机械设计题库螺纹连接
机械设计螺纹连接例题
1. 初选M16，S= 4
[]=s/S=320/4 = 80MPa
d1
1.3F0
1 [ ]
5.2 40000 28.775mm
80
4
§2 螺纹连接 (screwed joint)
由螺纹标准知，M16的d1=13.835mm，估计偏小，不适用。 2. 选M24，S=3.14(插值计算)
[]=s/S=320/3.14 MPa
Fmax=F+Fs1=3000 +12000 =15000N
3. 方案比较
方案a比较合理。
§2 螺纹连接 (screwed joint)
例2.1：某普通螺栓组连接，横向静载荷F=30kN，接合面摩擦系 数f=0.15，接合面数i =1，可靠系数KS=1.2，共有6个螺栓，不控 制预紧力，螺栓材料为碳钢，性能等级4.8，试确定螺栓规格。
解：单个螺栓预紧力F0
由于不控制预紧力，采用估算法确定安全系数S，由表5-10 。
§2 螺纹连接 (screwed joint)
（a）
（b）
(1) 横向载荷F作用下，方案中，每个螺栓的横向载荷均为： F=F /4 =12000/4 =3000N，方向同F 。
(2) 转矩T作用下，方案a，各螺栓中心到形心距离为：
ra a2 a2 1002 1002 141.4mm Fs1=Fs2=Fs3=Fs4=T/4ra= 4.8×106/4×141.4 = 8487N 由图(a)可知，螺栓1、2的合力(总横向载荷)最大，即
由静力学得到
F=4F/5=0.8F F0==K1.S2F×0/.8fzFi/0.2×2×1
=2.4F
1.3F0
d
2 1
5.2 2.4F
机械设计螺纹连接计算题
【例1】 图示方形盖板用四个螺钉与箱体连接，盖板中心O 点的吊环受拉力F Σ=8kN 。
试完成：（1）取残余预紧力F 1为工作拉力的0.8倍，求螺钉的总拉力F 2；（2）如果已知M6螺钉的d 1＝4.917mm ，[σ]=260MPa ，试校核螺钉组的强度。
F ∑ 4-M6200 600解：（1）求各螺钉的工作拉力：F=F Σ/n =8/4=2kN（2）求各螺钉的残余预紧力：F 1=0.8F =1.6kN（3）求各螺钉的总拉力：F 2=F 1+F =3.6kN（4）校核螺钉的强度：[]σπσ<=⨯⨯==246.59MPa 917.414.300362.55.22212d F 该螺钉组满足强度条件【例2】 如图所示，两根梁用8个5.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接。
梁受到拉力F =32kN ，摩擦系数f =0.2，安全系数S =1.5，防滑系数K S =1.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的小径。
F F解：（1）求螺栓的预紧力：N 24000242.0320002.10=⨯⨯⨯=≥fzi F K F s （2）求螺栓的许用拉应力 屈服极限：MPa s 3001006.05=⨯⨯=σ许用拉应力：[]200MPa 5.1/300/===S S σσ（3）求螺栓的小径[]mm 1.1420014.3240002.52.501=⨯⨯=≥σπF d【例3】 起重卷筒与大齿轮用6个普通螺栓连接在一起，如图所示。
已知卷筒直径D =600mm ，螺栓分布圆直径D 0=800mm ，接合面间的摩擦系数f =0.15，防滑系数K s =1.2，起重钢索拉力Q =40kN ，螺栓材料的许用拉应力[σ]=80Mpa ，试求螺栓小径。
解：（1）求起重卷筒传递的扭矩：T =QD /2=40000×600/2=1.2×106 N.mm（2）求预紧力：N 4000400615.0102.12.16s 0=⨯⨯⨯⨯=≥fzr T K F （3）求螺栓直径：[]mm 1.912014.340002.52.501=⨯⨯=≥σπF d Q D 0D。
机械设计考试题库
机械设计考试题库螺纹连接⼀、选择题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。
A. 好B. 差C. 相同D. 不⼀定。
2.在螺栓连接中，有时在⼀个螺栓上采⽤双螺母，其⽬的是 C 。
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。
3.螺栓的材料性能等级标成6.8级，其数字6.8代表 A 。
