螺纹联接设计：提高螺栓联接强度的措施
大多数情况下，受拉螺栓联接的强度决定于螺栓的强度。影响螺栓强度的因素很多，有材料、结构、尺寸参数、制造和装配工艺等等。下面介绍一些提高螺栓强度的常见措施。
1. 改善螺纹牙间的载荷分布
采用普通螺母时，轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的，如图15.13a所示，从螺母支承面算起，第一圈受载最大，以后各圈递减。理论分析和试验证明，旋合圈数越多，载荷分布不均的程度也越显著，到第8～10圈以后，螺纹几乎不受载荷。所以，采用圈数多的厚螺母，并不能提高联接强度。若采用图15.13b的悬置（受拉）螺母，则螺母锥形悬置段与螺栓杆均为拉伸变形，有助于减少螺母与栓杆的螺矩变化差，从而使载荷分布比较均匀。图15.13c为环槽螺母，其作用和悬置螺母相似。
图15.13
2. 避免或减小附加应力
由于设计、制造或安装上的疏忽，有可能使螺栓受到附加弯曲应力（图15.14），这对螺栓疲劳强度的影响很大，应设法避免。例如，在铸件或锻件等未加工表面上安装螺栓时，常采用凸台或沉头座等结构，经切削加工后可获得平整的支承面（图15.15）。
图15.14
图15.15
3. 减小应力集中
螺纹的牙根、螺栓头部与栓杆交接处，都有应力集中，是产生断裂的危险部位。其中螺纹牙根的应力集中对螺栓的疲劳强度影响很大。可采取增大螺纹牙根的圆角半径、在螺栓头过渡部分加大圆角（图15.16a）或切制卸载槽（图15.16b、c）等措施来减小应力集中。
图15.16
4. 减小应力幅
螺栓的最大应力一定时，应力幅越小，疲劳强度越高。在工作载荷和剩余预紧力不变的情况下，减小螺栓刚度或增大被联接件的刚度都能达到减小应力幅的目的（见图15.17），但预紧力则应增大。
图15.17
减小螺栓刚度的措施有：适当增大螺栓的长度；部分减小栓杆直径或作成中空的结构即柔性螺栓。在螺母下面安装弹性元件（图15.18），也能起到柔性螺栓的效果。柔性螺栓受力时变形量大，吸收能量作用强，也适于承受冲击和振动。
图15.18
为了增大被联接系统的刚度，不宜用刚度小的垫片。图15.19所示的密封连接以用密封圈为佳。
图15.19
5. 改善制造工艺
制造工艺对螺栓的疲劳强度有很大影响。对于高强度钢制螺栓，更为显著。采用輾制螺纹时，由于冷作硬化的作用，表
层有残余压应力，金属流线合理，螺栓疲劳强度比车削的高。碳氮共渗、氮化、喷丸处理都能提高螺栓疲劳强度。(end)
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__________。
机械设计试题联接
联 接 一、判断题 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。（√ ） 普通平键按构造分为ABC ，C 常用于轴端与毂类的连接，B 放在铣出的键槽中，对于尺寸较大的键，需要用紧固螺钉，A 宜放在轴上用键槽铣刀铣出的键槽中。平键的两侧是工作面，工作时靠挤压来传递转矩。静连接的主要失效形式为压溃，动连接的主要失效形式为工作面的磨损。 与矩形花键相比，渐开线花键的强度高。（√ ） 渐开线花键制造精度高，花键齿的根部强度高，应力集中小，易于对中。适用于载荷较大，定加工方便，用小径定心，易于保证定心的精度。适用于静连接或轻载连接 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°。（√ ） 应布置在沿周向相隔180°两个半圆键应在同一条母线上，两个楔键应布置在沿周向90°~120°，两个键在校核中按1.5个计算，一般键长不超过1.6~1.8 d 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（F2）一定不与轴向外载荷(F)相等。（ ×）螺栓的总拉力等于残余预紧力与工作拉力之和，且b b m C F F C C ?=+，则螺栓的总拉力为F0+△F ，有可能相等。 受横向变载荷的普通螺栓联接中，螺栓所受的力为静载荷。（ ×）会有变化 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。（ ×） 锯齿形与梯形螺纹应用广，但是锯齿形只能单向传力，矩形的效率最高。 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。（ ×） 普通螺栓所受应为扭转切应力，剪切作用的是铰制孔螺纹
二、单项选择题 1．键的长度主要根据______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______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______加工而得到的。 （a ）插削 （b ）拉削 （c ）钻及铰 （d ）铣削 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______。 （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______。 （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______。 （a ）P Q F Q += （b ）'+=P Q F Q （c ）'+=p P Q Q Q （d ）F C C C Q Q m b b p ++'= 8．对于外载荷是轴向变载荷的螺栓联接，螺栓所受总拉力在Q Q P ~之间变化，则螺栓的应力变化 规律按______。 （a ）常数=r （b ）常数=min σ （c ）常数=m σ 9．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（或牙形斜角） （b ）线数与升角 （c ）导程与牙型角（或牙形斜角） （d ）螺距与升角 10．在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是______。
