機械設計 第6章 螺紋聯接

第2篇聯接第6章螺紋聯接第7章鍵、花鍵、銷、成形聯接聯接概述一、聯接分類1、按運動關系分靜聯接：只固定，無相對運動。如螺紋聯接、普通平鍵聯接。動聯接：彼此有相對運動。如花鍵、螺旋傳動等?！\動副2、按傳載原理分靠摩擦力（力閉合）：如受拉螺栓、過盈聯接。非摩擦（形閉合）：靠聯接零件的相互嵌合傳載，如平鍵。材料鎖合聯接：利用附加材料分子間作用，如粘接、焊接。3、按拆開時是否損壞零件分可拆聯接：如螺紋聯接（最廣泛的可拆聯接）。不可拆聯接：如焊接、鉚接等。補充資料重點：螺紋聯接的主要類型；各類不同外載荷情況下，螺栓組聯接的受力分析；螺栓聯接的強度計算，尤其是承受軸向載荷的緊螺栓聯接的強度計算。第6章螺紋聯接螺紋的工程應用補充資料補充資料補充資料補充資料二、螺紋基本知識①直徑大徑d：公稱直徑。M20→d=20mm小徑d1：螺紋的最小直徑。中徑d2：齒厚=齒槽寬處直徑，幾何計算用。一般?。篸2=(d+d1)/2②線數n：n=1時用于聯接；n＞1時用于傳動；n↑→η↑，但為便于制造n≤41、螺紋的主要參數③中徑升角ψ：中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。補充資料2、螺紋的類型右旋左旋螺紋位置：內螺紋——螺母；外螺紋——螺釘。旋向判定：順著軸線方向看，可見側左邊高則為左旋，右邊高則為右旋。螺紋旋向：左旋螺紋，右旋螺紋（常用）。思考：補充資料

螺栓聯接√按緊固件不同分

螺釘聯接

雙頭螺柱聯接緊定螺釘聯接根據裝配時是否擰緊分松聯接緊聯接按螺栓受力狀況分受拉螺栓聯接受剪螺栓聯接§1螺紋聯接的主要類型、材料和精度一、主要類型1、螺栓聯接受拉——普通螺栓普通螺栓：無需在被聯件上加工螺紋孔，裝拆方便，用于兩被聯件均不太厚的場合。受剪——鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓：除起聯接作用外，還起定位作用。按緊固件不同螺栓

普通螺栓能承受橫向和軸向的載荷，但橫向的載荷承受方法主要是靠預緊力矩帶來的摩擦力，而鉸制孔螺栓也是能承受橫向和軸向載荷，橫向載荷的承受方法是靠螺栓本身的抗剪強度，它的橫向承載能力遠高于普通螺栓，而軸向承載能力和普通螺栓相同.普通螺栓螺桿部分直徑與其孔之間的基本尺寸一般不一樣,(一般孔尺寸比螺栓尺寸大0.5~1毫米)所以不能叫配合。它靠螺栓的預緊力防止被聯接件的相對滑動和運動。當被聯接件間有相對滑動時，預緊力便轉化為摩擦力，防止其運動，因此需要較大的預緊力。鉸制孔螺栓聯接螺桿部分直徑與其孔之間的基本尺寸一樣,是過渡配合（不是間隙配合）。當被聯接件間有相對滑動時，依靠螺栓本身的抗剪作用，防止其運動，因此只需要較小的預緊力2、雙頭螺柱聯接

用于有一聯接件較厚，并經常裝拆的場合，拆卸時只需擰下螺母即可。3、螺釘聯接用于有一聯接件較厚，且不需經常裝拆的場合。4、緊定螺釘聯接螺釘末端頂住另一零件的表面或相應凹坑，以固定兩個零件的相互位置，并可傳遞不大的力或力矩。特殊聯接：地腳螺栓聯接,吊環(huán)螺釘聯接二、螺紋緊固件的性能等級和材料1、螺栓等：十個性能等級，如：3.6、4.6、4.8、……材料性能可按不同的性能等級選擇2、螺母性能等級按螺母高度不同有兩類螺栓與螺母等級之間的相配關系標準中也有規(guī)定，如：3.6、4.6、4.8-----48.8---8一般的螺栓是用"X.Y"表示強度的，X*100=此螺栓的抗拉強度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服強度（因為按標識規(guī)定：屈服強度/抗拉強度=Y/10）如4.8級則此螺栓的抗拉強度為：400MPa屈服強度為：400*8/10=320MPa§2螺栓聯接的擰緊與防松一、螺栓聯接的擰緊受載之前擰緊螺母預緊力F′預緊↑聯接剛度↑防松能力↑緊密性1、擰緊力矩T=？以螺母分析：T=T1+T2螺母與支承面間的摩擦阻力矩螺紋副間的摩擦力矩螺栓所受的螺紋力矩T1=T3+T4在螺紋力矩的作用下，螺紋副間有圓周力Ft的作用，螺栓受到預緊力F′頭部的承壓面力矩夾持力矩.d2FtF′FtT1螺紋力矩的計算:T2螺母支承面摩擦力矩：

