确定图a 连接螺栓直径d （1）计算螺栓连接所需预紧力F ′
将毂上K 点视为铰链，轴对毂的正压力为F N ，由正压力F N 产生的摩擦力为f F N 。 取毂上一部分为分离体，对K 点取矩，则有
22d F d l F N '=???
?
?'+'
所以
d l d F F N
'
+'='2 （注意：此时作用于分离体上的力中没有外载荷F Q ） 而根据轴与毂之间不发生相对滑动的条件，则有
L F K d fF Q s N
='
2
2 所以 d f L
F K F Q s '
=
' 从而有 )
2(2d l f L F K d l d
d f L F K F Q s Q s '+=+?'=
' 将已知数值代入上式，可得
)
60502(15.0200
20002.1)
2(+????=
'+=
'd l f L F K F Q s =20 000 N
（2）确定连接螺栓的直径d
该连接螺栓仅受预紧力F ′作用，故其螺纹小径为
[]
195.18100
2000
3.143.141=???=
'
?≥
πσπF d mm
查GB196-81，取M24（d 1=20.752mm>18.195mm ）。 2.确定图b 连接螺栓直径d (1)计算螺栓连接所需预紧力F ′ 取左半毂为分离体, 显然, F ′=F N /2。
而根据轴与毂之间不发生相对滑动的条件，则有
L F K d fF Q s N
='
2
2 所以
d
f L
F K F Q s N '=
从而有 d f L
F K F Q s '
='
将有关数值代入上式，可得
d f L F K F Q s '=
'=7.2666660
15.02200
20002.1≈???? N （2）确定连接螺栓的直径d
该连接螺栓仅受预紧力F ′的作用，故其螺纹小径为
[]
009.21100
7
.266663.143.141=???=
'
?≥
πσπF d mm
查GB196-81，取M30（d 1=26.211mm>21.009mm ）。
说明：这里查取的连接螺栓直径d 是按第一系列确定的；若按第二系列，则连接螺栓的直径d 为M27（d 1=23.752mm ）。
6. 图示弓形夹钳用Tr28×5螺杆夹紧工作，已知压力F=40 000N ，螺杆末端直径d 0=20mm ，螺纹副和螺杆末端与工件间摩擦系数f =0.15。（1）试分析该螺纹副是否能自锁；（2）试计算拧紧力
矩T 。
解题要点：
（1）GB 5796.1-86查得Tr28×5梯形螺纹的参数如下： 大径d =28mm ；中径d 2=25.5mm ；螺距p =5mm 。又知该螺纹为单线，即线数n =1，所以螺旋升角
614332571.35
.255
1arctan arctan
2'''?=?=??==ππλd np 而当量摩擦角 β
ρcos arctan
arctan f
f v v == 已知f = 0.15, β=a /2=15°，所以得
73948827.815cos 15
.0arctan
'''?=?=?
=v ρ
显然v ρλ<，故该螺纹副能自锁。
（2）因为控紧螺杆既要克服螺纹副间的摩擦力矩T 1，又要克服螺杆末端与工件间的摩擦力矩T 2，故拧紧力矩T = T 1+ T 2
mm
N mm N d T T v ?=???+??=+=1121122
5
.25)827.8571.3tan(400002
)
tan(21ρλ
螺杆末端与工件间的摩擦相当于止推轴颈的摩擦，其摩擦力矩
204000015.03
1
3102???==
fFd T N ·mm=4000N ·mm 故得 T = T 1+ T 2=（112 112+40000）N ·mm=152 112 N ·mm
7. 图示为一螺旋拉紧装置，旋转中间零件，可使两端螺杆A 和B 向中央移近，
从而将被拉零件拉紧。已知：螺杆A 和B 的螺纹为M16（d 1=13.385mm ），单线；其材料的许用拉伸应力[]σ=80MPa ；螺纹副间摩擦系数f =0.15。试计算允许施加于中间零件上的最大转矩T max ，并计算旋紧时螺旋的效率η。
解题分析：由题给条件可知；旋转中间零件，可使两端螺杆受到拉伸；施加于中间零件上的转矩T 愈大，两端螺杆受到的轴向拉力F 愈大；而螺杆尺寸一定，所能承受的最大轴向拉力T max 则受到强度条件的限制，因此，对该题求解时首先应按强度条件式
4
/3.12
1πσF
e =
≤[]σ，计算出T max ；然后由T max 计算螺纹副间的摩擦力矩T 1max ；最后求出允许旋转中间零件的最大转矩T max 。
解题要点：
（1）计算螺杆所能承受的最大轴向拉力T max 由 4
/3.12
1πσF
e =
≤[]σ 得
F ≤
3
.142
1?d π[]σ 由 T max =
3
.142
1?d π[]σ=
=???803
.14835.132
d π9 251 N
（2）计算螺纹副间的摩擦力矩T max 由GB196-81查得M16螺纹的参数如下：
大径d =16mm; 中径d 2=14.701mm; 螺距p =2mm; 单线，即线数n =1。所以螺旋升角
74822480.2701
.142
1arctan arctan
2'''?=?=??==ππλd np 而当量摩擦角
β
ρcos arctan arctan f
f v v == 已知
f =0.15, β=α/2=30, 所以得
所以 53949826.930cos 15
.0arctan
'''?=?=?=v ρ
螺纹副间的最大摩擦力矩 T 1max =2
)
tan(2
max d T v ρλ+ 2
701
.14)826.9480.2tan(9251?