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4.受轴向⼯作载荷的紧螺栓连接中，螺栓受到的总拉⼒F0与预紧⼒F′、残余预紧⼒F〞和⼯作拉⼒F之间的关系为 B 。
A. FFF+'=0B. FCCCFFmBB++'=C. FFF''+'=5.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D 。
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，也可能受到挤压作⽤6.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 。
A. 480 MPaB. 6 MPaC. 8 MPaD. 0. 8 MPa7.下列四种螺纹中，⾃锁性能最好的是B。
A. 粗⽛普通螺纹B. 细⽛普通螺纹C. 梯形螺纹D. 锯齿形螺纹8.⽤于联接的螺纹多为普通螺纹，这是因为普通螺纹C。
A、传动效率好；B、防振性能好；C、⽛根强度⾼，⾃锁性能好；D、⾃锁性能差。
9.当常拆装的两个被联接件加⼯成⼀个通孔⼀个盲孔时，宜采⽤ B 。
A、螺栓联接；B、双头螺柱联接；C、螺钉联接；D、紧定螺钉联接。
10.当两个被联接件不太厚，便于加⼯成通孔时，宜采⽤ A 。
A、螺栓联接；B、双头螺柱联接；C、螺钉联接；D、紧定螺钉联接。
11.对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是 D 。
A、拉⼒；B、扭矩；C、压⼒；D、拉⼒和扭矩；⼆、填空题12.13.在螺纹联接中最常⽤的螺纹⽛型是三⾓形螺纹。
螺纹连接习题及答案
螺纹连接习题及答案螺纹连接习题及答案螺纹连接是机械工程中常见的一种连接方式，它通过螺纹的互相咬合来实现零件之间的紧固。
在实际工程中，对于螺纹连接的设计和计算十分重要。
本文将介绍一些螺纹连接的习题，并给出相应的答案，以帮助读者更好地理解和应用螺纹连接。
习题一：某机械零件需要使用螺纹连接，要求能够承受1000N的拉力。
已知螺纹的材料为碳钢，螺纹直径为10mm，螺距为1.5mm。
请计算螺纹连接的最小螺纹长度。
解答：螺纹连接的最小螺纹长度可以通过以下公式计算：L = K * d其中，L为最小螺纹长度，K为螺纹长度系数，d为螺纹直径。
根据经验值，螺纹长度系数K一般为1.5~2。
在本题中，我们取K=1.8。
将已知数据代入公式，可得最小螺纹长度L = 1.8 * 10 = 18mm。
因此，螺纹连接的最小螺纹长度为18mm。
习题二：某机械零件需要使用螺纹连接，要求能够承受1000N的拉力。
已知螺纹的材料为碳钢，螺纹直径为10mm，螺距为1.5mm。
请计算螺纹连接的最小螺纹材料截面面积。
解答：螺纹连接的最小螺纹材料截面面积可以通过以下公式计算：A = F / (σ * K * d)其中，A为最小螺纹材料截面面积，F为拉力，σ为螺纹材料的抗拉强度，K为螺纹长度系数，d为螺纹直径。
根据材料性质表，碳钢的抗拉强度σ一般为400MPa。
将已知数据代入公式，可得最小螺纹材料截面面积A = 1000 / (400 * 1.8 * 10)≈ 0.14mm²。
因此，螺纹连接的最小螺纹材料截面面积为0.14mm²。
习题三：某机械零件需要使用螺纹连接，要求能够承受1000N的拉力。
已知螺纹的材料为碳钢，螺纹直径为10mm，螺距为1.5mm。
请计算螺纹连接的最小螺纹剪切面积。
解答：螺纹连接的最小螺纹剪切面积可以通过以下公式计算：A_s = F / (τ * K * d)其中，A_s为最小螺纹剪切面积，F为拉力，τ为螺纹材料的抗剪强度，K为螺纹长度系数，d为螺纹直径。
机械设计总论及螺纹连接-答案
《机械设计》作业一 —— 机械设计总论及螺纹连接姓名班级学号成绩一、填空题1、若一零件的应力循环特性r=+0.5，σa =70N/mm 2，则此时σm 为210N/ mm 2，σmax 为280 N/mm 2，σmin 为140 N/mm 2。
2、材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1 =300N/mm 2，循环基数N 0=106，寿命指数m=9，当应力循环次数N=105时，材料的弯曲疲劳极限 σ-1N =387.5N/mm 2。
3、在变应力工况下，机械零件的损坏将是疲劳断裂，这种损坏的断面包括光滑区和粗糙区。
