螺栓联接习题及解答

1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212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.对螺栓材料的刚度要求D.对螺栓材料的耐腐蚀性要求13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.480MPaB.6MPaC.8MPaD.0.8MPa14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D.直径大，安全15对工作时仅受预紧力F′作用的紧螺栓连接，其强度校核公式为e≤4/3.121dF≤[σ]，式中的系数1.3是考虑。A.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D.过载系数16紧螺栓连接在按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增加到原来的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F0F+FA.大于B.等于C.小于D.大于或等于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，螺栓的危险截面积为AC，螺栓的相对刚度为KC，则该螺栓的应力幅为。A.ccaAFK)1(B.ccaAFKC.ccaAFK2D.ccaAFK2)1(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Cb，减小被联接件刚度CmB.减小Cb，增大CmC.增大Cb和CmD.减小Cb和Cm20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21有一单个紧螺栓连接，要求被连接件接合面不分离，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。3A.被连接件发生分离，连接失效B.被连接件将发生分离，连接不可靠C.连接可靠，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的两倍。22对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷F在0～1000N之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为。A.非对称循环应力B.脉动循环变压力C.对称循环变应力D.非稳定循环变应力23对于紧螺栓连接，当螺栓的总拉力F0和残余预紧力F″不变，若将螺栓由实心变成空心，则螺栓的应力幅a与预紧力F会发生变化，。A.a增大，F应适当减小B.a增大，F应适当增大C.a减小，F应适当减小D.a减小，F应适当增大24在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是。A.避免螺栓受附加弯曲应力作用B.便于安装C.为安置防松装置D.为避免螺栓受拉力过大二、填空题25三角形螺纹的牙型角α=，适用于，而梯形螺纹的牙型角α=，适用于。26螺旋副的自锁条件是。27常用螺纹的类型主要有、、、和。28传动用螺纹（如梯形螺纹）的牙型斜角比连接用螺纹（如三角形螺纹）的牙型斜角小，这主要是为了。29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和。30螺纹连接的拧紧力矩等于和之和。31螺纹连接防松的实质是。32普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受应力和应力作用。33被连接件受横向载荷作用时，若采用普通螺栓连接，则螺栓受载荷作用，可能发生的失效形式为。34有一单个紧螺栓连接，已知所受预紧力为F，轴向工作载荷为F，螺栓的相对刚度为Cb/（Cb+Cm），则螺栓所受的总拉力F0=，而残余预紧力F″=。若螺栓的螺纹小径为d1，螺栓材料的许用拉伸应力为[σ]，则其危险剖面的拉伸强度条件式为。35受轴向工作载荷F的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力F0等于和之和。36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。37采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面是为了。438在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是。39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。40螺纹连接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。三、问答题41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?42拧紧螺母与松退螺母时的螺纹副效率如何计算?哪些螺纹参数影响螺纹副的效率?43螺纹连接有哪些基本类型?各有何特点?各适用于什么场合?44为什么螺纹连接常需要防松?按防松原理，螺纹连接的防松方法可分为哪几类?试举例说明。45螺栓组连接受力分析的目的是什么?在进行受力分析时，通常要做哪些假设条件?46有一刚性凸缘联轴器，用材料为Q235的普通螺栓连接以传递转矩T。现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高该联轴器传递转矩的方法。47提高螺栓连接强度的措施有哪些?这些措施中哪些主要是针对静强度?