螺栓強(qiáng)度計(jì)算.doc

.第三章 螺紋聯(lián)接（含螺旋傳動(dòng)）3-1 基礎(chǔ)知識(shí)一、螺紋的主要參數(shù)現(xiàn)以圓柱普通螺紋的外螺紋為例說(shuō)明螺紋的主要幾何參數(shù)，見(jiàn)圖3-1，主要有：1）大徑螺紋的最大直徑，即與螺紋牙頂重合的假想圓柱面的直徑，在標(biāo)準(zhǔn)中定為公稱(chēng)直徑。2）小徑螺紋的最小直徑，即與螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑，在強(qiáng)度計(jì)算中常作為螺桿危險(xiǎn)截面的計(jì)算直徑。圖3-13）中徑通過(guò)螺紋軸向界面內(nèi)牙型上的溝槽和突起寬度相等處的假想圓柱面的直徑，近似等于螺紋的平均直徑，。中徑是確定螺紋幾何參數(shù)和配合性質(zhì)的直徑。）線(xiàn)數(shù)螺紋的螺旋線(xiàn)數(shù)目。常用的聯(lián)接螺紋要求自鎖性，故多用單線(xiàn)螺紋；傳動(dòng)螺紋要求傳動(dòng)效率高，故多用雙線(xiàn)或三線(xiàn)螺紋。為了便于制造，一般用線(xiàn)數(shù)。）螺距螺紋相鄰兩個(gè)牙型上對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的軸向距離。）導(dǎo)程螺紋上任一點(diǎn)沿同一條螺旋線(xiàn)轉(zhuǎn)一周所移動(dòng)的軸向距離。單線(xiàn)螺紋，多線(xiàn)螺紋。）螺紋升角螺旋線(xiàn)的切線(xiàn)與垂直于螺紋軸線(xiàn)的平面間的夾角。在螺紋的不同直徑處，螺紋升角各不相同。通常按螺紋中徑處計(jì)算，即 （3-1）8）牙型角螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線(xiàn)的垂直平面的夾角稱(chēng)為牙側(cè)角，對(duì)稱(chēng)牙型的牙側(cè)角/2。9）螺紋接觸高度內(nèi)外螺紋旋合后的接觸面的徑向高度。二、螺紋聯(lián)接的類(lèi)型螺紋聯(lián)接的主要類(lèi)型有：1、螺栓聯(lián)接常見(jiàn)的普通螺栓聯(lián)接如圖3-2a所示。這種聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是被聯(lián)接件上的通孔和螺栓桿間留有間隙。圖3-2b是鉸制孔用螺栓聯(lián)接。這種聯(lián)接能精確固定被聯(lián)接件的相對(duì)位置，并能承受橫向載荷，但孔的加工精度要求較高。圖3-2 2、雙頭螺柱聯(lián)接如圖3-3a所示，這種聯(lián)接適用于結(jié)構(gòu)上不能采用螺栓聯(lián)接的場(chǎng)合，例如被聯(lián)接件之一太厚不宜制成通孔，且需要經(jīng)常拆裝時(shí)，往往采用雙頭螺柱聯(lián)接。圖3-33、螺釘聯(lián)接這種聯(lián)接的特點(diǎn)是螺栓（或螺釘）直接擰入被聯(lián)接件的螺紋孔中，不用螺母，在結(jié)構(gòu)上比雙頭螺柱聯(lián)接簡(jiǎn)單、緊湊。4、緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接是利用擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住另一零件的表面（圖3-4a）或釘入相應(yīng)的凹坑中（圖3-4b），以固定兩個(gè)零件的相對(duì)位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。圖3-4三、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件的類(lèi)型很多，在機(jī)械制造中常見(jiàn)的螺紋聯(lián)接件有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊圈等。這類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)型式和尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用。四、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松1、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊在實(shí)用上，絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時(shí)都必須擰緊，使聯(lián)接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個(gè)預(yù)加作用力稱(chēng)為預(yù)緊力。預(yù)緊的目的在于增強(qiáng)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(duì)滑移。為了保證聯(lián)接所需要的預(yù)緊力，又不使螺紋聯(lián)接件過(guò)載，對(duì)重要的螺紋聯(lián)接，在裝配時(shí)要控制預(yù)緊力。通常規(guī)定，擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過(guò)其材料的屈服極限的80。對(duì)于一般聯(lián)接用的鋼制螺栓聯(lián)接的預(yù)緊力，推薦按下列關(guān)系確定：碳素鋼螺栓 （3-2）合金鋼螺栓 （3-3）式中：螺栓材料的屈服極限；螺栓危險(xiǎn)截面的面積，?？刂祁A(yù)緊力的方法很多，通常是借助側(cè)力矩扳手（圖3-5）或定力矩扳手（3-6），利用控制擰緊力矩的方法來(lái)控制預(yù)緊力的大小。圖-5測(cè)力矩扳手圖3-6定力矩扳手如圖-7所示，由于擰緊力矩（）的作用，使螺栓和被聯(lián)接件之間產(chǎn)生預(yù)緊力。對(duì)于M10M64粗牙普通螺紋的鋼制螺栓，螺紋升角；螺紋中徑；螺旋副的當(dāng)量摩擦角（f為摩擦系數(shù)，無(wú)潤(rùn)滑時(shí)）；螺栓孔直徑；螺母環(huán)形支承面的外徑；螺母與支承面間的摩擦系數(shù)，可推導(dǎo)出 （-4）對(duì)于一定公稱(chēng)直徑d的螺栓，當(dāng)所要求的預(yù)緊力已知時(shí)，即可按式（-4）確定扳手的擰緊力矩。圖3-7螺旋副的擰緊力矩2、螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接件一般采用單線(xiàn)普通螺紋。螺紋升角（）小于螺旋副的當(dāng)量摩擦角（）。因此，聯(lián)接螺紋都能滿(mǎn)足自鎖條件（）。