贵州大学机械设计课程教案第5章-螺纹联接.doc

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第六章 螺纹联接及螺旋传动
一、选择题
6－1、当两个被联接件不太厚时，宜采用__________。
（1）双头螺柱联接 （2）螺栓联接 （3）螺钉联接 （4）紧定螺钉联接
6－2、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__________。
（1） 螺栓联接 （2）螺钉联接 （3）双头螺柱联接 （4）紧定螺钉联接
6－3、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＝__________。
（1）0.105 （2）0.115 （3）0.1115 （4）0.104
6－4、在拧紧螺栓联接时，控制拧紧力矩有很大方法，例如__________。
（1）增加拧紧力 （2）增加扳手力臂 （3）使用测力矩扳手或定力矩扳手
6－5、螺纹联接防松的根本问题在于__________。
（1）增加螺纹联接的轴向力 （2）增加螺纹联接的横向力
（3）防止螺纹副的相对转动 （4）增加螺纹联接的刚度
6－6、螺纹联接预紧的目的之一是__________。
（1）增强联接的可靠性和紧密性（2）增加被联接件的刚性（3）减小螺栓的刚性
6－7、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__________。
（1）螺栓中总拉力的变化幅度愈大 （2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小
（3）螺栓中总拉力的变化幅度不变 （4）螺栓中的疲劳强度降低
6－8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的最大值和螺栓的刚度Cb不变时，被联接件的刚度Cm愈小，则__________。
（1）螺栓中总拉力的变化幅度愈大 （2）螺栓中总拉力的变化幅度愈小
（3）螺栓中总拉力的变化幅度不变 （4）螺栓疲劳强度愈高
6－9、承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接，该联接中的螺_________。
（1）受剪切作用 （2）受拉伸作用
（3）受剪切和拉伸作用 （4）既可能受剪切作用又可能受拉伸作用
6－10、对受轴向变载荷的紧螺栓联接，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__________。
（1）增大被联接件的刚度 （2）减小被联接件的刚度（3）增大螺栓的刚度
6－11、现有一单个螺栓联接，要求被联接件的结合面不分离，假定螺栓的刚度Cb与被联接的刚度Cm相等，联接的预紧力为F′，现开始对联接施加轴向载荷，当外载荷达到与预紧力F′的大小相等时，则__________。
（1）被联接发生分离，联接失败 （2）被联接件即将发生分离，联接不可靠
（3）联接可靠，但不能再继续加载
（4）联接可靠，只要螺栓强度足够，外载荷F还可继续增加到接近预紧力的两倍
6－12、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__________。
（1）对称循环变应力 （2）脉动循环变应力 （3）非对称循环变应力（4）非稳定循环变应力
6－13、当一个承受变载荷的螺栓联接，其螺栓的静强度足够而疲劳强度不足时，应首先考虑采用__________来提高其疲劳强度。
（1）增加螺栓直径 （2）提高螺栓材料的屈服极限
（3）改用双螺 （4）柔性螺母
6－14、为了改善螺纹牙上的载荷分部，通常都以_________的方法来实现。
（1）采用双螺母 （2）采用加高的螺母
（3）采用减薄的螺 （4）减少螺栓和螺母的螺距变化差
6－15、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。
（1）接合面之间的摩擦力 （2）螺栓的剪切和挤压 （3）螺栓的剪切和被联接件的挤压
6－16、设计螺栓组联接时，虽然每个螺栓的受力不一定相等，但对该组螺栓仍均采用相同的材料、直径和长度，这主要是为了__________。
（1）外形美观 （2）购买方便 （3）便于加工和安装
6－17、设计紧螺栓联接时，其直径愈小，则许用安全系数应取得愈大，这是由于直径愈小时，__________。
（1）螺纹部分的应力集中愈严重 （2）加工螺纹时愈易产生缺陷
（3）拧紧时愈易拧断 （4）材料的力学性能愈不易保证

二、分析与思考题
6－1、螺纹的主要参数有哪些？各参数间的关系如何？在设计中如何应用？
6－2、常用的螺纹牙型有哪几种？试说明各自的特点及主要用途。
6－3、按用途螺旋副分为哪两大类？
6－4、根据螺纹线数的不同，螺纹可以分为哪几种？它们各有何特点？
6－5、为什么单线普通三角螺纹主要用以联接？而多线梯形、矩形和锯齿形螺纹主要用以传动？
6－6、根据螺纹旋向的不同，螺纹可以分为哪几种？如何判断螺纹的旋向？
6－7、常见螺栓的螺纹是右旋还是左旋？是单线还是多线？为什么？
6－8、圆柱螺纹的公称直径指的是哪个直径？计算螺纹的摩擦力矩时使用哪个直径？计算螺纹危险截面时使用的是哪个直径？
6－9、管螺纹的公称直径指的是哪个直径？为什么管子上的螺纹通常采用细牙螺纹？
6－10、为什么螺纹联接大多数要预紧？什么叫螺纹联接的预紧力？
6－11、常用的控制预紧力的方法有哪些？它们有哪些优缺点？为了克服这些缺点可采用什么方法？
6－12、在拧紧螺母时，拧紧力矩T要克服哪些摩擦力矩？这时螺栓和被联接件各受到什么样的载荷？
6－13、为什么对重要的螺栓联接不宜使用直径小于M12～M14的螺栓？一般情况下，螺栓所受到的预紧力大约是扳手上施加的力的多少倍？
6－14、螺纹联接为什么要防松？防松的根本问题是什么？
6－15、防松的基本原理有哪几种？具体的防松方法和装置各有哪些？
6－16、相同的公称直径的粗牙普通螺纹与细牙普通螺纹相比，哪个自锁性能好？哪个强度高？为什么？为什么薄壁零件的联接常采用细牙螺纹？
6－17、什么叫螺纹的自锁现象？自锁条件如何？螺旋副的传动效率又如何计算？
6－18、为什么有自锁性能的螺旋传动其效率η小于50％？
6－19、试问螺纹的升角为多大时，螺旋副的效率可达到最高值？
6－20、螺纹联接的主要失效形式和计算准则是什么？
6－21、何为松螺纹联接？何为紧螺栓联接？它们的强度计算方法有何区别？

