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贵州大学机械设计课程教案 第5章-螺纹联接

第六章螺纹联接及螺旋传动一、选择题6-1、当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。

(1)双头螺柱联接(2)螺栓联接(3)螺钉联接(4)紧定螺钉联接6-2、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__________。

(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接6-3、普通螺纹的牙型角α为60o,当摩擦系数μ=0.10时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv =__________。

(1)0.105 (2)0.115 (3)0.1115 (4)0.1046-4、在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很大方法,例如__________。

(1)增加拧紧力(2)增加扳手力臂(3)使用测力矩扳手或定力矩扳手6-5、螺纹联接防松的根本问题在于__________。

(1)增加螺纹联接的轴向力(2)增加螺纹联接的横向力(3)防止螺纹副的相对转动(4)增加螺纹联接的刚度6-6、螺纹联接预紧的目的之一是__________。

(1)增强联接的可靠性和紧密性(2)增加被联接件的刚性(3)减小螺栓的刚性6-7、承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的总拉力F0的最大值和被联接件的刚度C m不变时,螺栓的刚度C b愈小,则__________。

(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力的变化幅度不变(4)螺栓中的疲劳强度降低6-8承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的总拉力F0的最大值和螺栓的刚度C b不变时,被联接件的刚度C m愈小,则__________。

(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力的变化幅度不变(4)螺栓疲劳强度愈高6-9、承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接,该联接中的螺_________。

(1)受剪切作用(2)受拉伸作用(3)受剪切和拉伸作用(4)既可能受剪切作用又可能受拉伸作用6-10、对受轴向变载荷的紧螺栓联接,在限定螺栓总拉力的情况下,提高螺栓疲劳强度的有效措施是__________。

(1)增大被联接件的刚度(2)减小被联接件的刚度(3)增大螺栓的刚度6-11、现有一单个螺栓联接,要求被联接件的结合面不分离,假定螺栓的刚度C b与被联接的刚度C m相等,联接的预紧力为F′,现开始对联接施加轴向载荷,当外载荷达到与预紧力F′的大小相等时,则__________。

(1)被联接发生分离,联接失败(2)被联接件即将发生分离,联接不可靠(3)联接可靠,但不能再继续加载(4)联接可靠,只要螺栓强度足够,外载荷F还可继续增加到接近预紧力的两倍6-12、有一气缸盖螺栓联接,若气缸内气体压力在0~2MPa之间循环变化,则螺栓中的应力变化规律为__________。

(1)对称循环变应力(2)脉动循环变应力(3)非对称循环变应力(4)非稳定循环变应力6-13、当一个承受变载荷的螺栓联接,其螺栓的静强度足够而疲劳强度不足时,应首先考虑采用__________来提高其疲劳强度。

(1)增加螺栓直径(2)提高螺栓材料的屈服极限(3)改用双螺(4)柔性螺母6-14、为了改善螺纹牙上的载荷分部,通常都以_________的方法来实现。

(1)采用双螺母(2)采用加高的螺母(3)采用减薄的螺(4)减少螺栓和螺母的螺距变化差6-15、被联接件受横向载荷作用时,若采用一组普通螺栓联接,则载荷靠__________来传递。

(1)接合面之间的摩擦力(2)螺栓的剪切和挤压(3)螺栓的剪切和被联接件的挤压6-16、设计螺栓组联接时,虽然每个螺栓的受力不一定相等,但对该组螺栓仍均采用相同的材料、直径和长度,这主要是为了__________。

(1)外形美观(2)购买方便(3)便于加工和安装6-17、设计紧螺栓联接时,其直径愈小,则许用安全系数应取得愈大,这是由于直径愈小时,__________。

(1)螺纹部分的应力集中愈严重(2)加工螺纹时愈易产生缺陷(3)拧紧时愈易拧断(4)材料的力学性能愈不易保证二、分析与思考题6-1、螺纹的主要参数有哪些?各参数间的关系如何?在设计中如何应用?6-2、常用的螺纹牙型有哪几种?试说明各自的特点及主要用途。

6-3、按用途螺旋副分为哪两大类?6-4、根据螺纹线数的不同,螺纹可以分为哪几种?它们各有何特点?6-5、为什么单线普通三角螺纹主要用以联接?而多线梯形、矩形和锯齿形螺纹主要用以传动?6-6、根据螺纹旋向的不同,螺纹可以分为哪几种?如何判断螺纹的旋向?6-7、常见螺栓的螺纹是右旋还是左旋?是单线还是多线?为什么?6-8、圆柱螺纹的公称直径指的是哪个直径?计算螺纹的摩擦力矩时使用哪个直径?计算螺纹危险截面时使用的是哪个直径?6-9、管螺纹的公称直径指的是哪个直径?为什么管子上的螺纹通常采用细牙螺纹?6-10、为什么螺纹联接大多数要预紧?什么叫螺纹联接的预紧力?6-11、常用的控制预紧力的方法有哪些?它们有哪些优缺点?为了克服这些缺点可采用什么方法?6-12、在拧紧螺母时,拧紧力矩T要克服哪些摩擦力矩?这时螺栓和被联接件各受到什么样的载荷?6-13、为什么对重要的螺栓联接不宜使用直径小于M12~M14的螺栓?一般情况下,螺栓所受到的预紧力大约是扳手上施加的力的多少倍?6-14、螺纹联接为什么要防松?防松的根本问题是什么?6-15、防松的基本原理有哪几种?具体的防松方法和装置各有哪些?6-16、相同的公称直径的粗牙普通螺纹与细牙普通螺纹相比,哪个自锁性能好?哪个强度高?为什么?为什么薄壁零件的联接常采用细牙螺纹?6-17、什么叫螺纹的自锁现象?自锁条件如何?螺旋副的传动效率又如何计算?6-18、为什么有自锁性能的螺旋传动其效率η小于50%?6-19、试问螺纹的升角为多大时,螺旋副的效率可达到最高值?6-20、螺纹联接的主要失效形式和计算准则是什么?6-21、何为松螺纹联接?何为紧螺栓联接?它们的强度计算方法有何区别?三、设计计算题6-1、受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。

