機(jī)械設(shè)計(jì) 第6章 螺紋聯(lián)接

第2篇聯(lián)接第6章螺紋聯(lián)接第7章鍵、花鍵、銷、成形聯(lián)接聯(lián)接概述一、聯(lián)接分類1、按運(yùn)動(dòng)關(guān)系分靜聯(lián)接：只固定，無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如螺紋聯(lián)接、普通平鍵聯(lián)接。動(dòng)聯(lián)接：彼此有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如花鍵、螺旋傳動(dòng)等。——運(yùn)動(dòng)副2、按傳載原理分靠摩擦力（力閉合）：如受拉螺栓、過盈聯(lián)接。非摩擦（形閉合）：靠聯(lián)接零件的相互嵌合傳載，如平鍵。材料鎖合聯(lián)接：利用附加材料分子間作用，如粘接、焊接。3、按拆開時(shí)是否損壞零件分可拆聯(lián)接：如螺紋聯(lián)接（最廣泛的可拆聯(lián)接）。不可拆聯(lián)接：如焊接、鉚接等。補(bǔ)充資料重點(diǎn)：螺紋聯(lián)接的主要類型；各類不同外載荷情況下，螺栓組聯(lián)接的受力分析；螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，尤其是承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算。第6章螺紋聯(lián)接螺紋的工程應(yīng)用補(bǔ)充資料補(bǔ)充資料補(bǔ)充資料補(bǔ)充資料二、螺紋基本知識(shí)①直徑大徑d：公稱直徑。M20→d=20mm小徑d1：螺紋的最小直徑。中徑d2：齒厚=齒槽寬處直徑，幾何計(jì)算用。一般?。篸2=(d+d1)/2②線數(shù)n：n=1時(shí)用于聯(lián)接；n＞1時(shí)用于傳動(dòng)；n↑→η↑，但為便于制造n≤41、螺紋的主要參數(shù)③中徑升角ψ：中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角。補(bǔ)充資料2、螺紋的類型右旋左旋螺紋位置：內(nèi)螺紋——螺母；外螺紋——螺釘。旋向判定：順著軸線方向看，可見側(cè)左邊高則為左旋，右邊高則為右旋。螺紋旋向：左旋螺紋，右旋螺紋（常用）。思考：補(bǔ)充資料

螺栓聯(lián)接√按緊固件不同分

螺釘聯(lián)接

雙頭螺柱聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接根據(jù)裝配時(shí)是否擰緊分松聯(lián)接緊聯(lián)接按螺栓受力狀況分受拉螺栓聯(lián)接受剪螺栓聯(lián)接§1螺紋聯(lián)接的主要類型、材料和精度一、主要類型1、螺栓聯(lián)接受拉——普通螺栓普通螺栓：無需在被聯(lián)件上加工螺紋孔，裝拆方便，用于兩被聯(lián)件均不太厚的場合。受剪——鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓：除起聯(lián)接作用外，還起定位作用。按緊固件不同螺栓

普通螺栓能承受橫向和軸向的載荷，但橫向的載荷承受方法主要是靠預(yù)緊力矩帶來的摩擦力，而鉸制孔螺栓也是能承受橫向和軸向載荷，橫向載荷的承受方法是靠螺栓本身的抗剪強(qiáng)度，它的橫向承載能力遠(yuǎn)高于普通螺栓，而軸向承載能力和普通螺栓相同.普通螺栓螺桿部分直徑與其孔之間的基本尺寸一般不一樣,(一般孔尺寸比螺栓尺寸大0.5~1毫米)所以不能叫配合。它靠螺栓的預(yù)緊力防止被聯(lián)接件的相對(duì)滑動(dòng)和運(yùn)動(dòng)。當(dāng)被聯(lián)接件間有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，預(yù)緊力便轉(zhuǎn)化為摩擦力，防止其運(yùn)動(dòng)，因此需要較大的預(yù)緊力。鉸制孔螺栓聯(lián)接螺桿部分直徑與其孔之間的基本尺寸一樣,是過渡配合（不是間隙配合）。當(dāng)被聯(lián)接件間有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，依靠螺栓本身的抗剪作用，防止其運(yùn)動(dòng)，因此只需要較小的預(yù)緊力2、雙頭螺柱聯(lián)接

