2019-2020年整理螺纹例题与测试题汇编

1、例2有一轴承托架用4个普通螺栓固连于钢立柱上，托 架材料为HT150，许用挤压应力a p =60MPa，螺栓材料强度级别6.8级，许用安全系数s=4，接合面间摩擦系数f=0.15 ,C可靠性系数Ks=1.2 ,螺栓相对刚度厂10.2 ,载荷Ci + C2P=6000N，尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接。例图2.5 托架螺栓组连接解1. 螺栓组受力分析如例图2. 5所示，载荷p可分解为：横向载荷Py=Pcos30° =6000cos30° =5196 N（铅垂向下）轴向载荷Px=Psin30° = 6000sin30° = 3000 N （水平向右）

2、倾覆力矩M = Px x 180+ Py x 420=3000x 180+5196x 4202.722x 106N mm显然该螺栓组连接受横向载荷Py、轴向载荷Px和倾覆力矩M三种简单载荷的共同作用(1)确定受力最大螺栓的轴向工作载荷。首先确定在轴向载荷Px作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷30004750 N然后确定在倾覆力矩 M的作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷由公式(11-33)P273为MLmax2*722 x IP6 x 2104 x 21O23 240 N显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为F=F p+Fm =750+3240=3990 N(2)确定螺栓的预紧力 F'

3、由托架不下滑条件计算预紧力F'，该螺栓组连接预紧后，受轴向载荷Px作用时，其接合面间压紧力为剩余预紧力 F”，而受倾覆力矩 M作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故 M对接合面间压紧力的影响可以不考虑。 固此，托架不下滑的条件式为ft所以式中所以CiPy横向载荷，Py =5196N ；Fp螺栓所受的由Fp=750N ;接合面问摩擦系数，Ks可靠性系数，F,=K月Ff - (1 -C G + C27 )作:=Kfyc)F卩G4/F =2机 F=(l - a*Px引起的轴向工作载荷，f=0.15 ；Ks =1.2;螺栓的相对刚度,®一 = 0.2oCi + C2L2

4、x 5 196nuii up一一4 x 0J54- (1 - 0.2) x 750 = 10 992 N由接合面不分离条件公式(11-35)p273计算预紧力F'CT= CJPminZF ( C2M)丄=丄 zF'-A 'G+C2 W A,C1 * C2 丿1zF1- C1Px1- CAl G + C2 >A''、C1 * C2 丿-0WC2 MF'-zG+C2巳AW式中A接合面面积显=280 x （500 - 280） = 61 600 mnr；W按合而抗弯截面系数，IF = 警刃呂口 _ （希初订=9.618 xlO6 mm3 z螺栓数

5、目二=4;Px轴向载荷，儿=3 000 N；M 倾覆力矩= 2.722 x 106 N nin）;77-y螺栓的相对刚度，r = 0*2。5 + 3C + C2所以 F 鼻（1一 62）（3 000 +話絆啤 x 61 600） . 4 086.7 N耳9.618 x KT由托架下部不被压溃条件公式（11-34）p273计算预紧力；（钢立柱抗挤压强度高于铸铁托架）PmaxzF ( C2M)=A 、G+C2 W A.zFC2C2MP +xj G + c2w1zF1- C1巳+1 CA<C1 * C2 JA<C1 + C2 J十PC1 C2PxAW式中 a p托架材料的许用挤压应力，a

6、 p= 60MPa ;其它参数同前。2.722 1069.618 106YI61600 l = 921,113.3N所以- (F、160沃 61600+(1一 0.2)3000一综合以上三方面计算，取F' = 11000 N。2. 计算螺栓的总拉力Fo这是受预紧力F'作用后又受轴向工作载荷F作用的紧螺栓连接，故螺栓的总拉力Fo为H 000 + 0.2 x 3 990 = 11 798 N3. 确定螺栓直径式中a 螺栓材料的许用拉伸应力。由题给条件知，强度级别为6.8级，得a s=480MPa ,S=4，所以a = a s/ S=480/4=120 MPa4 1.3 11,79=

7、12.757mm120查 GB196-1981，取 M16(d 1=13.835mm>12.757mm)。说明该题也可先按托架不下滑条件确定预紧力F''然后校核托架上部不分离和托架下部不压溃的情况例3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 1MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布圆周直径 Do=65Omm，为保证气密性要 求，剩余预紧力F” =1.8 F（F为螺栓的轴向工作载荷），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a =120MPa，许用应力幅a a=20MPa，选用铜皮石棉垫片，螺栓相对

8、刚度C10.8。试设计此螺栓组连接。G +C2分析本题是典型的仅受轴向载荷作用的螺栓组连接。但是螺栓所受载荷是变化的，因此应先按静强度计算螺栓直 径，然后校核其疲劳强度。此外，为保证连接的气密性，不 仅要保证足够大的剩余预紧力，而且要选择适当的螺栓数目，保证螺栓间间距不致过大解1. 初选螺栓数目z因为螺栓分布圆周直径较大，为保证螺栓间间距不致过 大，所以应选用较多的螺栓，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FqFq =誓P = x 2 = 3.927 X IO5 N螺栓的最大轴向工作载荷FF = 乞 = = 16 362.5 Nz243. 计算螺栓的总拉力

