螺栓连接习题详解
螺栓联接例题分析
螺栓联接例题分析【例题1 】如图所示，钢板δ=20mm ，用2个螺栓（螺栓间距a=200mm ）联接到机架上。
已知作用于板的负荷F P =5000N,其他尺寸如图10-28所示，板和机架材料为Q235。
要求：（1） 分析螺栓的失效形式。
（2） 分析螺栓的受力。
（3） 按强度设计螺栓直径。
F PF R F TF T L=300 L=300 a =200 a =200 o o F R F P T【解】 1. 采用铰制孔用螺栓联接（1）铰制孔用螺栓的主要失效形式为剪切和挤压失效。
（2）螺栓受力分析 将外载荷F p 向螺栓组对称中心O 简化后，螺栓组受有横向力F p = 5000N 及转矩T = F p ·L = 5000N ×300mm =15×105 N ·mm 。
每个螺栓由横向力产生的工作载荷相同 N 25002N 5000===z F F pR 每个螺栓由转矩T 产生的工作载荷相同N 7500mm 200mm N 101552=∙⨯=⨯=a T z T F 每个螺栓所受的工作载荷的方向如图所示。
经分析可知，两螺栓所受工作载荷相同。
根据力的叠加原理，每个螺栓所受的横向工作载荷N 7906N 750025002222/=+=+=T R R F F F2. 采用普通螺栓联接（1）普通螺栓的主要失效形式为螺纹部分断裂失效。
（2）螺栓受力分析 螺栓受力分析和上述铰制孔用螺栓的分析与计算相同，即每个螺栓的横向工作载荷也是F R /=7906N ，其不同之处在于：普通螺栓联接，靠预紧力产生的摩擦力来传递横向力，其预紧力/ 1.27906N 63248N 00.15RC f F F ⨯=== （3） 按抗拉强度计算螺栓直径 仍选螺栓材料为Q 235，σs = 235MPa 。
由表5-得S s σσ=][,再由表5-试选S = 2，则MPa 5.1172235][==σ。
普通螺栓的小径为129.85mm d == 查表5-，取M36螺栓（小径d 1= 31.670 mm ）。
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]πd21=7535 N（2）求牵引力F R：=7535×0.15×2×由式（11—25）得F R=F′fzm/Kf1/1.2N=1883.8 N （取K=1.2）f11—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。
螺栓连接例题分析
• 3、单个螺栓所承受的总拉力(2分）
F2 F1 F 7539.82 4712.39 12252.21N
• 4、校核螺栓的强度(4分）
ca
1.3F2
d12
4 1.3 12252.21
19.2942 54.48MPa
50MPa
4
• 故螺栓强度不足
P92例题
140
▲
Fv
Fh 160
各螺栓所需要的预紧力：
F0
1 z
K s Fv f
Cm Cb Cm
Fh
6520N
上面每个螺栓所受的总拉力：
F2
F0
ห้องสมุดไป่ตู้
Cb Cb Cm
F
7079N
确定螺栓直径
d1
4 1.3F2
πσ
8.6mm
选用螺纹公称直径：
d 12mm
校核螺栓组连接接合面的工作能力
防止接合面压碎
σ pmax
1 A
例1:图示气缸盖用6个普通螺栓连接, 已知气缸压力p=2MPa，D=80mm,取
F1 1.5F,Cm 2Cb , σ 160MPa,
试求: 1、螺栓小径 d；1
2、安装时预紧力 F0
p
D
解：1、求工作拉力F
F FΣ
p πD 2 4
2 π 80 2
4
Z
6
6
1674N
2、求总拉力 F2
F
zF
0
C
Cm b C
m
F
h
M W
184.6 N cm 2 1.84MPa
σ p 0.5σB 125MPa 1.84MPa
故接合面不致压碎
第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答
解：
（1）根据结构力学知识，拼接处受力： ， ，其中剪力由腹板承担，弯矩由工字梁的翼缘和腹板惯性矩的比值分配：
图8-85-1角焊缝计算简图
经过分析，拼接板左右两侧受剪力与弯矩作用，相比较而言，右侧拼接板焊缝受力更不利，故以右侧拼接板焊缝验算。
计算焊缝截面特性：
，
由对称性得：
将剪力、弯矩移至焊缝形心得到焊缝受力：
图8-86习题8.7
解：
焊缝A受力： ；
故焊缝A的强度满足要求。
对于焊缝B：
肢背： 取 。
肢尖： 取 。
对于焊缝C：
肢背： 取 。
肢尖： 取 。
8.8验算图8-87所示的角焊缝是否安全。已知：钢材为Q345钢，焊条为E50型，手工焊，hf＝10mm， ，F=160kN。
图8-87习题8.8
解：
截面特性计算：
解：
一个螺ห้องสมุดไป่ตู้抗剪承载力：
螺栓群能承受的最大力：
由构件净截面所受力： 计算得到：
由此得到
