ch螺纹联接例题

Ch3螺纹联接例题

例3.1 在常用的螺纹联接中，自锁性最好的螺纹是（A）。

A、普通螺纹

B、梯形螺纹

C、锯齿形螺纹

D、矩形螺纹

例3.2 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是（D）。

A、普通螺纹

B、梯形螺纹

C、锯齿形螺纹

D、矩形螺纹

【评注】螺纹有联接和传动两大功能。但不同的螺纹有不同的用途。用于联接的螺纹必须具有自锁性，用于传动的螺纹一般要求其具有较高的传动效率。在相同条件（如螺纹升角相同、材料相同）下，普通螺纹（三角螺纹，牙型角）

的当量摩擦角较大，根据自锁性条件可知，更易实现自锁。矩形螺纹（牙

型角）的当量摩擦角最小，根据效率公式可知其效率最大，故矩形螺纹主要用于传动。从以上分析也可看出，牙型角越小，其传动效率越高，可用于传动；牙型角越大，其自锁性越好，越有可能用于联接。但两者之间没有绝对的界限，普通螺纹也有用于传动的。同一公称直径的普通螺纹，其细牙螺纹与粗牙螺纹相比，相升角更小，自锁性更好。

同样的，单线螺纹与多线螺纹相比，在相同条件（材料相同，螺距相同）下，单线螺纹的升角小，易实现自锁，多用于联接；多线螺纹的升角大，传动效率高，多用于传动，并且线数愈多，升角愈大，传动效率愈高。事实上，单线普通螺纹

的升角约在之间，而摩擦系数的普通螺纹其当量摩擦角，在静载下都能保证自锁性。

螺纹升角愈大，则传动效率愈高，但由于过大的螺纹升角制造困难，且效率增高也不显著，所以一般升角不大于。

例3.3 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？通常采用哪些结构形式可使螺纹牙间的载荷趋于均匀？

答螺栓联接中采用普通螺母时，轴向载荷在旋合螺纹各圈之间的分布是不均匀的，靠近支承面的第一圈受载最大，以后各圈递减，到第10圈以后，螺纹几乎不承受载荷，所以螺母的螺纹圈数不宜大于10圈。采用悬置螺母或环槽螺母，有助于减少螺母与螺栓杆的螺距变化差异，从而使螺纹牙间的载荷分而比较均匀。

例3.4 螺纹联接预紧的目的在于（增加螺纹联接的可靠性、紧密性），以防止（螺纹联接的松动）。

例3.5 螺纹联接为什么要防松？防松措施有哪些？

答用于联接的普通螺纹一般都具有自锁性，在静载荷作用下不会自动松脱。但在（1）冲击、振动或变载荷下，螺纹副和支承面间的磨擦力会下降；（2）在温度变化中，联接件与被联接件之间的温度变形有差异，或发生蠕变，使预紧力或摩擦力减小，甚至松脱。因此在设计时就应注意螺纺联接的防松问题。

防松的根本问题是阻止螺纹副的相对转动。具体防松措施有三种：（1）摩擦防松（弹簧垫圈、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母等）；（2）机械防松（开口销与槽形螺母、止动垫圈等）；（3）破坏性防松（冲击,粘合等）。

例3.6 在螺栓强度计算中，常用作危险剖面的计算直径是（C）。

A、螺纹的大径

B、螺纹的中径

C、螺纹的小径

例3.7 在受到轴向工作载荷的紧螺栓联接中，强度验算公式为，

其中的

F为（D）。

A、工作载荷

B、螺栓预紧力

C、工作载荷和预紧力之和

D、工作载荷F和剩余预紧力F''之和

例3.8 被联接件受横向工作载荷时，如果采用普通螺栓联接，则螺栓可能出现的失效为（D）。

A、剪切破坏

B、挤压破坏

C、扭断

D、拉扭断裂

【评注】螺栓联接的强度计算时，要明确螺栓联接的类型和工作载荷的方向。螺栓联接的类型主要是指有无预紧力。松螺栓联接中，螺栓只受轴向拉伸载荷。受横向载荷的铰制孔螺栓联接，由于预紧力很小不予考虑，其受力主要是剪切和挤压。其它各种情况都受到预紧力的作用，螺栓除受工作载载荷外，还受到拧紧力矩的作用，故螺栓的变形是拉扭组合变形。强度计算时，按第四强度理论处理，当量应力是纯拉伸应力的1.3倍。

例3.9 如图3.2所示，刚性凸缘联轴器用六个普通螺栓联接。螺栓均分布在

的圆周上，接合面摩擦系数

，可靠性系数取K f=1.2。若联轴器的

]

[

3.1

4

2

1

0σ

π

σ≤

⨯

=

d

F

e

转速、传递的功率，载荷平稳；螺栓材料为45钢，，不控制预紧力，安全系数取，试计算螺栓的最小直径。

图3.2

解由图3.2可知，此联接为普通螺栓联接，靠接合面间的摩擦传递扭矩。

（1）联轴器传递的转矩

（2）螺栓所需预紧力: z F′f D/2=K f T

故F′= K f T/(z f D/2) (4000)

（３）许用应力

（４）所需螺栓最小直径

例3.10 一机架由四个铰制孔螺栓组成联接，几何尺寸如图3.3所示。已知

，，螺栓材料的许用剪应力，试按剪切强度确定所需螺栓的最小直径。

图3.3

解（1）受力分析螺栓联接承受的转矩

螺栓联接承受的横向载荷

（2）单个螺栓的受力由于转矩的作用，每个螺栓受到的切向载向力

由于横向力的作用，每个螺栓受到的横向力

（3）受力最大的螺栓为2、3，其最大横向力为

（4）螺栓杆的最小直径

【评注】载荷作用位置不在螺栓联接的几何中心处，其作用效果有两个：一是产生扭矩，每个螺栓所受的工作剪力和该螺栓轴线到螺栓组形心的连线相垂直；二是产生横向载荷，每个螺栓所受的工作剪力与横向载荷方向相同。这样每个螺栓都受到两个剪力，且方向不同，所以应找出其中受力最大的螺栓，根据强度条件，计算出此螺栓所需的直径，并作为整个螺栓组的所有螺栓的直径。

例3.11 平键联接的可能失效形式为（D）。

A、疲劳点蚀

B、弯曲疲劳破坏

C、胶合

D、压溃、剪切破坏

例3.12 平键的尺寸是如何确定的？

答根据轴径从标准中选取键宽和键高；按轮毂长度选出相应的键长，用于静联接的平键，其键长不应大于轮毂长。

例3.13 如图3.4所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相联接。已知轴的材料的45钢，传递的扭矩，齿轮用锻钢制成，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。试设计两处所用的键。