螺栓连接实验分析思考题

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

螺栓连接实验报告答案

螺栓连接实验报告答案
实验报告格式
螺栓连接实验报告答案
摘要：
本实验对螺栓连接进行了实验研究，通过对螺栓的紧固力和拉
伸力进行测试与分析，得出了连接强度与紧固力之间的关系。

实
验结果表明，当紧固力逐渐增加时，螺栓的连接强度也逐渐增加。

本实验的结果对于螺栓工程应用具有重要意义。

实验目的：
1.了解螺栓紧固连接的基本原理。

2.掌握螺栓连接的紧固力测试方法。

3.掌握螺栓连接的拉伸力测试方法。

4.分析连接强度与紧固力之间的关系。

5.掌握实验数据处理与结果分析方法。

实验原理：
螺栓连接是一种通用紧固连接元件，广泛应用于机械、建筑、
电力等领域。

螺栓连接的强度与紧固力、材料、结构等因素有关。

本实验主要研究紧固力与连接强度之间的相关性。

实验步骤：
1. 准备工作：选取适当型号的螺栓及螺母，并放入试验机内。

2. 紧固力测试：对螺栓进行预紧后，在不同的紧固力下进行拉
伸强度测试。

3. 拉伸力测试：在相同的紧固力下，对试件进行拉伸测试，并
记录断裂拉伸力。

4. 数据分析：根据实验数据，计算得出紧固力和拉伸力之间的线性方程。

实验结果：
通过实验，得出了以下结果：
1. 当紧固力不断增加时，螺栓连接的强度也逐渐增加。

2. 线性方程为：F = kx + b，其中F代表连接强度，x代表紧固力，k、b为常数。

结论：
本实验研究了螺栓连接的紧固力与强度关系。

实验结果表明，当螺栓的紧固力增加时，其连接强度也随之增强。

本实验的结果对于工程应用有着重要的参考价值。

螺纹联接思考题

螺纹联接思考题1 ．常用的螺纹牙型主要有哪几种 ? 各有什么特点 ? 主要用途如何 ?2 ．螺纹的主要几何参数有哪些 ? 各参数间的关系如何 ? 在设计中如何运用 ?3 ．按螺旋线的线数分螺纹有哪些 ? 它们的自锁性能或效率如何 ? 联接螺纹常用的是哪种 ?4 ．按螺旋线的旋向分螺纹有哪些 ? 常用的是哪种 ? 如何判别螺纹的旋向 ?5 ．联接螺纹 ( 普通螺纹、管螺纹 ) 的使用特点是什么 ?6 ．同一公称直径的普通螺纹 ( 牙型角 a =60 ° ) 按螺距不同分为几种 ? 粗牙螺纹和细牙螺纹各适用于什么场合 ? 试比较同一公称直径 d 、不同螺距 P 的螺纹，其螺纹升角、自锁性能和强度有何不同 ?7 ．管螺纹的公称直径指哪个直径 ? 螺距如何表示 ? 8 ．螺栓联接，螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接的使用场合有何不同 ? 其主要特点各是什么 ?9 ．垫圈的作用是什么 ? 何时宜用硬垫圈？何时宜用软垫圈 ?10 ．螺母为何多做成六角形 ? 扳手开口与手柄为什么多制成偏转30 °的 ?11 ．螺栓常用材料是什么 ? 选用螺栓材料时主要考虑什么 ?12 ．螺纹紧固件按机械性能分级如何表示 ? 举例说明之。