螺纹连接习题解答(讲解)全解
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。
jgj8291 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91 目录 第一章总则 第二章连接设计 第一节一般规定 第二节摩擦型连接的计算 第三节承压型连接的计算 第四节接头设计 第五节连接构造要求 第三章施工及验收 第一节高强度螺栓连接副的储运和保管 第二节高强度螺栓连接构件的制作 第三节高强度螺栓连接副和摩擦面的抗滑移系数检验 第四节高强度螺栓连接副的安装 第五节高强度螺栓连接副的施工质量检查和验收 第六节油漆 附录一非法定计量单位与法定 附录二本规程用词说明 附加说明 主编单位：湖北省建筑工程总公司 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：1992年11月1日 关于发布行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》的通知 建标〔1992〕231号 各省、自治区、直辖市建委（建设厅），计划单列市建委，国务院有关部、委： 根据原国家建工总局（82）建工科字第14号文的要求，由湖北省建筑工程总公司主编的《钢结构高强度螺栓连接设计、施工及验收规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号JGJ82-91，自一九九二年十一月一日起施行。 本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，其具体解释等工作由湖北省建筑工程总公司负责。 本标准由建设部标准定额研究所组织出版。 中华人民共和国建设部 一九九二年四月十六日 主要符号 作用和作用效应 F——集中荷载； M——弯矩； N——轴心力； P——高强度螺栓的预拉力； V——剪力。 计算指标
——每个高强度螺栓的受拉、受剪和承压承载力设计值； f——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值； ——高强度螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值； σ——正应力。 几何参数 A——毛截面面积； An——净截面面积； I——毛截面惯性矩； S——毛截面面积矩； α——间距； D——直径； D0——孔径； L——长度； Lz——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度。 计算系数及其它 n——高强度螺栓的数目； n1——所计算截面上高强度螺栓的数目； nf——高强度螺栓传力摩擦面数目； μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数； Ψ——集中荷载的增大系数。 第一章总则 第1.0.1条为使在钢结构工程中，高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。 第1.0.2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。 第1.0.3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收，除按本规程的规定执行外，尚应符合《钢结构设计规范》（GBJ17）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）及《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ205）的有关规定。 设计在特殊环境（如高温或腐蚀作用）中应用的高强度螺栓连接时，尚应符合现行有关专门标准的要求。 第1.0.4条本规程采用的高强度螺栓连接副，应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》（GB1228）、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸》（GB1229）、《钢结构用高强度垫圈型式与尺寸》（GB1230）、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB1231）或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸》（GB3632）和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》（GB3633）的规定。 第1.0.5条在设计图、施工图中均应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接型式、预拉力、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时，还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。 第1.0.6条在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中，应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。 第二章连接设计 第一节一般规定
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
高强度螺栓连接的设计计算.
