螺栓联接习题及解答
螺栓连接习题详解
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)
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__________。
螺栓习题2
图示支架用4个普通螺栓联接在立柱上 个普通螺栓联接在立柱上， 例1. 图示支架用 个普通螺栓联接在立柱上，已 联接的尺寸参数如图示， 知载荷 P = 12400N ，联接的尺寸参数如图示， 接合面摩擦系数 f = 0.2，螺栓材料的屈服极 2 限 σ s = 270N mm ，安全系数 S = 1.5 ，螺栓的 相对刚度Cb (Cb + Cm ) = 0.3 防滑系 ， 数 Ks = 1.2 试求所需螺栓小径 d1 。 。
d d1 d2
10 8.376 9.026 12 10.106 10.836 14 11.835 12.701 16 13.835 14.701 18 15.294 16.376 20 17.294 18.376
例3. 图示的方形盖板用四个 M12(d1 = 10.106mm) 的螺栓与箱体联接，位于对称中心O 点处的吊 的螺栓与箱体联接， Pa 环受拉力 FΣ已知螺栓的许用应 力 [σ ] = 427M ，
。
F F 一螺栓受轴向变载荷： 例16. 一螺栓受轴向变载荷： min = 0 ， max = F
则螺栓的应力幅为 A. σ a = (1 − K c )F Ac B. σ a = K c F Ac C. σ a = K c F (2 Ac ) D. σ a = (1 − K c )F (2 Ac ) 。
d1 (mm ) 8.376 d (mm )
10 10.106 12 11.835 14 13.835 16 15.294 18 17.294 20
例7. 图示凸缘联轴器用八个受拉普通螺栓联接 的螺栓， （ M16的螺栓，螺栓小径 d1 = 13.835mm ）， 已知螺栓分布圆的直径 D0 = 250mm，接合面间的 摩擦系数 f = 0.12。考虑摩擦传力的可靠性系 Pa 数 KS = 1.2，螺栓的许用应力 [σ ] = 160M ，试 计算该联轴器能传递的最大转矩 T = ? max
（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。
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
螺纹联接和螺旋传动习题与解答
第三章螺纹联接与螺旋传动重要基本概念1．常用螺纹有哪几类？哪些用于联接，哪些用于传动，为什么？哪些是标准螺纹？常用的有：三角螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。
三角螺纹用于联接，其余用于传动。
因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。
除矩形螺纹外，其余均为标准螺纹。
2．何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么？预紧力的最大值如何控制？螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。
预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性（防松能力）。
拧紧后，预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS的80%。
3．螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？螺纹联接有4中基本类型。
螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。
螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间），又不需要经常拆卸的场合。
双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。
紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。
4．紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算，但须将拉力增大30%，为什么？考虑拧紧时的扭剪应力，因其大小约为拉应力的30%。
5．提高螺纹联接强度的措施有哪些？1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力）；5）采用合理的制造工艺。
6．为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈（使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度）？因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为总载荷的1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用。
所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。
7．联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。
这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。
同济大学第八章焊缝螺栓连接 钢结构习题参考解答汇总
148.4有一工字形钢梁，采用150a （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H 级，对接焊缝抗拉强度设计值fj =205N/mm 2，抗剪强度设计值 f, =120N/mm 2。
验算此焊缝受力时是否安 全。
解：依题意知焊缝截面特性：A=119.25cm 2 , Wx = 1858.9cm 3,lx=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=20X 158 X （250- 10）53=7.584 X 10 mm 。
