螺纹联接 习题课
第5章螺纹联接习题
2 1
4
d12
3.14 (17.29 103 )2 160 106 F 19.26KN 4 1.3 1.5 4 1.3 1.5
d12 [ ]
解题要点： 1.单个螺栓的最大轴向工作载荷F：
2.螺栓所受总拉力F2：
3.被连接件残余预紧力F1：
4.校核螺栓疲劳强度 ：
d1 17.294mm
）。
⑴求螺栓预紧力 F0
fF0iz K s F
F0
Ks F 1.2 F 1.5F f i z 0.2 2 2
⑵螺栓承受的拉应力
综合以上两式得
[ ] 1.3F0
1.3F0
[ ]
4
d12
1.3 1.5F
4
d
F∑
F∑
F F z
螺栓数目
(5-8)
工作原理: 依靠螺栓杆受剪切和受挤压来抵抗横向载荷FΣ
1．受横向载荷的螺栓组连接
A 若采用铰制孔用螺栓连接 B 若采用普通螺栓连接
F0 F0
F∑
F0
F∑
F0
工作原理:
靠螺栓预紧后在接合面上产生摩擦力来抵抗外载荷FΣ
B 若采用普通螺栓连接
F0 F0
工作原理: 靠螺栓预紧后在接合 面上产生摩擦力来抵抗外载荷FΣ。
2 F2 a M F2 2.5F
很显然，1、3两个螺栓 所受力相等，均为最大 值，其最大值
FMAX F F2 2.522 F
2 1 2
对方案3
F1 F / 3
3 F2 a M F2 5 F 3
在图示螺栓联接中采用两个M20的普通螺栓,其许用拉应力 160MPa 联接件接合面间摩擦系数 f =0.2,防滑系数 K s 1.2
螺纹连接习题课
1
2 O’ 4
200
所以：强度足够 3
O
例5如图所示为一刚性凸缘联轴器，它是利用6个螺栓联接，已知螺栓中心圆 直径D0=195mm，联轴器传递的扭矩T=2000N.m，联轴器材料HT200 试确定螺栓直径。（螺栓的性能等级为5.6级） 分析：两种情况 （1）对于受拉螺栓联接 （2）对于受剪螺栓联接 本题属于受旋转力矩T的螺栓组联接 解：（1）用受拉螺栓联接 每个螺栓所需的预紧力
π d12 [σ ]
4 ×1.3
M20查手册P35 ， d1＝17.294mm σS [σ ] = S Q235，取螺栓4.6级 σB＝400MPa， σS＝240MPa1
P87表5-10 部不控制预紧力，M16～M30， S＝4～2.5, σ S 240 取S＝3 = 80MPa [σ ] = = S 3
螺纹连接习题课
降低影响螺栓疲劳强度的应力幅措施
1. 减小螺栓刚度Cb （1） F0不变，工作载荷F不变 （2）保持F和F1不变，即F2＝F＋F1不变，F0要增加 2. 增加被联接件刚度Cm （1） F0和F不变 （2）F1和F不变，即F2＝F1＋F不变，F0上升 3. 同时减小Cb，增大Cm，并伴随F0的增大
（2）受翻转力矩M = Q ⋅ OO′ = 100 2 × 103 N .mm 在M的作用下，2、4受到加载的作用，1、3受到减载的作用。
M × 100 100 2 ×103 × 100 Fa1 = = = 354 N 则： 2 2 4 × 100 4 × 100
故2、4螺栓受到的轴向工作载荷为：
S 5 ψ = arctan = arctan = 4.95° = 4°57′ π d2 π ×18.376
（3）①举升重物时的效率
螺栓联接练习习题及解答.docx
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. 1.1B. 1.3C. 1.25D. 0.38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。
螺纹连接重要习题.
《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 0.10415、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__________。
螺纹连接习题
螺纹连接习题⼀、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围。
3、三⾓形普通螺纹的⽛形⾓α＝，适⽤于，⽽梯形螺纹的α＝，适⽤于。
4、螺纹连接防松的实质是。
5、在拧紧螺栓时，控制拧紧⼒的⽅法有、、。
6、当两个联接件之⼀太厚，不宜制成通孔，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、当⼤径相同时，细⽛螺纹⽐普通三⾓形螺纹的⾃锁性。
12、当螺纹⼤径相同时，细⽛螺纹⽐普通三⾓形螺纹的螺距。
13、三⾓形螺纹包括螺纹和螺纹两种。
14、螺栓连接预紧的⽬的是增加连接的、和。
15、普通螺栓连接的主要失效形式是和。
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、防⽌螺母松脱的⽅法主要有防松和防松两种。
⼆、选择题1、同时受预紧⼒Q P 和⼯作拉⼒F 的普通螺栓，其总拉⼒Q 为。
A 、Q P +FB 、Q P ‘+FC 、Q P +mb mc c c D 、Q P ’+△F 2、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 、简单拉伸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原因是。
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，⼀般采⽤。
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、常⽤螺纹联接中，⾃所性最好的螺纹是。
A 、三⾓螺纹B 、梯形螺纹C 、锯齿形螺纹D 、矩形螺纹6、常⽤螺纹联接中，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，不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采⽤______。
机械设计螺纹连接习题课
7
R使各螺栓受到横向工作载荷FSR： FSR=R/4=2500（ N ）
T也使各螺栓受到横向工作载荷FST，方向与形心连线垂直。
受拉螺栓：FST
T ri
T70(7N1) 4r
受剪螺栓：FSTTrm ri2a x 4 Tr70(7N)1
相同
受载最大的螺栓：F SF S 2R F S 2T 2F SF R ST co 1s 39 50 (N 1 ) 4
3
BIGC 解： （一）受力分析 Q
QH=Qcosθ
QH QV=Qsinθ
QV
H= Qcosθ QH
MH=H·300
V= Qsinθ QV
MV=V·400
MH H
V MV
H=4330N，V=2500N，M=MH-MV=299000N · mm
BIGC
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
4
（二）工作条件分析
N 1000
900
800
700
600
F
500
F0
F0
F
400
F’
300
F”
200
60°
100
30° 45°
45°
F”
变形
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
10
BIGC 例4 一钢板采用三个铰制孔螺栓联接,下列三个方案哪个最好?