第39卷第1期建筑结构2009年1月 高强度螺栓连接的设计计算 蔡益燕 (中国建筑标准设计研究院,北京100044) 1高强度螺栓连接的应用 高强度螺栓连接分为摩擦型和承压型。《钢结构 (G设计规范》B50017—2003)(简称钢规)指出“目前制 造厂生产供应的高强度螺栓并无用于摩擦型和承压型连接之分”“,因高强度螺栓承压型连接的剪切变形比摩擦型的大,所以只适用于承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构”。因为承压型连接的承载力取决于钉杆剪断或同一受力方向的钢板被压坏,其承载力较之摩擦型要高出很多。最近有人提出,摩擦面滑移量不大,因螺栓孔隙仅为115～2mm,而且不可能都偏向一侧,可以用承压型连接的承载力代替摩擦型连接的,对结构构件定位影响不大,可以节省很多螺栓,这算一项技术创新。下面谈谈对于这个问题的认识。 在抗震设计中,一律采用摩擦型;第二阶,摩擦型连接成为承压型连接,要求连接的极限承载力大于构件的塑性承载力,其最终目标是保证房屋大震不倒。如果在设计内力下就按承压型连接设计,虽然螺栓用量省了,但是设计荷载下承载力已用尽。如果来地震,螺栓连接注定要破坏,房屋将不再成为整体,势必倒塌。虽然大部分地区的设防烈度很低,但地震的发生目前仍无法准确预报,低烈度区发生较高烈度地震的概率虽然不多,但不能排除。而且钢结构的尺寸是以mm计的,现代技术设备要求精度极高,超高层建筑的安装精度要求也很高,结构按弹性设计允许摩擦面滑移,简直不可思议,只有摩擦型连接才能准确地控制结构尺寸。总体说来,笔者对上述建议很难认同。2高强度螺栓连接设计的新进展 钢规的715节“连接节点板的计算”中,提出了支撑和次梁端部高强度螺栓连接处板件受拉引起的剪切破坏形式(图1),类似破坏形式也常见于节点板连接,是对传统连接计算只考虑螺栓杆抗剪和钉孔处板件承压破坏的重要补充。 1994年美国加州北岭地震和1995年日本兵库县南部地震,是两次地震烈度很高的强震,引起大量钢框架梁柱连接的破坏,受到国际钢结构界的广泛关注。
螺栓连接设计步骤1
步骤： 1．受力分析；2．强度计算 普通螺栓 一、当螺栓同时受预紧力和工作拉力时 1．受力分析 计算初拉力0F 和工作拉力z F F ∑= 2．计算螺栓总拉力 F C C C F F m b b ++=02 3．螺栓危险截面拉伸强度条件 []σπσ≤=2124 3.1d F ca 二、当螺栓同时受横向载荷和转矩时 1．受力分析 将力向形心简化以找出受力最大的螺栓及其所受的力； 由横向载荷z F F ∑=1max ，由转矩∑==z i i S r f T K F 1 2max （即防滑条件），求得最大的受力αcos 22max 1max 22max 21max 0max F F F F F ++= 2．螺栓危险截面拉伸强度条件 []σπ σ≤=2 10 43.1d F ca 说明： 1．上述2种情况较简单，请思考普通螺栓受力的组合形式下螺栓设计分析方法，如①轴向载荷+倾覆力矩；②横向载荷+倾覆力矩；③轴向载荷+横向载荷+倾覆力矩（教材P92例题）；④以上三种情况中分别再增加旋转力矩又如何？ 2．切记不要对受力分析公式死记硬背，应侧重理解。如课堂上讲过公式5-9和5-10中结合面数i 的使用。
铰制孔用螺栓 一、当螺栓受横向载荷和转矩时 1．受力分析 将力向形心简化以找出受力最大的螺栓及其所受的力； 由横向载荷z F F ∑=1max ，由转矩∑==z i i r Tr F 1 2 max 2max ，求得最大的受力αcos 22max 1max 22max 21max max F F F F F ++= 2．螺栓危险截面挤压强度条件 [] p p L d F σσ≤=min 0max 3．螺栓危险截面剪切强度条件 []τπ τ≤=2 0max 4d F 说明： 因铰制孔螺栓连接仅能承受横向载荷（包括旋转力矩、横向载荷+旋转力矩），它的设计分析方法相比普通螺栓连接要简单得多。
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
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。
螺栓组联接的设计
螺栓组联接的设计 设计步骤： 1．螺栓组结构设计 2．螺栓受力分析 3．确定螺栓直径 4．校核螺栓组联接接合面的工作能力 5．校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。
(完整word版)钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程