已知预紧力为1500N,当轴向工作载荷为1000N时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。

6-2、图示汽缸螺栓联接,汽缸内压力p在0-1.5MPa间变化,缸盖和缸体均为钢制,为保证气密性要求,试选择螺栓材料,并确定螺栓数目和尺寸。

6-2 6-36-3、图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接,梁受到的拉力F=28kN,摩擦系数f=0.2,控制预紧力,试确定所需螺栓的直径。

6-4、图示YLD10凸缘联轴器,允许传递的最大转矩为630N·m,两半联轴器采用4个M12×60的铰制孔螺栓,性能等级为8.8级,联轴器材料为HT200,试校核联接强度。

6-4 6-56-5、铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示,已知L=300mm,a=60mm,试求三个方案中,受力最大的螺栓所受的力各为多少?哪个方案较好?6-6、图示底板螺栓组联接受外力F e作用,外力F e作用在包含x轴并垂直于底板结合面的平面内。

试分析螺栓组受力情况,并判断哪个螺栓受载最大?保证联接安全的必要条件有哪些?6-7、图示刚性联轴器取4个M16小六角头铰制孔用螺栓,螺栓材料为45钢,受剪面处螺栓直径为φ17mm,其许用最大扭矩T=1.5kN·m(设为静载荷),试校核其强度。

联轴器材料HT250。

6-76-8、上题的刚性联轴器中,若采用M16受拉螺栓,靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩,螺栓材料为45钢,接合面间的摩擦系数f=0.16,安装时不控制欲紧力,试决定螺栓数(螺栓数应为双数)。

6-9、缸径D=500mm,蒸汽压力p=1.2MPa,螺栓分布圆直径D0=640mm。

为保证气密性要求,螺栓间距不得大于150mm。

试设计此汽缸盖螺栓组联接。

6-9 6-106-10、设图示螺栓刚度C b,被联接件的刚度C m,若C m=8C b,预紧力F′=1kN,外载荷F=1.1kN,试求螺栓中的总拉力F0和被联接件中的剩余预紧力F″。

6-11、如图示为一吊环与机架用一单个螺栓联接,已知机架的重量为5kN装配螺栓时的预紧力F′=5kN,问吊环将机架吊起后纸垫A能否抽出?6-11 6-126-12、图示为一凸缘轴,通过凸缘上的六个35钢制螺栓与另一凸缘轴相联接。

轴的转速n=720r/min,额定功率P=30kW,短期作用的最大功率为额定规律的2.5倍。

试按普通螺栓和铰制孔用螺栓的直径并比较两者的优缺点。

已知凸缘接触面间的摩擦系数μs=0. 2,可靠系数K=1.2,螺栓材料的屈服点σs=320MPa,拉应力的安全系数Sσ=1.5,剪应力的安全系数S t=2.5,挤压应力的安全系数S p=1.2。

6-13、如图示的方形盖板用四个M16的螺钉与箱体相联接,盖板中心O点装有吊环,已知F Q=20kN,尺寸如图示。

要求:1)当取剩余预紧力F″=0.6F(F为工作拉力)、螺钉材料的性能等级为6.6级装配不控制预紧力时,校核螺钉的强度;2)由于制造误差吊环由O 点移至对角线上O′点,且OO′=52mm,问哪个螺栓的受力最大?并校核其强度。

6-13 6-146-14、某钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上,螺栓组由四个普通螺栓组成,它们的螺纹直径均为d,长度为l,每个螺栓的预紧力为F′,螺栓布置形式如图。

试问:1)吊架承受垂直拉力F时,螺栓组中的每个螺栓承受的载荷为多大?2)在强度足够以及d、F′和被联接件的刚度C m一定时,为提高该螺栓组联接的工作可靠性,螺栓用细长些好?还是粗短些好?(用螺栓组联接的力-变形图来说明)6-15如图示的扳手柄,用两个普通螺栓联接,已知手柄上的推力F=200N,两个被联接件之间的摩擦系数μs=0. 15,若螺栓材料为Q235钢,可靠系数K=1.2,装配时不控制预紧力。

试求普通螺栓的直径。

若改为铰制孔用螺栓,计算所需直径。

6-15 6-166-16、如图示为轴承托架紧固到钢立柱上,托架材料为铸铁,螺栓材料的性能等级为6.6级,载荷为F =6kN ,α=30o ,尺寸如图示,螺栓数为4个。

试设计此螺栓联接。

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