BIGC
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
11
FL 2a
F 3
F 3
F 3
FMmaxM 8rrm i2 a x4(2M 02 2 01002 0)029N9 i1
c 、最大工作载荷 F ma x F V F M ma x 6.1 5 N 1 d 、螺栓总拉力 F 0 F c 1 c 1 c 2F m a5 x 7 .8 N 8 (c 1 c 4 1 c 2 0 .2 )
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. 1.1B. 1.3C. 1.25D. 0.38 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 。
螺纹连接 (1) (公开课专用)
8.受横向力或者扭矩载荷的螺栓组，当采用普通螺栓时，联接的失效形式可能 有：① 螺栓的剪断；② 螺栓或孔壁的压溃；③ 螺栓的疲劳断裂；④ 联 接面间滑移。（试删去不正确的） ① ② 9.只受预紧力作用的普通螺栓联接，• 栓危险截面上单元体的应力状态为 螺 _____。（ ① 简单拉伸； ② 纯剪切； ③ 拉弯组合； ④ 拉扭组合； ⑤ 弯扭组合 ） ④ 10.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 11.用于连接的螺纹牙型为三角形，这最主要是因为三角形螺纹( )。 A．牙根强度高，自锁性能好 B．传动效率高； C．防振性能好 12.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 13.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
29.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—1000N之间 循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为( )。 A．非对称循变应力 B．脉动循环变应力 C．对称循环变应力 D．非稳定循环变应力 30.对于紧螺栓连接，当螺栓的总拉力F2和剩余预紧力F1不变时，若将螺栓 由实心变成空心，则螺栓的应力幅 σa与预紧力F0会发生变化，( )。 A．σa增大， F0应适当减小 B．σa增大， F0应适当增大 C． σa减小， F0应适当减小 D． σa减小， F0应适当增大 32.与公称直径、• 型角、• 纹头数相同的粗牙螺纹相比较时，• 牙螺纹比 牙 螺 细 粗牙螺纹的( )。 ① 自锁性好，强度高； ② 自锁性差，强度低； ③ 自锁性好，强 度低； ④自锁性差，强度高 ① 33.受轴向变载荷的紧螺栓联接的疲劳强度随被联接件刚度的增大而( )。 ① 提高； ② 降低； ③ 不变） ① 34. 为了提高受轴向变载荷螺栓的疲劳强度，应 ( )。 ①增加联接件刚度；②降低联接件刚度； ③ 降低被联接件刚度 ②
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[ ] p
s
SP
240 192 1.25
MPa
P
F 21 103 137.3 M及槽钢材 料均为Q235
[ ]
s
S F
2 d0
300 120 2.5 21 103
MPa MPa
4
92.5
4
172
2、解： 1）允许传递的最大功率 带速： v
d1n1
601000
1401450
601000
10.6 m / s
查表8-5a得单根B型带所能传递的功率为2.12 kW；
功率增量查表8-5为0.31 kW，小轮包角为1380 ； 节线长度为1640毫米，那么KL为0.93（表8-2），则
习题课题目： 1 如图所示的几种螺栓联接，在结构上有何错误？试改正(图在黑板上)。 2 试回答以下各问题： 1）上述几种螺纹联接各能承受什么方向的外载荷？ 2）在螺栓、螺钉和双头螺柱的联接中，被联接件的光孔直径为 什么比螺纹外径大？ 3）铰制孔螺栓的螺纹外径为什么比无螺纹部分的直径小？ 4）双头螺柱联接，为什么要将螺尾旋入螺纹孔内？可采用哪些 方法旋入？ 答案： 1) 螺栓、螺钉和双头螺柱联接，可承受轴向或横向外载荷；铰制 孔螺栓联接一般只用来承受横向外载荷。 2)可以降低孔的加工要求;安装方便;可避免在装拆时碰坏螺栓的螺纹 3）为了确保无螺纹部分承受横向外载荷，且可避免损坏螺栓螺 纹和铰制孔。 4）将螺纹螺尾部分挤入螺纹孔内，是为了构成局部横向收紧，以 便螺柱在螺纹孔中固定。旋紧双头螺柱的方法有：利用双螺母； 利用带螺纹的扳手。