螺紋聯(lián)接一旦出現(xiàn)松脫，輕者會(huì)影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，重者會(huì)造成嚴(yán)重事故。因此，為了防止聯(lián)接松脫，保證聯(lián)接安全可靠，設(shè)計(jì)時(shí)必須采取有效的防松措施。防松的根本問(wèn)題在于防止螺旋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。防松的方法，按工作原理可分為摩擦防松、機(jī)械防松以及鉚沖防松等。一般說(shuō)，摩擦防松簡(jiǎn)單、方便，但沒(méi)有機(jī)械防松可靠。對(duì)于重要聯(lián)接，特別是機(jī)械內(nèi)部不易檢查的聯(lián)接，應(yīng)采用機(jī)械防松。常用的防松方法見(jiàn)下表。表3-1螺紋聯(lián)接常用的防松方法防松方法結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn)和應(yīng)用摩擦防松對(duì)頂螺母兩螺母對(duì)頂擰緊后，使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力的作用。工作載荷有變動(dòng)時(shí)，該摩擦力仍然存在。旋合螺紋間的接觸情況如圖所示，下螺母螺紋牙受力較小，其高度可小些，但為了防止裝錯(cuò)，兩螺母的高度取成相等為宜。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于平穩(wěn)、低速和重載的固定裝置上的聯(lián)接。彈簧墊圈螺母擰緊后，靠墊圈壓平而產(chǎn)生的彈性反力使旋合螺紋間壓緊。同時(shí)墊圈斜口尖端抵住螺母與被聯(lián)接件的支撐面也有防松作用。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，但由于墊圈的彈力不均在沖擊、振動(dòng)的工作條件下，其防松效果較差，一般用于不甚重要的聯(lián)接自鎖螺母螺母一端制成非圓形收口或開(kāi)縫后徑向收口。當(dāng)螺母擰緊后，收口脹開(kāi)，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防松可靠，可多次裝拆而不降低防松性能機(jī)械防松開(kāi)口銷(xiāo)與六角開(kāi)槽螺母六角開(kāi)槽螺母擰緊后，將開(kāi)口銷(xiāo)穿入螺栓尾部小孔和螺母的槽內(nèi)，并將開(kāi)口銷(xiāo)尾部掰開(kāi)與螺母?jìng)?cè)面緊貼。也可用普通螺母代替六角開(kāi)槽螺母，但需擰緊螺母后再配鉆銷(xiāo)孔。適用于較大沖擊、振動(dòng)的高速機(jī)械中運(yùn)動(dòng)部件的聯(lián)接止動(dòng)墊圈螺母擰緊后，將單耳或雙耳止動(dòng)墊圈分別向螺母和被聯(lián)接件的側(cè)面折彎貼緊，即可將螺母鎖住。若兩個(gè)螺栓需要雙連鎖緊時(shí)，可采用雙聯(lián)止動(dòng)墊圈，使兩個(gè)螺母互相制動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，防松可靠。串聯(lián)鋼絲用低碳鋼絲穿入各螺釘頭部的孔內(nèi)，將各螺釘串聯(lián)起來(lái)，使其相互制動(dòng)。使用時(shí)必須注意鋼絲的穿入方向（上圖正確，下圖錯(cuò)誤）適用于螺釘組聯(lián)接，防松可靠，但裝拆不便。還有一些特殊的防松方法，例如在旋合螺紋間涂以液體膠粘劑或在螺母末端鑲嵌尼龍環(huán)等。此外，還可以采用鉚沖方法防松。螺母擰緊后把螺栓末端伸出部分鉚死，或利用沖頭在螺栓末端與螺母的旋合縫處打沖，利用沖點(diǎn)防松。這種防松方法可靠，但拆卸后聯(lián)接件不能重復(fù)使用。五、螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋聯(lián)接包括螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接和螺釘聯(lián)接等類(lèi)型。下面以螺栓聯(lián)接為代表討論螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算方法。所討論的方法對(duì)雙頭螺柱聯(lián)接和螺釘聯(lián)接也同樣適用。對(duì)構(gòu)成整個(gè)聯(lián)接的螺栓組而言，所受的載荷可能包括軸向載荷、橫向載荷、彎矩和轉(zhuǎn)矩等。但對(duì)其中每一個(gè)具體的螺栓而言，其受載的形式不外乎是受軸向力或橫向力。對(duì)于受拉螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強(qiáng)度；對(duì)于受剪螺栓其主要破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度，其中聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度對(duì)聯(lián)接的可靠性起決定性作用。螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，首先是根據(jù)聯(lián)接的類(lèi)型、聯(lián)接的裝配情況（預(yù)緊或不預(yù)緊）、載荷狀態(tài)等條件，確定螺栓的受力；然后按相應(yīng)的強(qiáng)度條件計(jì)算螺栓危險(xiǎn)截面的直徑（螺紋小徑）或校核其強(qiáng)度。螺栓的其它部分（螺紋牙、螺栓頭、光桿）和螺母、墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸，是根據(jù)等強(qiáng)度條件及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的，通常都不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，可按螺栓螺紋的公稱(chēng)直徑在標(biāo)準(zhǔn)中選定。1、松螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算松螺栓聯(lián)接裝配時(shí)，螺母不需要擰緊。在承受工作載荷之前，螺栓不受力。如圖3-8所示，當(dāng)聯(lián)接承受工作載荷時(shí)，螺栓所受的工作拉力為，則螺栓危險(xiǎn)截面一般為螺紋牙根圓柱的橫截面的拉伸強(qiáng)度條件為 （3-5）圖3-8或 （3-6）式中： 工作拉力，單位為N； 螺栓危險(xiǎn)截面的直徑，單位為mm；螺栓材料的許用拉應(yīng)力，單位為MPa。