∴kt——擰緊力矩系數，一般取kt=0.2簡化公式：,

d2、控制T的方法T↑F↑拉斷、滑扣T↓不能滿足工作要求控制T的大小一般情況憑經驗，擰緊即可。方法：測量螺栓伸長量：σμ（大型螺栓聯接）定力矩扳手測力矩扳手∵采用測力矩扳手或定力矩扳手控制預緊力，準確性較差，也不適用與大型的螺栓聯接。為此，可以采用測量螺栓伸長量的方法來控制預緊力。（計算機，傳感器）測量螺栓伸長量3、嚴格控制預緊力時不宜采用小于M12~M16的螺栓標準扳手長度L=15d，若擰緊力為F，則：T=FL=15dF=0.2F’d→F’=75F若F=200N，則F’=15000N。→小于M12，則易拉斷。二、防松1、√螺紋聯接按自鎖條件設計：

ψ＜ρv?！?/p>

靜載下不會自行松脫。2、松動原因沖擊、振動、變載荷溫度變化較大時螺旋副摩擦力Ff減小或瞬時消失松動3、防松方法√——防松的根本問題：防止螺旋副相對轉動。按防松原理不同，分為三類：a）摩擦防松利用摩擦力防松的原理是：在螺紋副中產生正壓力，以形成阻止螺紋副相對轉動的摩擦力。這種防松方法適用于機械外部靜止構件的聯接，以及防松要求不嚴格的場合。一般可采用彈簧墊圈或雙螺母等來實現螺紋副的摩擦力防松。機械方法防松是采用各種專用的止動元件來限制螺紋副的相對轉動。這種防松方法可靠，但裝拆麻煩，適用于機械內部運動構件的聯接，以及防松要求較高的場合。b）機械防松（直接鎖?。ヽ）破壞螺紋副關系破壞螺紋副防松是在螺紋副擰緊之后，采用某種措施使得螺紋副變?yōu)榉锹菁y副而成為不可拆聯接的一種防松方法，適用于裝配之后不再拆卸的場合。對頂螺母a）摩擦防松自鎖螺母在兩個螺母擰緊之后，利用兩個螺母之間所產生的對頂作用，使螺栓始終受到附加的軸向拉力，而螺母則受壓，增大了螺紋之間的摩擦力和變形，從而達到防止螺母自動松脫的目的。彈簧墊圈開口方向：斜向右下方開口銷與槽形螺母b）機械防松（直接鎖?。Q緊螺母時，墊圈被壓平后的彈性力使螺紋副縱向壓緊。注意金屬絲穿入方向串聯金屬絲正確不正確c）破壞螺紋副關系不可拆聯接膠接沖點焊住§3單個螺栓聯接的受力分析和強度計算螺栓聯接受拉螺栓受剪螺栓松聯接：不擰緊，無預緊力F’，僅受工作載荷F緊聯接：需擰緊僅受預緊力F’同時受預緊力F’和工作載荷F失效分析及計算準則失效形式靜載荷下，失效形式主要為螺紋牙的塑性變形和斷裂，變載荷下，失效形式為應力集中處的疲勞斷裂。受拉螺栓計算準則

滿足螺栓的拉伸強度條件。

失效部位受剪螺栓失效形式螺桿或通孔孔壁的壓潰或螺桿被剪斷。計算準則滿足螺栓的擠壓強度和剪切強度條件。一、受拉螺栓聯接對于受拉螺栓，其失效形式主要是螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。危險截面面積由計算直徑dc確定：dc=d1-H/6，H≈0.866p；其中：d1、p分別為螺紋小徑和螺距。H為螺紋牙形的三角形高度1、松聯接只受靜載荷，僅受軸向工作拉力F。失效：拉斷強度條件：MPa