?+??= N ·mm =14 834 N ·mm
（3）计算允许施加于中间零件上的最大转矩T max
因为施加地中间零件上的转矩要克服螺杆A 和B 的两种螺纹副间摩擦力矩，故有 T max =2 T 1max = 2×14 834=29 668 N ·mm （4）计算旋紧时螺旋的效率η
因为旋紧中间零件转一周，做输入功为T max 2π，而此时螺杆A 和B 各移动1个导
螺纹连接重要习题.(汇编)
《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹，必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均
匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹D矩形螺纹 11、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12、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，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13、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，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14、普通螺纹的牙型角α为60o，当摩擦系数μ＝0.10时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv＝__________。 A0.105 B 0.115 C 0.1115 D 0.104 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 A增加拧紧力B增加扳手力臂C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、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防止螺纹副的相对转动D增加螺纹联接的刚度17、螺纹联接预紧的目的之一是__________。
机械设计作业第5答案
第五章螺纹联接和螺旋传动 一、选择题 5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角增大，则联接的自锁性A，传动的效率C。 A、提高 B、不变 C、降低 5—2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 5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用A 。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。 A、摩擦 B、机械 C、不可拆 5—6在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为B。 A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合 5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。 A、受剪切应力 B、受拉应力 C、受扭转切应力和拉应力 D、既可能只受切应力又可能只受拉应力 5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。 A、接合面间的摩擦力 B、螺栓的剪切和挤压 C、螺栓的剪切和被联接件的挤压 5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工
作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺 栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所 受的载荷是D。 A、工作载荷 B、预紧力 C、工作载荷+ 预紧力 D、工作载荷+残余预紧力 E、残余预紧力 5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C 相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0 m 时，则D。 A、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，但不能再继续加载 D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两 倍 5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。 A、要求精度高 B、减少应力集中 C、防止拧紧时过载拧断 D、 便于装配 5—12紧螺栓联接强度计算时将螺栓所受的轴向拉力乘以，是由于D。 A、安全可靠 B、保证足够的预紧力 C、防止松脱 D、计入 扭转剪应力 5—13对于工作载荷是轴向变载荷的重要联接，螺栓所受总拉力在F0与F2之间变 化，则螺栓的应力变化规律按C。 A、r = 常数 B、 =常数C、min=常数 m 5—14对承受轴向变载荷的普通紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高 螺栓疲劳强度的有效措施是B。 A、增大螺栓的刚度C ，减小被联接件的刚度C m B、减小C b，增大C b m
机械设计_连接部分习题答案
机械设计-连接部分测试题 一、填空： 1、按照联接类型不同，常用的不可拆卸联接类型分为焊接、铆接、粘接和过盈量大的配合。 2、按照螺纹牙型不同，常见的螺纹分为三角螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。 其中三角螺纹主要用于联接，梯形螺纹主要用于传动。 3、根据螺纹联接防松原理的不同，它可分为摩擦防松和机械防松。螺纹联接的防松， 其根本问题在于防止螺纹副转动。 4、对于螺纹联接，当两被联接件中其一较厚不能使用螺栓时，则应用双头螺柱联接 或螺钉联接，其中经常拆卸时选用双头螺柱联接。 5、普通螺栓联接中螺栓所受的力为轴向（拉）力，而铰制孔螺栓联接中螺栓所受的 力为轴向和剪切力。 6、在振动、冲击或变载荷作用下的螺栓联接，应采用防松装置，以保证联接的可靠。 7、在螺纹中，单线螺纹主要用于联接，其原因是自锁，多线螺纹用于传动，其原因 是效率高。 8、在螺纹联接中，被联接上应加工出凸台或沉头座，这主要是为了避免螺纹产生附加弯 曲应力。 楔键的工作面是上下面，而半圆键的工作面是（两）侧面。平键的工作面是（两）侧面。 9、花键联接由内花键和外花键组成。 10、根据采用的标准制度不同，螺纹分为米制和英制，我国除管螺纹外，一般都采用米制螺纹。圆柱普通螺纹的公称直径是指大径，强度计算多用螺纹的（）径。圆柱普通螺纹的牙型角为60 度，管螺纹的牙型角为（）度。 二、判断： 1、销联接属可拆卸联接的一种。（√） 2、键联接用在轴和轴上支承零件相联接的场合。（√） 3、半圆键是平键中的一种。（×） 4、焊接是一种不可以拆卸的联接。（√） 5、铆接是一种可以拆卸的联接。（×）