2、緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算1）僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接裝配時(shí)，螺母需要擰緊，在擰緊力矩作用下，螺栓除受預(yù)緊力的拉伸而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力外，還受螺紋摩擦力矩的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，使螺栓處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下。因此，進(jìn)行僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)綜合考慮拉伸應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的作用。螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸應(yīng)力為： （3-7）螺栓危險(xiǎn)截面的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： （3-8）對(duì)于10M64普通螺紋的鋼制螺栓，可取，由此可得： （3-9）由于螺栓材料是塑性的，故可根據(jù)第四強(qiáng)度理論，求出螺栓預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力為 （3-10）當(dāng)普通螺栓聯(lián)接承受橫向載荷時(shí)，由于預(yù)緊力的作用，將在接合面間產(chǎn)生摩擦力來(lái)抵抗工作載荷（圖3-9）。這時(shí)，螺栓僅承受預(yù)緊力的作用，而且預(yù)緊力不受工作載荷的影響，在聯(lián)接承受工作載荷后仍保持不變。預(yù)緊力的大小根據(jù)接合面部產(chǎn)生滑移的條件確定。圖3-9承受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件根據(jù)式（-7）及（-10）可寫(xiě)為 （3-11）式中：為螺栓所受的預(yù)緊力，單位為；其余符號(hào)意義及單位同前。2）承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接這種受力形式在緊螺栓聯(lián)接中比較常見(jiàn)，因而也是最重要的一種。這種緊螺栓聯(lián)接承受軸向拉伸工作載荷后，由于螺栓和被聯(lián)接件的彈性變形，螺栓所受的總拉力并不等于預(yù)緊力和工作拉力之和。根據(jù)理論分析，螺栓的總拉力除和預(yù)緊力、工作拉力有關(guān)外，還受到螺栓剛度及被聯(lián)接件剛度等因素的影響。因此，應(yīng)從分析螺栓聯(lián)接的受力和變形的關(guān)系入手，找出螺栓總拉力的大小。圖-10表示單個(gè)螺栓聯(lián)接在承受軸向拉伸載荷前后的受力及變形情況。圖-10a）是螺母剛好擰到和被聯(lián)接件相接觸，但尚未擰緊，此時(shí)，螺栓和被聯(lián)接件都不受力，因而也不產(chǎn)生變形。圖-10b）是螺母已擰緊，但尚未承受工作載荷，此時(shí)，螺栓受預(yù)緊力的拉伸作用，其伸長(zhǎng)量為。相反，被聯(lián)接件則在的壓縮作用下，其壓縮量為。圖-10 單個(gè)緊螺栓聯(lián)接受力變形圖圖3-10c是承受工作載荷時(shí)的情況。此時(shí)若螺栓和被聯(lián)接件的材料在彈性變形范圍內(nèi)，則兩者的受力與變形的關(guān)系符合拉（壓）虎克定律。當(dāng)螺栓承受工作載荷后，因所受的拉力由增至而繼續(xù)伸長(zhǎng)，其伸長(zhǎng)量增加，總伸長(zhǎng)量為。與此同時(shí)，原來(lái)被壓縮的被聯(lián)接件，因螺栓伸長(zhǎng)而被放松，其壓縮量也隨著減小。根據(jù)聯(lián)接的變形協(xié)調(diào)條件，被聯(lián)接件壓縮變形的減小量應(yīng)等于螺栓拉伸變形的增加量。因而，總壓縮量為。而被聯(lián)接件的壓縮力由減至，稱(chēng)為殘余預(yù)緊力。顯然，聯(lián)接受載后，由于預(yù)緊力的變化，螺栓的總拉力并不等于預(yù)緊力與工作拉力之和，而等于殘余預(yù)緊力與工作拉力F之和。如圖3-11所示，圖a）、b）分別表示螺栓和被聯(lián)接件的受力與變形的關(guān)系。為分析上的方便，可將圖-11a）和b）合并成圖-11c）。圖-11單個(gè)緊螺栓聯(lián)接受力變形線(xiàn)圖如圖3-11c）所示當(dāng)聯(lián)接承受工作載荷時(shí)，螺栓的總拉力為，相應(yīng)的總伸長(zhǎng)量為；被聯(lián)接件的壓縮力等于殘余預(yù)緊力，相應(yīng)的總壓縮量為。螺栓的總拉力等于殘余預(yù)緊力與工作拉力之和，即 （3-12）為了保證聯(lián)接的緊密性，以防止聯(lián)接受載后接合面間產(chǎn)生縫隙，應(yīng)使。螺栓的預(yù)緊力與殘余預(yù)緊力、總拉力的關(guān)系，可由圖3-11c中的幾何關(guān)系推出 （3-13） （3-14）式中、分別表示螺栓和被聯(lián)接件的剛度，均為定值；其中稱(chēng)為螺栓的相對(duì)剛度，其大小與螺栓和被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)尺寸、材料以及墊片、工作載荷的作用位置等因素有關(guān)，其值在01之間變動(dòng)。若被聯(lián)接件的剛度很大，而螺栓的剛度很?。ㄈ缂?xì)長(zhǎng)或中空螺栓），則螺栓的相對(duì)剛度趨于零。此時(shí)，工作載荷作用后，使螺栓所受的總拉力增加很少。反過(guò)來(lái)，當(dāng)螺栓的相對(duì)剛度較大時(shí)，則工作載荷作用后，將使螺栓所受的總拉力有較大的增加。為了降低螺栓的受力，提高螺栓聯(lián)接的承載能力，應(yīng)使值盡量小些。值可通過(guò)計(jì)算或?qū)嶒?yàn)確定。一般設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)墊片材料不同，選用數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)時(shí)，可先根據(jù)聯(lián)接的受載情況，求出螺栓的工作拉力，再根據(jù)聯(lián)接的工作要求選取值，然后按式（3-12）計(jì)算螺栓的總拉力。于是螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件為 （3-15）或 （3-16）3）承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接如圖3-12所示，這種聯(lián)接是利用鉸制孔用螺栓抗剪切來(lái)承受載荷的。