13 ．松螺栓联接和紧螺栓联接有何区别 ? 在计算上有何不同 ?14 ．拧紧螺母时效率如何计算 ?15 ．为什么大多数螺纹联接都要预紧？16 ．拧紧螺母时，拧紧力矩 T 要克服哪些摩擦阻力矩 ? 此时，螺栓和被联接件各受到什么载荷 ( 力、力矩 )? 什么是螺纹付间的摩擦阻力矩 T? 它与什么有关 ?17 ．为什么直径小的螺栓在拧紧过程中容易拧断 ? 18 ．什么时候需要控制螺栓的预紧力 F0 ? 预紧力 F0 过小后果是什么 ? 预紧力F0 过大有什么结果 ?19 ．控制预紧力 F0 的常用方法有几种 ? 比较它们各有什么特点 ?20 ．螺栓组联接结构设计应考虑哪些方面的问题 ?21 ．对螺栓组联接进行受力分析都做了哪些假设 ? 22 ．普通螺栓联接 ( 螺栓与孔有间隙 ) 和铰制孔螺栓联接在承受横向外载荷时，螺栓在哪个方向受力 ? 其失效形式有何不同 ?23 ．受轴向载荷的紧螺栓联接，为什么螺栓受的总拉力 F2 并不等于预紧力 F0，和工作拉力 F 之和 ?24 ．选取螺栓标准件，为什么只要保证螺栓小径 d 1 的拉伸强度，就不必再考虑其它部份 ( 如螺栓头部 ) 和其它联接件 ( 如螺母，垫圈…… ) 的可能失效，也不必再进行强度计算 ?25 ．为什么要避免螺栓受附加应力 ? 应从结构和工艺上采取哪些措施 ?26 ．举例说明螺栓的松脱现象。

思考题及练习题五1分析比较普通螺纹管螺纹梯形螺纹和锯齿

思考题及练习题五5-1、分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹的特点，各举一例说明他们的应用。

5-2、螺纹联接为什么要预紧？预紧力的大小如何保证？5-3、螺纹联接常用的方法有哪几种？它们是如何防松的?其可靠性如何？试自行设计一种防松方案。

5-4、在受横向载荷的螺栓组联接中，什么情况下宜采用绞制孔用螺栓？5-5、受拉伸载荷作用的紧螺栓联接中，为什么总载荷不是预紧力和拉伸载荷之和？5-6、提高螺栓联接强度的措施有哪些？这些措施中那些主要是针对静载荷，那些主要是针对动载荷？5-7、螺纹连接件的常用材料是什么？对于螺栓和螺母的材料有什么要求？5-8、将承受轴向变载荷的连接螺纹的光杆部分做得细些有什么好处？5-9、分析活塞式空气压缩机气缸盖连接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力、最小应力将如何得出？当气缸内的最高压力提高时它的最大应力、最小应力将如何变化？5-10、图5-1所示的底板螺栓组连接受外力FΣ的作用。

外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。

试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？图5-15-11、图5-2是有两块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个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN ，载荷有较大的变动。

试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？图5-25-12、已知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接。

托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm 、大小为60kN 的载荷作用。

现用如图5-3所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问那一种布置形式所用的螺栓直径较小？为什么？图5-35-13、图5-4所示为一拉杆螺纹连接。

已知拉杆所受的载荷F=56kN，载荷稳定，拉杆材料为Q235钢，试设计此连接。

图5-45-14、两块金属板用两个M12的普通螺栓连接。

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

实验一螺栓连接实验Ⅰ、单个螺栓连接实验一、实验目的现代各类机械中，广泛应用螺栓进行联接，如何计算和测量螺栓受力情况及静、动态特性参数，是工程技术人员的一个重要课题。

本实验通过对螺栓的受力进行测试和分析，要求达到下述目的。

1、了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。

2、计算螺栓相对刚度，并绘制螺栓联接的受力变形图。

3、验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓联接的变形规律，及对螺栓总拉力的影响。

4、通过螺栓的动载实验，改变螺栓联接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓联接强度的各项措施。