对接焊缝受力： V =F =125kN ; M =F 2 =250kN m 焊缝应力验算：折算应力:二 123.742 3 17.02 =127.2N/mm 2 ：： f t w =205N/mm 2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f f w =160N/mm 2。
T=350kN ，验算焊缝的受力。
□/1丽*2000IM0.yxxi "1 19000图8-83 习题8.4最大正应力:W x250 1061858.9 103 2:::f t w = 205N / mm 2最大剪应力:VS xIx t w33125 1031084.1 10346472X104 心2=24.3N / mm 2 ：：： f, =120N /mm 2zs2A =(114 2 52 4 288 2) 0.7h f =5667.2mm 22A w =288 2 0.7h f =3225.6mm 1 3288 2288 7 4I f 珂 288 2 114 (16) 2 52 ( ) 4] 0.7h f =7.913 10 mm12 2 2焊缝受力：对a 点:；』 ；* =43.67 100.09 =143.76N/mm 2 ：： ■ f ff^ ^195.2N/mm 2对b 点:二$ =-0* =43.67 N / mm 28.6计算图8-85所示的工字形截面焊接梁在距支座 5m 拼接处的角焊缝。
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。
机械设计习题及答案
机械设计复习题第二章螺纹连接一、填空题1.紧固连接件的基本类型包括、、和。
2.按螺栓主要受力状况不同可分为螺栓连接和螺栓连接。
3.对于螺纹的防松，就其工作原理来看，可分为、和三种。
4.对于受拉螺栓，只能承受静载荷的为螺栓。
5.设螺栓的刚度为c1，被连接件的刚度为c2，工作载荷F、预紧力F’和残余预紧力F’’。
写出以上三个载荷作用时的相互关系式。
（1）螺栓总拉力：（2）预紧力：（3）残余预紧力：6.当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用。
7.受翻转扭矩的螺栓组，靠近扭矩侧的螺栓受到了向上的拉力，其预紧力将减小。
8.螺栓组连接按受力形式可分为、、和受翻转力矩四种形式。
9.螺旋连接能满足的自锁条件是，防松的根本问题在于。
10紧螺栓连接在按拉伸强度计算时，为了安全，应将拉伸载荷增加到原来的倍。
11.对受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力F′和轴向工作载荷F一定时，为减小螺栓所受的总拉力F0，通常采用的方法是减小的刚度或增大的刚度。
12.从防松工作原理上看，弹簧垫圈属于防松，止动垫圈与圆螺母配合属于防松措施。
13.螺纹拧紧的作用包括、和。
14.当所受轴向载荷通过时，螺栓组中各螺栓承受的相等。
二、简答题1.提高螺栓连接强度的措施包括哪些？2.螺栓连接的主要失效形式是什么？主要发生在什么部位？为什么？3.作出受拉螺栓连接螺栓的伸长量和所受工作载荷之间的关系，并推导出螺栓总拉力计算公式。
4.当螺纹副满足自锁条件时，为什么要进行螺纹防松？四、计算题1.（例2-1）已知一机器底座用10个螺栓与地基连接，如图所示。
螺栓之间的相对距离为100mm，所受的工作载荷为M=500N·m。
试设计此螺栓组连接的螺栓直径。
取相对系数刚度为2.图示螺栓联接中，采用两个M16（小径d1=13.835mm，中径d2=14.701.mm，）的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级，σs=640MPa，联接时不严格控制预紧力（取安全系数S S=4，被联接件接合面间的摩擦系数f=0.2。
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 ]
机械设计(第二版)螺纹连接习题解答
（1） 选螺栓数目Z：
因为螺栓分布圆直径较大，为保证螺栓间间
距不致过大，所以选用较多的螺栓，初取Z=24。
（2）计算螺栓的轴向工作载荷F：
1）螺栓组连接的最大轴向载荷FQ
2）螺栓的最大轴向工作载荷F：
题11-5图
（3）计算螺栓的总拉力F0
（4）计算螺栓直径：
查GB196—81，取M30（d1=26.211mm>25.139mm）
由教材式（11—13）：1.3F′/（π /4）≤[σ] MPa得：
F′=[σ]π /（4×1.3）=178×π×8.3762/5.2N=7535N
（2）求牵引力FR：
由式（11—25）得FR=F′fzm/ =7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8 N（取 =1.2）
11—5有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。已知气缸中的压力p在0~2MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布圆直径D0=650mm。为保证气密性要求，剩余预紧力F″=1.8F，螺栓间距t≤4.5d（d为螺栓的大径）。螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MPa，许用应力幅[σɑ]=20MPa。选用铜皮石棉垫片螺栓相对刚度C1/（C1+C2）=0.8，试设计此螺栓组连接。
⑶、轴承端盖为透盖时，必须和轴有间隙，同时，必须考虑密封问题。
㈤、螺纹的常见错误
⑴、轴上螺纹应有螺纹退刀槽;
⑵、紧定螺钉应该拧入轴上被联接零件,端部应顶在轴上;
⑶、螺纹联接应保证安装尺寸;
⑷、避免螺纹联接件承受附加弯矩。
（5）校核螺栓疲劳强度：
故螺栓满足疲劳强度要求。
（6）校核螺栓间距：实际螺栓间距为
故螺栓间距满足联接的气密性要求。
(完整版)螺纹联接练习试题与答案9
螺纹连接练习第一节螺纹基础知识1、标记为螺栓GB5782-86 M16× 80 的六角头螺栓的螺纹是形，牙形角等于60 度，线数等于 1 ，16 代表公称直径80 代表螺栓长度。