螺栓桿與孔壁之間無(wú)間隙，接觸表面受擠壓；在聯(lián)接接合面處，螺栓桿則受剪切。因此，應(yīng)分別按擠壓及剪切強(qiáng)度條件計(jì)算。螺栓桿與孔壁的擠壓強(qiáng)度條件為 （3-17）螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為 （3-18）式中：螺栓所受的工作剪切力單位為N；螺栓剪切面的直徑（可取為螺栓孔的直徑），單位為mm； 螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，單位為mm，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使 ；螺栓或孔壁材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為MPa； 螺栓材料的許用切應(yīng)力，單位為MPa。圖3-12 承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接六、螺栓組聯(lián)接設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受載情況，進(jìn)行螺栓組聯(lián)接受力分析，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便進(jìn)行螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。1、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接圖3-13所示為一由四個(gè)螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接。當(dāng)采用螺栓桿與孔壁間留有間隙的普通螺栓聯(lián)接時(shí)（圖3-13a），靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力來(lái)抵抗橫向載荷；當(dāng)采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時(shí)（圖3-13b），靠螺栓桿受剪切和擠壓來(lái)抵抗橫向載荷。在橫向總載荷的作用下，各螺栓所承擔(dān)的工作載荷是均等的。因此，對(duì)于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，每個(gè)螺栓所受的橫向工作剪力為 （3-19）式中z為螺栓數(shù)目。求得F后，按式（3-17）與式（3-18）校核螺栓聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度。對(duì)于普通螺栓聯(lián)接，應(yīng)保證聯(lián)接預(yù)緊后，接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷。假設(shè)各螺栓所需要的預(yù)緊力均為，螺栓數(shù)目為，則其平衡條件為 或 （3-20）圖3-13 受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接式中：接合面的摩擦系數(shù)；接合面數(shù)（圖3-13中，=2）；防滑系數(shù)，K=1.l1.3。由式（3-20）求得預(yù)緊力，然后按式（3-11）校核螺栓（聯(lián)接件）的強(qiáng)度。2、受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接如圖3-14所示，轉(zhuǎn)矩作用在聯(lián)接接合面內(nèi)，在轉(zhuǎn)矩的作用下，底板將繞通過(guò)螺栓組對(duì)稱(chēng)中心并與接合面相垂直的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3-14 受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接采用普通螺栓時(shí)，靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)抵抗轉(zhuǎn)矩（圖3-23a）。假設(shè)各螺栓的預(yù)緊程度相同，即各螺栓的預(yù)緊力均為，則各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生的摩擦力均相等，并假設(shè)此摩擦力集中作用在螺栓中心處。為阻止接合面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，各摩擦力應(yīng)與該螺栓的軸線(xiàn)到螺栓組對(duì)稱(chēng)中心的連線(xiàn)（即力臂）相垂直。根據(jù)作用在底板上的力矩平衡及聯(lián)接強(qiáng)度的條件，應(yīng)有由上式可得各螺栓所需的預(yù)緊力為 （ 3-21）式中： 結(jié)合面的摩擦系數(shù)； 第各螺栓到螺栓組對(duì)稱(chēng)中心的距離；螺栓數(shù)目；防滑系數(shù)，同前由式（3-21）求得預(yù)緊力，然后按式（3-11）校核螺栓的強(qiáng)度。采用鉸制孔用螺栓時(shí)，如圖3-23b所示。用、分別表示第個(gè)螺栓和受力最大螺栓的軸線(xiàn)到螺栓組對(duì)稱(chēng)中心的距離；、分別表示第個(gè)螺栓和受力最大螺栓的工作剪力，可求得受力最大的螺栓的工作剪力為 （3-22）然后按式（3-17）與式（3-18）校核螺栓聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度。圖3-14c）所示的凸緣聯(lián)軸器，是承受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接的典型部件。各螺栓的受力根據(jù) 的關(guān)系以及螺栓聯(lián)接的類(lèi)型，分別代人式（3-21）或（3-22）即可求得。3、受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接圖3-15為一受軸向總載荷的汽缸蓋螺栓組聯(lián)接。每個(gè)螺栓的軸向工作載荷為 （3-23）圖3-15 受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接各螺栓除承受軸向工作載荷外，還受有預(yù)緊力的作用。故由式（3-23）求得F后，即應(yīng)按式（3-14）算出螺栓的總拉力，并按式（3-15）計(jì)算螺栓的強(qiáng)度。