一般联接多用细牙螺纹。（×） 6、圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的最大直径。（√） 7、管螺纹是用于管件联接的一种螺纹。（√） 8、三角形螺纹主要用于传动。（×） 9、梯形螺纹主要用于联接。（×） 10、金属切削机床上丝杠的螺纹通常都是采用三角螺纹。（×） 11、双头螺柱联接适用于被联接件厚度不大的联接。（×） 12、平键联接可承受单方向轴向力。（×） 13、普通平键联接能够使轴上零件周向固定和轴向固定。（×） 14、键联接主要用来联接轴和轴上的传动零件，实现周向固定并传递转矩。（√） 15、紧键联接中键的两侧面是工作面。（×） 16、紧键联接定心较差。（√） 17、单圆头普通平键多用于轴的端部。（√） 18、半圆键联接，由于轴上的键槽较深，故对轴的强度削弱较大。（√） 19、键联接和花键联接是最常用的轴向固定方法。（×） 20、周向固定的目的是防止轴与轴上零件产生相对转动。（√） 三、选择： 1、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 2、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆卸时，往往采用( B )。 A 螺栓联接； B 螺钉联接； C 双头螺柱联接； D 紧定螺钉联接 3、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是( A )。 A 三角形螺纹； B 梯形螺纹； C 锯齿形螺纹； D 矩形螺纹
螺纹连接习题解答(讲解)
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F R。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F R。 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 =240/1.35 MPa=178 MPa ，查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得： /（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N F′=[σ]πd2 1 =7535 N （2）求牵引力F R： =7535×0.15×2×由式（11—25）得F R=F′fzm/K f
1/1.2N=1883.8 N （取K =1.2） f 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，结构尺寸如图所示。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T max。（2）若传递的最大转矩T max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。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K f=1.2）。 解题要点： （1）计算螺栓组连接允许传递的最大 转矩T max： 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T max，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T max，取其值小者。本解按第一种方法计算 1）确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： σs300MPa 被连接件材料HT200 = σb500MPa、= = σb200MPa 。 （a）确定许用剪应力
第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答
8.4 有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。F=125kN ，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =，抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。验算此焊缝受力时是否安全。 图8-83 习题8.4 解： 依题意知焊缝截面特性： A=119.25cm 2，Wx ＝1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3 ,截面高度h=50cm ，截面宽度b=158mm ，翼缘厚t=20mm ，腹板厚tw=12.0mm 。 假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×（250－10） =7.584×105mm 3 。 对接焊缝受力：125V F kN ==；2250M F kN m =?=? 焊缝应力验算： 最大正应力：622 3 25010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ?===<=? 最大剪应力：33 224125101084.11024.3/120/464721012 w x v x w VS N mm f N mm I t τ???===<=?? 折算应力： 22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。 8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。T=350kN ，验算焊缝的受力。
螺纹联接练习题