二、实验项目LZS螺栓联接综合实验台可进行下列实验项目：1、(空心)螺栓联接静、动态实验。

(空心螺栓+ 刚性垫片+ 无锥塞)2、改变螺栓刚度的联接静、动态实验。

(空心螺栓、实心螺栓)3 、改变垫片刚度的静、动态实验。

(刚性垫片、弹性垫片)4、改变被连接件刚度的静、动态实验。

(有锥塞、无锥塞)三、实验设备及仪器该实验需LZS螺栓联接综合实验台一台，CQYDJ一4静动态测量仪一台，计算机及专用软件等实验设备及仪器。

1、螺栓联接实验台的结构与工作原理。

如图1-1所示。

（1）螺栓部分包括M16空心螺栓、大螺母、组合垫片和M8小螺杆组成。

空心螺栓贴有测拉力和扭矩的两组应变片，分别测量螺栓在拧紧时，所受预紧拉力和扭矩。

空心螺栓的内孔中装有M8小螺杆，拧紧或松开其上的手柄杆，即可改变空心螺栓的实际受载面积，以达到改变联接件刚度的目的。

组合垫片设汁成刚性和弹性两用的结构，用以改变被联接件系统的刚度。

（2）被联接件部分由上板、下板和八角环、锥塞组成，八角环上贴有应变片，测量被连接件受力的大小，中部有锥形孔，插入或拨出锥塞即可改变八角环的受力，以改变被连接件系统的刚度（3）加载部分由蜗杆、蜗轮、挺杆和弹簧组成，挺杆上贴有应变片，用以测最所加工作载荷的人小，蜗杆一端与电机相联，另一端装有手轮，启动电机或转动手轮使挺杆上升或下降，以达到加载、卸载(改变工作载荷)的目的。

螺栓联接例题(2)-螺栓部分3个不错的例题

i 1
故方案b螺栓所受最大横向力：
Fb max Fb1 F1 F21 4000 276423N 316423N . .
3)两方案比较因Famax<Fbmax，故方案比较合理
F2 F0
（2）按联接紧密性条件求所需最小预紧力
F0 F1 F1 F0 Cm F Cb C m Cm F Cb C m
F0 18502 0.2 5113 17479 N
F1 1.5 F F0 Cm F 1.5 F Cb C m Cm F 1.5 F 0.8 F 2.3F Cb C m
5）上面每个螺栓所受的总拉力F2可按式（5-18）求得 Cb F2 F0 F 6520N 0.2 2796N 7079N Cb Cm 3.确定螺栓直径选择螺栓材料为Q235、性能等级为4.6的螺栓，由表5-8查得材料屈服极限 σs=240MPa，由表5-10查得安全系数S=1.5，故螺栓材料的许用应力为：
F0 1.5 F
F0 2.3 5113 11760N 11760N F0 17479N
例3、一块矩形钢板用4个螺栓固连在宽度为250mm的槽钢上，螺栓的布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。已知载荷FΣ=16000N， l=425mm， a=75mm， b=60mm。设钢板和槽钢的摩擦系数f=0.12，防滑系数Ks=1.2。试问：若采用铰制孔螺栓，试比较哪种螺栓布置方案合理
s
ca
S 1.3F2 4 d12

240 160MPa 1.5 , F2
d12 13.8352 160
4 1.3 4 1.3
18502 N
3.求预紧力F0允许的范围

螺栓连接实验报告答案

螺栓连接实验报告答案螺栓连接实验报告答案螺栓连接是一种常见的机械连接方式，广泛应用于各种工程领域。

本次实验旨在研究螺栓连接的力学性能，并探讨螺栓连接在不同条件下的应用范围和限制。

1. 实验目的本实验的主要目的是通过对螺栓连接进行拉伸试验，研究螺栓连接的强度和刚度特性。

通过实验数据的分析，可以评估螺栓连接的可靠性和适用范围。

2. 实验装置和方法本实验采用了一台拉伸试验机，用于对螺栓连接进行拉伸加载。

实验中使用了标准尺寸的螺栓和螺母，并使用扭力扳手对其进行预紧力的控制。

拉伸试验时，通过加载机械力，逐渐增加螺栓连接的拉伸载荷，记录相应的变形和载荷数据。

3. 实验结果与分析根据实验数据的分析，我们可以得出以下结论：- 螺栓连接的强度主要取决于螺栓的材料和直径。

在实验中，我们可以观察到螺栓在达到一定载荷后开始发生塑性变形，最终导致断裂。

这表明螺栓连接的强度是有限的，需要根据实际应用情况来选择合适的螺栓材料和尺寸。

- 螺栓连接的刚度与预紧力密切相关。

实验中，我们通过扭力扳手对螺栓进行预紧力的控制，发现预紧力的增加可以显著提高螺栓连接的刚度。

这是因为预紧力可以增加螺栓连接的接触面积，减小摩擦和松动的可能性，从而提高连接的刚度。

- 螺栓连接的可靠性也与预紧力密切相关。

过低的预紧力可能导致连接松动，而过高的预紧力可能导致连接过紧，甚至引起螺纹损坏。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的预紧力。