——校核式式中：dc——危險截面計算直徑[σ]——許用應力，[σ]=σs／[Ss]，見表6.3（P110）。mm——設計式查《機械零件設計手冊》，選螺栓,得到螺栓的公稱直徑2、受拉緊螺栓聯接（1）只受預緊力F′的緊聯接（受橫向載荷時螺栓必須擰緊）外載荷FR——對螺栓為橫向力——靠摩擦力傳遞a.FR作用下，板不滑移：FR≤Ff，而Ff—→F’。b.按F’計算：F’為螺栓軸向負荷—→拉應力c.擰緊過程中，在T1作用下螺栓受扭—→產生τT分析：螺栓在整個過程中所受的最多的力：F′，T1F′F′FRFRTT1F′F′對于M10~M64的普通螺紋，取d1、d2和ψ的平均值，并?。簍gρv

=0.15,則

τT≈0.5σ——校核式即：1.3意義：緊聯接時，將拉應力增大30%以考慮擰緊力矩的影響。mm

——設計式d.危險截面上受復合應力（σ、τT）作用—→強度準則螺栓為塑性材料—→第四強度理論。當所需預緊力很大時，為了減小螺栓尺寸，采用套筒、鍵、銷來承受橫向載荷。用抗剪件來承受橫向載荷汽缸蓋的連接（2）受預緊力F’和軸向工作載荷F的緊螺栓聯接F′F′F′F′FFF″F0F0δ2δ1△δ1△δ2TF″變形協(xié)調條件:δ1=Δδ2=δF0≠F+F′F0=F+F〞預緊F′受載F螺栓被聯接件拉力F′，伸長δ1壓力F′，壓縮δ2拉力F0,伸長δ1+

δ1壓力F″,壓縮δ2–Δδ2未預緊未受力、無變形未受力、無變形各力定義1、預緊力F’（擰緊螺母后，作用在螺栓上的拉力和被聯件上壓力）2、螺栓工作拉力F0

—→總拉力3、工作載荷F（對螺栓聯接施加的外載荷）4、F”剩余預緊力。靜力平衡條件：

F0=F+F”即：螺栓總拉力等于工作載荷與剩余預緊力之和?！鲮o不定問題，上述過程可通過力——變形圖表示，求解變形力力力變形δ1δ2δ1δ2△δ1F′F′F0FF″αbαc(a)(b)(c)F′螺栓和被聯接件的力與變形的關系螺栓剛度:

c1=F′/δ1=tgαb被聯接件剛度:c2=F′/δ2=tgαc△δ2螺栓相對剛度系數當c2＞＞c1時，相對剛度系數→0，F0≈F′—檢查F”的大小——求總拉力螺栓被聯接件反之，當c2＜＜c1時，相對剛度系數→1，F0≈F′+F討論：1、——螺栓相對剛度系數當F、F′一定時，∴為↓螺栓受力—→選擇不同墊片↓—→應使2、：不出現縫隙。(由驗算)同理，考慮扭轉作用，強度條件為：——校核式mm——設計式F無變化時，F〞=(0.2-0.6)F;F有變化時F〞=(0.6-1.0)F；壓力容器的緊密聯接F〞=(1.5-1.8)F若工作載荷為變載荷：當工作載荷在F1~F2變化時，螺栓總拉力在F01~F02之間變化變載荷下螺栓失效：Fa作用下的疲勞拉斷Fa——拉力變幅：∴應力幅：螺栓許用應力幅（P110）表6.3即：變載荷下螺栓，應力幅越小，疲勞強度越高。疲勞強度：

二、受剪螺栓聯接二、受剪螺栓聯接1、失效形式：剪斷、接觸表面壓潰。2、螺栓剪切強度條件d——桿抗剪面直徑m——抗剪面數目[τ]——許用剪應力3、擠壓強度條件h——對象受壓高度；[σp]——許用擠壓應力，表6.4，取弱者計算；設螺栓所受的剪力為Fs§4螺栓組聯接的受力分析一、思路聯接結構形式、外載荷類型—→螺栓受力—→找出受載最大螺栓—→按單個螺栓聯接的計算方法計算二、基本假定1、被聯件為剛體；2、各螺栓剛度相同；3、各螺栓F’相同；4、變形在彈性范圍內；1．受橫向載荷3．受軸向載荷4．受傾覆力矩螺栓組聯接的受載類型：FSFSOM2．受轉矩riOTFFS三、四種典型受載情況時的受力分析特點：載荷與螺栓軸線平行，并通過螺栓組對稱中心?！髀菟ńM平均受載：F=FQ/z螺栓還受F’