4、机械零件常见的失效形式有整体断裂、过大的残余变形、表面破坏、正常工作条件的破坏。
5、螺纹的公称直径是指螺纹的___大径__。
6、粗牙螺纹的定义是_同一螺纹公称直径下螺距最大的那种规格的螺纹。
7、螺纹的升角是指螺纹中径处的升角,拧紧螺母时效率公式为)(v tg tg ρψψη+=。
8、在螺纹连接中，当两个被连接件之一太厚，不宜制成通孔、采用普通螺栓连接时，往往采用_____螺钉___连接或双头螺柱连接。
9、三角形螺纹主要用于联接，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。
10、螺纹连接常用的防松方法有摩擦防松、机械防松、破坏防松。
11、螺纹连接的拧紧力矩包括克服螺纹副相对转动的阻力矩和螺母与被联接件支承面间的摩擦阻力矩。
12、计算螺栓强度时用螺栓的小径，分析螺纹的受力时用螺栓的中径。
13、仅承受预紧力的是紧螺栓连接强度计算时，螺栓危险截面上有拉伸和扭转载荷联合作用。
因此，在截面上有拉应力和剪应力。
14、采用经机械加工制成的凸台或沉头座孔做为螺栓与螺母接触的支承面是为了避免螺栓受到偏心载荷。
15、螺栓强度等级标记6.6级，6⨯6⨯10=360MPa表示材料的屈服强度；螺母强度等级标记8级，8⨯100=800MPa表示材料的抗拉强度。
16、对于重要的联接不宜用小于M12-M16的螺栓主要是因为避免预紧时拧断螺栓。
机械设计 螺纹联接和螺旋传动题库及答案
螺纹联接和螺旋传动题库及答案一、 思考题（略） 二、 习题1、如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图：（1）当工作载荷为2000N 时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。
（少？解：（1）145tan =︒=c k ，由图知预紧力N 40000＝F 。
螺栓所受总拉力N 32472000157735.057735.040000=⨯++=++=E c b b a F k k k F F 被联接件间剩余预紧力N 27322000157735.0140000=⨯+-=+-=E c b c R F k k k F F a F 和R F 图示如下：（2）被联接件不出现缝隙，需00≥+-=E cb cR F k k k F F N .4630940001157735.00max =⨯+=+F k k k F c c b E ≤2．受轴向力紧螺栓联接，已知螺栓刚度N/mm104.0k 6b⨯=，被联接件刚度N/mm 106.1k 6c⨯=，螺栓所受预紧力N 80000=F ，螺栓所受工作载荷为N 0004E=F 。
要求：（1）按比例画出螺栓与被联接件受力-变形图（比例尺自定）。
（2）在图上量出螺栓所受的总拉力a F 和剩余预紧力R F ，并用计算法求出此二值，互相校对。
（3）若工作载荷在0～4000 N 之间变化，螺栓的危险截面面积为96.6mm 2，求螺栓的应力幅σa 和平均应力σm （按计算值F 0等求σm 、σa ，不按作图求值)。
预紧后螺栓变形mm 20.0104.08000k F 6b 00=⨯==b δ 被联接件变形mm 005.0106.18000k 6c 00=⨯==F c δ（1）4000NF aF E F R。
机械设计经典问答题-附答案
机械设计经典问答题-附答案-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1第一课螺纹连接1.问：常用螺纹的类型主要有哪些？答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。
2.问：哪些螺纹主要用于联接哪些螺纹主要用于传动答：普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹主要用于联接。
梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。
3.问：螺纹联接的基本类型有哪些？答：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。
其它还有地脚螺栓联接、吊环螺钉联接和T型槽螺栓联接等。
4.问：螺纹联接预紧的目的是什么？答：预紧的目的在于增强联接的可靠性和紧密性，以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对滑移。