4. 螺栓连接的应用范围和限制螺栓连接作为一种常见的机械连接方式，在工程领域有着广泛的应用。

它具有以下优点：- 安装和拆卸方便，适用于需要频繁拆卸和维修的场合。

- 可以调节连接的紧固力，适用于不同应力和载荷条件下的工程。

- 螺栓连接的强度和刚度可以通过预紧力的调整来控制，具有较好的可靠性。

然而，螺栓连接也存在一些限制：- 螺栓连接需要进行预紧力的控制，这需要一定的专业知识和经验。

- 螺栓连接的强度和刚度有一定的限制，不适用于承受极高载荷或要求极高精度的场合。

机械设计(2.1.3)--螺纹联接思考题

第二章螺纹联接
1、说明螺纹连接的基本类型及应用。

螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接。

螺栓连接用于被连接件不厚、通孔且经常拆卸的场合；双头螺柱连接用于被连接件之一较厚、盲孔且经常拆卸的场合；螺钉连接用于被连接件之一较厚、盲孔且不经常拆卸的场合。

2、提高螺栓联接强度的措施有哪些？
降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；
减小应力集中；避免或减小附加应力。

3、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。

因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。

根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。

4、常用的螺纹紧固件有哪些？
常用的螺纹紧固件品种很多，包括螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等5、提高螺栓联接强度的措施有哪些？
降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；避免或减小附加应力。

6、分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。

答：普通螺纹自锁性能好，强度高，主要用于连接。

梯形螺纹效率比矩形螺纹略低，但牙根强度较高，易于对中，磨损后可以补偿；在螺旋传动中应用最普遍。

机械原理及设计思考题练习题 (13)

第五章螺纹连接和螺旋传动1. 常用螺纹的种类有哪几种？在设计螺旋千斤顶等滑动螺旋装置时宜选用哪种螺纹？为什么？为提高传动效率应选多线螺纹还是单线螺纹为宜？2. 观察日常生活中的机械装置，说明螺纹连接的基本类型有哪些？各用于什么场合？试画出螺纹连接的四种典型结构。

3. 螺纹零件的d、d1、d2和d s四种直径在计算中应如何使用？4. 在螺纹连接中，螺栓受力和连接受力是否相同？连接承受横向载荷时，螺栓是否一定受横向载荷？5. 试述螺栓连接的主要失效形式和拆装中应注意的问题。

6. 题6图. 所示钢板采用两个M20的普通螺栓连接，若被连接件接合面的摩擦因数f=0.2，可靠系数K f=1.2，螺栓的性能等级为3.6，材料选用Q215，试计算该连接允许传递的载荷F R。

题6图.7. 图示为一凸缘联轴器，用4个M12的普通螺栓连接，螺栓中心均匀分布在D=105mm，且安装时不控制预紧力。

已知螺栓材料为35钢，性能等级为4.8级，联轴器接合面间摩擦因数f=0.2，可靠系数K f=1.2，该联轴器能传递多大载荷？题7图.8. 题8图. 所示，刚性联轴器用4个M16小六角头铰制孔用螺栓连接，螺栓材料为45钢，受剪面处螺栓直径为17mm，其许用最大扭矩T=1.5kN·m（设为静载荷），试校核其连接的强度。

联轴器材料HT250。

题8图.9.题9图.所示，气缸内径D=150mm，气缸内气体压强p=1.5MPa，缸盖与缸体间用6个4.8级的螺栓连接，控制预紧力，试确定螺栓直径。

题9图. 压力容器盖的螺栓连接10.题10图.示一汽缸盖螺栓组连接，已知汽缸内压力在0~1.5MPa间变化，缸盖和缸体均为钢制，为保证气密性要求，试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。

题10图.11.铰制孔用螺栓组连接的三种方案如图所示，已知L=300mm，a=60mm，试求三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪个方案较好？题11图.。