—→F0

—→工作條件：F”>01、受軸向載荷的螺栓組聯接注：如不通過螺栓組的形心，應向形心平移后再計算。2、受橫向載荷的螺栓組聯接（1）特點：橫向載荷作用線與螺栓軸線垂直，并通過螺栓組對稱中心。（2）承載方式：形閉合：受剪螺栓（靠桿的剪切與擠壓承載）力閉合：受拉螺栓（由F’在結合面產生的摩擦力承載）（3）受力分析a、受拉螺栓工作條件：按僅受F’的緊聯接計算。式中：μs——結合面的摩擦系數；z——螺栓個數；m——結合面數目，圖中m=2；kf——可靠系數（防滑系數），kf=1.1~1.5；設計單個螺栓時，需要知道F′，而工作時必須是摩擦力要大于等于FR。對于多個螺栓連接，將FR均勻分布到每個螺栓上，則單個螺栓所受到的橫向工作載荷等于FR/z然后按單個螺栓連接時的計算進行設計與校核b、受剪螺栓假定每個螺栓受載相同，則工作條件：剪切計算擠壓計算3、受旋轉力矩T的螺栓組聯接特點：在轉矩T作用下，底板有繞螺栓組形心軸線O-O旋轉的趨勢。橫向力受拉螺栓受剪螺栓摩擦力承載，各螺栓處產生相等的摩擦力（a）受拉螺栓聯接工作條件：（b）受剪螺栓聯接靠剪切和擠壓承載，各螺栓在T作用下受橫向力Fs。問題：Fs1=Fs2=…=Fsz？即Fsi與ri成正比：或工作條件：

Fs1r1+Fs2r2+…+Fszrz=T變形協(xié)調條件：底板視為剛體，ri↑—→剪切變形量↑—→Fsi↑r越大，Fs越大，離O越遠，受的擠壓力也越大。代入工作條件中：4、受翻轉力矩M（傾覆力矩）的螺栓組聯接特點：在M作用下，底板有繞螺栓組形心軸翻轉的趨勢。作用M前：各螺栓受相同F’作用M后：左側：F拉(不均勻)，右側：F壓(不均勻)→F’↓工作條件：變形協(xié)調條件：其它條件：附加校核討論：設計時，如何布置螺栓更合理？實際應用可轉化為上述四種狀態(tài)的不同組合：分別計算迭加橫向載荷和旋轉力矩軸向載荷和翻轉力矩強度計算左側不出現縫隙右側邊緣不壓潰§5提高螺紋聯接強度的措施1、機理工作時，螺栓受拉，p↑螺母受壓，p↓兩者產生螺距差一、改善螺紋牙間受力分配第一圈：Δp最大，受力最大第8~10圈后幾乎不受力各圈受載不均從降低螺栓的負擔、提高螺栓的能力上入手，提高螺紋聯接強度∴采用加高螺母不能提高聯接強度。2、辦法采用受拉螺母（變形一致）

——減小螺栓螺母螺距變化差二、減小附加彎曲應力螺紋牙根彎曲應力——————→斷裂螺紋孔不正、被聯件表面不平、發(fā)生變形等。引起附加彎曲應力因素：措施：墊圈、凸臺、沉孔等。三、減輕應力集中收尾：退刀槽；增大牙根處過渡圓角半徑。四、降低應力幅σaσmax一定時：σa↓—→疲勞強度↑當F、F”不變時：↓c1或↑c2。減小螺栓剛度的措施：