用于有一聯(lián)接件較厚，并經(jīng)常裝拆的場合，拆卸時(shí)只需擰下螺母即可。3、螺釘聯(lián)接用于有一聯(lián)接件較厚，且不需經(jīng)常裝拆的場合。4、緊定螺釘聯(lián)接螺釘末端頂住另一零件的表面或相應(yīng)凹坑，以固定兩個(gè)零件的相互位置，并可傳遞不大的力或力矩。特殊聯(lián)接：地腳螺栓聯(lián)接,吊環(huán)螺釘聯(lián)接二、螺紋緊固件的性能等級(jí)和材料1、螺栓等：十個(gè)性能等級(jí)，如：3.6、4.6、4.8、……材料性能可按不同的性能等級(jí)選擇2、螺母性能等級(jí)按螺母高度不同有兩類螺栓與螺母等級(jí)之間的相配關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)中也有規(guī)定，如：3.6、4.6、4.8-----48.8---8一般的螺栓是用"X.Y"表示強(qiáng)度的，X*100=此螺栓的抗拉強(qiáng)度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服強(qiáng)度（因?yàn)榘礃?biāo)識(shí)規(guī)定：屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度=Y/10）如4.8級(jí)則此螺栓的抗拉強(qiáng)度為：400MPa屈服強(qiáng)度為：400*8/10=320MPa§2螺栓聯(lián)接的擰緊與防松一、螺栓聯(lián)接的擰緊受載之前擰緊螺母預(yù)緊力F′預(yù)緊↑聯(lián)接剛度↑防松能力↑緊密性1、擰緊力矩T=？以螺母分析：T=T1+T2螺母與支承面間的摩擦阻力矩螺紋副間的摩擦力矩螺栓所受的螺紋力矩T1=T3+T4在螺紋力矩的作用下，螺紋副間有圓周力Ft的作用，螺栓受到預(yù)緊力F′頭部的承壓面力矩夾持力矩.d2FtF′FtT1螺紋力矩的計(jì)算:T2螺母支承面摩擦力矩：

∴kt——擰緊力矩系數(shù)，一般取kt=0.2簡化公式：,

d2、控制T的方法T↑F↑拉斷、滑扣T↓不能滿足工作要求控制T的大小一般情況憑經(jīng)驗(yàn)，擰緊即可。方法：測量螺栓伸長量：σμ（大型螺栓聯(lián)接）定力矩扳手測力矩扳手∵采用測力矩扳手或定力矩扳手控制預(yù)緊力，準(zhǔn)確性較差，也不適用與大型的螺栓聯(lián)接。為此，可以采用測量螺栓伸長量的方法來控制預(yù)緊力。（計(jì)算機(jī)，傳感器）測量螺栓伸長量3、嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)不宜采用小于M12~M16的螺栓標(biāo)準(zhǔn)扳手長度L=15d，若擰緊力為F，則：T=FL=15dF=0.2F’d→F’=75F若F=200N，則F’=15000N。→小于M12，則易拉斷。二、防松1、√螺紋聯(lián)接按自鎖條件設(shè)計(jì)：

ψ＜ρv?！?/p>

靜載下不會(huì)自行松脫。2、松動(dòng)原因沖擊、振動(dòng)、變載荷溫度變化較大時(shí)螺旋副摩擦力Ff減小或瞬時(shí)消失松動(dòng)3、防松方法√——防松的根本問題：防止螺旋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。按防松原理不同，分為三類：a）摩擦防松利用摩擦力防松的原理是：在螺紋副中產(chǎn)生正壓力，以形成阻止螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力。這種防松方法適用于機(jī)械外部靜止構(gòu)件的聯(lián)接，以及防松要求不嚴(yán)格的場合。一般可采用彈簧墊圈或雙螺母等來實(shí)現(xiàn)螺紋副的摩擦力防松。機(jī)械方法防松是采用各種專用的止動(dòng)元件來限制螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種防松方法可靠，但裝拆麻煩，適用于機(jī)械內(nèi)部運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的聯(lián)接，以及防松要求較高的場合。b）機(jī)械防松（直接鎖?。ヽ）破壞螺紋副關(guān)系破壞螺紋副防松是在螺紋副擰緊之后，采用某種措施使得螺紋副變?yōu)榉锹菁y副而成為不可拆聯(lián)接的一種防松方法，適用于裝配之后不再拆卸的場合。對(duì)頂螺母a）摩擦防松自鎖螺母在兩個(gè)螺母擰緊之后，利用兩個(gè)螺母之間所產(chǎn)生的對(duì)頂作用，使螺栓始終受到附加的軸向拉力，而螺母則受壓，增大了螺紋之間的摩擦力和變形，從而達(dá)到防止螺母自動(dòng)松脫的目的。彈簧墊圈開口方向：斜向右下方開口銷與槽形螺母b）機(jī)械防松（直接鎖住）擰緊螺母時(shí)，墊圈被壓平后的彈性力使螺紋副縱向壓緊。注意金屬絲穿入方向串聯(lián)金屬絲正確不正確c）破壞螺紋副關(guān)系不可拆聯(lián)接膠接沖點(diǎn)焊住§3單個(gè)螺栓聯(lián)接的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算螺栓聯(lián)接受拉螺栓受剪螺栓松聯(lián)接：不擰緊，無預(yù)緊力F’，僅受工作載荷F緊聯(lián)接：需擰緊僅受預(yù)緊力F’同時(shí)受預(yù)緊力F’和工作載荷F失效分析及計(jì)算準(zhǔn)則失效形式靜載荷下，失效形式主要為螺紋牙的塑性變形和斷裂，變載荷下，失效形式為應(yīng)力集中處的疲勞斷裂。受拉螺栓計(jì)算準(zhǔn)則