4、受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接圖3-16a）為一受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接。底座在各螺栓的作用下，有均勻的壓縮，如圖3-16b）。當(dāng)?shù)装迨艿絻A覆力矩M作用后，它繞軸線(xiàn)傾轉(zhuǎn)一個(gè)角度，假定仍保持為平面。此時(shí)，在軸線(xiàn)左側(cè)，底座被放松，螺栓被進(jìn)一步拉伸；在右側(cè)，螺栓被放松，底座被進(jìn)一步壓縮。底板的受力情況如圖3-16c）所示。圖3-16 受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，底座與底板的互相作用力以作用在各螺栓中心的集中力代表。由受力平衡可推出 （3-24）式中：最大的工作載荷；總的螺栓個(gè)數(shù)；各螺栓軸線(xiàn)到底板軸線(xiàn)的距離；中最大的值。為了防止接合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，應(yīng)該檢查受載后底座接合面壓應(yīng)力的最大值不超過(guò)允許值，最小值不小于零，即有 (3-32) （3- 33）這里，代表底座接合面在受載前由于預(yù)緊力而產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力；A為接合面的有效面積；為底座接合面的許用擠壓應(yīng)力；代表由于加載而在底座接合面上產(chǎn)生的附加擠壓應(yīng)力的最大值。計(jì)算受傾覆力矩的螺栓組的強(qiáng)度時(shí)，首先由須緊力、最大工作載荷確定受力最大的螺栓的總拉力，由式（3-14）得 (3-38)然后按式（3-15）進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。七、提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施影響螺栓強(qiáng)度的因素很多，主要涉及到螺紋牙的載荷分配、應(yīng)力變化幅度、應(yīng)力集中、附加應(yīng)力、材料的機(jī)械性能和制造工藝等幾個(gè)方面。下面分析各種因素對(duì)螺栓強(qiáng)度的影響以及提高強(qiáng)度的相應(yīng)措施。1、降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接，在最小應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)力幅越小則螺栓越不容易發(fā)生疲勞破壞，聯(lián)接的可靠性越高。當(dāng)螺栓所受的工作拉力在之間變化時(shí)，則螺栓的總拉力將在之間變動(dòng)。由式可知，在保持預(yù)緊力不變的條件下，若減小螺栓的剛度或增大被聯(lián)接件的剛度，都可以達(dá)到減小總拉力的變動(dòng)范圍（即減小應(yīng)力幅）的目的。但式（3-13）可知，在給定的條件下，減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件的剛度，都將引起殘余預(yù)緊力減小，從而降低了聯(lián)接的緊密性。因此，若在減小和增大 的同時(shí)，適當(dāng)增加預(yù)緊力，就可以使不致減小太多或保持不變。圖3-17 提高螺栓聯(lián)接變應(yīng)力強(qiáng)度的措施圖3-17a）、b）、c）分別表示單獨(dú)降低螺栓剛度、單獨(dú)增大被聯(lián)接件剛度和把這兩種措施與增大預(yù)緊力同時(shí)并用時(shí)，螺栓聯(lián)接的載荷變化情況。為了減小螺栓的剛度，可適當(dāng)增加螺栓的長(zhǎng)度，或采用腰狀桿螺栓和空心螺栓、安裝彈性元件等。為了增大被聯(lián)接件的剛度，可以不用墊片或采用剛度較大的墊片。2、改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象由于螺栓和螺母的剛度及變形性質(zhì)不同，即使制造和裝配都很精確，各圈螺紋牙上的受力也是不同的。如圖3-18所示，當(dāng)聯(lián)接受載時(shí)，螺栓受拉伸，外螺紋的螺距增大；而螺母受壓縮，內(nèi)螺紋的螺距減小。由圖可知，螺紋螺距的變化差以旋合的第一圈處為最大，以后各圈遞減。旋合螺紋間的載荷分布，如圖3-19所示。實(shí)驗(yàn)證明，約有l(wèi)3的載荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷。因此，采用螺紋牙圈數(shù)過(guò)多的加厚螺母，并不能提高聯(lián)接的強(qiáng)度。 圖3-18 旋合螺紋的變形示意圖 圖3-19 旋合螺紋間的載荷分布為了改善螺紋牙上的載荷分布不均程度，常采用懸置螺母，減小螺栓旋合段本來(lái)受力較大的幾圈螺紋牙的受力面或采用鋼絲螺套等。3、減小應(yīng)力集中的影響螺栓上的螺紋（特別是螺紋的收尾）、螺栓頭和螺栓桿的過(guò)渡處以及螺栓橫截面面積發(fā)生變化的部位等，都要產(chǎn)生應(yīng)力集中。為了減小應(yīng)力集中的程度，可以采用較大的圓角和卸載結(jié)構(gòu)，或?qū)⒙菁y收尾改為退刀槽等。4、減小附加彎曲應(yīng)力為了減小附加彎曲應(yīng)力，鉤頭螺栓應(yīng)盡量少用。為了使聯(lián)接支承面與螺紋的軸線(xiàn)相垂直，采用凸臺(tái)、沉頭座、球面墊圈、斜墊圈、腰環(huán)螺栓等結(jié)構(gòu)措施5、采用合理的制造工藝方法采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法，可以顯著提高螺栓的疲勞強(qiáng)度。此外，在工藝上采用氮化、氰化、噴丸等處理，都是提高螺紋聯(lián)接件疲勞強(qiáng)度的有效方法。八、螺旋傳動(dòng)1、螺旋傳動(dòng)的類(lèi)型和應(yīng)用螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)螺桿和螺母的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，螺旋傳動(dòng)的常用運(yùn)動(dòng)形式，主要有以下兩種：圖3-20a是螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)，多用于機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中；圖3-20b是螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)，多用于螺旋起重器（千斤頂，參看圖3-21）或螺旋壓力機(jī)中。