螺纹连接例题与测试题汇总.docx

［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［b］P=60MPa,螺栓材料强度级别6.8级，许用安全系数回=4,接合面间摩擦系数f=0.15,C可靠性系数Ks=1.2,螺栓相对刚度左+0.2,载荷C1C2P=6000N,尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接例图2.5托娘螺栓组连接［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=5196N（铅垂向下）轴向载荷Px=Psin30=6000sin30=3000N（水平向右）倾覆力矩M=Pxx180+Pyx420=3000x180+5196x4202.722x106N,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2.722 * 1Q6 * 2104 x 21O2二 3 240 N显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为F=Fp+Fm=750+3240=3990N(2)确定螺栓的预紧力F'。

①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4」展K月rq而〃二F-「2=*（1-7，4）一IJC]+C2C|+c2所以你尸-（1七）A]=3mKEHG「F+（「E；）Fp式中Py——横向载荷，Py=5196N;Fp 螺栓所爻的由Px引起的轴向工作载荷,Fp=750N;f——接合面问摩擦系数，f=0.15;Ks——可靠性系数，Ks=1.2；产4r——螺栓的相对刚度，1kh二°，Cy+G2C[+Gg所以产，=1f乂*智斗(1_0⑵乂750=10992N4x0.15②由接合面不分离条件公式(11-35)p273计算预紧力f'Pmin…1 1M）-W AZF,汽 PxC2 MC1 C2 W）zFA1 —C^ Px 1C1 C2 A上M oC1 C2 Wf' - 1zGcM八PAC1C2xW式中,4接合面面积,A=280x(500-280)=61600mm2;亚—接合面抗弯截面系数，下二四5吟！一（煞叮=g6I8x伊温UJvV三——螺栓数目"=4;px—轴向载荷,2=3000N;M——倾覆力矩，M=2.722xIf^N•丽；「螺栓的相对刚度,=0.205+SC|+C2所以卜“4（1-0^）（3000+^1^x61600）=4086,7N49.618xl（r③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）zF (qM)」A C1 C2 W1 I C2 c—zF ———BA C1 C2C2 MC1 C2 W_1 一 _zF G B— 1 A C1 C2 AC1 MC1 C2 W[]p1「…/ C1 -Ma得 F -[ ]pA 1 —— Px —Az C1 C2 W式中 [b ]p——托架材料的许用挤压应力， [b ]p= 60MPa ;其它参数同前。

所以1062.722 F 60 61600 1 0.2 3000 R9.618 10661600 921,113.3NF' = 11000 N综合以上三方面计算，取2 .计算螺栓的总拉力F0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F0为琦二严4二一口一F=11000+0.2X3990=11798NC।3 .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(ys=480MPa,[S]=4,所以[a]=aS/网=480/4=120MPadi4 1,3 11,7981 12012.757mm查GBI96--1981,取M16(d1=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D0=650mm,为保证气密性要求，剩余预紧力F”=1.8F（F为螺栓的轴向工作载荷），螺栓间距tW4.5d（d为螺栓的大径），螺栓材料的许用拉伸应力［b］=120MPa,许用应力幅［b］a=20MPa,选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度——0.8。

试设计此螺栓组连接C1C2［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止匕外，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=242 .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=呼P=型普2x2=3.927x10sN(2)螺栓的最大轴向工作载荷F尸fe3.927x105……nr餐—二一ft—-=16362、5INz243 .计算螺栓的总拉力FoFo=F"+F=1.8F+F=2.8F=2.8X16362.5=45815N4 .计算螺栓直径=25,139 mm」"xL3Fq/4乂1.3x45815gRFJ-查GB196--1981,取M30(di=26.211mm>25.139mm)5 .校核螺栓疲劳强度之0.8X坐嚏之12.13MPa<=20MPaxX25.21!故螺栓满足疲劳强度6 .校核螺栓间距实际螺栓间距kDozx650[ajt==~~—-85.Iinm<4.54z244.5乂30=135mm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的较制孔用螺栓连接，结构尺寸如图所示两半联轴器材料为HT200,其许用挤压应力［（y］pi=100MPa螺栓材料的许用剪应力［4=92MPa,许用挤压应力［b］p2=300MPa,许用拉伸应力［山=120MPa试计算该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmaxo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）o［题3］［解］1 .计算螺栓组连接允许传递的最大转矩该较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生Tmax,取其值小者本解按由T3制⑺第一种方法计算3x340xy]12x92=8gn913、.“1m校核螺栓与孔壁配合面间的挤压强度%=6DdJi~„忌⑷p式中ds螺杆直径，ds=11mm;hmin一配合面最小接触高度，hmin=60—35=25mm;[b]p-—配合面材料的许用挤压应力，因螺栓材料的[b]p2大于半联轴器材料的[b]p1,故取[>]p=[(r]pi=100MPa,所以2x8917 913p - 6 x 340 x 11 x 253L8MPa<[ff] =100MPar满足挤压强度。

故该螺栓组连接允许的最大转矩Tmax=8917913Nmm2 .改为普通螺栓连接，计算螺栓小径d1(1)计算螺栓所需的预紧力F',按接合面间不发生相对滑移的条件，则有肛坐 L2x 8917913,43fD - 3x0.16x340=65 572 9 N(2)计算螺栓小径d1/4x L3U% 表］月五1五65子亚V nxl20=30.074 nun螺纹连接测试题一、单项选择题（从给由的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．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()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，螺栓的材料、直径和长度均应相同，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．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6．8级，则该螺栓材料的最小屈服B. 6 MPa极限近似为（A.480MPaC.8MPaD.0.8MPa［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，具强度校（核公式为ca与［］,式中的系数1.3是考虑（）di4A.可靠性系数B.安全系数C.螺栓在拧紧时，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（。