第十章 连接简答题

第七章连接
1.根据螺纹的旋向不同，螺纹可以分为几种？
答：左旋螺纹和右旋螺纹。

2.（1）常见螺纹是右旋还是左旋，是单线还是多线，为什么？
答：机械制造中一般采用右旋螺纹，有特殊要求时才使用左旋螺纹。

为了制造方便，一般螺纹的线数不超过4。

3.（1）组成螺纹副的外螺纹和内螺纹需满足什么条件？
答：牙型相同，公称直径相同，线数相同，旋向相同，螺距相同。

4.（1）分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。

答：普通螺纹的自锁性好、强度高，用于连接；梯形螺纹的效率比矩形螺纹略低，但牙根强度较高、易于对中，且磨损后能补偿，普遍用于螺纹传动。

5.（1）常用螺纹的类型主要有哪些？
答：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、梯形螺纹。

6.哪些螺纹主要用于连接，哪些螺纹主要用于传动？
答：普通螺纹和管螺纹主要用于连接，梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹一般用于传动。

7.为什么连接螺纹一定是单线三角螺纹，而传动螺纹是梯形、矩形、锯齿形螺纹？答：因为三角形螺纹的牙型角大、自锁性好；而梯形、矩形、锯齿形螺纹牙型角小、效率高，更适用于传动。

8.（1）螺纹连接的基本类型有哪些？
答：螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧钉螺顶连接、T形槽螺栓连接等。

9.（1）试指出普通螺栓连接、双头圆螺柱连接和螺钉连接的结构特点，以及各用在什么场合？
答：结构特点：普通螺栓连接被连接件上开有通孔，螺柱一端配有螺母；双头螺柱连接被连接件之一开有通孔，另一连接件（较厚件）上开有螺纹孔（盲孔），螺柱一端配有螺母；螺钉连接被连接件之一开有通孔，另一连接件（较厚件）开有螺纹孔（盲孔），不需要螺母。

应用场合：普通螺栓连接适用于被连接件可以开通孔的场合，而双头螺柱连接和螺钉连接适用于被连接之一较厚，不易开通孔的场合；双头螺栓连接和螺钉连接，前者更适用于经常拆卸的场合，后者适用于不经常拆卸的场合。

10.（1）常用的螺纹紧固件有哪些？
答：螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。

11.何谓螺纹连接的预紧，预紧的目的是什么，如何控制预紧力的最大值？
答：螺纹连接的预紧指的是在装配时拧紧，连接在承受载荷之前受到预紧力的作用；预紧的目的是为了保证螺纹连接的刚度，同时保证连接的紧密性和可靠性（防松能力）；预紧力的大小一般不超过材料屈服极限σs的80%。

12.螺纹连接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须要采取有效的防松措施呢？
答：在静载荷和温度变化不大的环境下，连接一般不会自动松脱，但是在冲击、震动和载荷变化、温度变化较大或者高温条件下，连接间的摩擦力会减小，或突然消失，或发生应力松弛而使得连接出现松动。

13.螺纹连接防松的方法按工作原理可分为哪几种（同时列出防松装置）？
答：摩擦防松，如：弹簧垫片等、机械防松（直接锁住），如：槽型螺母、止动垫片等、铆冲防松（破坏螺纹副关系），如：端铆、点焊等。

14.受拉螺栓的主要破坏形式是什么？
答：静载荷下损坏主要是螺纹部分的塑形变形和断裂，变载荷下损坏主要是螺栓的疲劳断裂。

15.受剪螺栓的主要破坏形式是什么？
答：螺栓杆与孔壁的贴合面出现压溃或者螺栓杆被剪断。

16.横向载荷作用下的普通螺栓连接与铰制孔用螺栓连接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同是，两种螺栓连接的预紧力和机构尺寸哪一个大？
答：前者是靠接合面处的摩擦力才承受横向载荷，后者是靠螺栓和被连接件之间的剪切和挤压来承受的。

前者靠摩擦力来承受横向载荷，所需的预紧力很大，是横向载荷的很多倍，直径也比较大。

17.紧螺栓连接的强度也可以按纯拉伸计算，但需要将拉力增大30%，为什么？
答：考虑拧紧时的扭转切应力，其大小约为拉应力的0.5倍，但根据第四强度理论其对螺栓的影响相当于将拉应力增大0.3倍。

18.对于紧螺栓连接，其螺栓的拉伸强度条件式中的系数为1.3，它的含义是什么？答：系数1.3是考虑到在总拉力Fa的作用下补充预紧，将总拉力增加30%，以考虑扭转切应力的影响。

19.计算普通螺栓连接时，为什么只考虑危险截面的拉伸强度而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度？
答：螺栓头、螺母和螺纹牙是根据螺杆的等级强度条件和使用经验来规定的，在试验中很少出现失效，因此一般不对其进行强度校核。

20.普通紧锣栓连接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷是什么循环？
答：受到的轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓受到的工作载荷为不变号的不对称循环载荷，0<r<1；受到的横向工作载荷为脉动循环时，螺栓受到的工作载荷为静载荷，r=1。