5.问：螺纹联接防松的方法按工作原理可分为哪几种？答：摩擦防松、机械防松（正接锁住）和铆冲防松（破坏螺纹副关系）等。
6.问：受拉螺栓的主要破坏形式是什么？答：静载荷下受拉螺栓的损坏多为螺纹部分的塑性变形和断裂。
变载荷下多为栓杆部分的疲劳断裂。
7.问：受剪螺栓的主要破坏形式是什么？答：螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。
8.问：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幅？并举出三个结构例子。
答：可采取减小螺栓刚度或增大被联接件刚度的方法来降低应力幅。
1）适当增加螺栓的长度；2）采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安装弹性元件。
9.问：螺纹联接设计时均已满足自锁条件，为什么设计时还必须采取有效的防松措施？答：在静载荷及工作温度变化不大时，联接一般不会自动松脱。
但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成联接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生联接松脱。
10.问：横向载荷作用下的普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接两者承受横向载荷的机理有何不同？当横向载荷相同时，两种答：前者靠预紧力作用，在接合面间产生的摩擦力来承受横向力；后者靠螺栓和被联接件的剪切和挤压来承载。
机械设计考研题库螺纹联接
机械设计考研题库螺纹联接螺纹联接是机械设计中常用的一种连接方式，它通过螺纹的旋合来实现两个或多个零件的紧固。
在考研的机械设计题库中，关于螺纹联接的题目通常涉及螺纹的类型、设计、计算以及螺纹联接的失效分析等方面。
以下是一些可能的题目内容：1. 螺纹的分类：螺纹按照其用途可以分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹等。
请列举每种螺纹的特点和应用场景。
2. 螺纹的参数：螺纹的主要参数包括螺距、公称直径、外螺纹和内螺纹等。
请解释这些参数的定义，并说明它们是如何影响螺纹联接的性能的。
3. 螺纹联接的设计：设计螺纹联接时需要考虑哪些因素？请列出至少三个主要因素，并解释它们对设计的影响。
4. 螺纹的制造与加工：螺纹可以通过切削、滚压或铸造等方式制造。
请简述每种方法的优缺点，并讨论它们在实际生产中的应用。
5. 螺纹联接的失效模式：螺纹联接可能因为过载、疲劳或腐蚀等原因失效。
请描述这些失效模式，并提出预防措施。
6. 螺纹联接的预紧力：预紧力是螺纹联接中的一个重要概念。
请解释预紧力的作用，并讨论如何确定合适的预紧力。
7. 螺纹联接的计算：在设计螺纹联接时，需要进行哪些计算？请给出计算螺栓拉伸应力、螺栓剪切应力和螺栓的许用载荷的公式。
8. 螺纹的标准化：螺纹的标准化对于机械设计和制造具有重要意义。
请讨论标准化螺纹的好处，并列举一些常见的螺纹标准。
9. 螺纹联接的维护：为了确保螺纹联接的可靠性，需要进行定期的维护。
请列出螺纹联接维护的步骤，并解释每步的重要性。
10. 螺纹联接的新材料应用：随着新材料的发展，螺纹联接材料的选择也更加多样化。
请讨论新型材料如高强度钢、钛合金等在螺纹联接中的应用及其优势。
通过上述题目，考生可以对螺纹联接有一个全面而深入的理解，从而在机械设计的考研中取得好成绩。
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第6章 螺纹联接一、选择题1．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．矩形螺纹D．锯齿形螺纹【答案】A2．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【答案】C3．螺纹联接防松的根本问题在于（）。
A．增加螺纹联接的刚度B．增加螺纹联接的轴向力C．增加螺纹联接的横向力D．防止螺纹副的相对转动二、填空题1．三角形螺纹的牙型角α=______，适用于______。
而梯形螺纹的牙型角α=______，适用于______。