中华人民共和国行业标准 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ 82—91 主编单位：湖北省建筑工程总公司 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：l 9 9 2年l 1月1日 主要符号 作用和作用效应 F ——集中荷载； M ——弯矩； N--轴心力； P ——高强度螺栓的预拉力； V--剪力。 计算指标 b c b v b t N N N ——每个高强度螺栓的受拉、受剪和承压承载力设计值； f —钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值； b c b v b t f f f ——高强度螺栓的抗拉、抗剪和承压强度设计值； ——正应力。 几何参数 A ——毛截面面积； An ——净截面面积； I ——毛截面惯性矩； J ——毛截面面积矩； d ——间距； d ——直径： d 0--孔径； l ——长度； z l ——集中荷载在腹板计算高度边缘上的假定分布长度。
计算系数及其它 n——高强度螺栓的数目； n1——所计算截面上高强度螺栓的数目； n——高强度螺栓传力摩擦面数目； f μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数； ψ——集中荷载的增大系数。 第一章总则 第1．0．1条为使在钢结构工程中，高强度螺栓连接的设计、施工做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。 第1．0．2条本规程适用于工业与民用建筑钢结构工程中高强度螺栓连接的设计、施工与验收。 第1．0．3条高强度螺栓连接的设计、施工及验收，除按本规程的规定执行外，尚应符合《钢结构设计规范》(GBJl7)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范))(GBJl8)及《钢结构工程施工及验收规范))(GBJ205)的有关规定。 设计在特殊环境(如高温或腐蚀作用)中应用的高强度螺栓连接时，尚应符合现行有关专门标准的要求。 第1．0．4条本规程采用的高强度螺栓连接副，应分别符合《钢结构用大六角头螺栓》(GBl228)、《钢结构用高强度大六角螺母型式与尺寸))(GBl229)、《钢结梅用高强度垫圈型式与尺寸》(GBl230)、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GBl231)或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副形式尺寸))(GB3632)和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件))(GB3633)的规定。 第1，0．5条在设计图、施工图中均应注明所用高强度螺栓连接副的性能等级、规格、连接型式、预拉力、摩擦面抗滑移系数以及连接后的防锈要求。当设计中选用两种或两种以上直径的高强度螺栓时，还应注明所选定的需进行抗滑移系数检验的螺栓直径。 第1．0．6条在高强度螺栓施拧、构件摩擦面处理及安装过程中，应遵守国家劳动保护和安全技术等有关规定。
螺栓连接设计
螺栓连接设计 螺栓连接设计 一、普通螺栓连接 在一些受静力载荷或间接动力截荷不大的构件上，可以使用普通螺栓连接。这种螺栓用普通低碳钢制作，如Q235和Q345钢螺栓。而与之相配的螺孔比螺栓直径大1～2mm，一般是大2mm。由于强度低，施加拧紧力矩小，接触面压力和连接面磨擦力小，在垂直于螺栓方向力作用下，连接面易产生滑动，这时应考虑使用铰制孔螺栓，通过孔与螺栓的配合，螺栓受剪力传递作用力，但这种连接造价高，安装不容易，只在不得以时使用。 普通螺栓连接只在不重要的构件中使用，螺栓的许用承载能力抗拉许用承载能力 F ＝ 拉 4 拉] 抗剪许用承载能力 F＝ 剪 4 抗压许用承载能力 F压＝压] d――螺栓有效直径d0――孔径 拉]――螺栓材料许用拉伸应力拉]＝压]――板材的许用承压应力压]＝～ ――只要板材孔壁不挤坏，螺栓就不会因承压而破坏。用于铰制孔时。 螺栓的许用剪切应力，一般取式中的—为该材料的基本许用应力 基本许用应力等于材料的屈服应力除以安全系数n而得即： 各国安全系数n如表