21.在什么情况下，螺栓连接的安全系数的大小与螺栓的直径有关？试说明其原因。

答：在不控制预紧力的情况下，螺栓连接的安全系数与螺栓直径有关，直径越小，安全系数越大。

原因：扳手的长度随螺栓直径的减小而线性减小，螺栓所能承受的载荷随着螺栓直径的减小而平方性减小，因此螺栓直径越小越易拧紧，也越易过载拧断，因而直径越小的螺栓需要更大的安全系数。

22.紧螺栓连接所受轴向变载荷在0～FE之间变化，当预紧力F0一定时，改变螺栓或被连接件的刚度，对螺栓连接的疲劳强度和连接的紧密性有何影响？
答：降低连接的刚度或增大被连接件的刚度，会提高螺栓连接的疲劳强度、降低连接的紧密性；反之，则会提高连接的紧密性，降低螺栓连接的疲劳强度。

23.为了提高螺栓的疲劳强度，在螺栓的最大应力一定时，可采取哪些措施来降低应力副？并举出三个结构例子。

答：可通过减小螺栓连接的刚度或提高被连接件的刚度来减小应力副。

具体方式如下：
（1）适当增加螺栓的长度
（2）采用减小螺栓杆直径的腰妆螺栓杆或空心螺杆
（3）在螺母下面安装弹性元件
24.将承受轴变载荷的连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处？
答：可以降低螺栓的刚度Kb，进而降低螺栓的相对刚度Kb/（Kb+Kc），最终可以降低影响螺栓疲劳强度的应力副2*FE*Kb/【（Kb+Kc）*兀d^2】。

25.在螺栓连接中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度，这是为什么？
答：螺纹的余留长度越长，螺栓杆的刚度越低，这对提高螺栓连接的强度有利。

对于承受变载荷和冲击载荷的螺栓连接，需要有较长的螺纹余留长度。

26.简要叙述提高螺栓连接强度的措施。

答：降低影响螺栓连接疲劳强度的应力副，改善螺纹牙上载荷的分布不均，减小应力集中，减小或避免附加应力，采用合理的制造工艺方法。

27.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈，即为什么适用过厚的螺母不能提高螺纹连接强度？
答：螺栓和螺母的变形使得螺母上各圈螺纹所承受的载荷并不相同，第一圈螺纹约承受总载荷的1/3，逐圈递减，第8圈螺纹几乎不承受载荷，第10圈根本不发挥作用，所以使用过厚的螺母并不能提高螺栓连接的疲劳强度。

28.键连接的功能是什么？
答：键是一种标准零件，通常用于实现轴与轮毂之间的周向定位以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。

29.半圆键连接与普通平键连接相比，有什么优缺点？
答：优点：半圆键工艺性更好，装配更方便，尤其适用于圆锥轴端和轮毂之间的连接；缺点：键槽比较深，对轴的强度削弱较大，只能用于轻载静载荷场合。

30.平键和楔键连接在工作原理上有什么不同，各有什么特点？
答：平键的工作面是左右两侧面，平键顶部与键槽底部留有间隙，这种键定心性好，装拆方便；楔键的工作面是上下面，楔键工作面有1：100的斜度，键槽底部也有1：100的斜度，当楔键打入键槽底部时，会在工作面产生很大的预紧力FE，产生摩擦力f*FE用以传递扭矩，还能承受单方向的轴向力。

31.普通平键连接的主要失效形式是什么？
答：主要失效形式是工作面被压溃，除非严重过载，否则一般是不会出现键的剪断。

32.在材料和载荷性质相同的情况下，动载荷的许用应力比静连接的许用挤压应力小，试说明原因。

答：因为动连接的失效形式为过度磨损而磨损的速度快慢又取决于压力的大小。

压力的大小首先应满足静强度
条件，即小于许用挤压应力，而为了使得动连接具有一定的寿命，往往又把动连接的许用挤压应力设的很低。

如果动连接相对滑动表面上经过淬火处理，其耐磨性增强，可适当提高其许用挤压应力值。

33.为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180度的位置；采用两个楔键时，着应沿周向相隔90度～120度；采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？答：平键布置在相隔180度的位置，两平键对轴的挤压力平衡，不会产生额外弯矩，受力状态好；楔键布置时夹角在90～120度，夹角过小，对轴的局部磨损比较大，
夹角过大，楔键的承受载荷能力会下降，当夹角为180度时，两个楔键承受载荷的能力相当于一个楔键承受载荷的能力；半圆键装配至同一母线上，半圆键对轴的磨损比较大，不能装配至轴的同一横截面，应装配至轴的同一母线上。

34.过盈连接的装配方法有哪些？
答：压入法和温差法。

35.为什么连接多用三角形螺纹？
答：因为三角形螺纹自锁性好，连接强度较高（特别是细牙螺纹）、制造简单；同时，使用时配合止动垫片或锁紧就可以承受变载荷、振动、振动载荷等。