三、设计计算题
6-1、受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知预紧力为1500N，当轴向工作载荷为1000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
6-2、图示汽缸螺栓联接，汽缸内压力p在0-1.5MPa间变化，缸盖和缸体均为钢制，为保证气密性要求，试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。

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6-3、图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28kN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。
6-4、图示YLD10凸缘联轴器，允许传递的最大转矩为630N·m，两半联轴器采用4个M12×60的铰制孔螺栓，性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核联接强度。
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6-5、铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知L=300mm，a=60mm，试求三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪个方案较好？
6-6、图示底板螺栓组联接受外力Fe作用，外力Fe作用在包含x轴并垂直于底板结合面的平面内。试分析螺栓组受力情况，并判断哪个螺栓受载最大？保证联接安全的必要条件有哪些？

6-7、图示刚性联轴器取4个M16小六角头铰制孔用螺栓，螺栓材料为45钢，受剪面处螺栓直径为φ17mm，其许用最大扭矩T=1.5kN·m（设为静载荷），试校核其强度。联轴器材料HT250。

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6-8、上题的刚性联轴器中，若采用M16受拉螺栓，靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩，螺栓材料为45钢，接合面间的摩擦系数f=0.16，安装时不控制欲紧力，试决定螺栓数（螺栓数应为双数）。
6-9、缸径D=500mm，蒸汽压力p=1.2MPa，螺栓分布圆直径D0=640mm。为保证气密性要求，螺栓间距不得大于150mm。试设计此汽缸盖螺栓组联接。

6-9 6-10
6－10、设图示螺栓刚度Cb，被联接件的刚度Cm，若Cm＝8Cb，预紧力F′＝1kN，外载荷F＝1.1kN，试求螺栓中的总拉力F0和被联接件中的剩余预紧力F″。
6－11、如图示为一吊环与机架用一单个螺栓联接，已知机架的重量为5kN装配螺栓时的预紧力F′＝5kN，问吊环将机架吊起后纸垫A能否抽出？
6-11 6-12
6－12、图示为一凸缘轴，通过凸缘上的六个35钢制螺栓与另一凸缘轴相联接。轴的转速n=720r/min，额定功率P＝30kW，短期作用的最大功率为额定规律的2.5倍。试按普通螺栓和铰制孔用螺栓的直径并比较两者的优缺点。已知凸缘接触面间的摩擦系数μs＝0. 2，可靠系数K＝1.2，螺栓材料的屈服点σs＝320MPa，拉应力的安全系数Sσ＝1.5，剪应力的安全系数St＝2.5，挤压应力的安全系数Sp＝1.2。
6－13、如图示的方形盖板用四个M16的螺钉与箱体相联接，盖板中心O点装有吊环，已知FQ＝20kN，尺寸如图示。要求：1）当取剩余预紧力F″=0.6F（F为工作拉力）、螺钉材料的性能等级为6.6级装配不控制预紧力时，校核螺钉的强度；2）由于制造误差吊环由O点移至对角线上O′点，且OO′＝5mm，问哪个螺栓的受力最大？并校核其强度。

6-13 6-14
6－14、某钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上，螺栓组由四个普通螺栓组成，它们的螺纹直径均为d，长度为l，每个螺栓的预紧力为F′，螺栓布置形式如图。试问：1）吊架承受垂直拉力F时，螺栓组中的每个螺栓承受的载荷为多大？2）在强度足够以及d、F′和被联接件的刚度Cm一定时，为提高该螺栓组联接的工作可靠性，螺栓用细长些好？还是粗短些好？（用螺栓组联接的力－变形图来说明）
6－15如图示的扳手柄，用两个普通螺栓联接，已知手柄上的推力F＝200N，两个被联接件之间的摩擦系数μs＝0. 15，若螺栓材料为Q235钢，可靠系数K＝1.2，装配时不控制预紧力。试求普通螺栓的直径。若改为铰制孔用螺栓，计算所需直径。

6－15 6－16
6－16、如图示为轴承托架紧固到钢立柱上，托架材料为铸铁，螺栓材料的性能等级为6.6级，载荷为F＝6kN，α＝30o，尺寸如图示，螺栓数为4个。试设计此螺栓联接。