1、Ch3螺紋聯(lián)接例題例 3.1 在常用的螺紋聯(lián)接中，自鎖性最好的螺紋是 （A） 。 A、普通螺紋 B、梯形螺紋 C、鋸齒形螺紋 D、矩形螺紋 例 3.2 在常用的螺旋傳動中，傳動效率最高的螺紋是 （D） 。 A、普通螺紋 B、梯形螺紋 C、鋸齒形螺紋 D、矩形螺紋 【 評注 】螺紋有聯(lián)接和傳動兩大功能。但不同的螺紋有不同的用途。用于聯(lián)接的螺紋必須具有自鎖性，用于傳動的螺紋一般要求其具有較高的傳動效率。在相同條件（如螺紋升角相同、材料相同）下，普通螺紋（三角螺紋，牙型角 ）的當(dāng)量摩擦角 較大，根據(jù)自鎖性條件 可知，更易實現(xiàn)自鎖。矩形螺紋（牙型角 ）的當(dāng)量摩擦角 最小，根據(jù)效率公式 可知其效率最大，

2、故矩形螺紋主要用于傳動。從以上分析也可看出，牙型角越小，其傳動效率越高，可用于傳動；牙型角越大，其自鎖性越好，越有可能用于聯(lián)接。但兩者之間沒有絕對的界限，普通螺紋也有用于傳動的。同一公稱直徑的普通螺紋，其細(xì)牙螺紋與粗牙螺紋相比，相升角更小，自鎖性更好。 同樣的，單線螺紋與多線螺紋相比，在相同條件（材料相同，螺距相同）下，單線螺紋的升角小，易實現(xiàn)自鎖，多用于聯(lián)接；多線螺紋的升角大，傳動效率高，多用于傳動，并且線數(shù)愈多，升角愈大，傳動效率愈高。事實上，單線普通螺紋的升角約在 之間，而摩擦系數(shù) 的普通螺紋其當(dāng)量摩擦角 ，在靜載下都能保證自鎖性。 螺紋升角愈大，則傳動效率愈高，但由于過大的螺紋升角制造

3、困難，且效率增高也不顯著，所以一般升角不大于 。 例 3.3 為什么螺母的螺紋圈數(shù)不宜大于10圈？通常采用哪些結(jié)構(gòu)形式可使螺紋牙間的載荷趨于均勻？ 答 螺栓聯(lián)接中采用普通螺母時，軸向載荷在旋合螺紋各圈之間的分布是不均勻的，靠近支承面的第一圈受載最大，以后各圈遞減，到第10圈以后，螺紋幾乎不承受載荷，所以螺母的螺紋圈數(shù)不宜大于10圈。采用懸置螺母或環(huán)槽螺母，有助于減少螺母與螺栓桿的螺距變化差異，從而使螺紋牙間的載荷分而比較均勻。 例 3.4 螺紋聯(lián)接預(yù)緊的目的在于 （增加螺紋聯(lián)接的可靠性、緊密性） ，以防止 （螺紋聯(lián)接的松動） 。 例 3.5 螺紋聯(lián)接為什么要防松？防松措施有哪些？ 答 用于聯(lián)接

4、的普通螺紋一般都具有自鎖性，在靜載荷作用下不會自動松脫。但在（ 1）沖擊、振動或變載荷下，螺紋副和支承面間的磨擦力會下降；（2）在溫度變化中，聯(lián)接件與被聯(lián)接件之間的溫度變形有差異，或發(fā)生蠕變，使預(yù)緊力或摩擦力減小，甚至松脫。因此在設(shè)計時就應(yīng)注意螺紡聯(lián)接的防松問題。 防松的根本問題是阻止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。具體防松措施有三種：（ 1）摩擦防松（彈簧墊圈、對頂螺母、尼龍圈鎖緊螺母等）；（2）機械防松（開口銷與槽形螺母、止動墊圈等）；（3）破壞性防松（沖擊,粘合等）。 例 3.6 在螺栓強度計算中，常用作危險剖面的計算直徑是 （C） 。 A、螺紋的大徑 B、螺紋的中徑 C、螺紋的小徑 例 3.7 在受

5、到軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接中，強度驗算公式為，其中的為 （D） 。 A、工作載荷 B、螺栓預(yù)緊力 C、工作載荷和預(yù)緊力之和 D、工作載荷F和剩余預(yù)緊力之和 例 3.8 被聯(lián)接件受橫向工作載荷時，如果采用普通螺栓聯(lián)接，則螺栓可能出現(xiàn)的失效為 （D）。 A、剪切破壞 B、擠壓破壞 C、扭斷 D、拉扭斷裂 【 評注 】螺栓聯(lián)接的強度計算時，要明確螺栓聯(lián)接的類型和工作載荷的方向。螺栓聯(lián)接的類型主要是指有無預(yù)緊力。松螺栓聯(lián)接中，螺栓只受軸向拉伸載荷。受橫向載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接，由于預(yù)緊力很小不予考慮，其受力主要是剪切和擠壓。其它各種情況都受到預(yù)緊力的作用，螺栓除受工作載載荷外，還受到擰緊力矩的作用，故螺