滿足螺栓的拉伸強(qiáng)度條件。

失效部位受剪螺栓失效形式螺桿或通孔孔壁的壓潰或螺桿被剪斷。計(jì)算準(zhǔn)則滿足螺栓的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度條件。一、受拉螺栓聯(lián)接對(duì)于受拉螺栓，其失效形式主要是螺紋部分的塑性變形和螺桿的疲勞斷裂。危險(xiǎn)截面面積由計(jì)算直徑dc確定：dc=d1-H/6，H≈0.866p；其中：d1、p分別為螺紋小徑和螺距。H為螺紋牙形的三角形高度1、松聯(lián)接只受靜載荷，僅受軸向工作拉力F。失效：拉斷強(qiáng)度條件：MPa

——校核式式中：dc——危險(xiǎn)截面計(jì)算直徑[σ]——許用應(yīng)力，[σ]=σs／[Ss]，見表6.3（P110）。mm——設(shè)計(jì)式查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選螺栓,得到螺栓的公稱直徑2、受拉緊螺栓聯(lián)接（1）只受預(yù)緊力F′的緊聯(lián)接（受橫向載荷時(shí)螺栓必須擰緊）外載荷FR——對(duì)螺栓為橫向力——靠摩擦力傳遞a.FR作用下，板不滑移：FR≤Ff，而Ff—→F’。b.按F’計(jì)算：F’為螺栓軸向負(fù)荷—→拉應(yīng)力c.擰緊過程中，在T1作用下螺栓受扭—→產(chǎn)生τT分析：螺栓在整個(gè)過程中所受的最多的力：F′，T1F′F′FRFRTT1F′F′對(duì)于M10~M64的普通螺紋，取d1、d2和ψ的平均值，并取：tgρv

=0.15,則

τT≈0.5σ——校核式即：1.3意義：緊聯(lián)接時(shí)，將拉應(yīng)力增大30%以考慮擰緊力矩的影響。mm

——設(shè)計(jì)式d.危險(xiǎn)截面上受復(fù)合應(yīng)力（σ、τT）作用—→強(qiáng)度準(zhǔn)則螺栓為塑性材料—→第四強(qiáng)度理論。當(dāng)所需預(yù)緊力很大時(shí)，為了減小螺栓尺寸，采用套筒、鍵、銷來承受橫向載荷。用抗剪件來承受橫向載荷汽缸蓋的連接（2）受預(yù)緊力F’和軸向工作載荷F的緊螺栓聯(lián)接F′F′F′F′FFF″F0F0δ2δ1△δ1△δ2TF″變形協(xié)調(diào)條件:δ1=Δδ2=δF0≠F+F′F0=F+F〞預(yù)緊F′受載F螺栓被聯(lián)接件拉力F′，伸長δ1壓力F′，壓縮δ2拉力F0,伸長δ1+

δ1壓力F″,壓縮δ2–Δδ2未預(yù)緊未受力、無變形未受力、無變形各力定義1、預(yù)緊力F’（擰緊螺母后，作用在螺栓上的拉力和被聯(lián)件上壓力）2、螺栓工作拉力F0