8.14将习题8.6中的梁拼接改用高强度螺栓承压型连接，改后构造如图8-92所示，高强度螺栓的钢材为10.9级，梁的钢板用Q235B，螺栓M20，梁连接处的接触面采用喷砂处理，螺栓的强度设计值 ， 。
（1）确定翼缘接头处螺栓数目和连接板尺寸；
； ；
图8-87-1角焊缝计算简图
焊缝受力： ；
经过分析，危险点为A、B点，下面分别对A、B点作应力分析：
对A点：
对B点，同理可计算得： ；
故知焊缝强度满足要求。
8.9图8-88所示为一梁柱连接，M=100kN·m，V=600kN。钢材为Q235C钢。剪力V由支托承受，焊条用E43型，角焊缝的强度设计值 ，端板厚14mm，支托厚20mm。
钢筋结构螺栓连接-附答案解析
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＋dC）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）409．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、ⅢB ）I 、Ⅱ、ⅣC ）I 、Ⅱ、ⅤD ）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ10．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 ）。
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. 1.1B. 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 。
螺栓连接例题分析
例题1.如下图所示，有一用M20C级螺栓的钢板拼接，钢材为Q235-A。
计算此拼接能承受的最大轴心力设计值N 。
1 / 92 / 93 / 9例题2.图示一钢板的对接拼接，螺栓直径d=20mm ，孔径d0=21.5mm ，C 级螺栓。
钢板截面为—16*220，拼接板为2—8*220，钢材采用Q235—AF ，承受外力设计值N=535KN 。
钢板抗拉强度设计值f=215N/mm 2，螺栓的强度设计值为f v b =140 N/mm 2和f c b =305N/mm 2。
试设计此对接拼接。
拼接。
4 / 95 / 9例3如图所示，偏心受拉的C 级普通螺栓连接，偏心拉力设计值N=300KN ，e=60mm ，螺栓布置如图。
，螺栓布置如图。
（1） 试确定螺栓的规格确定螺栓的规格（2） 其他条件不变，若e=100mm ，则螺栓的规格又如何？，则螺栓的规格又如何？6 / 97 / 9例题4.有一牛腿如图所示，用粗制4.6级螺栓连接于钢柱上，牛腿下有一支托板承受剪力，螺栓采用M20，钢材为Q235BF ，螺栓间距采用70mm ，竖向荷载V 距离柱翼缘表面200mm ，设计值为100KN ，轴向力N 设计值为120KN 。
（1） 验算螺栓强度算螺栓强度（2） 如改用5.6级精制螺栓，不考虑支托承剪，再验算螺栓强度8 / 99 / 9例题5如图所示，该连接采用为双盖板拼接的钢板连接，钢材为Q235B ，高强度螺栓为8.8级的M20，连接处板件接触面采用喷砂处理，作用在螺栓群形心处的轴心拉力设计值N=180KN 。
试设计此连接。
接。
机械设计基础第10章 螺栓连接习题解答1
(3求FSmax
FS max FS2R FS2T 2FSR FST cos 45 10002 30002 21000 3000 cos 45
3774N
(4) 据不滑移条件：F0 f m ≥Kf FSmax
所需预紧力F0
F0
Kf
FS max fm
1.2 3774 0.15 1
30192N
3 F 3
Fmax=F1=F3=
F 2 FL 2 3 2a
F 3
1 3L 2 2a
FL
FL 3a
F 3
3aபைடு நூலகம்
F
F
3
3
Fl
3a
Fmax=F2=
F 2 FL 2 2 F FL cos150 F 1 3 L L 2
3 3a 3 3a
3
a a
比较： 方案一：Fmax=2FaL+ 3F ——差
4．计算螺栓直径
d1
5.2F
[ ]
5.2 45815
120
25.139mm
查手册，取M30（d1=26.211mm>25.139mm）。
5．校核螺栓间距
实际螺栓间距为
t D0 650 85.1mm 4.5d 4.5 30 135mm
Z
24
故螺栓间距满足连接的气密性要求。
习题10.6：如图所示螺栓联接，4个普通螺栓成矩形分布， 已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm， 接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性 系数Kf = 1.2，螺栓的许用应力为[σ]=240MPa，试求：所 需螺栓的直径（d1）。
求得螺栓小径d1：