6、栓的變形是拉扭組合變形。強度計算時，按第四強度理論處理，當(dāng)量應(yīng)力是純拉伸應(yīng)力的 1.3倍。 例 3.9 如圖3.2所示，剛性凸緣聯(lián)軸器用六個普通螺栓聯(lián)接。螺栓均分布在 的圓周上，接合面摩擦系數(shù) ，可靠性系數(shù)取 Kf=1.2。若聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速 、傳遞的功率 ，載荷平穩(wěn)；螺栓材料為45鋼， ，不控制預(yù)緊力，安全系數(shù)取 ，試計算螺栓的最小直徑。 圖 3.2 解 由圖 3.2可知，此聯(lián)接為普通螺栓聯(lián)接，靠接合面間的摩擦傳遞扭矩 。 （ 1）聯(lián)軸器傳遞的轉(zhuǎn)矩 （ 2）螺栓所需預(yù)緊力 : z F f D/2=KfT故 F= KfT/( z f D/2)=4000N （ ）許用應(yīng)力 （ ）所需螺栓最小直徑 例

7、 3.10 一機架由四個鉸制孔螺栓組成聯(lián)接，幾何尺寸如圖3.3所示。已知 ，螺栓材料的許用剪應(yīng)力 ，試按剪切強度確定所需螺栓的最小直徑。 圖 3.3 解 （ 1）受力分析 螺栓聯(lián)接承受的轉(zhuǎn)矩 螺栓聯(lián)接承受的橫向載荷 （ 2）單個螺栓的受力 由于轉(zhuǎn)矩的作用，每個螺栓受到的切向載向力 由于橫向力的作用，每個螺栓受到的橫向力 （ 3）受力最大的螺栓為2、3，其最大橫向力為 （4）螺栓桿的最小直徑 【 評注 】載荷作用位置不在螺栓聯(lián)接的幾何中心處，其作用效果有兩個：一是產(chǎn)生扭矩，每個螺栓所受的工作剪力和該螺栓軸線到螺栓組形心的連線相垂直；二是產(chǎn)生橫向載荷，每個螺栓所受的工作剪力與橫向載荷方向相同。這樣

8、每個螺栓都受到兩個剪力，且方向不同，所以應(yīng)找出其中受力最大的螺栓，根據(jù)強度條件，計算出此螺栓所需的直徑，并作為整個螺栓組的所有螺栓的直徑。 例 3.11 平鍵聯(lián)接的可能失效形式為 （D） 。 A、疲勞點蝕 B、彎曲疲勞破壞 C、膠合 D、壓潰、剪切破壞 例 3.12 平鍵的尺寸是如何確定的？ 答 根據(jù)軸徑 從標(biāo)準(zhǔn)中選取鍵寬 和鍵高 ；按輪轂長度選出相應(yīng)的鍵長 ，用于靜聯(lián)接的平鍵，其鍵長不應(yīng)大于輪轂長。 例 3.13 如圖3.4所示的凸緣半聯(lián)軸器及圓柱齒輪，分別用鍵與減速器的低速軸相聯(lián)接。已知軸的材料的45鋼，傳遞的扭矩 ，齒輪用鍛鋼制成，半聯(lián)軸器用灰鑄鐵制成，工作時有輕微沖擊。試設(shè)計兩處所用的

9、鍵。 圖 3.4 解 （1）選擇類型 聯(lián)軸器和齒輪與軸的周向固定用鍵聯(lián)接，并為靜聯(lián)接，從圖中看，選用普通A型鍵。 （ 2）按軸徑確定鍵的型號 聯(lián)軸器處：軸徑，查教材表10-9，選用鍵 ， 輪轂寬 ，查教材表10-9，選擇長度系列 則選用的鍵為： 鍵 GB1096-79 齒輪處：軸徑 ，查表，選用鍵 ， 輪轂寬 ，查表，選擇長度系列 。則選用的鍵為： 鍵 GB1096-79 （ 3）校核其強度 平鍵靜聯(lián)接的主要失效為壓潰。按擠壓強度校核。 聯(lián)軸器用鑄鐵，載荷輕微沖擊，查教材表 10-10，許用應(yīng)力鍵的工作長度 齒輪有鍛鋼，載荷輕微沖擊，查教材表 10-10，許用應(yīng)力 鍵的工作長度 均合適。 題3