—→總拉力3、工作載荷F（對(duì)螺栓聯(lián)接施加的外載荷）4、F”剩余預(yù)緊力。靜力平衡條件：

F0=F+F”即：螺栓總拉力等于工作載荷與剩余預(yù)緊力之和?！鲮o不定問題，上述過程可通過力——變形圖表示，求解變形力力力變形δ1δ2δ1δ2△δ1F′F′F0FF″αbαc(a)(b)(c)F′螺栓和被聯(lián)接件的力與變形的關(guān)系螺栓剛度:

c1=F′/δ1=tgαb被聯(lián)接件剛度:c2=F′/δ2=tgαc△δ2螺栓相對(duì)剛度系數(shù)當(dāng)c2＞＞c1時(shí)，相對(duì)剛度系數(shù)→0，F(xiàn)0≈F′—檢查F”的大小——求總拉力螺栓被聯(lián)接件反之，當(dāng)c2＜＜c1時(shí)，相對(duì)剛度系數(shù)→1，F(xiàn)0≈F′+F討論：1、——螺栓相對(duì)剛度系數(shù)當(dāng)F、F′一定時(shí)，∴為↓螺栓受力—→選擇不同墊片↓—→應(yīng)使2、：不出現(xiàn)縫隙。(由驗(yàn)算)同理，考慮扭轉(zhuǎn)作用，強(qiáng)度條件為：——校核式mm——設(shè)計(jì)式F無變化時(shí)，F(xiàn)〞=(0.2-0.6)F;F有變化時(shí)F〞=(0.6-1.0)F；壓力容器的緊密聯(lián)接F〞=(1.5-1.8)F若工作載荷為變載荷：當(dāng)工作載荷在F1~F2變化時(shí)，螺栓總拉力在F01~F02之間變化變載荷下螺栓失效：Fa作用下的疲勞拉斷Fa——拉力變幅：∴應(yīng)力幅：螺栓許用應(yīng)力幅（P110）表6.3即：變載荷下螺栓，應(yīng)力幅越小，疲勞強(qiáng)度越高。疲勞強(qiáng)度：

二、受剪螺栓聯(lián)接二、受剪螺栓聯(lián)接1、失效形式：剪斷、接觸表面壓潰。2、螺栓剪切強(qiáng)度條件d——桿抗剪面直徑m——抗剪面數(shù)目[τ]——許用剪應(yīng)力3、擠壓強(qiáng)度條件h——對(duì)象受壓高度；[σp]——許用擠壓應(yīng)力，表6.4，取弱者計(jì)算；設(shè)螺栓所受的剪力為Fs§4螺栓組聯(lián)接的受力分析一、思路聯(lián)接結(jié)構(gòu)形式、外載荷類型—→螺栓受力—→找出受載最大螺栓—→按單個(gè)螺栓聯(lián)接的計(jì)算方法計(jì)算二、基本假定1、被聯(lián)件為剛體；2、各螺栓剛度相同；3、各螺栓F’相同；4、變形在彈性范圍內(nèi)；1．受橫向載荷3．受軸向載荷4．受傾覆力矩螺栓組聯(lián)接的受載類型：FSFSOM2．受轉(zhuǎn)矩riOTFFS三、四種典型受載情況時(shí)的受力分析特點(diǎn)：載荷與螺栓軸線平行，并通過螺栓組對(duì)稱中心。—→各螺栓組平均受載：F=FQ/z螺栓還受F’

—→F0

—→工作條件：F”>01、受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接注：如不通過螺栓組的形心，應(yīng)向形心平移后再計(jì)算。2、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接（1）特點(diǎn)：橫向載荷作用線與螺栓軸線垂直，并通過螺栓組對(duì)稱中心。（2）承載方式：形閉合：受剪螺栓（靠桿的剪切與擠壓承載）力閉合：受拉螺栓（由F’在結(jié)合面產(chǎn)生的摩擦力承載）（3）受力分析a、受拉螺栓工作條件：按僅受F’的緊聯(lián)接計(jì)算。式中：μs——結(jié)合面的摩擦系數(shù)；z——螺栓個(gè)數(shù)；m——結(jié)合面數(shù)目，圖中m=2；kf——可靠系數(shù)（防滑系數(shù)），kf=1.1~1.5；設(shè)計(jì)單個(gè)螺栓時(shí)，需要知道F′，而工作時(shí)必須是摩擦力要大于等于FR。對(duì)于多個(gè)螺栓連接，將FR均勻分布到每個(gè)螺栓上，則單個(gè)螺栓所受到的橫向工作載荷等于FR/z然后按單個(gè)螺栓連接時(shí)的計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核b、受剪螺栓假定每個(gè)螺栓受載相同，則工作條件：剪切計(jì)算擠壓計(jì)算3、受旋轉(zhuǎn)力矩T的螺栓組聯(lián)接特點(diǎn)：在轉(zhuǎn)矩T作用下，底板有繞螺栓組形心軸線O-O旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。橫向力受拉螺栓受剪螺栓摩擦力承載，各螺栓處產(chǎn)生相等的摩擦力（a）受拉螺栓聯(lián)接工作條件：（b）受剪螺栓聯(lián)接靠剪切和擠壓承載，各螺栓在T作用下受橫向力Fs。問題：Fs1=Fs2=…=Fsz？即Fsi與ri成正比：或工作條件：