2、双头螺柱的两被联接件之一是螺纹孔，另一是光孔3、采用螺纹联接时，若被联接件之一厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B 。
A 、螺栓联接B 、双头螺柱联接C 、螺钉联接4、螺纹副在摩擦系数一定时，螺纹的牙型角越大，则D。
A、当量摩擦系数越小，自锁性能越好B、当量摩擦系数越小，自锁性能越差C、当量摩擦系数越大，自锁性能越差D、当量摩擦系数越大，自锁性能越好5、螺纹的公称直径是指螺纹的大径，螺纹的升角是指螺纹中径处的升角。
螺旋的自锁条件为< v ，拧紧螺母时效率公式tantan( v)6、三角形螺纹主要用于连接，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。
1)普通螺栓连接1) 螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；2) 普通螺栓连接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被连接件孔与螺栓杆间无间隙；3) 被连接件表面没加工，应做出沉头座并刮平，以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力；4) 一般连接；不应采用扁螺母；5) 弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对；6) 螺栓长度不标准，应取标准长z=60 mm；7) 螺栓中螺纹部分长度短了，应取长30 mm。
(2) 螺钉连接主要错误有：1) 采用螺钉连接时，被连接件之一应有大于螺栓大径的光孔，而另一被连接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。
而图中上边被连接件没有做成大于螺栓大径的光孔，下边被连接件的螺纹孔又过大，与螺钉尺寸不符，而且螺纹画法不对，小径不应为细实线；2) 若上边被连接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没有加工。
(3) 双头螺柱连接主要错误有：双头螺柱的光杆部分不能拧进被连接件的螺纹孔内，M12不能标注在光杆部分；锥孔角度应为120。
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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 。
A. 对螺栓材料的强度要求B. 对螺栓的制造精度要求C. 对螺栓材料的刚度要求D. 对螺栓材料的耐腐蚀性要求13 螺栓强度等级为6.8级，则螺栓材料的最小屈服极限近似为 。
A. 480 MPaB. 6 MPaC. 8 MPaD. 0. 8 MPa14 不控制预紧力时，螺栓的安全系数选择与其直径有关，是因为 。
A. 直径小，易过载B. 直径小，不易控制预紧力C. 直径大，材料缺陷多D. 直径大，安全15 对工作时仅受预紧力F ′作用的紧螺栓连接，其强度校核公式为e σ≤4/3.121d F π'≤[σ]，式中的系数1.3是考虑 。
A. 可靠性系数B. 安全系数C. 螺栓在拧紧时，同时受拉伸与扭转联合作用的影响D. 过载系数16 紧螺栓连接在按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增加到原来的1.3倍，这是考虑的影响。
A. 螺纹的应力集中B. 扭转切应力作用C. 安全因素D. 载荷变化与冲击17 预紧力为F '的单个紧螺栓连接，受到轴向工作载荷F 作用后，螺栓受到的总拉力F 0F '+FA. 大于B. 等于C. 小于D. 大于或等于18 一紧螺栓连接的螺栓受到轴向变载荷作用，已知F min =0，F max =F ，螺栓的危险截面积为A C ，螺栓的相对刚度为K C ，则该螺栓的应力幅为 。
A. c c a A F K )1(-=σ B. cc a A F K =σ C. c c a A F K 2=σ D. c c a A F K 2)1(-=σ 19 在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是 。
A. 增大螺栓刚度C b ，减小被联接件刚度C mB. 减小C b ，增大C mC. 增大C b 和C mD. 减小C b 和C m20 若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，则可 。
A. 在被连接件间加橡胶垫片B. 增大螺栓长度C. 采用精制螺栓D. 加防松装置21 有一单个紧螺栓连接，要求被连接件接合面不分离，已知螺栓与被连接件的刚度相同，螺栓的预紧力为F '，当对连接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷F 与预紧力F '相等时，则 。
A. 被连接件发生分离，连接失效B. 被连接件将发生分离，连接不可靠C. 连接可靠，但不能再继续加载D. 连接可靠，只要螺栓强度足够，可继续加载，直到轴向工作载荷F 接近但小于预紧力F '的两倍。
22 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0～1 000 N 之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为 。
A. 非对称循环应力B. 脉动循环变压力C. 对称循环变应力D. 非稳定循环变应力23 对于紧螺栓连接，当螺栓的总拉力F 0和残余预紧力F ″不变，若将螺栓由实心变成空心，则螺栓的应力幅a σ与预紧力F '会发生变化， 。
A. a σ增大，F '应适当减小B. a σ增大，F '应适当增大C. a σ减小，F '应适当减小D. a σ减小，F '应适当增大24 在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是 。
A. 避免螺栓受附加弯曲应力作用B. 便于安装C. 为安置防松装置D. 为避免螺栓受拉力过大二、填空题25 三角形螺纹的牙型角α= ，适用于 ，而梯形螺纹的牙型角α= ，适用于 。
26 螺旋副的自锁条件是 。
27 常用螺纹的类型主要有 、 、 、 和 。