10、-14 試找出題3.5圖中螺紋連接結(jié)構(gòu)中的錯誤，并就圖改正。已知被連接件材料均為Q235，連接件均為標(biāo)準(zhǔn)件。 a)普通螺栓連接 b)螺釘連接 c)雙頭螺柱連接 d)緊定螺釘連接 題3.5圖解答： 題解3.5圖a1）普通螺栓連接錯誤分析3 4 5 6 7218題解3.5圖a2）普通螺栓連接正確結(jié)構(gòu)設(shè)計1普通螺栓連接主要錯誤分析(題解3.5圖a1)及正確結(jié)構(gòu)設(shè)計(題解3.5圖a2)： (1) 螺栓安裝方向不對，裝不進去，應(yīng)掉過頭來安裝； (2) 螺栓伸出部長度太長、且長度不標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)長l=60mm；(3) 彈簧墊圈尺寸不對，缺口方向也不對；(4) 一般連接不應(yīng)采用扁螺母；(5) 螺栓連接中螺紋

11、伸出部分過長；(6) 無螺紋余留長度（即與螺母、墊圈等被連接件配合部分螺紋短了），螺母擰緊不可靠； (7) 被連接件表面沒加工，應(yīng)做出沉孔并刮平，以保證螺栓頭及螺母支承面平整且垂直于螺栓軸線，避免擰緊螺母時螺栓產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力；(8) 普通螺栓連接被聯(lián)接件孔要大于螺栓大徑，而下部被連接件孔與螺栓桿間無間隙；2螺釘連接主要錯誤分析(題解10-6圖b1)及正確結(jié)構(gòu)設(shè)計(題解10-6圖b2)：（1）若上邊被連接件是鑄件，則缺少沉孔，表面也沒有加工12（2）采用螺釘連接時，被連接件之一應(yīng)有大于螺栓大徑的光孔，而另一被連接件上應(yīng)有與螺釘相旋合的螺紋孔。而圖中上邊被連接件沒有做成大于螺栓大徑的光孔，下邊被

12、連接件的螺紋孔又過大，與螺釘尺寸不符，而且螺紋孔畫法不對。 題解3.5圖b1） 螺釘連接錯誤分析題解3.5圖b2）螺釘連接正確結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 23456題解3.5圖c1）雙頭螺柱連接錯誤分析3雙頭螺柱連接主要錯誤分析(題解3-4圖c1)及正確結(jié)構(gòu)設(shè)計(題解3-4圖c2)： 1200題解3.5圖c2）雙頭螺柱連接正確結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1) 彈簧墊圈厚度尺寸不對(2) M12不能標(biāo)注在光桿部分；(3) 若上邊被連接件是鑄件，則缺少沉頭座孔，表面也沒有加工； (4) 雙頭螺柱連接上部被連接件孔與螺栓桿間無間隙； (5) 雙頭螺柱的光桿部分不能擰進被連接件的螺紋孔內(nèi)；(6) 錐孔角度應(yīng)為120，而且應(yīng)從螺紋孔

13、的小徑（粗實線處）畫錐孔角的兩邊。12M64.緊定螺釘連接主要錯誤分析(題解10-6圖d1)及正確結(jié)構(gòu)設(shè)計(題解10-6圖d2)：(1) 輪轂上沒有做出M6的螺紋孔； (2)軸上未加工螺紋孔，螺釘擰不進去，即使有螺紋孔，螺釘能擰入，也需作局部剖視才能表達清楚。 題解3.5圖d2）緊定螺釘連接正確結(jié)構(gòu)設(shè)計題3.5圖d1）緊定螺釘連接錯誤分析 例 3.14問答題 1.問：常用螺紋的類型主要有哪些？答：普通螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋。 2.問：哪些螺紋主要用于聯(lián)接？哪些螺紋主要用于傳動？答：普通螺紋主要用于聯(lián)接。梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋主要用于傳動。 3.問：螺紋聯(lián)接的基本類型有哪些

14、？答：螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。4.問：螺紋聯(lián)接預(yù)緊的目的是什么？答：預(yù)緊的目的在于增強聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移。 5.問：螺紋聯(lián)接防松的方法按工作原理可分為哪幾種？答：摩擦防松、機械防松（正接鎖?。┖豌T沖防松（破壞螺紋副關(guān)系）等。 6.問：受拉螺栓的主要破壞形式是什么？答：靜載荷下受拉螺栓的損壞多為螺紋部分的塑性變形和斷裂。變載荷下多為栓桿部分的疲勞斷裂。 7.問：受剪螺栓的主要破壞形式是什么？答：螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷。 8.問：為了提高螺栓的疲勞強度，在螺栓的最大應(yīng)力一定時，可采取哪些措施來降低應(yīng)力幅？