哪些主要是针对疲劳强度?48为了防止螺旋千斤顶发生失效，设计时应对螺杆和螺母进行哪些验算?49对于受轴向变载荷作用的螺栓，可以采取哪些措施来减小螺栓的应力幅σa?50为什么对于重要的螺栓连接要控制螺栓的预紧力F′?控制预紧力的方法有哪几种?四、分析计算题51有一受预紧力F和轴向工作载荷F=1000N作用的紧螺栓连接，已知预紧力F=1000N，螺栓的刚度Cb与被连接件的刚度Cm相等。试计算该螺栓所受的总拉力F0和残余预紧力F″。在预紧力F不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少?52题4-52图所示为一圆盘锯，锯片直径D=500mm，用螺母将其夹紧在压板中间。已知锯片外圆上的工作阻力Ft=400N，压板和锯片间的摩擦系数f=0.15，压板的平均直径D0=150mm，可靠性系数Ks=1.2，轴材料的许用拉伸应力[σ]=60MPa。试计算轴端所需的螺纹直径。（提示：此题中有两个接合面，压板的压紧力就是螺纹连接的预紧力。）53题4-53图所示为一支架与机座用4个普通螺栓连接，所受外载荷分别为横向载荷FR=5000N，轴向载荷FQ=16000N。已知螺栓的相对刚度Cb/（Cb+Cm）=0.25，接合面间摩擦系数，f=0.15，可靠性系数Ks=1.2，螺栓材料的机械性能级别为8.8级，最小屈服极限σmin=640MPa，许用安全系数[S]=2，试计算该螺栓小径d1的计算值。题4-52图题4-53图554一牵曳钩用2个M10（dl=8.376mm）的普通螺栓固定于机体上，如题4-54图所示。已知接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数Ks=1.2，螺栓材料强度级别为6.6级，屈服极限σs=360MPa，许用安全系数[S]=3。试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力FRmax。55题4-55图所示为一凸缘联轴器，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[σ]P1=100MPa，螺栓材料的许用切应力[τ]=92MPa，许用挤压应力[σ]P2=300MPa，许用拉伸应力[σ]=120MPa。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dl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）。56有一提升装置如题4-56图所示。题4-55题图题4-56图（1）卷筒用6个M8（d1=6.647mm）的普通螺栓固连在蜗轮上，已知卷筒直径D=150mm，螺栓均布于直径D0=180mm的圆周上，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数Ks=1.2，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MPa，试求该螺栓组连接允许的最大提升载荷Wmax。（2）若已知Wmax=6000N，其他条件同（1），试确定螺栓直径。五、结构题57试画出普通螺栓连接结构图。已知条件：（1）两被连接件是铸件，厚度各约为15mm和20mm；（2）采用M12普通螺栓；（3）采用弹簧垫圈防松。要求按1：1的比例画出。58试画出铰制孔用螺栓连接结构图。已知条件：（1）两被连接件是厚度约为20mm的钢板；（2）采用M10铰制孔用螺栓。要求按1：1的比例画出。例解.1.一厚度δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度δ1=30mm的铸铁支架上，螺栓的布置有（a）、（b）两种方案，如图所示。题4—54题图6已知：螺栓材料为Q235，[σ]=95MPa、[τ]=96MPa，钢板[σ]P=320MPa，铸铁[σ]P1=180MPa，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数Kf=1.2，载荷FΣ=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。（1）试比较哪种螺栓布置方案合理？（2）按照螺栓布置合理方案，分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的累栓直径。解题分析：本题是螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩共同作用的典型例子。解题时，首先要将作用于钢板上的外载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓组连接受横向载荷FΣ和旋转力矩T两种简单载荷作用的结论。然后将这两种简单载荷分配给各个螺栓，找出受力最大的螺栓，并把该螺栓承受的横向载荷用矢量叠架原理求出合成载荷。在外载荷与螺栓数目一定的条件下，对不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的载荷是不同的，显然使受力最大的螺栓承受较小的载荷是比较合理的螺栓布置方案。若螺栓组采用铰制孔用螺栓连接，则靠螺栓光杆部分受剪切和配合面间受挤压来传递横向载荷，其设计准则是保证螺栓的剪切强度和连接的挤压强度，可按相应的强度条件式，计算受力最大螺栓危险剖面的直径。若螺栓组采用普通螺栓连接，则靠拧紧螺母使被连接件接合面间产生足够的摩擦力来传递横向载荷。在此情况下，应先按受力最大螺栓承受的横向载荷，求出螺栓所需的紧力；然后用只受预紧力作用的紧螺栓连7接，受拉强度条件式计算螺栓危险剖面的直径d1；最后根据d1查标准选取螺栓直径d，并根据被连接件厚度、螺母及垫圈厚度确定螺栓的标准长度。解题要点：1．螺栓组连接受力分析（1）将载荷简化将载荷FΣ向螺栓组连接的接合面形心O点简化，得一横向载荷FΣ=12000N和一旋转力矩T=