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 。
机械设计 螺纹连接 习题课讲解
注：此题用图解法求解。
N 1000
900
800
700600F500F0F0
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
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
4
（二）工作条件分析
1、保证结合面不滑移
F s z k f H 又：F F c2 V
c1 c2 z
2、受力最大螺栓轴向载荷
F 1 ( k f H c2 V )
z s c1 c2
=5662.5N
取： kf =1.3 μs=0.13
Q
解： 一）受力分析
R
Q
T
R=Q/2=10000 N T=R×300=3000000 N.mm
Q
FSR
FST FSR
FSR FST
FST FSR FST
BIGC
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
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。
BIGC
机械设计 第11章 螺纹联接习题课
1
一、螺栓组计算
螺栓联接习题课
螺栓 组受 力分 析
轴向力
横向力
受拉 F k f FR
F=FQ/z
s m z
（完整版）螺纹连接习题解答（讲解）
螺纹连接习题解答1111——1 1 一牵曳钩用一牵曳钩用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=0.15f=0.15，，螺栓材料为Q235Q235、、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 =240MPa，查教材表，查教材表1111——5（a ），取S=1.35S=1.35，则许用拉应力：，则许用拉应力：，则许用拉应力： [ [σ]= ]= σσS /S=240/1.35 MPa=178 MPa MPa ，，查（GB196GB196——8686））M10螺纹小径d 1=8.376mm 由教材式（1111——1313））： 1.3F 1.3F′′/（πd 21/4/4））≤[σ]MPa 得：F ′=[=[σσ]πd 21/（4×1.31.3））=178 =178 ×π××π××π×8.3768.3762/5.2 N=7535 N（2）求牵引力F R ：由式（由式（111111——2525）得）得F R =F =F′′fzm/K f =7535=7535××0.150.15××2×1/1.2N=1883.8 N 1/1.2N=1883.8 N （取（取K f =1.2=1.2））1111——2 2 一刚性凸缘联轴器用一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓栓（螺栓 GB27 GB27 GB27——8888）连接，结构尺寸如图所示。
螺栓联接例题(2)-螺栓部分3个不错的例题解析
a 2 b2
75 2 60 2 mm 96 mm
故
T 6.8 106 F2 N 17708 .6 N 4ra 4 96
由图a可知螺栓1、2受横向力较大
Fa1 F12 F22 2 F1 F2 cos 1 4000 2 17708 .32 2 4000 17708 .3 75 / 96 22861 .7 N Fa 2 F12 F22 2 F1 F2 cos 2 4000 2 17708 .32 2 4000 17708 .3 60 / 96 22448 .1N
i 1
故方案b螺栓所受最大横向力：
Fb max Fb1 F1 F21 4000 27642 .3N 31642 .3N
3)两方案比较 因Famax<Fbmax，故方案比较合理
故方案a螺栓所受最大横向力：
Fa max Fa1 22861 .7 N
方案b 各螺栓轴线到形心距离
rb1 rb3 a 75mm, rb2 rb4 b 60mm
由图b可知螺栓1受横向力较大 Trb1 6.8 106 75 F21 4 N 27642 .3N 2 2 2 60 75 2 r bi
由表5-6查得接合面的摩擦系数f=0.16，并取 ，则 Cm Cb 1 0.8 取防滑系数Ks=1.2，则螺栓所需的预紧力为 Cb Cm Cb Cm
Cb 0.2 Cb Cm
1 1.2 3085 Cm 1 K s F v F0 F 0 . 8 3677 N 6520N h z f Cb Cm 4 0.16
第10章 习题解答(联接)09
作业一
作业一
41.3 20358 15.9mm 133.3
式中： S 400 133.3MPa 螺栓选用45钢，不控制预紧力
S3
故取M20 d1=17.294>15.9mm
安全系数取3是正确的