圖3-20 螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式圖3-21 螺旋起重器螺旋傳動(dòng)按其用途不同，可分為以下三種類(lèi)型：l）傳力螺旋，它以傳遞動(dòng)力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以克服工件阻力，如各種起重或加壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，一般為間歇性工作，每次的工作時(shí)間較短，工作速度也不高，而且通常需有自鎖能力。2）傳導(dǎo)螺旋，它以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較大的軸向載荷，如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。傳導(dǎo)螺旋常需在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高，因此要求具有較高的傳動(dòng)精度。圖3-21 螺旋起重器3）調(diào)整螺旋，它用以調(diào)整、固定零件的相對(duì)位置，如機(jī)床、儀器及測(cè)試裝置中的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，一般在空載下調(diào)整。螺旋傳動(dòng)按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同，又可分為滑動(dòng)螺旋（滑動(dòng)摩擦）、滾動(dòng)螺旋（滾動(dòng)摩擦）和靜壓螺旋（流體摩擦）。2、滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺母的結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式?；瑒?dòng)螺旋采用的螺紋類(lèi)型有矩形、梯形和鋸齒形。其中以梯形和鋸齒形螺紋應(yīng)用最廣。3、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算滑動(dòng)螺旋工作時(shí)，主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向拉力（或壓力）的作用，同時(shí)在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對(duì)滑動(dòng)。其失效形式主要是螺紋磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的基本尺寸（即螺桿直徑與螺母高度），通常是根據(jù)耐磨性條件確定的。對(duì)于受力較大的傳力螺旋，還應(yīng)校核螺桿危險(xiǎn)截面以及螺母螺紋牙的強(qiáng)度，以防止發(fā)生塑性變形或斷裂；對(duì)于要求自鎖的螺桿應(yīng)校核其自鎖性；對(duì)于精密的傳導(dǎo)螺旋應(yīng)校核螺桿的剛度（螺桿的直徑應(yīng)根據(jù)剛度條件確定），以免受力后由于螺距的變化引起傳動(dòng)精度降低；對(duì)于長(zhǎng)徑比很大的螺桿，應(yīng)校核其穩(wěn)定性，以防止螺桿受壓后失穩(wěn)；對(duì)于高速的長(zhǎng)螺桿還應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速，以防止產(chǎn)生過(guò)度的橫向振動(dòng)等。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)螺旋傳動(dòng)的類(lèi)型、工作條件及其失效形式等，選擇不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，而不必逐項(xiàng)進(jìn)行校核。3-2 重點(diǎn)和難點(diǎn)一、本章重點(diǎn)本章的重點(diǎn)是：1、螺紋的基本知識(shí)：主要是螺紋的基本參數(shù)，常用螺紋的牙型、特性及其應(yīng)用，螺紋副的受力分析，影響螺紋副效率和自鎖性的主要參數(shù)。2、螺紋聯(lián)接的基本知識(shí)：主要是螺紋聯(lián)接的類(lèi)型、特點(diǎn)及其應(yīng)用，防松的原理及防松裝置。3、螺栓組聯(lián)接的受力分析：主要是復(fù)雜受力狀態(tài)下的受力分析。4、單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算：主要是承受軸向拉伸載荷的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。5、螺栓組聯(lián)接的綜合計(jì)算：主要有三種情況：校核螺栓組聯(lián)接螺栓的強(qiáng)度；設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接螺栓所需的直徑尺寸；確定螺栓組聯(lián)接所能承受的最大載荷。二、本章難點(diǎn) 1、螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與表達(dá)這個(gè)問(wèn)題成為本章的難點(diǎn)，絕不是因?yàn)樗懈呱畹睦碚撌箤W(xué)生難于理解，而在于很多學(xué)生不重視它，一旦考題中有這方面的內(nèi)容，就顯得束手無(wú)策，既不會(huì)選擇聯(lián)接類(lèi)型，更不能正確地繪制出其聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖，或找不出聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖中的錯(cuò)誤。因此，對(duì)于考生來(lái)說(shuō)，必須把這部分內(nèi)容當(dāng)成重點(diǎn)和難點(diǎn)來(lái)對(duì)待，要多看實(shí)物，多看聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖，多問(wèn)為什么，多練習(xí)繪制。2、復(fù)雜受力狀態(tài)下的螺栓組聯(lián)接受力分析由于復(fù)雜受力狀態(tài)下的螺栓組聯(lián)接，其螺栓受力既可能是預(yù)緊力或軸向工作載荷，也可能是預(yù)緊力和軸向工作載荷的復(fù)合載荷，還可能是橫向載荷。而這既與螺栓組聯(lián)接的受力情況有關(guān)，又與螺栓聯(lián)接的類(lèi)型有關(guān)。許多學(xué)生遇到此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，不知如何著手解題，或者考慮問(wèn)題不全面，得不出正確答案。