安全系数n 是包含了无法预计到的超载，计算方法不精确，材料的不可估缺陷，载荷计算的误差 等原因。 以上为材料，因屈服限接近破断限，强度储备较少，规范规定其材料的强 度极限应力不能取，而应为 极＝ 2 ，这时＝极/n 在受剪力时，为防止板边端被螺栓剪出，因此，应有足够的边距a――见图 a≥(1.2～1.6)d0 剪力为主时，应取大值，当使用标准孔径时，可以参照下表选用孔径d0(mm) 12 14 16 a(mm) 18 22 25 18 20 22 24 26 28 30 也可按下式计算 28 31 35 38 42 45 48 压]，各符号以上已有说明。二、高强度螺栓连接 我公司最常用有二种型式：磨擦型高强度螺栓连接和法兰式高强度螺栓连接。 1. 磨擦型高强度螺栓连接设计 这种连接是借助螺栓的张力使连接件之间产生巨大的压紧力，依靠彼此间的磨擦力传 递载荷。 为了获得巨大的压紧力，所以高强度螺栓材料必须选用优质碳素钢，常用有45号钢、40B、20MntiB。经热处理，其抗拉强度前者超过800N/mm2，屈强比＝0.8(称之为8.8级)。后者超过1000N/mm2屈强比＝0.9(称之为10.9级)。与之相配的螺母、 垫圈均采用45号钢热处理。螺栓孔必须为钻孔，孔径可按比螺栓公称直径大10%，对剪压型孔径应小些，比螺栓直径大7%左右，以免使连接滑动过大。 孔边距a可以参照上表。
螺栓连接设计
螺栓连接设计 一、 普通螺栓连接 在一些受静力载荷 或间接动力截荷不大的构件上，可以使用普通螺栓连接。这种螺栓用普通低碳钢制作，如Q235和Q345钢螺栓。而与之相配的螺孔比螺栓直径大1～2mm ，一般是大2mm 。由于强度低，施加拧紧力矩小，接触面压力和连接面磨擦力小，在垂直于螺栓方向力作用下，连接面易产生滑动，这时应考虑使用铰制孔螺栓，通过孔与螺栓的配合，螺栓受剪力传递作用力，但这种连接造价高，安装不容易，只在不得以时使用。 普通螺栓连接只在不重要的构件中使用， 螺栓的许用承载能力 抗拉许用承载能力 ][4 d 2 拉拉 ＝ σπF 抗剪许用承载能力 ][4 d 2 τπ＝ 剪 F 抗压许用承载能力 ][01压压＝σδd F d ――螺栓有效直径 d 0――孔径 [σ拉]――螺栓材料许用拉伸应力 [σ拉]＝0.8[σ] [σ压]――板材的许用承压应力 [σ压]＝1.4[σ]～1.8[σ] ――只要板材孔壁不挤坏，螺栓就不会因承压而破坏。1.8[σ]用于铰制孔时。 [τ]――螺栓的许用剪切应力，一般取0.6[σ] 式中的[σ]—为该材料的基本许用应力
基本许用应力[σ]――等于材料的屈服应力σs 除以安全系数n 而得 即：[σ]=σs /n 各国安全系数n 如表 安全系数 n 是包含了无法预计到的超载，计算方法不精确，材料的不可估缺陷，载荷计算的误差等原因。 以上为材料σs /σb <0.7时，若σs /σb >0.7，因屈服限接近破断限，强度储备较少，规范规定其材料的强度极限应力不能取σs ，而应为 2 7.0b s σσσ+＝ 极，这时[σ]＝σ极/n 在受剪力时，为防止板边端被螺栓剪出，因此，应有足够的边距a ――见图 a ≥(1.2～1.6)d 0 剪力为主时，应取大值，当使用标准孔径时，可以参照下表选用 孔径d 0(mm) a(mm) 12 18 14 22 16 25
螺纹联接复习题
螺纹联接复习题
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螺纹联接 一、是非题 N 1、受预紧力和轴向工作载荷的螺栓,其总拉力为预紧力与工作拉力之和。 N 2、在螺栓工作拉力与残余预紧力不变的情况下，增加螺栓和被联接件的刚度，可以收到提高螺栓疲劳强度的效果。 N３、在螺栓工作拉力和剩余预紧力不变的情况下，增加螺栓的刚度和减少被联接件的刚度，都可以收到提高螺栓疲劳强度的效果。 N 4、联接受轴向载荷后,螺栓的总拉力等于预紧力与工作拉力之和。 Ｎ５、为提高联接螺栓的疲劳强度，可以加大螺栓直径。 Ｎ6、受横向载荷的普通螺栓所受的载荷是工作载荷加剩余预紧力。 N ７、在受轴向变载荷的螺栓联接中，为了提高螺栓的疲劳强度，可采用增大螺栓刚度的办法来实现。 Ｎ8、受横向变载荷的普通螺栓中,螺栓所受力为静载荷。 Y 9、对受轴向载荷的普通螺栓联接适当预紧可以提高螺栓的抗疲劳强度。 Ｎ１０、铰制孔用螺栓适用于承受轴向载荷的联接。 Y 11、在λ相同的前提下,梯形螺纹较三角螺纹的传动效率高。 N 1２、紧螺栓联接的螺栓强度公式中，1.3是安全系数。 Y 13、对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓、被联接件刚度和预紧力都不变时，增大工作载荷，残余预紧力必然减小。 Y １４、振动冲击较大地方应采用机械防松。 N １5、细牙普通螺纹,牙细不耐磨,容易滑扣，所以自锁性能不如粗牙普通螺纹。 Ｎ16、受交变横向载荷作用的普通螺栓联接,在正常工作时螺栓杆所受到的拉力不变。 N １7、受横向载荷普通螺栓连接,是靠螺栓受剪切和挤压平衡外载荷。 N １8、粗牙螺纹的螺距和升角较大，所以容易自锁。 N 1９、在承受轴向变载荷的紧螺栓连接中,采用空心杆螺栓的作用是减轻连接的重量。 Y ２0、对于受扭矩作用的螺栓组连接,螺栓布置得越远离螺栓组中心越好。 二、选择题 1、采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支承面，是为了 A 。