第二篇连接预习思考题

第二篇连接预习思考题第二篇连接预习思考题第二篇连接预习思考题1、工程上常用的连接有哪些类型? 选择连接类型时需要考虑哪些因素?2、选择几种你身边的机械和物品，观察其包含的连接方式，并思考为何采用该方式连接？3、设计连接时，一般应考虑哪些因素？影响连接强度的主要因素有哪些？4、要连接两块厚约0.2 mm很薄的钢板，试分析采用螺栓、铆钉、电弧焊接、粘接等方法是否可行，是否还有其他更合适的办法？5、常用的螺纹有哪几类？它们各有什么特点？哪些用于连接？哪些用于传动？其中哪些已标准化？6、什么叫螺纹的自锁现象？自锁条件如何？螺旋副的传动效率又如何计算？7、常用的螺纹连接零件有哪些？螺纹连接有哪几种基本类型？各适用于什么场合？8、改正下列螺纹连接中的错误,画出正确的图。

9、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?10、在实际应用中，绝大多数螺纹连接都要预紧，预紧的目的是什么？预紧力的大小如何保证？11、连接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置?常用的防松方法有哪几种？它们是如何防松的？其可靠性如何？试自行设计一种防松方案。

12、螺栓组连接的结构设计主要包括哪些内容？应注意些什么问题？13、对于受弯矩或转矩作用的螺栓组，螺栓应布置在尽量靠近对称中心，还是尽量远离对称中心？为什么？14、螺栓组连接受力分析的目的是什么？在进行受力分析时，通常要作哪些假设条件？螺栓组连接的基本受载类型有哪些？15、螺栓组连接承受的载荷与螺栓组内螺栓所受的力之间有什么关系？若螺栓组受横向载荷，螺栓是否就一定受剪切？16、受横向载荷的螺栓组连接，什么情况下宜采用铰制孔用螺栓？17、受旋转力矩作用的普通螺栓组连接与铰制孔用螺栓组连接的受力分析有什么不同？18、在受转矩的铰制孔用螺栓组连接和受翻转力矩的螺栓组连接中，螺栓的变形协调条件是什么？力矩的平衡条件是什么？19、受翻转力矩的螺栓组连接应满足哪些不失效条件？20、单个螺栓受载形式有哪些？螺栓的主要失效形式有哪些？经常发生在哪个部位？相应的计算准则是什么？21、松螺栓连接和紧螺栓连接的区别是什么？在计算中如何考虑这些区别？22、只承受预紧力的紧螺栓连接，当工作载荷为横向力，其预紧力如何确定？螺栓受到什么载荷的作用？产生什么应力？23、画出单个螺栓连接的受变形线图，并根据线图写出螺栓的总拉力、预紧力和残余预紧力的计算公式。

螺栓组实验

《螺栓组连接》实验指导书一、实验目的1、测试螺栓组连接在倾覆力矩作用下各螺栓所受的载荷；2、深化课程学习中对螺栓组连接受力分析的认识；3、初步掌握电阻应变仪的工作原理和使用方法。

二、实验台结构及工作原理图1 多功能螺栓组连接实验台结构1. 机座2．测试螺栓3．测试梁4．托架5．测试齿块 6．杠杆系统7．砝码8．齿板接线柱 9. 螺栓1-5接线柱 10. 螺栓6-10接线柱 11. 垫片多功能螺栓组连接实验台结构如图1所示，被连接件机座1和托架4被双排共10个螺栓2连接，连接面间加入垫片11（硬橡胶板），砝码7的重力通过双级杠杆加载系统6（1：75）增力作用到托架4上，托架受到倾覆力矩的作用，螺栓组连接受横向载荷和倾覆力矩联合作用，各个螺栓所受轴向力不同，它们的轴向变形也就不同。

在各个螺栓上贴有电阻应变片，可在螺栓中段测试部位的任一侧贴一片，或在对称的两侧各贴一片，如图2所示．各个螺栓的受力可通过贴在其上的电阻应变片的变形，用电阻应变仪测得。

图2 螺栓安装及贴片图多功能螺栓组连接实验台的托架4上还安装有一测试齿块5，它是用来做齿根应力测试实验的；机座1上还固定有一测试梁3（等强度悬臂梁），它是用来做梁的应力测试实验的。