【答案】60°；连接；30°；传动2．螺旋副的自锁条件是______。
【答案】螺旋升角小于当量摩擦角3．螺纹连接防松的实质是______。
【答案】防止螺纹副相对转动4．受轴向工作载荷F的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力Q等于______和______之和。
【答案】剩余预紧力；工作拉力5．承受横向工作载荷的普通螺栓连接，螺栓受______应力和______应力作用，可能发生的失效形式是______。
【答案】拉；扭剪；断裂（拉断或扭断）6．承受横向工作载荷的铰制孔螺栓连接，靠螺栓受______和______来传递载荷，可能【答案】剪切；挤压；螺杆被剪断；工作面被压溃7．若螺纹的直径和螺纹副的摩擦因数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的______和______。
【答案】线数升角8．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，而避免其发生的常用措施是采用______和______作支承面。
【答案】弯曲凸台；沉头座9．螺纹连接的防松，按其防松原理分为______防松、______防松和______防松。
【答案】摩擦；机械；破坏螺纹副关系10．______螺纹主要用于联接，而______螺纹主要用于传动。
【答案】三角；矩形、梯形和锯齿形11．螺纹的______亦称为公称直径；在强度计算中常用作危险剖面的计算直径是螺纹的______。
机械设计习题集答案第十五章 螺纹连接(解答)
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。
机械设计复习参考题(第5章螺纹联接)
第5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。
机械设计10章(螺纹连接件设计)
思考题10-1试计算M20、M20⨯1.5螺纹的升角（不应计算），并指出哪种螺纹的自锁性更好。
答：M20⨯1.5的自锁性能更好习题10-1 如图所示为一拉杆螺纹连接。
已知拉杆所受载荷 F = 30kN ，载荷稳定，拉杆材 料为 Q 235，拉杆螺栓性能等级 4.6 级。
试确定计算此拉杆螺栓的公称直径。
答案提示：采用松螺栓连接计算，即：[]σπσ≤=214d F习题10-1图10-2 如图所示的连接由 2个 M20的螺栓组成，螺栓的性能等级为 5.8 级，安装时不控制预紧力，被连接件接合面的摩擦系数 f = 0.1 ，可靠系数 K s = 1.2 。
试计算该连接许可传递的静载荷 F R 。
习题10-2图答案提示：采用螺栓承受横向载荷连接进行计算，即： R s F K zi fF ≥010-3 如图所示起重卷筒与大齿轮用双头螺柱连接，利用双头螺柱夹紧产生的摩擦力矩将转矩由齿轮传至卷筒。
已知起重量W = 50kN ，卷筒直径 D = 400mm ，8 个螺柱均匀分布在直径 D 0 =500mm 的圆周上，螺柱材料为 Q235，性能等级为 4.6级，不控制预紧力，接合面的摩擦系数f =0.12 ，可靠性系数 K = 1.2 。
试计算所需螺柱的直径(提示：由于止口承受横向载荷，且卷筒右端有轴承支承，故计算时可不考虑螺栓组会受横向载荷及翻转力矩的作用)。
习题10-3图答案提示：螺柱组承受转矩：m N D W T ∙=⨯=⨯=10000000200502则螺柱所受预紧力为：28s 0D f T K F ≥ 再利用公式：[]σπσ≤=2104d F 求解所需螺柱的直径 10-4 用12"扳手拧紧M8的螺栓。
已知螺栓材料为35钢，螺纹间摩擦系数f=0.1，螺母与支承面间摩擦系数12.0c =f ，手掌中心至螺栓轴线的距离mm 240=l 。
试问当手臂施力125N 时，该螺栓所产生的拉应力为多少？螺栓会不会损坏？10-5 一钢制液压油缸，油压a 3MP =P ，油缸内径D ＝160mm 。
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。
机械设计考研题库螺栓连接
机械设计考研题库螺栓连接螺栓连接是机械设计中常见的一种连接方式，广泛应用于各种机械设备中。
在机械设计考研题库中，螺栓连接的相关题目通常涉及其设计原理、计算方法、失效模式以及螺栓连接的优化设计等方面。