连接 一、判断 01. 一个双线螺纹副,螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时,它们沿轴向相对移动的距离应为4mm。( ) 02. 三角形螺纹由于当量摩擦系数大，强度高，所以是常用的连接螺纹。( ) 03. 设计外载荷是轴向变载荷的紧螺栓连接，除考虑螺栓的静强度外，还必须验算其疲劳强度。 ( ) 04. 普通螺栓连接的强度计算，主要是计算螺栓的剪切强度。( ) 05. 对受轴向变载荷的普通螺栓连接适当增加预紧力可以提高螺栓的抗疲劳强度。( ) 06. 受横向载荷的螺栓组连接中的螺栓必须采用有铰制孔的精配合螺栓。( ) 07. 受轴向载荷的紧螺栓连接的螺栓所受的总拉力是预紧力与工作拉力之和。( ) 08. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，使用柔性螺栓，其主要作用是降低螺栓的应力幅。( ) 09. 受翻转（倾覆）力矩作用的螺栓组连接中，螺栓的位置应尽量远离接合面的几何形心。( ) 10. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接结构中，在两个被连接件之间加入橡胶垫片，可以提高螺栓疲劳强度。( ) 二、选择 1.常见的连接螺纹是_________。 A.左旋单线 B.右旋双线 C.右旋单线 D.左旋双线 2. 相同公称尺寸的三角形细牙螺纹和粗牙螺纹相比，因细牙螺纹的螺距小，小径大，故细牙螺纹的_______。 A.自锁性好，钉杆受拉强度低 B.自锁性好，钉杆受拉强度高 C.自锁性差，钉杆受拉强度高 D.自锁性差，钉杆受拉强度低 （强度——指螺纹杆的承载能力。） 3. 用作调节或阻塞的螺纹，应采用_____。 A.三角形粗牙螺纹 B.矩形螺纹 C.锯齿形螺纹 D.三角形细牙螺纹 4. 标注螺纹时______。 A.右旋螺纹不必注明 B.左旋螺纹不必注明 C.左、右旋螺纹都必须注明 D.左、右旋螺纹都不必注明 5. 连接用的螺母、垫圈的尺寸(型号)是根据螺栓的______选用的。A.中径d2 B.小径d1 C.大 径d D.钉杆直径 6. 管螺纹的公称直径是指______。 A.螺纹的外径 B.螺纹的内径 C.螺纹的中径 D.管子的内径 三、填空 1. 普通螺栓的公称直径为螺纹______径。
(完整版)螺纹联接练习试题与答案9
螺纹连接练习 第一节 螺纹基础知识 1、标记为螺栓GB5782-86 M16×80的六角头螺栓的螺纹是 形，牙形角等于 60 度，线数等于 1 ，16代表 公称直径 ， 80代表 螺栓长度 。 2、双头螺柱的两被联接件之一是 螺纹 孔，另一是 光 孔。 3、采用螺纹联接时，若被联接件之一厚度较大，且材料较软，强度 较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B 。 A 、螺栓联接 B 、双头螺柱联接 C 、螺钉联接 4、螺纹副在摩擦系数一定时，螺纹的牙型角越大，则 D 。 A 、当量摩擦系数越小，自锁性能越好 B 、当量摩擦系数越小，自锁性能越差 C 、当量摩擦系数越大，自锁性能越差 D 、当量摩擦系数越大，自锁性能越好 5、螺纹的公称直径是指螺纹的 大 径，螺纹的升角是指螺纹 中 径处的升角。螺旋的自锁条件为 ?< ?v ，拧紧螺母时效率公式为) tan(tan v ???+。 6、三角形螺纹主要用于 连接 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主 要用于 传动 。
（1）普通螺栓连接 1)螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；
2)普通螺栓连接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被连接件孔与螺栓杆间无间隙； 3)被连接件表面没加工，应做出沉头座并刮平，以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力； 4)一般连接；不应采用扁螺母； 5)弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对； 6)螺栓长度不标准，应取标准长z=60 mm； 7)螺栓中螺纹部分长度短了，应取长30 mm。 (2)螺钉连接 主要错误有： 1)采用螺钉连接时，被连接件之一应有大于螺栓大径的光孔，而另一被连接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被连接件没有做成大于螺栓大径的光孔，下边被连接件的螺纹孔又过大，与螺钉尺寸不符，而且螺纹画法不对，小径不应为细实线； 2)若上边被连接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没有加工。 (3)双头螺柱连接 主要错误有： 双头螺柱的光杆部分不能拧进被连接件的螺纹孔内，M12不能标注在光杆部分； 锥孔角度应为120。，而且应从螺纹孔的小径(粗实线)处画锥孔角的两边；
螺栓联接习题及解答
习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。 A. 好 B. 差 C. 相同 D. 不一定 2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。 A. 牙根强度高，自锁性能好 B. 传动效率高 C. 防振性能好 D. 自锁性能差 3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。 A. 螺距和牙型角 B. 升角和头数 C. 导程和牙形斜角 D. 螺距和升角 4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，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. 升角小，单线梯形螺纹 D. 升角大，双线矩形螺纹 5 用于薄壁零件连接的螺纹，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 6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。 A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用 C. 同时受到剪切与拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用 7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的 倍。 A. 1.1 B. 1.3 C. 1.25 D. 0.3 8 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。 A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压 C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用 9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。 A. 单线矩形螺旋副 B. 单线梯形螺旋副 C. 双线矩形螺旋副 D. 双线梯形螺旋副 10 在螺栓连接中，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 11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。 A. 受力均匀 B. 便于装配. C. 外形美观 D. 降低成本
螺栓连接例题