测试齿块5与测试梁2与本实验无关，在做本实验前应将测试齿块5固定螺钉拧松。

三、实验方法及步骤1. 实验方法：①螺栓初预紧方法抬起杠杆加载系统，不使加载系统的自重加到螺栓组连接件上。

先将图2中所示的右端各螺母I用手（不能用扳手）尽力拧紧，然后在把左端的各螺母也用手尽力拧紧(如果在实验前螺栓已经受力，则应将其拧松后再做初预紧) 。

②应变测量点预调平衡方法以各螺栓初预紧后的状态为初始状态，先将杠杆加载系统安装好，使加载杆的重力通过杠杆放大，加到托架上；然后再进行各螺栓应变测量的“调零”（预调平衡），即把应变仪上各测量点的应变量都调到“零”读数。

预调平衡砝码加载前，应松开测试齿块（即使载荷直接加在托架上，测试齿块不受力）；加载后，加载杠杆一般呈向向左倾斜状态。

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 ]

机械设计基础螺栓连接性能测试实验指导书

机械设计基础螺栓连接性能测试实验指导书螺栓连接性能测试实验指导书——(2)螺栓组连接受力与相对刚度实验一、实验目的1、验证螺栓组连接受力分析理论；2、了解用电阻应变仪测定机器机构中应力的一般方法。

二、实验设备和工作原理螺栓组连接实验台由螺栓连接、加载装置及测试仪器三部分组成。

如图1所示螺栓组连接是由十个均布排列为二行的螺栓将支架11和机座12连接起来而构成。

加载装置是由具有1：100放大比的两极杠杆13和14组成，砝码力G经过杠杆放大而作用在支架上的载荷为P，因此，连接接触面将受有横向载荷P和翻转力矩M。

(N·㎜)(N)式中l—力臂（㎜）由于P和M的作用，在螺栓中引起的受力是通过贴在每个螺栓上的电阻应变片15的变形并借助电阻应变仪而测得。

电阻应变仪是通过载波电桥将机械量转换成电量实现测量的。

如图2所示，将贴在螺栓上的电阻应变片1作为电桥一个桥臂，温度补偿应变片2为另一个桥臂。

螺栓不受力时，使电桥呈现平衡状态。

当螺栓受力发生变形后，应变片电阻值发生变化，电桥失去平衡，输出一个电压讯号，经放大、检波等环节，便可在应变仪上直接读出应变值来。

经过适当的计算就可以得到各螺栓的受力大小。

图1螺栓连接实验台结构简图1，2，……10—实验螺栓；11—支架；12—机座；13—第一杠杆；14—第二杠杆；15—电阻应变片；16—砝码(相关尺寸：l=200㎜;a=160㎜;b=105㎜;c=55㎜;G=22N)图2电桥工作原理图本实验是针对不允许连接接合面分开的情况。

螺栓预紧时，连接在预紧力作用下，接合面间产生挤压应力。

当受载后，支架在翻转力矩M作用下，有绕其对称轴线0-0翻转趋势，使连接右部挤压应力减小，左部挤压应力增加。

为保证连接最右端处不出现间隙，应满足以下条件：(1)式中Qp—单个螺栓预紧力（N）；Z—螺栓个数Z=10；A—接合面面积A=a(b-c)(㎜2)M—翻转力矩M=PlW—接合面抗弯剖面模量（㎜3）化简（1）式得为保证一定安全性，取螺栓预紧力为(2)螺栓工作拉力可根据支架静力平衡条件求得，由平衡条件有：M=Pl=F1r1+F2r2+…+Fzrz(3)式中F1、F2…Fz—各螺栓所受工作力r1、r2…rz—各螺栓中心到翻转轴线的距离根据螺栓变形协调条件有：(4)由式（3）和式（4）可得任一位置螺栓工作拉力(5)在翻转轴线0-0右边，Fi使螺栓被拉紧，轴向拉力增大，而在0-0线左边的螺栓被放松，预紧力减小。