以下是关于螺栓连接的一些关键知识点，可以作为考研题库的参考：# 螺栓连接的基本概念螺栓连接是通过螺栓、螺母和垫圈等元件，将两个或多个被连接件固定在一起的一种连接方式。
螺栓连接具有结构简单、装拆方便、承载能力较大等特点。
# 螺栓连接的类型1. 普通螺栓连接：适用于承受静载荷或变载荷较小的场合。
2. 高强度螺栓连接：适用于承受较大载荷或要求连接紧密的场合。
# 螺栓连接的设计原则1. 确保连接的可靠性，避免连接失效。
2. 考虑螺栓的强度、刚度和稳定性。
3. 选择合适的螺栓材料和规格。
# 螺栓连接的计算方法1. 确定螺栓的预紧力，以保证连接的紧密性。
2. 计算螺栓在工作载荷下的应力状态，包括拉伸应力、剪切应力等。
3. 考虑螺栓的疲劳强度，确保在循环载荷作用下不发生疲劳破坏。
# 螺栓连接的失效模式1. 螺栓断裂：由于过载或材料缺陷等原因导致。
2. 螺纹滑移：由于预紧力不足或被连接件间的摩擦系数减小导致。
3. 螺栓松动：由于振动或温度变化等原因导致。
# 螺栓连接的优化设计1. 选择合适的螺栓材料，提高螺栓的承载能力。
2. 优化螺栓的预紧力，确保连接的可靠性。
3. 设计合理的连接结构，减少螺栓的应力集中。
# 螺栓连接的实验研究1. 通过实验研究螺栓连接的力学性能，如螺栓的屈服强度、抗拉强度等。
2. 分析螺栓连接在不同工况下的失效行为，为螺栓连接的设计提供依据。
# 结论螺栓连接作为一种重要的机械连接方式，在机械设计中占有重要地位。
掌握螺栓连接的设计原理、计算方法和失效模式，对于提高机械设备的可靠性和安全性具有重要意义。
通过对螺栓连接的优化设计和实验研究，可以进一步提高螺栓连接的性能，满足不同工程应用的需求。
通过以上内容，考生可以对螺栓连接有一个全面而深入的了解，为考研答题提供坚实的理论基础。
机械设计—螺纹联接与螺旋传动计算题
机械设计—螺纹联接与螺旋传动计算题例13-1 如图所示，用8个M24的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力=80=，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。
MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP 1．先根据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q； 2．在求许用工作载荷F。
解：根据：ca=4≤。
例13-1图 d12解得：依题意：：= ×80=20814 N Q ≤ 4××d12FF Q = 20814，解得：F = 8005 N汽缸许用载荷： FΣ = z F = 8F = 64043 N 根据：解得：FpmaxpmaxD24640434FD2464043 MPa20XX例13-5 如例13-5图1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 = ，可靠性系数Kf = ，螺栓的许用应力为=240MPa，试求：所需螺栓的直径。
解：(1) 将R简化到螺栓组形心，成为一个横向载荷R 和一个转矩T，如例13-5图2所示，其中：TRL400030012105 Nmm(2) 求每个螺栓联接承受的分力 R的分力：FSR = R/z = 4000/4 =1000 N T的分力：FSTT121053000Nrzr4100iT 例13-5图1 (3求FSmax22FSmaxFSRFST2FSRFSTcos45=1000230002210003000cos45= 3774 N(4) 据不滑移条件：QP f m ≥Kf FSmax 所需预紧力QP ：3774QP== 30192 N1(5) 根据强度条件：ca 例13-5图24≤d12 1求得螺栓小径d1：d1430192= 240讨论1：如果本题改为用铰制孔螺栓联接，在解法上有什么相同和不同之处？ 1．求FSR、FST和FSmax的方法相同，但求FST的公式应为：FSmaxTrmaxri2 例13-5图32．铰制孔螺栓联接不用求预紧力，因为FSmax就是铰制孔螺栓解所受的剪力。
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。
机械设计考研练习题-螺纹联接和螺旋传动
螺纹联接和螺旋传动一 选择题（1) 在常用螺纹中，效率最低、自锁性最好的是 C ，效率较高,牙根强度较大、制造方便的是B ；螺纹联接常用C ，传动螺纹常用 B 。