1）↑螺栓長度2）↓光桿直徑

3）采用柔性螺栓1、降低螺栓剛度c1

1<

1‘措施：不宜采用剛度小的墊片。五、改善制造工藝1、加工方法：碾制較車制強度↑30%；2、表面處理：噴丸、氮化等。2、提高被聯件剛度c22>

2‘§6.7螺栓組結構設計要點1、結合面幾何形狀力求簡單（矩、圓、三角），且螺栓組的對稱中心與結合面形心重合，結合面受力均勻。3、分布在同一圓周上的z應取偶數（4、6、8），便于分度劃線。4、避免附加彎曲載荷：凸臺、沉孔、斜墊圈等。5、螺栓排列應有合理間距、邊距、扳手空間。6、合理防松方法。2、螺栓組受力合理：螺栓布置應盡量遠離對稱中心，鉸制孔螺栓組≯8個；同時承受軸向、橫向載荷時，可采用抗剪元件承受橫向力，↓d。謝謝大家的努力！

作業(yè)：作業(yè)與練習：2、3、4、5一般的螺栓是用"X.Y"表示強度的，X*100=此螺栓的抗拉強度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服強度（因為按標識規(guī)定：屈服強度/抗拉強度=Y/10）如4.8級則此螺栓的抗拉強度為：400MPa屈服強度為：400*8/10=320MPa[1]1.螺栓性能等級為4.8的中碳鋼的屈服極限是多少？2.受軸向載荷的緊螺栓聯接，被聯接鋼板間采用橡膠墊片。已知螺栓預緊力為15000N，當受軸向工作載荷為10000N時，求螺栓所受的總拉力及被聯接件之間的殘余預緊力。例1．圖示為一固定在鋼制立柱上的鑄鐵托架。試設計此螺栓組聯接。PxPy2.向形心平移1.對力分解TxTy解：1.螺栓組結構設計采用如圖所示的結構，螺栓數Z=4，對稱布置橫向力（作用于接合面，垂直向下）傾覆力矩（順時針方向）2）在軸向力Px的作用下，各螺栓所受的工作拉力為：1）在工作載荷P的作用下，螺栓組聯接承受以下各力和傾覆力矩的作用：2.螺栓受力分析軸向力（作用于螺栓組中心，水平向右）3）在傾覆力矩M的作用下，上面兩螺栓受到加載作用，而下面兩螺栓受到減載作用，故上面的螺栓受力較大，所受的載荷為：故上面的螺栓所受的軸向工作載荷為：4）在橫向力Py的作用下，底板聯接接合面可能產生滑移，根據底板接合面不滑移的條件已知，P107頁得螺栓相對剛度系數取0.2-0.3.在此可選0.2.5）螺栓所受的總拉力F03.確定螺栓直徑螺栓的許用應力：求螺栓危險截面的直徑：求出螺栓d1,選擇螺栓?？蛇x用螺紋公稱直徑d=12mm的螺栓。4.校核螺栓組聯接接合面的工作能力（教材沒介紹此項內容）5.校核螺栓所需的預緊力是否合適（教材沒介紹此項內容）1）聯接接合面下端的擠壓應力不超過許用值，以防止接合面壓碎。2）聯接接合面上端應保持一定的殘余預緊力，以防止托架受力時接合面間產生間隙，即復習思考題1.將承受軸向變載荷的聯接螺栓的光桿部分做得細有什么好處？2.分析活塞式空氣壓縮機氣缸蓋聯接螺栓在工作時的受力變化情況，它的最大應力、最小應力如何得出？當氣缸內的最高壓力提高時，它的最大應力、最小應力將如何變化？3.如下圖所示，底板螺栓組聯接受外力F∑時，外力F∑作用在包含X軸并垂直于底板接合面的平面內。試分析底板螺栓組的受力情況，并判斷哪個螺栓受力最大？保證聯接安全工作的必要條件有哪些？4.如下圖所示，兩塊邊板和一塊承受板焊成的龍門起重機導軌托架。兩塊邊板各有4個螺栓與立柱聯接，托架所承受的最大載荷為20KN,載荷有較大的變動，試問：此螺栓聯接采用普通螺栓聯接還是鉸制孔用螺檢聯接為宜？為什么？5.已知一個托架的邊板用6個螺栓與相領的機架相聯接。托架受一與邊板螺栓組的垂直對稱軸線相平行，距離為250mm,大小為60KN的載荷作用。現如下圖所示兩種螺栓布置型式，設采用鉸制孔用螺栓聯接，試問哪一種布置型式所用的螺栓直徑較小？為什么？1.將承受軸向變載荷的聯接螺栓的光桿部分做得細有什么好處？