机械设计螺纹连接例题

螺纹连接习题解答

11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。

解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦 力来传递横向外载荷FR。解题时，要先求出螺栓组所 受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算

准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷FR。 题11—1图

解题要点：

（1）求预紧力F′：

由螺栓强度级别4.6级知σ

S =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应

力： [σ]= σS /S =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm

2由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd1/4）≤[σ] MPa 得： 2F′=[σ]πd1/（4×1.3）=178 ×π×8.376/

螺纹连接习题解答

11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。

解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦 力来传递横向外载荷FR。解题时，要先求出螺栓组所 受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算

准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷FR。 题11—1图

解题要点：

（1）求预紧力F′：

由螺栓强度级别4.6级知σ

S =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应

力： [σ]= σS /S =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm

2由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd1/4）≤[σ] MPa 得： 2F′=[σ]πd1/（4×1.3）=178 ×π×8.376/

一、计算机构的自由度，并检验机构是否有确定的运动。 解题步骤：

1、 找出图中是否存在虚约束、复合铰链和局部自由度并在图中标注；

2、 写出自由度计算公式；

3、 分析确定活动构件数、低副数和高副数； 4、 带入公式求解；

5、 分析机构是否有确定的运动并说明原因。

解：图中A处为局部自由度，B处为复合铰链，C处为虚约束。

F?3n?2Pl?Ph= 3x9- 2x12-2 =1

该机构有确定的运动，因为自由度数等于原动件数且大于0。

解：图中C处为局部自由度，A处为复合铰链，B处为虚约束。

lh

F?3n?2P?P= 3x8- 2x11-1 =1

该机构有确定的运动，因为自由度数等于原动件数且大于0。

解：图中A处为局部自由度，B处为虚约束。

lh

F?3n?2P?P= 3x4- 2x4-2 =2

该机构有确定的运动，因为自由度数等于原动件数且大于0。 二、轮系：

解题方法：1、判断轮系类型 2、分析组成 3、列出计算式 4、代入并求解。

如图所示为电动机卷扬机的传动装置，已知各轮齿数z1=

[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[σ]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，

可靠性系数K S=1.2，螺栓相对刚

度2.0

2

1

1=

+C

C

C

，载荷

P=6000N，尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接。

[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P y=Pcos30°=6000cos30°=5196 N (铅垂向下) 轴向载荷P x=Psin30°= 6000sin30°= 3000 N (水平向右) 倾覆力矩M = P x×180+ P y×420=3000×180+5196×420

= 2.722×6

10N·mm

1

显然该螺栓组连接受横向载荷P y、轴向载荷P x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P x作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷

N P

F x

P

750 4

3000

4

= =

=

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

显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为

F=F P+F M=750+3240=3990 N

(2)确

例 1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。

解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数

1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故选择8级精度。

2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表11-1，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度217~255HBS ，σ

HLim1=595MPa ，σ

FE1=460MPa ；大齿轮选用45钢正火处理，齿面硬度162~217HBS ，σHLim2=390MPa ，σFE2=320MPa 。

3）选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=86。故实际传动比i=z 2/z 1=86/24=3.58，和要求的传动比3.57的误差小于3%。齿数比u=i=3.58。

对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。

2. 按齿面接触强度设计

设计公式11-3 []321112???? ??+?Φ≥H H E d Z Z u u KT d σ

www.365lunwen.cn专业的论文在线写作平台

直螺纹机械连接技术交底

一、工程概况：

本工程位于天津市营城工业区内，石化路与汉北路交口处，桩基采用直径500的高强混凝土预置管桩，二区、三区桩芯灌砼、承台、筏板、短柱、基础梁采用C35商品砼。一区桩芯灌砼、承台、短柱、基础梁采用C30商品砼，基础钢筋连接形式采用闪光对焊连接。闪光对焊钢筋型号为三级25、22、20、18、16。以上钢筋焊接已经复试合格，本工程二区、三区流水施工。 二、机具设备

钢筋剥肋滚压直螺纹机、限位挡铁、螺纹环规、力矩扳手及普通扳手等。 三、施工准备

1、参加滚压直螺纹接头施工的人员必须进行技术培训，经考核合格后方可持证上岗操作。

2、钢筋应先调直再加工，切口端面要与钢筋轴线垂直，端头弯曲、马蹄严重的要切去，但不得用气割下料。 四、施工工艺 1、工艺流程

预接：钢筋端面平头→剥肋滚压螺纹→丝头质量检验→利用套筒连接→接头检验；

现场连接：钢筋就位→拧下钢筋保护帽和套筒保护帽→接头拧紧→作标记→施工质量检验。 2、钢筋丝头加工

（1）按钢筋规格所需的调整试棒调整好滚丝头内孔最小尺寸。

十四章螺纹习题与参考答案

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 。

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 。

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

1

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 B 。

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 。

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 。

A.

三角形细牙螺纹

2

B. 梯形螺纹

C.

锯

齿

形

螺

纹

D. 多线的三角

十四章螺纹习题与参考答案

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 。

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 。

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

1

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 B 。

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 。

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 。

A.

三角形细牙螺纹

2

B. 梯形螺纹

C.

锯

齿

形

螺

纹

D. 多线的三角

习题与参考答案

一、复习思考题

1 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?

2 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? 3 螺纹联接有哪些基本类型?各有何特点?各适用于什么场合?

4 为什么螺纹联接常需要防松?按防松原理，螺纹联接的防松方法可分为哪几类?试举例说明。 5 螺栓组联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?

6 有一刚性凸缘联轴器，用材料为Q235的普通螺栓联接以传递转矩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。

7 提高螺栓联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?

8 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? 9 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? 10 为什么对于重要的螺栓联接要控制螺栓的预紧力F′?控制预紧力的方法有哪几种?

二、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 。

[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[σ]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，

C1?0.2，载荷可靠性系数KS=1.2，螺栓相对刚度

C1?C2P=6000N，尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接。

[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) 倾覆力矩 M = Px×180+ Py×420=3000×180+5196×420 = 2.722×106N·mm

1

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 FPPx3000???750N

44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