A. 矩形螺纹B. 梯形螺纹 C 。
三角螺纹（2) 螺纹副在摩擦因数一定时，螺纹的牙型角越大，则 D 。
A. 当量摩擦因数越小，自锁性能越好B 。
当量摩擦因数越小，自锁性能越差C. 当量摩擦因数越大，自锁性能越差D 。
当量摩擦因数越大，自锁性能越好(3) 当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用 A 来轴向定位，所能承受的轴向力较大。
A. 圆螺母B. 紧定螺钉 C 。
弹性挡圈（4） 一箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆箱盖进行修理，则一般宜采用 A 联接。
A 。
双头螺柱联接 B. 螺栓联接 C. 螺钉联接(5) 在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为 B 。
A. 间隙配合B. 过渡配合 C 。
过盈配合（6） 紧螺栓联接受轴向外载荷，假定螺栓的刚度b C 与被联接件的刚度m C 相等，联接的预紧力为0F ，要求受载后结合面不分离，当外载荷F 等于预紧力0F 时,则 D .A. 被联接件分离，联接失效B 。
被联接件即将分离，联接不可靠C 。
联接可靠，但不能继续再加载D 。
联接可靠，只要螺栓强度足够，还可以继续加大外载荷F(7） 受轴向载荷的紧螺栓联接，为保证被联接件不出现缝隙，因此 BA. 残余预紧力1F 应小于零 B 。
残余预紧力1F 应大于零C 。
残余预紧力1F 应等于零 D. 预紧力0F 应大于零(8） 图5—1所示钢板用普通螺栓联接。
已知横向工作载荷为F 结合面之间的摩擦因数15.0=f ，为使联接可靠,取防滑系数2.1s =K ，则每个螺栓需要的预紧力0F 为 B 。
A 。
0。
5FB 。
FC 。
2FD 。
4F图5—1（9） 某螺栓的材料性能等级为6。
8级，其数字6。
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摩擦力矩
传递转矩的；铰制
孔螺栓连接的凸缘联轴器是通过 剪切与挤压 传递转矩的。
16. 按照平面图形的形状，螺纹分为 三角形螺纹
、 梯形螺
纹
和
锯齿形螺纹
等。
17. 普通三角形螺纹的牙型角为___60__度。而梯形螺纹的牙型角为 30 度。
18. 常用连接螺纹的旋向为____右____旋。
19. 三角形螺纹包括 普通 螺纹和 圆柱管 螺纹两种。
F
C. F0 F F
5. 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
D。
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，也可能受到挤压
作用
6. 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
。
A. 480 MPa
B. 6 MPa
C. 8 MPa
D. 0. 8 MPa
7. 下列四种螺纹中，自锁性能最好的是 B 。
A. 粗牙普通螺纹
B. 细牙普通螺纹
C. 梯形螺纹
D. 锯齿形螺纹
8. 用于联接的螺纹多为普通螺纹，这是因为普通螺纹 C 。
A、传动效率好；
B、防振性能好；
C、牙根强度高，自锁性能好； D、自锁性能差。
五、 结构题（5 分）
1. 下图分别用六角头 M16 的普通螺栓、六角头 M16 的铰制孔螺栓连接两块厚 度为 20mm 的钢板，采用弹簧垫圈，补画出其余结构线条，并注明那个是普 通螺栓连接，那个是铰制孔螺栓连接（4 分）。
解：
普通螺栓连接（2 分）
铰制孔螺栓连接（2 分）
2. 如图连接面受转矩作用，利用四个螺栓完成连接，重新布置螺栓组使其受力 更为合理，并在右边画出铰制孔用螺栓连接结构示意图。（6 分）
（ ×） 6. 横 向载 荷的铰制 孔 精配 螺栓联 接，螺 栓的抗拉强 度不需要进 行计算。
（√ ）
四、 简答题
1. 简述螺纹连接为什么要防松及放松方法。（4 分） 答：在冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失， 这种现象多次重复后，就会使联接松脱。在高温或温度变化较大的情况下，由 于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松弛，也会使联接中的预紧力 和摩擦力逐渐减小，最终导致联接失效。因此螺纹联接需要防松。 放松方法：摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副的相对转动放松（永久放松）。