對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題，首先要利用靜力分析方法將復(fù)雜的受力狀態(tài)簡(jiǎn)化成四種簡(jiǎn)單受力狀態(tài)，即軸向載荷、橫向載荷、旋轉(zhuǎn)力矩和傾覆力矩；然后根據(jù)螺栓組聯(lián)接的受力情況和螺栓聯(lián)接的類(lèi)型，確定單個(gè)螺栓聯(lián)接的受力。當(dāng)螺栓組聯(lián)接受橫向載荷，或旋轉(zhuǎn)力矩，或橫向載荷與旋轉(zhuǎn)力矩聯(lián)合作用時(shí)，對(duì)于普通螺栓聯(lián)接，則需要確定的是螺栓所受的預(yù)緊力；而對(duì)于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，則需要確定的是螺栓所受的橫向載荷。當(dāng)螺栓組聯(lián)接受軸向載荷，或傾覆力矩，或軸向載荷與傾覆力矩聯(lián)合作用時(shí)（這時(shí)只能采用普通螺栓聯(lián)接），則需要確定的是螺栓所受的軸向工作載荷。應(yīng)該注意，當(dāng)螺栓組聯(lián)接既受橫向載荷，或旋轉(zhuǎn)力矩，或橫向載荷與旋轉(zhuǎn)力矩聯(lián)合作用時(shí)，又受軸向載荷作用時(shí)，在確定螺栓所受的預(yù)緊力時(shí)，一定要考慮軸向載荷的影響，因?yàn)榇藭r(shí)接合面間的壓緊力不再是預(yù)緊力，而是剩余預(yù)緊力（也稱(chēng)殘余預(yù)緊力）。只要分別計(jì)算出螺栓組聯(lián)接在這些簡(jiǎn)單受力狀態(tài)下每個(gè)螺栓的工作載荷，然后將同類(lèi)工作載荷矢量疊加，便可得到每個(gè)螺栓的總的工作載荷預(yù)緊力或軸向工作載荷。若螺栓組聯(lián)接中各個(gè)螺栓既受預(yù)緊力作用又受軸向工作載荷作用，則最后要求出受力最大螺栓所受的總拉力。3、受傾覆力矩作用的螺栓組聯(lián)接受力分析要注意，對(duì)于受傾覆力矩作用的螺栓組聯(lián)接進(jìn)行受力分析和強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，一定要考慮受壓最大處不被壓潰，而受壓最小處不出現(xiàn)縫隙或保持某個(gè)壓力的要求。4受預(yù)緊力和軸向工作載荷作用時(shí)，單個(gè)緊螺栓聯(lián)接的螺栓總拉力的確定這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是解題的思維方式要轉(zhuǎn)變，要由解靜定問(wèn)題轉(zhuǎn)到解靜不定問(wèn)題上來(lái)。要從分析螺栓及被聯(lián)接件的受力變形關(guān)系入手，充分理解變形協(xié)調(diào)條件，深入掌握螺栓與被聯(lián)接件的受力變形關(guān)系圖，從而得出以下幾個(gè)重要結(jié)論：1）螺栓所受的總拉力不等于螺栓的預(yù)緊力和軸向工作載荷之和.2）軸向工作載荷的一部分用于使螺栓進(jìn)一步伸長(zhǎng)，而另一部分則用于恢復(fù)被聯(lián)接件的部分壓縮變形。因此：螺栓所受的總拉力等于螺栓的預(yù)緊力和軸向工作載荷的一部分之和。接合面間剩余預(yù)緊力等于預(yù)緊力減去軸向工作載荷的一部分，為保證聯(lián)接的剛度、緊密性，剩余預(yù)緊力應(yīng)大于或等于某一數(shù)值，因此確定工作載荷與預(yù)緊力時(shí)要充分考慮聯(lián)接對(duì)剩余預(yù)緊力的要求。螺栓所受的總拉力等于剩余預(yù)緊力和螺栓的軸向工作載荷之和。3）使螺栓進(jìn)一步伸長(zhǎng)的大小與螺栓剛度及被聯(lián)接件剛度有關(guān)，愈小，愈大，則愈?。环粗嗳?。在螺栓組聯(lián)接設(shè)計(jì)中采用細(xì)長(zhǎng)螺栓就是為了減小。在接合面間不加墊片或采用剛性大的墊片就是為了增大，從而減小。稱(chēng)為螺栓的相對(duì)剛度。3-3例題例3-1 已知普通粗牙螺紋大徑d=24mm，中徑，螺距P3mm，螺紋副間摩擦系數(shù)m=0.15，試求：1）螺紋升角y；2）此螺栓能否自鎖？3）若用此螺栓作起重螺桿，起重時(shí)的效率h為多少？粗牙普通螺紋，線(xiàn)數(shù)n=1，牙型角a60。解：1），2）當(dāng)量摩擦角故，自鎖。3）效率例3-2 有一板，用4個(gè)普通螺釘固定在機(jī)座上，機(jī)座凸起一個(gè)凸臺(tái)，直徑為50mm，與板上孔的配合為f50H7/h6，板與機(jī)座間摩擦系數(shù)m=0.15，取可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)）Kf=1.25，螺釘許用應(yīng)力，螺紋計(jì)算直徑按小徑計(jì)算，求此板能承受的最大載荷FQ為多少？例3-2圖解：螺栓組不受橫向力只受轉(zhuǎn)矩T=Q，由回轉(zhuǎn)力矩T產(chǎn)生之橫向力r為螺釘與回轉(zhuǎn)中心間距離，。螺栓強(qiáng)度例3-3 圖示a、b、c三種結(jié)構(gòu)，其尺寸a、A、B、L分別相同，載荷F也相同，用兩個(gè)螺釘將此板固定在壁上。1）給出需要滿(mǎn)足的條件，列出計(jì)算公式（未給符號(hào)自己設(shè)定）；2）利用公式比較三種情況下的強(qiáng)度；3）如此板為鑄鐵制造，問(wèn)哪種形狀較好？應(yīng)如何改進(jìn)？并說(shuō)明原因。例3-3圖解：1. 螺釘受橫向載荷F，力矩MFL（三個(gè)圖相同）2. 螺釘受最大拉力螺釘預(yù)緊力式中m為摩擦系數(shù)，為可靠性系數(shù)。1）螺釘不拉斷，式中、為螺釘、被聯(lián)接件的剛度，、為螺釘?shù)挠?jì)算直徑、許用應(yīng)力。2）不打滑3）上端不分離4）下端不壓壞，式中為結(jié)合面許用壓強(qiáng)。注：經(jīng)計(jì)算，不考慮、影響。2.三圖公式均同，因此強(qiáng)度相同。3.鑄鐵抗壓強(qiáng)度高，不宜受拉，因此采用圖示左右兩邊各加一肋，中間有兩個(gè)螺釘。例3-3圖解例3-4 圖示為一氣缸蓋螺栓聯(lián)接預(yù)緊時(shí)的受力-變形圖。當(dāng)螺栓再承受F=+2000+1000N的工作載荷時(shí)，試求：1）螺栓總拉力應(yīng)如何變化，其最大拉力和最小拉力為多少？2）螺栓受拉應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)是多少？例3-4圖解：螺栓剛度，被聯(lián)接件剛度，由圖知預(yù)緊力F4000N，螺栓總拉力即螺栓所受最大拉力和最小拉力分別為4732 N、4366 N。