答：聯接螺栓的光桿部分做得細些可以使螺栓的剛度降低。而根據理論與實踐可知，受軸向變載荷的緊螺栓聯接，在最小應力不變的條件下，應力幅直菠，則螺栓越不容易發(fā)生疲勞破壞，聯接的可靠性越高。根據公式6.10可知，當螺栓的剛度c1降低時，可使受變載荷作用的螺栓總拉力的應力幅減小。2.分析活塞式空氣壓縮機氣缸蓋聯接螺栓在工作時的受力變化情況，它的最大應力、最小應力如何得出？當氣缸內的最高壓力提高時，它的最大應力、最小應力將如何變化？答：螺栓的預緊力是確定的，而聯接件和被聯接件的剛度一定，則工作載荷最大時應力最大，工作載荷最小時應力最小。最大總拉力為F2max=F’+c1·Fmax/(c1+c2),則最大應力為4×1.3F2max/(πdc2);最小總拉力為F2min=F’+c1·Fmin/(c1+c2),則最小應力為4×1.3F2min/(πdc2);當氣缸內的最大壓力提高時，最大應力也將提高。最小應力不變。3.如下圖所示，底板螺栓組聯接受外力F∑時，外力F∑作用在包含X軸并垂直于底板接合面的平面內。試分析底板螺栓組的受力情況，并判斷哪個螺栓受力最大？保證聯接安全工作的必要條件有哪些？答：載荷可以向螺栓組中心簡化為軸向力及逆時針的傾覆力矩、橫向力及順時針的傾覆力矩。由于在軸向力和橫向力的作用下每螺栓受力是一樣的，具體哪個螺栓受力最大要看兩個不同方向傾覆力矩的大小。即若M1=F∑sinθ·l>M2=F∑cosθ·h,則右側螺栓1和1’受力最大。相反M1<M2,則螺栓左側1和1’螺栓受力最大。而當M1=M2時，則所有螺栓受力相同。4.如下圖所示，兩塊邊板和一塊承受板焊成的龍門起重機導軌托架。兩塊邊板各有4個螺栓與立柱聯接，托架所承受的最大載荷為20KN,載荷有較大的變動，試問：此螺栓聯接采用普通螺栓聯接還是鉸制孔用螺檢聯接為宜？為什么？答：載荷可以向螺栓組對稱中心簡化得一橫向載荷和轉矩，即螺栓組聯接受橫向載荷和轉矩聯合作用。由于載荷有較大變動，若采用普通螺栓聯接，必須依靠接合面的摩擦力來抵抗橫向載荷和轉矩。而摩擦力是不穩(wěn)定的，為了保證聯接的可靠性，就必須加大預緊力以增大摩擦力。預緊力的加大意味著螺栓直徑的加大。所以用鉸制孔螺栓聯接較為適宜。5.已知一個托架的邊板用6個螺栓與相領的機架相聯接。托架受一與邊板螺栓組的垂直對稱軸線相平行，距離為250mm,大小為60KN的載荷作用?，F如下圖所示兩種螺栓布置型式，設采用鉸制孔用螺栓聯接，試問哪一種布置型式所用的螺栓直徑較?。繛槭裁?？分析：將載荷P=60KN向螺栓組形心簡化可得橫向載荷P和轉矩T,因采用鉸制孔螺栓聯接，螺栓擰緊后靠擠壓和剪切來抵抗橫向載荷和轉矩。在橫向載荷作用下各螺栓所受的剪切力和擠壓應力相同。在轉矩作用下，各螺栓所受的橫向工作剪力與該螺栓軸線到螺栓組對稱中心O的連線相垂直，距螺栓組對稱中心O越遠，螺栓的剪切變形量越大，其所受的工作剪力也越大。必須確定出兩種不同布置方式中各自受力最大螺栓及其所受的力。結果a)中的布置型式所用的螺栓直徑較小。Thanks!例2.圖示是由兩塊邊板焊成的龍門式起重機導軌托架。兩塊邊板各用4個普通螺栓與立柱（工字鋼）相聯接，支架所承受的最大載荷為20000N，Kf＝1.2，μs＝0.15，螺栓的精度等級為5.6級，試求螺栓的計算直徑。判斷題1.用于薄壁零件聯接的螺紋，應采用三角形細牙螺紋。A.正確B.錯誤2.選取螺紋聯接件時，若螺栓的性能等級為4.6，則選擇性能等級為5的螺母與之相配合是可行的。A.正確B.錯誤3.鉸制孔用螺栓聯接中，螺栓桿與通孔的配合多為過渡配合。A.正確B.錯誤4.在受軸向變載荷的緊螺栓聯接中，已知預緊力F0=8000N，軸向工作載荷Fmin=0,Fmax=4000N，若螺栓和被聯接件剛度C1=C2=1。則在最大工作載荷下，被聯接件的殘余預緊力F1=4000N。A.正確B.錯誤