一受轴向外载荷F ＝1000 N 的紧螺栓联接，螺栓的刚度为C 1，被联接件的刚度为C 2，且2C ＝81C ；预紧力F 0＝1000 N 。试求螺栓中的总拉力2F 和被联接件中的残余预紧力F 1。 螺栓总拉力N 11.11110008100002=?++=++=b b b b b C C C F Cm C C F F 被联接件中剩余预紧力 N 1.111100088100001=?+-=+-=m b m m b m C C C F C C C F F 用4个M12普通螺钉把板1固定在零件3上，零件1与3之间有摩擦片2，各零件之间摩擦系数μ=0.13，螺钉强度级别为5.6级，σS MPa =300，安全系数S =4.5；防滑系数(可靠性 系数)K f =
解： 向螺栓组形心简化T F =?175，F F Q = F Tr r T nr F F T i ===?=∑max ()()().2 175425175 [][] N .7205)203.14/()5.4/300(5 .4/300)/()203.14(5 .4/300)/()3.14(2013.0/23.1/225.075.125.04//212121max f P T max P =?? ? ??= '?==?=='=+=+====d F d F d F F F F K F F F F F F F F F n F F ππσπσμ≤≤≤ 图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力F Q ＝10.4kN ，螺钉材料为Q235钢，屈服极限MPa 240S =σ，取残余预紧力F 1为工作拉力的0.4倍，不控制预紧力，取安全系数[]4=S ，求螺栓所需最小直径。
螺纹连接重要习题
一、单选题(每题1分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈 B 避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力 D 增加支承面的挤压应力 2. 联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 A 平稳性 B 效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹，必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 4. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于 D 与导程无关 5. 同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观 C 使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形 B 三角形 C 锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 A 大径 B 中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径 B 小径 C 中径 D 直径 9、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。 A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D矩形螺纹
10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是__________。 A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹 D矩形螺纹 11、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 12、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，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 13、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，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 14、普通螺纹的牙型角α为60o，当摩擦系数μ＝时，则该螺纹副的当量摩擦系数μv＝__________。 B C D 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。 A增加拧紧力 B增加扳手力臂 C使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、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防止螺纹副的相对转动 D增加螺纹联接的刚度 17、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 18、承受预紧力F′的紧螺栓联接在受工作拉力F时，剩余预紧力为F″，其螺
螺纹连接重要习题
螺纹连接重要习题
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《螺纹连接练习题》 一、单选题(每题１分) 1. 采用凸台或沉头座其目的为。 A 便于放置垫圈Ｂ避免螺栓受弯曲力矩 C 减少支承面的挤压应力Ｄ增加支承面的挤压应力 2．联接螺纹要求自锁性好，传动螺纹要求。 Ａ平稳性Ｂ效率高 C 螺距大 D 螺距小 3. 连接用的螺纹,必须满足条件。 A 不自锁 B 传力 C 自锁 D 传递扭矩 ４. 单线螺纹的螺距导程。 A 等于 B 大于 C 小于Ｄ与导程无关 5．同一螺栓组的螺栓即使受力不同，一般应采用相同的材料和尺寸，其原因是。 A 便于装配 B 为了外形美观Ｃ使结合面受力均匀 D 减少摩损 6. 用于联接的螺纹，其牙形为。 A 矩形Ｂ三角形Ｃ锯齿形 D 梯形 7. 螺纹的标准是以为准。 Ａ大径Ｂ中径 C 小径 D 直径 8. 螺纹的危险截面应在上。 A 大径Ｂ小径 C 中径 D 直径 ９、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是__________。
A三角形螺纹 B梯形螺纹 C锯齿形螺纹Ｄ矩形螺纹 10、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是＿__＿______。 A三角形螺纹B梯形螺纹C锯齿形螺纹Ｄ矩形螺纹 11、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 12、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔，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 13、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,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 14、普通螺纹的牙型角α为60ｏ,当摩擦系数μ=0．1０时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__＿____＿_＿。 A0.105 B ０．115 C 0.1１1５Ｄ０.104 15、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法,例如_____＿____。 Ａ增加拧紧力Ｂ增加扳手力臂Ｃ使用测力矩扳手或定力矩扳手 16、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防止螺纹副的相对转动Ｄ增加螺纹联接的刚度 １7、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