應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)例3-5 圖示螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)，當(dāng)工作載荷F=5000N加在下端后，在結(jié)合面A處（指該環(huán)形面）仍要求保持一定剩余預(yù)緊力，其大小F=1.4F，設(shè)螺栓材料的拉伸許用應(yīng)力為=200MPa，試列出螺栓的強(qiáng)度計(jì)算公式，并求出要求的螺栓危險(xiǎn)截面直徑。（公式用文字符號(hào)表示，題中未給定的符號(hào)可以自行假設(shè)。）例3-5圖解：式中： 螺紋小徑（或用 螺紋計(jì)算直徑）。3-4習(xí)題一、判斷3-1、圖示板A用4個(gè)鉸制孔用螺栓固定在板B上，受力為F，則4個(gè)螺栓所受載荷相等。 ( )題3-1圖3-2、對(duì)受軸向變載荷的普通螺栓聯(lián)接適當(dāng)增加預(yù)緊力可以提高螺栓的抗疲勞強(qiáng)度。 ( )3-3、圖示螺紋副為右旋，螺桿只轉(zhuǎn)不移，螺母只移不轉(zhuǎn),當(dāng)螺桿按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母向左移動(dòng)。 ( )題3-3圖3-4、只要螺紋副具有自鎖性，即螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角，則在任何情況下都無(wú)需考慮防松。 ( )3-5、受翻轉(zhuǎn)（傾覆）力矩作用的螺栓組聯(lián)接中，螺栓的位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離接合面的幾何形心。 ( )3-6、一個(gè)雙線(xiàn)螺紋副,螺距為4mm,則螺桿相對(duì)螺母轉(zhuǎn)過(guò)一圈時(shí),它們沿軸向相對(duì)移動(dòng)的距離應(yīng)為4mm。 ( )二、填空3-7、受軸向變載荷（0F）的緊螺栓聯(lián)接，設(shè)c為螺栓的相對(duì)剛度，A為螺栓的橫截面面積，則螺栓承受的應(yīng)力幅為_(kāi)。（，C2、C2分別為螺栓與被聯(lián)接件的剛度）。3-8、設(shè)為螺紋中徑，y為螺紋升角，rv為當(dāng)量摩擦角，對(duì)于聯(lián)接螺紋，在預(yù)緊力時(shí)擰緊的螺母，螺紋副中的摩擦阻力矩為_(kāi)。3-9、公制三角形螺紋，螺紋副之間的摩擦系數(shù)m=0.2，則其當(dāng)量摩擦角rv等于_。（寫(xiě)出計(jì)算公式及結(jié)果。）3-10、圖中板A用4個(gè)鉸制孔用螺栓固定在板B上，受力為F，其中_、_兩個(gè)螺栓受力最大。題3-10圖3-11、圖示為兩根鋼梁由兩塊鋼蓋板用8個(gè)鉸制孔用螺栓聯(lián)接，鋼梁受拉力F，在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，螺栓的總剪切面數(shù)應(yīng)取_。題3-11圖3-12、圖示為兩根鋼梁由兩塊鋼板用8個(gè)普通螺栓聯(lián)接，受拉力F，在按式確定螺栓所需的預(yù)緊力時(shí)，摩擦面數(shù)i應(yīng)取_，z取_。（式中：m鋼梁與蓋板間的摩擦系數(shù)，z聯(lián)接螺栓的個(gè)數(shù)。）題3-12圖3-13、普通緊螺栓組聯(lián)接所受載荷可分解為_(kāi)，_，_，_四種基本載荷的組合。3-14、壓力容器蓋的緊螺栓組聯(lián)接，外載荷F為變載荷（F0），若螺栓的最大總拉力和剩余預(yù)緊力不變，只將螺栓由實(shí)心的變成空心的，則螺栓的應(yīng)力幅_，預(yù)緊力應(yīng)適當(dāng)_。3-15、受軸向工作載荷F作用的緊螺栓聯(lián)接，若螺栓和被聯(lián)接件的剛度分別為和，其預(yù)緊力為，則螺栓所受總拉力F0_。3-16、用于聯(lián)接的螺紋，其牙形為三角形，這是因?yàn)開(kāi)。3-17、設(shè)摩擦系數(shù)為m，梯形螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)mv等于_。（寫(xiě)出計(jì)算公式及結(jié)果。）三、選擇3-18、相同公稱(chēng)尺寸的三角形細(xì)牙螺紋和粗牙螺紋相比，因細(xì)牙螺紋的螺距小，小徑大，故細(xì)牙螺紋的_。A.自鎖性好，釘桿受拉強(qiáng)度低B.自鎖性好，釘桿受拉強(qiáng)度高C.自鎖性差，釘桿受拉強(qiáng)度高D.自鎖性差，釘桿受拉強(qiáng)度低（強(qiáng)度指螺紋桿的承載能力。）3-19、在防止螺紋聯(lián)接松脫的各種措施中，當(dāng)承受沖擊或振動(dòng)載荷時(shí)，_是無(wú)效的。A.采用具有增大摩擦力的防松裝置，如螺母與被聯(lián)接件之間安裝彈簧墊圈。B.采用以機(jī)械方法來(lái)阻止回松的裝置，如用六角槽形螺母與開(kāi)口銷(xiāo)。C.采用人為方法（如膠或焊）將螺紋副變?yōu)椴荒苻D(zhuǎn)動(dòng)。D.設(shè)計(jì)時(shí)使螺紋聯(lián)接具有自鎖性（即使螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角）。3-20、外載荷是軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，螺栓的預(yù)緊力是用公式_來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。式中：F軸向外載荷，剩余預(yù)緊力，c螺栓的相對(duì)剛度，c，C1、C2分別為螺栓和被聯(lián)接件的剛度。A.=+FB.=+cFC.=+(1+c)FD.=+(1c)F3-21、被聯(lián)接件受橫向外力作用時(shí)，如采用普通螺栓聯(lián)接，則螺栓可能的失效形式為_(kāi)。A.剪切或擠壓破壞B.拉斷C.拉、扭聯(lián)合作用下斷裂D.拉、扭聯(lián)合作用下塑性變形3-22、螺紋副中一個(gè)零件相對(duì)于另一個(gè)轉(zhuǎn)過(guò)一圈時(shí)，它們沿軸線(xiàn)方向相對(duì)移動(dòng)的距離是_。A.線(xiàn)數(shù)螺距B.一個(gè)螺距C.線(xiàn)數(shù)導(dǎo)程D.導(dǎo)程/線(xiàn)數(shù)3-23、設(shè)計(jì)緊聯(lián)接螺栓時(shí)，其直徑愈小，則許用安全系數(shù)應(yīng)取得愈大，即許用應(yīng)力取得愈小。這是由于直徑小時(shí)_。A.螺紋部分的應(yīng)力集中愈嚴(yán)重B.加工螺紋時(shí)愈容易產(chǎn)生缺陷C.擰緊時(shí)愈容易擰斷D.材料的機(jī)械性能愈不易保證3-24、圖示懸置螺母的主要作用是_。A.作為聯(lián)接的防松裝置B.減少螺栓系統(tǒng)的剛度C.使螺母中各圈螺紋受力均勻D.防止螺栓受彎曲載荷題3-24圖3-25、單線(xiàn)螺紋的大徑d10mm，中徑d29.026mm，小徑