AAAB

單項選擇題1.常用螺紋的牙形有三角形、矩形、梯形和鋸齒形等，其中用于聯接和用于傳動的牙形分別為()。A.第一種和第三種B.第二種和第三種C.第三種和第一種2.在螺紋聯接常用的防松方法中，當承受沖擊或振動載荷時，無效的方法是()。A.采用開口銷與六角開槽螺母B.采用膠接或焊接的方法C.設計時使螺紋聯接具有自鎖性能3.承受軸向拉伸工作載荷的緊螺栓聯接，設預緊力為F0，工作載荷為F，則螺栓承受的總拉力F2()。A.小于F0+FB.等于F0+FC.大于F0+F4.普通螺紋聯接中的松聯接和緊聯接之間的主要區(qū)別是：松聯接的螺紋部分不承受()。A.拉伸作用B.扭轉作用C.彎曲作用ACAB

鋼結構連接用螺栓性能等級分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個等級，其中8.8級及以上螺栓材質為低碳合金鋼或中碳鋼并經熱處理（淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其余通稱為普通螺栓。螺栓性能等級標號有兩部分數字組成，分別表示螺栓材料的公稱抗拉強度值和屈強比值。例如：性能等級4.6級的螺栓，其含義是：1、螺栓材質公稱抗拉強度達400MPa級；2、螺栓材質的屈強比值為0.6；3、螺栓材質的公稱屈服強度達400×0.6=240MPa級性能等級10.9級高強度螺栓，其材料經過熱處理后，能達到：1、螺栓材質公稱抗拉強度達1000MPa級；2、螺栓材質的屈強比值為0.9；3、螺栓材質的公稱屈服強度達1000×0.9=900MPa級螺栓性能等級的含義是國際通用的標準，相同性能等級的螺栓，不管其材料和產地的區(qū)別，其性能是相同的，設計上只選用性能等級即可。強度等級所謂8.8級和10.9級是指螺栓的抗剪切應力等級為8.8GPa和10.9GPa8.8公稱抗拉強度800N/MM2公稱屈服強度640N/MM2