常用连接和轴的作业及答案
机械设计基础作业及答案 第7章常用连接 1、按螺纹牙型不同，常用的螺纹分哪几种？ 答：有四种：矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。 2、螺纹的旋向如何判定？ 答：螺纹的旋向可用右手法则来判别：手心对着自己，四指沿螺纹轴线方向伸直，螺纹的旋向与右手大拇指指向一致则为右旋螺纹；反之为左旋螺纹。 3、螺纹连接有那几种类型？各应用在什么场合？ 答：螺纹连接有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。 应用：螺纹连接结构简单，装拆方便，应用广泛； 双头螺柱联接用于被连接件之一太厚不便穿孔，结构要求紧凑或经常拆卸的场合； 螺钉联接用于被连接件之一较厚，不便加工通孔的场合； 紧定螺钉联接用于传递不大的的载荷的场合。 4、常用螺纹连接件有哪些？各个连接件有何应用？ 答：参见P10 5、为什么螺纹连接要采用防松措施？常用的防松方法有哪些？ 答：松动是螺纹连接中最常见的失效形式之一，一般的螺纹连接都有自锁性能，在受静载荷和工作温度变化不大时，不会自行脱落。但是在高温、变载荷、冲击或振动载荷作用下，连接可能发生松动或脱落现象，影响正常工作，甚至发生事故。为了保证螺纹连接安全可靠，必须采取有效的防松措施。 1.增大摩擦力放松， 2.利用机械方法放松， 3.破坏螺纹副关系的防松。 6、大多数螺纹连接为什么要预紧？是否拧紧力矩越大越好？ 答：预紧的目的在于增强连接的可靠性，紧密性和防松能力，提高螺栓的疲劳强度。 预紧力的数值应根据载荷的性质、连接刚度等具体工作条件而确定。 7、在螺纹连接的结构设计时，应注意哪些问题？ 答：1.结合面的几何形状为成轴对称的简单形状； 2.分布在同一圆周上的螺栓数目应取偶数； 3.螺栓的布置应使各螺栓的受力合理； 4.同一螺栓组紧固件的形状、尺寸、材料等均应相同，以便于加工和装配； 5.螺栓排列应有合理的间距、边距，以便在装配时能安放和转动扳手； 6.双头螺栓的装配，必须保证双头螺栓与机体螺纹的配合有足够的紧固性。 8、键连接有哪些类型？各有何特点？ 答：平键连接；半圆键连接；揳键连接；切向键连接。 平键连接靠侧面传递扭矩，对中良好，结构简单，轴上零件课沿轴向移动，装拆方便； 半圆键连接靠侧面传递扭矩，键在轴槽中能摆动，装配方便，但键槽较深，对轴的削弱较大；只适用于轻载联接。 揳键连接上下两个面是工作面，键的两侧为非工作面，传递转矩，能轴向固定零件和传递单向的轴向力。键的上表面有1:100的斜度，轮毂槽的底面也有1:100的斜度。定心精度不高。 切向键连接上下两个面是工作面，传递转矩。 9、键连接的主要失效形式是什么？若校核时发现强度不够，可采用什么措施加以解决？ 答：键的主要失效形式：压溃、磨损(动联接)、剪断。 若强度不时，可采用两个键按180布置。考虑到载荷分布的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。 10、花键连接有何特点？它有哪几种类型？ 答：结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。优点：承载能力高、对轴的削弱程度小、定心好、导向性好。 类型：矩形花键、键开线花键、三角形花键。
钢结构工程用钢材连接件试题B卷答案
江苏省建设工程质量检测人员岗位合格证考核试卷 钢结构工程用钢材连接件B卷 （满分100分，时间80分钟） 姓名考试号单位 一、单项选择题（每题1分，共计40分） 1 对于对接接头横向弯曲试验，应从产品或试件的焊接接头上截取试样。 A）横向 B）纵向 C）轴线分析 D）任意方向 2 不同的标距对试样的的测定影响明显。 A）屈服强度 B）抗拉强度C）断后伸长率 D）屈服点延伸率 3在试验加载链装配完成后，在，应设定力测量系统的零点。 A）试样两端被夹持之前 B）试验加载之前 C）试样两端被夹持之后 D）试验加载之后 4高强度螺栓进行扭矩系数试验时，应同时记录环境温度，试验所用的机具、仪表和连接副均应放置在该环境内至少小时以上。 A） 4 B）2 C）24 D）48 5 螺栓球不得有过烧、裂纹及褶皱。每种规格抽查 %,且不应少于只。 A）1 1 B）2 2 C）5 3 D）5 5 6 高强度螺栓摩擦型连接方式与承压型连接方式的区别是。 A）螺栓等级不同 B）使用阶段极限状态不同 C）承载力极限状态不同 D）螺栓施工方法不同 7进行高强度螺栓连接副扭矩系数试验时，螺栓预拉力值P应控制在规定的范围，超出范围者，所测得的扭矩系数。 A）应修正 B）有效 C）无效 D）应减半 8为了得到直的试样和确保试样与夹头对中，可施加不超过预期屈服强度的 %相应的预拉力。 A）1 B）2 C）5 D）10 9焊接接头试样钢材取样要求厚度超过 mm时，不得采用剪切方法。
A）6 B）8 C）10 D）12 10 高强度螺栓连接抗滑移系数试验应采用摩擦面的栓拼接的拉力试件 A）双 2 B）双 1 C）单 1 D）单 2 11进行普通螺栓实物最小拉力载荷试验时，承受拉力载荷的旋合的螺纹长度应为倍以上螺距。 A）2 B）4 C）6 D）8 12扭矩系数测定装置中使用的扭矩扳手准确度级别不低于JJG 707-2003中规定的 级。 A）1 B） 2 C）3 D）0.5 13 原始横截面积的测量和计算值,要求以计算试样原始横截面积。A．实测横截面积 B．公称横截面积 C．标称横截面积 D．估算横截面积 14 检测机构应不受任何单位和个人的干预和影响，确保检测工作的。A．独立性和可靠性 B．真实性和准确性 C．可靠性和公正性D．独立性和公正性 15进行普通螺栓实物最小拉力载荷试验时，断裂应发生在。 A）螺母 B）螺栓头部C）螺纹部分 D）螺栓头与杆部的交接处16每组连接副扭矩系数的平均值应为，标准偏差小于或等于0.010。 A．0.115～0.150 B．0.110～0.150 C．0.120～0.150 D．0.110～0.160 17 总延伸率：试验中任一时刻引伸计标距的总延伸包括与引伸计标距Le之比的百分率。 A．弹性延伸 B．塑性延伸 C．标距 D．弹性延伸和塑性延伸18 检测高强度螺栓连接副力学性能时，垫圈应朝向螺母支撑面。试验时，垫圈不得转动，否则试验无效。 A．任意一侧 B．无导角的一侧C．有导角的一侧 D．平整的一侧19 高强度螺栓连接副应检测抗滑移系数，请问抗滑移系数最大值为多少A．0.40 B．0.45 C．0.50 D．0.55 20 扭剪形高强度螺栓芯部硬度试验在距螺栓末端等于螺纹直径D的截面上，对