15、并舉出三個結(jié)構(gòu)例子。答：可采取減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件剛度的方法來降低應(yīng)力幅。1）適當(dāng)增加螺栓的長度；2）采用減小螺栓桿直徑的腰狀桿螺栓或空心螺栓；3）在螺母下面安裝彈性元件。 9.問：螺紋聯(lián)接設(shè)計時均已滿足自鎖條件，為什么設(shè)計時還必須采取有效的防松措施？答：在靜載荷及工作溫度變化不大時，聯(lián)接一般不會自動松脫。但在沖擊、振動、載荷變化、溫度變化較大或高溫下均造成聯(lián)接間摩擦力減小或瞬時消失或應(yīng)力松馳而發(fā)生聯(lián)接松脫。 10.問：橫向載荷作用下的普通螺栓聯(lián)接與鉸制孔用螺栓聯(lián)接兩者承受橫向載荷的機理有何不同？當(dāng)橫向載荷相同時，兩種答：前者靠預(yù)緊力作用，在接合面間產(chǎn)生的摩擦力來承受橫向力；后者靠螺栓和

16、被聯(lián)接件的剪切和擠壓來承載。前者由于靠摩擦傳力，所需的預(yù)緊力很大，為橫向載荷的很多倍，螺栓直徑也較大。 11.問：承受預(yù)緊力F和工作拉力F的緊螺栓聯(lián)接，螺栓所受的總拉力是否等于F+F？為什么？答：不等于。因為當(dāng)承受工作拉力F后，該聯(lián)接中的預(yù)緊力F減為殘余預(yù)緊力，故12.問：對于緊螺栓聯(lián)接，其螺栓的拉伸強度條件式中的系數(shù)1.3的含義是什么？答：系數(shù)1.3是考慮到緊聯(lián)接中螺栓受螺紋副力矩的作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，故將螺栓所受拉力增加30%以考慮此時扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響。例 3.15選擇題1、采用普通螺栓聯(lián)接的凸緣聯(lián)軸器，在傳遞轉(zhuǎn)矩時，。A、螺栓的橫截面受剪切B、螺栓與螺栓孔配合面受擠壓C、螺栓同時受剪切

17、與擠壓D、螺栓受拉伸與扭轉(zhuǎn)作用2、當(dāng)螺紋公稱直徑、牙型角、螺紋線數(shù)相同時，細(xì)牙螺紋的自鎖性能比粗牙螺紋的自鎖性能。A、好B、差C、相同D、不一定3、用于聯(lián)接的螺紋牙型為三角形，這是因為三角形螺紋。A 牙根強度高，自鎖性能好B、傳動效率高C、防振性能好D、自鎖性能差4、若螺紋的直徑和螺旋副的摩擦系數(shù)一定，則擰緊螺母時的效率取決于螺紋的。A、螺距和牙型角B、升角和頭數(shù)C、導(dǎo)程和牙形斜角D、螺距和升角5、對于聯(lián)接用螺紋，主要要求聯(lián)接可靠，自鎖性能好，故常選用。A、升角小，單線三角形螺紋B、升角大，雙線三角形螺紋C、開角小，單線梯形螺紋D、升角大，雙線矩形螺紋6、用于薄壁零件聯(lián)接的螺紋，應(yīng)采用。A、三

18、角形細(xì)牙螺紋B、梯形螺紋C、鋸齒形螺紋D、多線的三角形粗牙螺紋7、當(dāng)鉸制孔用螺栓組聯(lián)接承受橫向載荷或旋轉(zhuǎn)力矩時，該螺栓組中的螺栓。A、必受剪切力作用B、必受拉力作用C、同時受到剪切與拉伸D、既可能受剪切，也可能受擠壓作用8、計算緊螺栓聯(lián)接的拉伸強度時，考慮到拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，應(yīng)將拉伸載荷增加到原來的倍。A、l.lB、l.3C、1.25D、0.39、在螺栓聯(lián)接中，有時在一個螺栓上采用雙螺母，其目的是。A、提高強度B、提高剛度C、防松D、減小每圈螺紋牙上的受力10、在同一螺栓組中，螺栓的材料、直徑和長度均應(yīng)相同，這是為了。A、提高強度B、提高剛度C、外形美觀D、降低成本11、緊螺栓聯(lián)接在按拉伸強度計算時，應(yīng)將拉伸載荷增加到原來的1.