4. 简述螺栓组连接的四种典型受载情况。（4 分） 答：1，受横向载荷的螺栓组连接；2，受转矩的螺栓组连接；3，受轴向载荷的 螺栓组连接；4，受翻转力矩的螺栓组连接。
5. 简述螺纹连接的基本类型及各自应用场合。（4 分） 答：1，螺栓连接：用于被连接件不太厚和两边有足够的装配空间的场合；2， 双头螺柱连接：适用于结构上不能采用螺栓连接且需要经常装拆时的场合；3， 螺钉连接：多用于受力不大，不需要经常装拆的场合；4，紧定螺钉连接：用于 固定两个零件的相对位置，并传递不大的力或转矩的场合。
2. 简述提高螺纹连接强度的措施。（4 分） 答：1，降低影响螺栓疲劳强度的应力幅；2,改善螺纹牙间载荷分配不均的现象； 3，减小应力集中和避免附加弯曲应力；4，采用合理的制造工艺方法。
3. 螺栓组连接的设计应考虑的因素有哪些？（4 分） 答：1.连接接合面的几何形状通常设计轴对称的简单几何形状；2.螺栓的布置应 使各螺栓的受力合理；3.螺栓的排列应有合理的间距，边距；4.同一螺栓组中， 螺栓的材料，直径和长度用相同；5 分布在同一圆周上的螺栓数目应取成偶数； 6.工艺上保证被连接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。
机械设计题库
螺纹连接
一、 选择题
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 。
A. 好
B. 差
C. 相同
D. 不一定。
2. 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是 C 。
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。
3. 螺栓的材料性能等级标成 6.8 级，其数字 6.8 代表
A
。
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
4. 受轴向工作载荷的紧螺栓连接中，螺栓受到的总拉力 F0 与预紧力 F′、残余
预紧力 F〞和工作拉力 F 之间的关系为
B
。
A. F0 F F
B.
F0
F
CB CB Cm
9. 当常拆装的两个被联接件加工成一个通孔一个盲孔时，宜采用 B 。
A、螺栓联接； B、双头螺柱联接；
C、螺钉联接； D、紧定螺钉联接。
10. 当两个被联接件不太厚，便于加工成通孔时，宜采用 A 。
A、螺栓联接； B、双头螺柱联接；
C、螺钉联接； D、紧定螺钉联接。
11. 对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是 D 。
A、拉力； B、扭矩；
C、压力； D、拉力和扭矩；
Байду номын сангаас
二、 填空题
12.
13. 在螺纹联接中最常用的螺纹牙型是 三角形
螺纹。
14. 采 用 凸 台 或 沉 头 座 孔 作 为 螺 栓 头 或 螺 母 的 支 承 面 是 为 了 减 小 和 避 免
螺栓受附加弯曲应力
。
15. 普通螺栓连接的凸缘联轴器是通过
20.
三、 判断题
1. 螺 栓 联 接 中 的 螺 栓 受 横 向 载 荷 时 只 需 计 算 剪 切 强 度 和 挤 压 强 度 。
（×） 2. 在螺纹联接中，采用加高螺母以增加旋和圈数的办法对提高螺栓的强度并没
有多少作用。 （ √ ） 3. 一般连接螺纹常用粗牙螺纹。（ √ ） 4. 普通螺纹多用于联接，梯形螺纹多用于传动。（ √ ） 5. 为 了 提 高 受 轴 向 变 载 荷 螺 栓 联 接 的 疲 劳 强 度 ， 可 以 增 加 螺 栓 刚 度 。
T
T
解：
评分标准：螺栓位置（2 分） 铰制孔用螺栓连接（4 分）
6. 按扭转强度条件进行轴的计算的应用场合是什么？（4 分） 答：这种方法是只按轴所受的扭矩来计算轴的强度，如果还受有不大的弯矩时， 则用降低许用扭转切应力的办法予以考虑。这种计算方法简便，但计算精度较 低。它主要用于下列情况：1）传递以转矩为主的传动轴；2）初步估算轴径以 便进行结构设计；3）不重要的轴。