机械设计 习题+答案 联接
联 接 一、判断题 1. 在轴端的轴毂联接，为了便于安装最好采用C 型平键，而不是A 型或B 型平键。（ 对） 2. 与矩形花键相比，渐开线花键的强度高。（对 ） 3. 采用两个普通平键时，为使轴与轮毂对中良好，两键通常布置成相隔180°。（对 ） 4. 受轴向外载荷的紧螺栓联接，螺栓在该轴向外载荷作用下所受的总拉力一定不与轴向外载荷相等。（ 错） 5. 受横向变载荷的普通螺栓联接中，螺栓所受的力为静载荷。（错 ） 6. 双向传力的滑动螺旋采用的螺纹类型中，以梯形和锯齿形螺纹应用最广。（错 ） 7. 承受横向载荷作用的螺栓联接中，螺栓一定是受剪切作用的。（错 ） 二、单项选择题 1．键的长度主要根据____B__来选择。 （a ）传递转矩的大小 （b ）轮毂的长度 （c ）轴的直径 2．键的剖面尺寸通常是根据____D__按标准选择。 （a ）传递转矩的大小 （b ）传递功率的大小 （c ）轮毂的长度 （d ）轴的直径 3．轴的键槽通常是由_D_____加工而得到的。 （a ）插削 （b ）拉削 （c ）钻及铰 （d ）铣削 4．过盈联接传递转矩或轴向力，主要是依靠配合面的___B___。 （a ）变形 （b ）摩擦力 （c ）附着力 5．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用___D___。 （a ）螺栓联接 （b ）螺钉联接 （c ）双头螺柱联接 （d ）紧定螺钉联接 6．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往采用__B____。 （a ）螺栓联接 （b ）螺钉联接 （c ）双头螺柱联接 （d ）紧定螺钉联接 7．承受预紧力p Q 的紧螺栓联接在受工作拉力F 时，残余预紧力为 p Q ，则螺栓所受的总拉力Q 为____B__。
第15章习题-部分答案
第15章习题（参考答案） 15.1 图示螺栓连接中采用2个M20的螺栓，其许用拉应力为[σ]=160Mpa ，被连接件结合面的摩擦系数f =0.2，若考虑摩擦传力的可靠系数f k =1.2，试计算该连接允许传递的静载荷Q F 。 解：根据手册，M20螺栓的小径为17.294mm; 螺栓组受力分析：0f R F z f m K F ???=? 单个螺栓强度分析：021 4 1.3[]F d σπ??≥ 则，F 0=28896N ，F R =19264N 15.3 图示为一钢制液压油缸，油压MPa p 3=，缸径mm D 160=。为了保证气密性要求，螺栓间距不得大于mm 100。试计算其缸盖的螺柱连接和分布圆直径0D 。（提示：先按气密性要求假设螺钉数目。） 解：根据气密性要求，螺栓数量应该3.14(160240)/2100z ?+≤? 6.28z ?≥ 取8个 根据油压可知，22( )602882 D F p N π∑=??=，单个螺栓受力为75368F F N ∑== 对于有紧密性要求的连接，(1.5 1.8)12434.4F F N ''== 则，单个螺栓的总拉力19970.4A F F F N ''=+= 取螺栓的性能等级为4.8，则屈服强度为320Mpa , 320[]228.61.4 s MPa S σσ=== 对于单个螺栓的强度分析：1d ≥ 112.03d m m ?≥ 取M=16mm 根据螺栓布置要求，螺栓的布置直径为1122[(36)]196D e D d -?=-?+= 则，螺栓布置的间距为19676.938mm π?≈= 满足要求！
15.5 一钢结构托架是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，其结构尺寸如图所示。托架所受的最大载荷为20KN ，载荷有较大变动。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，已知螺栓材料为45钢，6.8级，螺栓的直径应为多大？ 解：将作用力向螺栓组中心简化，横向载荷20F kN =，扭矩620300610T N mm =?=?? 一、普通螺栓的连接 1）横向载荷对螺栓的力： 3 201025008 Ai F N ?== 2）扭矩对螺栓的力： 6 707188752 Bi T F N r ===?? 3）力的合力为： 221211112cos459013.8AB AB A B A B F F F F F F N == ++= 4）螺栓的预紧力为：009013.8 1.254082.80.2 f AB F f K F F N ??≥??== 5）螺栓直径：0001.34 1.34 1.3415.87480[] 3.14() 1.35s F F F d mm S σπσπ???≥===? (载荷有较大变动，取S=1.35) 取M18的螺栓 二、铰制孔螺栓的连接 1）横向载荷对螺栓的力： 3 201025008 Ai F N ?== 2）扭矩对螺栓的力： 6 2707188752 Bi T r F N r ?===?? 3）力的合力为： 221211112cos459013.8AB AB A B A B F F F F F F N ==++= 4）螺栓直径： 4449.78480[] 3.14()()4 AB AB AB s F F F d mm S σπσπ???≥===? (载荷有较大变动，取S=4) 取M12的螺栓
机械设计习题集答案第十五章螺纹连接(解答)
15—4 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F R 。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F R 。 题15—4图 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 =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d 1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F ′/（πd 21/4）≤[σ] MPa 得： F ′=[σ]πd 21/（4×1.3）=178 ×π×8.3762 /5.2 N =7535 N （2） 求牵引力F R ： 由式（11—25）得F R =F ′fzm/K f =7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8 N （取K f =1.2） 分析与思考： （1）常用螺纹按牙型分为哪几种？各有何特点？各适用于什么场合？连接螺纹用什么牙型？传动螺纹主要用哪些牙型？为什么？ 答：根据牙型，螺纹可以分为三角形、矩形、梯形、锯齿形等。选用时要根据螺纹连接的工作要求，主要从螺纹连接的效率和自锁条件两个方面考虑，结合各种螺纹的牙形特点。例如三角形螺纹，由于它的牙形角α较大，当量摩擦角υρ也较大（βρυυcos arctan arctan f f ==），分 析螺纹的效率() υρη+ψψ=tan tan 和自锁条件 Ψυρ≤，可知三角形螺纹效率较低，但自锁条件较好，因此用于连接。同理可知矩形、梯形和锯齿形螺纹等当量摩擦角υρ较小，效率较高，自锁条件较差，因此用于传动。 （2）从自锁和效率的角度比较不同线数螺纹的特点，为什么多线螺纹主要用于传动？螺纹线数一般控制在什么范围内？为什么？ 答：当螺纹副的当量摩擦系数一定时，螺纹线数越多，螺纹升角越大，效率越高，越不易自锁，