螺栓联接综合实验心得与建议

螺栓联接综合实验心得与建议一、前言螺栓联接是机械工程中常见的一种连接方式，具有简单、可靠、易拆卸和重复使用等特点，广泛应用于各个领域。

为了更好地理解螺栓联接的原理和性能，我们进行了螺栓联接的综合实验。

在实验中，我们通过设计合理的实验方案，选择适当的试验设备和方法，深入研究了螺栓联接的力学性能、失效形式以及影响因素等内容。

在实验过程中，我们不断总结经验、排除故障，最终获得了一些宝贵的心得和建议。

二、实验过程2.1 实验准备在进行螺栓联接实验前，我们首先对实验的目的和要求进行了全面的了解，并进行了充分的准备工作。

具体包括实验设备和试样的准备、实验操作流程的设计、实验数据的处理和分析方法的选择等。

2.2 实验步骤在实验中，我们按照事先设计好的实验步骤进行了实验操作。

首先，我们将试样固定在试验平台上，然后通过加力装置施加不同大小的拉力。

在施加拉力的过程中，我们记录了试样的变形和载荷的变化，并及时调整实验条件，确保实验数据的准确性和可靠性。

2.3 实验数据采集与分析在实验过程中，我们采用了合适的数据采集装置，将试验过程中的数据实时记录下来。

随后，我们对实验数据进行了分析，得出了一些有价值的结论。

同时，我们还通过统计学方法对数据进行处理，计算了一些重要的参数，如拉伸强度、屈服强度等。

2.4 实验结果与讨论根据实验数据和分析结果，我们得出了一些关于螺栓联接的重要结论。

首先，螺栓联接的拉伸性能良好，可以承受较大的拉力。

其次，螺栓联接在较大的载荷作用下会出现塑性变形，同时伴随着载荷的增加，螺栓的失效形式逐渐为断裂。

最后，螺栓联接的力学性能受到许多因素的影响，如螺纹形状、材料性能、预紧力等。

这些结论对于螺栓联接的设计和使用具有重要的指导意义。

三、实验心得3.1 实验设计在实验中，我们设计了合理的实验方案，确定了试验设备和方法，使得实验过程更加顺利。

同时，我们还充分考虑了实验的安全性和可行性，确保了实验操作的简便性和可重复性。

螺栓联接拉伸实验报告

考察联接件刚度不同时对螺栓应力幅的影响将两个套筒在预紧力相同的f图线画在同一坐标中进行分析比较
螺栓联接拉伸实验报告
学生姓名
学号
专业、班级
实验日期
成绩
指导教师
一、实验报告
1．测试记录
2．实测螺栓应力分布图
二、思考题
1．理论计算和实验所得结果误差产生的原因有哪些？
2．被联接件和螺栓的刚度大小对应力分布有何影响？
3．若翻转中心不在0-0线上，说明什么比分析。
5．考察联接件刚度不同时，对螺栓应力幅的影响，将两个套筒在预紧力相同的F—λ图线画在同一坐标中进行分析比较。
三、实验心得与建议

钢结构螺栓连接计算例题

355
290
225
190
155
100
10.9
280
230
175
150
125
80
8.8
M30
M27
M24
M22
M20
M16
螺栓公称直径（mm）
螺栓的性能等级
一个高强螺栓设计预拉力P值（kN）
表3-10
4、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数
连接板接触面之间摩擦力的大小与摩擦系数有关，称为抗滑移系数，与表面处理方式有关。
图示连接受偏拉及剪力作用，由于没有支托板，剪力由螺栓本身承担即要承担拉力，同时要承担剪力，即螺栓受剪和拉。
或
对于螺栓受拉剪同时作用的承载能力，按实验结果可用相关关系计算：
或者，螺栓的破坏是拉和剪共同作用下的破坏。另外螺栓的对孔壁的挤压破坏同时可能出现。
解：（1）承托承受全部剪力
先计算单个螺栓所能承受的拉力设计值。
查p276附表8和p249附表1-3：Ae=245mm2，ftb=170N/mm2
V
e
4×100
50
50
1
5
180
M
N1
N2
N3
N5
N4
y1
y2
y3
y4
这时，螺栓群只承受剪力所产生的弯矩 M=Ve=250×0.14=35kNm。这时应当按螺栓的抵抗弯矩绕最下边一排螺栓转动。设螺栓为M20,螺栓为5排2列，共10个。
在式中各个系数的含义：使螺栓中的拉应力接近于所用材料的屈服点（f0.2）,考虑材料不均匀系数0.9、超张拉系数0.9和剪应力（拧螺母时产生）引起的承载力降低系数1.2,按5kN的模数，予拉力计算列表