L
期中考试题解： 1）分析：这是用普通螺栓将矩形钢板与槽钢联接，靠接合面上的 摩擦力来承受外载荷的螺栓组联接。接合面上的摩擦力是由各螺栓 的预紧力F0产生的，即摩擦力等于f F0 。判断这种联接是否可靠， 就是根据每个螺栓预紧后所产生的摩擦力是否大于该螺栓所承受的 合成横向力F，故应按4个F中的最大值来求出所需的预紧力F0 ，再 按此预紧力来校核已知材料和结构尺寸的螺栓是否满足强度要求。 若满足，则联接可靠；否则，须提出改进措施。 2）解题步骤 •建立力学模型，进行螺栓受力分析，求出受力最大螺栓的横向力； • 根据最大横向力求出螺栓的预紧力； • 根据预紧力验算螺栓强度； • 若不满足强度条件，提出改进措施。 3）解题过程 * 螺栓的受力分析
150
解：
120
5－4如图示，两块边板和一块承 重板焊成的龙门起重机导轨托架。 两块边板各用4个螺栓与立柱联接， 托架所承受的最大载荷为20kN， 载荷有较大变动。试问：此联接 采用普通落实联接还是铰制孔用 螺栓联接为宜？为什么？
300 20kN
150
机械设计期中考试试题
1. 图示矩形钢板，用4个5.6级的 M16的普通螺栓固定在型号为25b 的标准槽钢上， 接合面间的摩擦 系数f = 0.4，钢板悬臂端承受的外 载荷为16kN，试分析这种联接 是 否可靠。
6 15
250 R=16kN 200 300 O 120 50
2. 测得V带传动的数据如下：n1= 1450rpm，传动中心距a 370mm， 小带轮直径dd1=140mm大带轮直径 dd2= 400mm，B型带共三根，传动 水平布置，张紧力按标准规定，采 用鼠笼式交流异步电动机带动，一 班制工作，载荷平稳。试求允许传 递的最大功率和轴上压力。
3）解题过程 * 螺栓的受力分析 P4
y
Ri= 16/4 = 4 kN
T=R(75+50+300)=6800 kN mm
r1 r2 r3 r4 rmax Pmax T
4 2 2
4
F4
1
R4
r4
T o r3
60 75 96 m m
R
r1
R1
P1 F1 x
r
i 1
6800 17.7 kN 4 96
r2
2
i
F3
P3
3
Fmax= F1= F2=21 kN * 求预紧力：
F0=Fmax/f=21/0.4= 52.5 kN
R3
P2
R2
F2
* 验算强度：
4 1.3F0 4 1.3 525102 ca 454 MPa [ ] 2 2 d1 13.835
75
75
3. 由双速电机与V带传动组成传动装置，靠改变电机转速输出轴可以得到两种 转速300和600rpm，若输出轴功率不变，带传动应按那种转速设计？为什么？ 4. 拧紧螺母和松退螺母时的效率如何计算？效率随哪些因素而变化？
5. 已知一套筒滚子链传动，链节距p=19.05mm，主动链轮齿数z1=15，链轮转速 n1=500rpm从动链轮齿数z2=25，中心距a = 650mm。试求: （1）链速v（即链的平均速度）； （2）链速的波动值vmax和vmin。 6. 图示为在直径d = 80mm的轴上安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L=15d，工作 时有轻微冲击。 试确定平键联接尺寸，并计算其传递的最大扭矩。
3、两根直径φ 80的转轴用凸缘联轴器，所传递的转矩T=1.20×106 N·mm，载荷稳定，拟用六个螺栓组成螺栓联接。 1) 用普通螺栓联接，螺栓材料为35钢，接触面间摩擦系数f=0.15， 螺栓均匀分布在φ220的圆周上(螺栓不控制预紧力)，求螺栓直径。 2) 如改用铰制孔螺栓联接，联轴器材料为HT25—47，试求螺栓直 径。 3) 根据结构普通螺栓各部分尺寸。即：* 弹簧垫圈尺寸;* 螺母高 度; * 螺尾长度; * 螺纹余留长度；* 螺栓突出螺母末端的长度； * 倒角；* 螺栓的计算长度；* 螺孔直径；* 扳手空间。
在给定螺栓材质和直径下，结果螺栓强度不够。要使螺栓有足 够的强度，必然要增大螺栓的直径，这将使被联接件的强度因钉孔 加大而削弱，联接的结构尺寸和质量也将增大。此外，若在工作中 有振动、冲击或变载荷时，由于摩擦系数的变化，将使可靠性降低。 用铰制孔用螺栓，利用螺栓杆与孔壁接触表面受挤压及螺栓杆 受剪切来抵抗外载荷。M16的铰制孔用螺栓，d0=17mm 根据公式（5-21）、（5-22）