一般的螺栓是用"X.Y"表示強度的，X*100=此螺栓的抗拉強度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服強度（因為按標識規(guī)定：屈服強度/抗拉強度=Y/10）如4.8級則此螺栓的抗拉強度為：400MPa屈服強度為：400*8/10=320MPa[1]有緊密性要求的聯接取FR=1.8解：（1）計算FE（2）計算Fa（3）求Ｍd螺栓選用45鋼，s=360N/mm，S=3取M16螺栓，d1=13.835mm，查表10-7所取S=3正確。（4）確定Ｄ０e螺栓間距l(xiāng)自測練習題：錯誤太多1.采用普通螺栓聯接的凸緣聯軸器，在傳遞轉矩時，＿＿＿A.螺栓的橫截面受剪切B.螺栓與螺栓孔配合面受擠壓C.螺栓同時受剪切與擠壓D.螺栓受拉伸與扭轉作用2.當螺紋公稱直徑、牙型角、螺紋線數相同時，細牙螺紋的自鎖性能比粗牙螺紋的自鎖性能＿＿＿＿A.好B.差C.相同D.不一定3.用于聯接的螺紋牙型為三角形，這是因為三角形螺紋＿＿＿＿A.牙根強度高，自鎖性能好B.傳動效率高C.防振性能好D.自鎖性能差4.若螺紋的直徑和螺旋副的摩擦系數一定，則擰緊螺母時的效率取決于螺紋的＿＿＿＿A.螺距和牙型角B.升角和頭數C.導程和牙形斜角D.螺距和升角5.對于聯接用螺紋，主要要求聯接可靠，自鎖性能好，故常選用＿＿A.升角小，單線三角形螺紋B.升角大，雙線三角形螺紋C.開角小，單線梯形螺紋D.升角大，雙線矩形螺紋自測練習題：6.用于薄壁零件聯接的螺紋，應采用，＿＿＿＿()A.三角形細牙螺紋B.梯形螺紋C.鋸齒形螺紋D.多線的三角形粗牙螺紋7.當鉸制孔用螺栓組聯接承受橫向載荷或旋轉力矩時，該螺栓組中的螺栓＿＿＿＿()A.必受剪切力作用B.必受拉力作用C.同時受到剪切與拉伸D.既可能受剪切，也可能受擠壓作用8.計算緊螺栓聯接的拉伸強度時，考慮到拉伸與扭轉的復合作用，應將拉伸載荷增加到原來的＿＿＿＿倍()A.1.1B.1.3C.1.25D.0.39.在螺栓聯接中，有時在一個螺栓上采用雙螺母，其目的是＿＿＿＿()A.提高強度B.提高剛度C.防松D.減小每圈螺紋牙上的受力10.在同一螺栓組中，螺栓的材料、直徑和長度均應相同，這是為了＿()A.提高強度B.提高剛度C.外形美觀D.降低成本自測練習題：11.預緊力為F’的單個緊螺栓聯接，受到軸向工作載荷F作用后，螺栓受到的總拉力F0＿＿F’+F()A.大于B.等于C.小于D.大于或等于12.在螺栓聯接設計中，若被聯接件為鑄件，則有時在螺栓孔處制做沉頭座孔或凸臺，其目的是＿＿＿＿()A.避免螺栓受附加彎曲應力作用B.便于安裝C.為安置防松裝置D.為避免螺栓受拉力過大13.若要提高軸向變載荷作用的緊螺栓的疲勞強度，則可＿＿＿＿()A.在被聯接件間加橡膠墊片B.增大螺栓長度C.采用精制螺栓D.加防松裝置14.有一單個緊螺栓聯接，要求被聯接件接合面不分離，已知螺栓與被聯接件的剛度相同，螺栓的預緊力為F’，當對聯接施加軸向載荷，使螺栓的軸向工作載荷F與預緊力F’相等時，則＿＿＿＿()A.被聯接件發(fā)生分離，聯接失效B.被聯接件將發(fā)生分離，聯接不可靠C.聯接可靠，但不能再繼續(xù)加載D.聯接可靠，只要螺栓強度足夠，可繼續(xù)加載，直到軸向工作載荷F接近但小于預緊力的兩部。自測練習題：15.對于受軸向變載荷作用的緊螺栓聯接，若軸向工作載荷F在0-1000N之間循環(huán)的變化，則該聯接螺栓所受拉應力的類型為＿＿A.非對稱循環(huán)應力B.脈動循環(huán)變應力C.對稱循環(huán)變應力D.非穩(wěn)定循環(huán)變應力16.對于緊螺栓聯接，當螺栓的總拉力F2和殘余預緊力F1不變，若將螺栓由實心變成空心，則螺栓的應力幅與預緊力會發(fā)生變化，＿＿A.應力幅增大，預緊力應適當減小B.應力幅增大，預緊力應適當增大C.應力幅減小，預緊力應適當減小D.應力幅減小，預緊力應適當增大17.螺紋升角增大，則聯接的自鎖性＿＿，傳動的效率＿＿，牙型角增加，則螺紋的自鎖性＿＿，傳動的效率＿＿(CAAC)A.提高B.不變C.降低18.一螺紋聯接，螺栓與被聯接件的剛度相同且tanθm=tanθb=1,若保證殘余預緊力F”等于預緊力F’的1/2,則該螺紋聯接所能隨的最大軸向工作載荷Fmax的大小為＿＿＿＿A.F’B.1/2F’C.3/2F’D.21/2/2F’

自測練習題：1.為什么螺紋聯接常需要防松？按防松原理，螺紋聯接的防松方法可分為哪幾類？試舉例說明。2.降低螺栓剛度及增大被聯接剛度的具體措施有哪些？3.對于受軸向變載荷作用的螺栓，可以采用哪些措施來減小螺栓的應力幅？。。。2、承受預緊力和工作拉力F的緊螺栓連接，螺栓的總拉力F2應如何計算？