四.根据螺栓间距和扳手空间确定分布圆直径D0
D0 D 2[d (3～6) 10] 160 2[20 (3～6) 10] 226～232mm
P11.522～24/01表.5 1012-.47305
177.8MPa
作业一
作业一
7.图示夹紧螺栓中,已知螺栓数为2,螺纹为M20,螺栓力学性能等
级为4.8级,轴径D=50mm,杠杆长L=400mm,f=0.15,求W的允许。
解：
不滑移条件：(f
F0
z
m)
D 2
CWL
W fzmDF 0 2CL
S
s
41.3 F0 d12
S
4 1.3 12923.1 3 13.8352
335.4MPa
式中： d1 13.835mm
查表10-5，选择螺栓力学性能等级为5.8，螺母为5级。
作业一
10.图示为一液压油缸，油压p=作业3一MPa，油缸内径D=160mm，为保证 气密性，螺栓间距≤4.5d，螺柱力学性能等级为5.8级，试计算 此螺栓联接和分布圆直径。
arctan P 3.17 d2
arctan f 6.59 cos
rf
dw d0 4
5.125mm
P148/表10-5，10-6，10-7
即得螺栓的拉应力为： Fa 24326 .95 N mm
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 。
同济大学第八章(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：622325010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ⨯===<=⨯ 最大剪应力：33224125101084.11024.3/120/464721012w 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。
图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图解：（注：焊缝上下翼缘长度114mm 有些问题，应取2130210110l t mm -=-⨯=，黄钜枝06年6月19日）此注错误，应取消。
罗烈08年10月28日如图8-84-1，截面特性计算如下：2(11425242882)0.75667.2f A h mm =⨯+⨯+⨯⨯= 228820.73225.6w f A h mm =⨯⨯=32741288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f f I h mm =⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯焊缝受力：247.5N kN =；247.5V kN =； 49.5M V e kN m =⋅=⋅ 应力验算：危险点为a 、b 两点，下面分别验算： 对a 点： 32247.51043.67/5667.2N aN N mm A σ⨯===62749.510160100.09/7.91310M a af My N mm I σ⨯⨯===⨯ 2243.67100.09143.76/195.2/N Mw a a f f N mm f N mm σσβ+=+=<=对b 点：32247.51076.73/3225.6V bw V N mm A τ⨯=== 243.67/N Nb a N mm σσ==62749.51014490.16/7.91310M b bf My N mm I σ⨯⨯===⨯22133.87/160/w f N mm f N mm =<=故焊缝强度满足要求。
机械设计习题集答案解析第十五章螺纹连接[解答]
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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 ff ==），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。
机械设计习题--螺栓连接
− bh13 12
=b 12
h3 − h13
( ) = 150 3403 − 2203
12
= 358200000(mm 4 )
K
α
O
O
h h1 220
280 160
W
=
Ioo h2
=
35820000 170
150
= 2107059(mm 3)
b
1.接合面下端
σ pmax
=
zF1 A
+
M W
=
4 × 5783 + 150 × (340 - 220)
116
作业:
P101-102 思考题: 5-1、5-2、5-3、5-4 习题：5-5、5-6、5-8、5-10*
138
FPV
=
PV 4
= 3677 4
= 919(N )
PH
(3)在翻转力矩M作用下，上面两个螺栓受轴向力:
Pv
M PH α Pv
150
力的合成？
∑ FM