28 传动用螺纹（如梯形螺纹）的牙型斜角比连接用螺纹（如三角形螺纹）的牙型斜角小，这主要是为了 。
29 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 和。
30 螺纹连接的拧紧力矩等于 和 之和。
31 螺纹连接防松的实质是 。
32 普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受 应力和 应力作用。
33 被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接，则螺栓受 载荷作用，可能发生的失效形式为 。
34 有一单个紧螺栓连接，已知所受预紧力为F '，轴向工作载荷为F ，螺栓的相对刚度为C b /（C b +C m ），则螺栓所受的总拉力F 0= ，而残余预紧力F ″= 。
若螺栓的螺纹小径为d 1，螺栓材料的许用拉伸应力为[σ]，则其危险剖面的拉伸强度条件式为 。
35 受轴向工作载荷F 的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力F 0等于 和 之和。
36 对受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力F ′和轴向工作载荷F 一定时，为减小螺栓所受的总拉力F 0，通常采用的方法是减小 的刚度或增大 的刚度。
37 采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面是为了 。
38 在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是。
39 在螺栓连接中，当螺栓轴线与被连接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加应力。
40 螺纹连接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。
三、问答题41 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?42 拧紧螺母与松退螺母时的螺纹副效率如何计算?哪些螺纹参数影响螺纹副的效率?43 螺纹连接有哪些基本类型?各有何特点?各适用于什么场合?44 为什么螺纹连接常需要防松?按防松原理，螺纹连接的防松方法可分为哪几类?试举例说明。
45 螺栓组连接受力分析的目的是什么?在进行受力分析时，通常要做哪些假设条件?46 有一刚性凸缘联轴器，用材料为Q235的普通螺栓连接以传递转矩T。
现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高该联轴器传递转矩的方法。
47 提高螺栓连接强度的措施有哪些?这些措施中哪些主要是针对静强度?哪些主要是针对疲劳强度?48 为了防止螺旋千斤顶发生失效，设计时应对螺杆和螺母进行哪些验算?49 对于受轴向变载荷作用的螺栓，可以采取哪些措施来减小螺栓的应力幅σa?50 为什么对于重要的螺栓连接要控制螺栓的预紧力F′?控制预紧力的方法有哪几种?四、分析计算题51 有一受预紧力F'和轴向工作载荷F=1 000 N作用的紧螺栓连接，已知预紧力F'=1 000N，螺栓的刚度C b与被连接件的刚度C m相等。
试计算该螺栓所受的总拉力F0和残余预紧力F″。
在预紧力F'不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max为多少?52 题4-52图所示为一圆盘锯，锯片直径D=500 mm，用螺母将其夹紧在压板中间。
已知锯片外圆上的工作阻力Ft=400N，压板和锯片间的摩擦系数f=0.15，压板的平均直径D0=150mm，可靠性系数K s=1.2，轴材料的许用拉伸应力[σ]=60MPa。
试计算轴端所需的螺纹直径。
（提示：此题中有两个接合面，压板的压紧力就是螺纹连接的预紧力。
）53 题4-53图所示为一支架与机座用4个普通螺栓连接，所受外载荷分别为横向载荷F R=5 000N，轴向载荷F Q=16 000N。
已知螺栓的相对刚度C b/（C b+C m）=0.25，接合面间摩擦系数，f=0.15，可靠性系数K s=1.2，螺栓材料的机械性能级别为8.8级，最小屈服极限σmin=640MPa，许用安全系数[S]=2，试计算该螺栓小径d1的计算值。
题4-52图题4-53图54 一牵曳钩用2个M10（d l=8.376 mm）的普通螺栓固定于机体上，如题4-54图所示。
已知接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K s=1.2，螺栓材料强度级别为6.6级，屈服极限σs=360MPa，许用安全系数[S]=3。
试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力F Rmax。
题4—54题图55 题4-55图所示为一凸缘联轴器，用6个M10的铰制孔用螺栓连接，结构尺寸如图所示。
两半联轴器材料为HT200，其许用挤压应力[σ]P1=100MPa，螺栓材料的许用切应力[τ]=92MPa，许用挤压应力[σ]P2=300MPa，许用拉伸应力[σ]=120MPa。
试计算该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。
若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓小径d l的计算值（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K s=1.2）。
56 有一提升装置如题4-56图所示。
题4-55题图题4-56图（1）卷筒用6个M8（d1=6.647mm）的普通螺栓固连在蜗轮上，已知卷筒直径D=150mm，螺栓均布于直径D0=180mm的圆周上，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K s=1.2，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MPa，试求该螺栓组连接允许的最大提升载荷W max。
（2）若已知W max=6 000N，其他条件同（1），试确定螺栓直径。