9、FoFo=F”+F=1.8F+F=2.8F=2.8X16362.5=45815 N4. 计算螺栓直径,/4xL3F()T7 L3 x 4815 "计右珂艺厂=V XX伽=25mm查 GB 196-1981，取 M30(di=26 . 211 mm>25 . 139mm)。5. 校核螺栓疲劳强度故螺栓满足疲劳强度。6. 校核螺栓间距实际螺栓间距血 X 65085, 1 min < 4.5 d -4.5 x 30 = 135 mm故螺栓间距满足连接的气密性要求。题4图示为一凸缘联轴器，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

10、a pi=100MPa。螺栓材料的许用剪应力T=92 MPa，许用挤压应力 a p2 =300 MPa，许用拉伸应力a =120 MPa。试计算该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax。若传递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓小 径di的计算值（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数 Ks=1.2）。题3解1 .计算螺栓组连接允许传递的最大转矩该铰制孔用螺栓连接所能传递的转矩大小受到螺栓剪切强度和配合面挤压强度的制约。因此可按螺栓剪切强度条件来计算Tmax，然后校核配合面挤压强度，也可按螺栓剪切 强度和配合面挤压强度分别求出Tmax，取其值小者。本解按第一种方法计算I

11、T严得3x34O"x 1Fx924二 8 917 913 N - nim校核螺栓与孔壁配合面间的挤压强度式中 ds螺杆直径，ds=11 mm ;hmin 配合面最小接触咼度，hmin =60 35=25mm ；a p-配合面材料的许用挤压应力，因螺栓材料的a p2大于半联轴器材料的a pi,故取a p= a pi = 100MPa，所以= 3L8MPa<bJp= 100 MPa2 x 8 917 913= 6 x 340x 11 x 25满足挤压强度。故该螺栓组连接允许的最大转矩Tmax=8917913Nmm。2.改为普通螺栓连接，计算螺栓小径di(1)计算螺栓所需的预紧力F&

12、#39;,。按接合面间不发生相对滑移的条件，则有(2)计算螺栓小径d1,/4x L3F心“ = Va J K X 120"= 30-074 nun螺纹连接测试题一、单项选择题（从给出的A、B、C、D答案中选一）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 .好B .差C.相同题2用于连接的螺纹牙型为三角形，这最主要是因为三角形螺纹（）。A.牙根强度高，自锁性能好B.传动效率高；C.防振性能好题3若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺B.升角和头数D .螺距和升角母时的效率取决于螺纹的 ( A 螺矩和牙型角C.导程和牙型斜角 题

13、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D .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 题 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 题 6 当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 既可能受剪切作用，也可能受拉伸作用D 同时受到剪切与拉伸作用题 7 计算采用三角形螺纹的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

14、1.3C 1.25D 0.3题 8 采用普通螺栓连接的凸缘连轴器，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题 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C 双线矩形螺旋副 题 10 在螺栓连接中， 目的是 ()。A 提高强度C 防松题 11 在同一螺栓组中， 同，这是为了 ()A. 受力均匀C.外形美观B .单线梯形螺旋副D ，双线梯形螺旋副 往往在一个螺栓上采用双螺母 其B 提高刚度D.减小每圈螺纹牙上的受力螺栓的材料、直径和长度均应相B

15、 便于装配D 降低成本题 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.对螺栓强度和制造精度的要求题 13 螺栓强度等级为 68 级，则该螺栓材料的最小屈服极限近似为（）A . 480 MPaC. 8 MPaD. 0.8 MPa题14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，材料缺陷多题15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a二啓一门，式中的系数1.3是考虑（）。兀di4A .可靠性系数B.安全系数C.螺栓

16、在拧紧时，同时受拉伸与扭转联合作用的影响题16紧螺栓连接在按拉伸强度计算时，应将拉伸裁荷增 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.载荷变化与冲击题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Fo （） F'+F。A .大于B.等于C.小于题18 一紧螺栓连接的螺栓受到轴向变载荷作用，已知Fmin=0，Fmax=F，螺栓的危险截面面积为Ac，螺栓的相对刚度为Kc，则该螺栓的应力幅为（）。A.ffa = (1 - KjF/人Cq = KJ/2A.= K7 九 Dq 二(1 - KJF/2

17、九题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Ci,减小被连接件刚度 C2B .减小Ci，增大C2C.增大Ci和C2D .减小Ci和C2,题20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.加防松装置题21有一单个紧螺栓连接，要求被连接件接合而不分离， 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D .被连接件即将发生分离，连接不可靠C.连接

18、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2倍题22对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷P在o 1000N之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为 () 。A .非对称循变应力B .脉动循环变应力C.对称循环变应力D .非稳定循环变应力题 23 对于紧螺栓连接，当螺栓的总拉力Fo 和剩余预紧力F"不变时，若将螺栓由实心变成空心，则螺栓的应力幅a a与预紧力F'会发生变化，()。A . a a增大，F'应适当减小B . a a增大，F应适当增大C. a a减小，F'应适当减小 D. a a减小，F应适当增大题 24 在