=
MLmax
z
L2i
= 1051070×140 4 × 1402
= 1877(N)
i=1
横向力： FH = 771(N )
可见受力最大的单个联接所受力为：
0.2× 2796
=
7079(N )
F1+Fmax来计算F2
114
280 160
Pv
解:(一)受力分析 (二)按拉伸强度确定螺栓直径
选4.6级螺栓，控制预紧力，S=1.5 则许用应力[σ]=240/1.5=160MPa
d1 ≥
4 ×1.3F2
π [σ ]
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pmax 1.87MPa [ p ]铸铁 87.75MPa 不会压溃。
(2) 紧密性计算(接合面上端)
p min
zQp A
M W
1
CL CL CF
0
预紧后受独立翻转 力矩M作用的表述
p min
zQp' A
M W
1
CL CL CF
按图中螺栓布置结构，设计螺栓连接。
解： 1) 外力分析
按理论力学原
理,外力P向结
构中心移植
F
M
R
结构中心
轴向力F P sin 4800sin 50 3677N 横向力R P cos 4800 cos 50 3085N
翻转力矩M 160F 150R 1051070Nmm
3) 不打滑设计和预紧力计算
在横向力R和轴向力F作用下，不打滑设
计条件，确定预紧力
fzQP K f R
预紧后受独 立横向力R作
用的表述
fzQP' K f R
接合面的剩余预紧力QP'
QP
CF CF CL
F1
预紧后受横向力 R和轴向力作用
的表述
fz QP
CF CF CL
[ ] s / S 240 /1.5 160MPa
计算螺栓小径d1
41.3Q
[ ]
41.3 7464 8.79mm
160
查螺纹标准,M10,d 10mm, d1=8.917>8.79mm
6) 接合面工作能力校核 (1) 挤压强度(接合面下端)
预紧后受独立翻转 力矩M作用的表述
0
预紧后受翻转力 矩M和轴向力F作
用的表述
代入接合面的剩余预紧力QP'
QP
CF CF CL
F1 , 后整理得
p min
zQp A
CF CL CFBiblioteka M WF A
0
书中的 表述式
pmin 0.87MPa 0
接合面不会出现间隙。
F1
Kf
R
书中的 表述式
f
zQP
CF CF CL
zF1
f
zQP
CF CF CL
F
KfR
取f
0.15, CL CF CL
0.2, CF CF CL
1 CL CF CL
0.8, K f
1.2
螺栓联接习题详解
1 螺栓连接组的受力分析
●解决的问题：连接组中最大受力，连接组的功能失效
●可能的外力：轴向力F，横向力R，扭矩T，翻转力矩M
●螺栓连接的受力类型：松螺栓、紧螺栓、受剪螺栓 ●类型和受力的对应关系：
(1)
松螺栓
轴向力F
受剪螺栓 横向力R
紧螺栓
轴向力F， 横向力R，扭矩T，翻转力矩M
(2)
轴向力F
松螺栓 紧螺栓
横向力R 受剪螺栓 紧螺栓
扭矩T
紧螺栓
翻转力矩M 紧螺栓
●对于紧螺栓单个类型的外力，有明确的计算公式，但当多个外 力同时作用时，问题变得复杂，是学习的难点、重点。
2 例题
图示铸铁托架，载荷P=4800N,角度50°， 结构尺寸h=340mm, b=150mm。
立柱 s 235MPa;铸铁托架 B 195MPa
p max
zQp A
M W
1
CL CL CF
[ p ]
p max
zQp' A
M W
1
CL CL CF
[ p ]
预紧后受翻转力 矩M和轴向力F作
用的表述
接合面的剩余预紧力QP'
QP
CF CF CL
F1
p max
2) 螺栓工作拉力分析
F M
R
结构中心
轴向力F引起, F1 F / z 3677 / 4 919N
翻转力矩M引起, F2
ML max
z/2
2 L2i
i 1
1051070 280 /
4
280 2
2
2
1877N
工作拉力F F1 F2 =919+1877=2796N
所需要的预紧力QP
1
z
Kf f
R
CF CF CL
F
6905N
4) (最大受力)螺栓总拉力Q
Q
QP
CL CF CL
F
6905 0.2 2796
7464N
5) 螺栓直径的计算
4 1.3Q
d1 [ ]
许用应力[ ]的确定 : 选择螺栓性能级别为4.6级, 得 s 240MPa,安全系数S 1.5,
z A
QP
CF CF CL
F1
M W
1
CL CL CF
[ p ]
p max
zQP A
CF CF CL
zF1 M AW
CF CL CF
[ p ]
p max
zQP A
CF CF CL
M W
zF1 A
[
p
]
接合面面积A 150 (340 220) 18000mm2,
接合面抗弯截面模量W 150 (3402 2202 ) 1680000mm3 6
铸铁挤压许用应力[ p ]铸铁 0.45 B 0.45195 87.75MPa
书中的 表述式