螺栓联接作业答案(学生)
6、图示搭接板，用8个M20的普通螺栓联接，螺栓的材料的强度等级为4.6级，取安全系 数S ＝1.3，结合面间的摩擦系数f ＝0.15，防滑系数K s ＝1.2，求联接所能承受的外力F ∑。（参考答案：35833.09N ）解:(1)、求螺栓材料的许用应力 等级为4.6的螺栓查教材P83页表5－8，σs ＝240Mpa （2）、求单个螺栓所能承受的预紧力： 查课程设计指导书P88表11-1，取M20的普通粗牙螺栓。其小径d1＝17.294mm (3)求联接所能承受的外力F ∑ 8、图示气缸盖联接，已知气缸内径D 2＝250mm 。采用12个M18的普通螺栓。要求残余预 紧力F 1＝1.5F 。螺栓材料的强度等级为6.8级，取安全系数S ＝4，试确定该气缸能承 受的最大压力p 。（参考答案：1.658MP a ） (1)、求螺栓材料的许用应力 等级为6.8的螺栓查教材P83页表5－8，σs ＝480Mpa (2)查课程设计指导书P88表11-1，取M18的普通粗牙螺栓。其小径d1＝15.294mm (3)、计算单个螺栓承受的总拉力 F 2=F+F 1=F+1.5F=2.5F F= N F 127.67835 .2127.167835. 22==(3)、气缸盖承受的总压力F ∑：F ∑ =FZ=6783.12712＝81397.522N 10、图示为一螺栓组的3种联接方案，已知L ＝300mm ，a ＝60mm ，螺栓1，3，4，6，7， []a s MP s 615.1843 .1240 == =σσ[][]) 430.333583 .14615 .184294.173.14(3.14221001N d F F d =×××=×××≤?×≥πσπσπN K fzi F F fzi F K F s S 43.333582 .12 415.043.3335800=×××==?= ΣΣ题8 []a s MP s 120480 == =σσ[][]) 817.169573 .14120294.153.14(3.14221221N d F F d =×××=×××≤?×≥πσπσπa MP D F p D p F 658.1250522.813974442 2222=××=×=?=ΤΣπππ
钢结构的螺栓连接复习题附答案
钢结构练习四 螺栓连接 一、选择题（××不做要求） 1．单个螺栓的承压承载力中，[N]= d∑t·f y，其中∑t为（ D ）。 A）a＋c＋e B）b＋d C）max{a+c+e，b+d} D）min{a+c+e，b+d} 2．每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的（ C ）。 A）1.0倍 B）0.5倍 C）0.8倍 D）0.7倍 3．摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是（ D ）。 A）摩擦面处理不同 B）材料不同 C）预拉力不同 D）设计计算不同 4．承压型高强度螺栓可用于（ D ）。 A）直接承受动力荷载 B）承受反复荷载作用的结构的连接 C）冷弯薄壁型钢结构的连接 D）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接 5．一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ D ）。 A）螺杆的抗剪承载力 B）被连接构件（板）的承压承载力 C）前两者中的较大值 D）A、B中的较小值 6．摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，（ C ）。 A）与摩擦面处理方法有关 B）与摩擦面的数量有关 C）与螺栓直径有关 D）与螺栓性能等级无关 7．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有（ C ）个。 A）1 B）2 C）3 D）不能确定 8．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为（ B ）mm。 A）10 B）20 C）30 D）40
9．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I ．螺栓剪断；Ⅱ．孔壁承压破坏；Ⅲ．板件端部剪坏；Ⅳ．板件拉断；Ⅴ．螺栓弯曲变形。其中（ B ）种形式是通过计算来保证的。 A ）I 、Ⅱ、Ⅲ B ）I 、Ⅱ、Ⅳ C ）I 、Ⅱ、Ⅴ D ）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 10．摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力（ B ）。 A ）提高 B ）降低 C ）按普通螺栓计算 D ）按承压型高强度螺栓计算 11．高强度螺栓的抗拉承载力（ B ）。 A ）与作用拉力大小有关 B ）与预拉力大小有关 C ）与连接件表面处理情况有关 D ）与A ，B 和C 都无关 12．一宽度为b ，厚度为t 的钢板上有一直径为d 0的孔，则钢板的净截面面积为（ C ）。 A ）t d t b A n ?-?=2 0 B ）t d t b A n ?-?=420π C ）t d t b A n ?-?=0 D ）t d t b A n ?-?=20π 13．剪力螺栓在破坏时，若栓杆细而连接板较厚时易发生（ A ）破坏；若栓杆粗而连接板较薄时，易发生（ B ）破坏。 A ）栓杆受弯破坏 B ）构件挤压破坏 C ）构件受拉破坏 D ）构件冲剪破坏 14．摩擦型高强度螺栓的计算公式)25.1(9.0t f b v N P n N -?=μ中符号的意义，下述何项为正确？（ D ）。 A ）对同一种直径的螺栓，P 值应根据连接要求计算确定 B ）0.9是考虑连接可能存在偏心，承载力的降低系数 C ）1.25是拉力的分项系数 D ）1.25是用来提高拉力N t ，以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载力降低的不利因素。 ？？？15．在直接受动力荷载作用的情况下，下列情况中采用（ A ）连接方式最为适合。 A ）角焊缝 B ）普通螺栓 C ）对接焊缝 D ）高强螺栓 16．在正常情况下，根据普通螺栓群连接设计的假定，在M ≠0时，构件B （ D ）。 A ）必绕形心d 转动 B ）绕哪根轴转动与N 无关，仅取决于M 的大小 C ）绕哪根轴转动与M 无关，仅取决于N 的大小 D ）当N=0时，必绕c 转动