Fs1r1+Fs2r2+…+Fszrz=T變形協(xié)調(diào)條件：底板視為剛體，ri↑—→剪切變形量↑—→Fsi↑r越大，F(xiàn)s越大，離O越遠(yuǎn)，受的擠壓力也越大。代入工作條件中：4、受翻轉(zhuǎn)力矩M（傾覆力矩）的螺栓組聯(lián)接特點(diǎn)：在M作用下，底板有繞螺栓組形心軸翻轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。作用M前：各螺栓受相同F(xiàn)’作用M后：左側(cè)：F拉(不均勻)，右側(cè)：F壓(不均勻)→F’↓工作條件：變形協(xié)調(diào)條件：其它條件：附加校核討論：設(shè)計(jì)時(shí)，如何布置螺栓更合理？實(shí)際應(yīng)用可轉(zhuǎn)化為上述四種狀態(tài)的不同組合：分別計(jì)算迭加橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩軸向載荷和翻轉(zhuǎn)力矩強(qiáng)度計(jì)算左側(cè)不出現(xiàn)縫隙右側(cè)邊緣不壓潰§5提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施1、機(jī)理工作時(shí)，螺栓受拉，p↑螺母受壓，p↓兩者產(chǎn)生螺距差一、改善螺紋牙間受力分配第一圈：Δp最大，受力最大第8~10圈后幾乎不受力各圈受載不均從降低螺栓的負(fù)擔(dān)、提高螺栓的能力上入手，提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度∴采用加高螺母不能提高聯(lián)接強(qiáng)度。2、辦法采用受拉螺母（變形一致）

——減小螺栓螺母螺距變化差二、減小附加彎曲應(yīng)力螺紋牙根彎曲應(yīng)力——————→斷裂螺紋孔不正、被聯(lián)件表面不平、發(fā)生變形等。引起附加彎曲應(yīng)力因素：措施：墊圈、凸臺(tái)、沉孔等。三、減輕應(yīng)力集中收尾：退刀槽；增大牙根處過渡圓角半徑。四、降低應(yīng)力幅σaσmax一定時(shí)：σa↓—→疲勞強(qiáng)度↑當(dāng)F、F”不變時(shí)：↓c1或↑c(diǎn)2。減小螺栓剛度的措施：

1）↑螺栓長度2）↓光桿直徑

3）采用柔性螺栓1、降低螺栓剛度c1

1<

1‘措施：不宜采用剛度小的墊片。五、改善制造工藝1、加工方法：碾制較車制強(qiáng)度↑30%；2、表面處理：噴丸、氮化等。2、提高被聯(lián)件剛度c22>

2‘§6.7螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、結(jié)合面幾何形狀力求簡單（矩、圓、三角），且螺栓組的對(duì)稱中心與結(jié)合面形心重合，結(jié)合面受力均勻。3、分布在同一圓周上的z應(yīng)取偶數(shù)（4、6、8），便于分度劃線。4、避免附加彎曲載荷：凸臺(tái)、沉孔、斜墊圈等。5、螺栓排列應(yīng)有合理間距、邊距、扳手空間。6、合理防松方法。2、螺栓組受力合理：螺栓布置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離對(duì)稱中心，鉸制孔螺栓組≯8個(gè)；同時(shí)承受軸向、橫向載荷時(shí)，可采用抗剪元件承受橫向力，↓d。謝謝大家的努力！

作業(yè)：作業(yè)與練習(xí)：2、3、4、5一般的螺栓是用"X.Y"表示強(qiáng)度的，X*100=此螺栓的抗拉強(qiáng)度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服強(qiáng)度（因?yàn)榘礃?biāo)識(shí)規(guī)定：屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度=Y/10）如4.8級(jí)則此螺栓的抗拉強(qiáng)度為：400MPa屈服強(qiáng)度為：400*8/10=320MPa[1]1.螺栓性能等級(jí)為4.8的中碳鋼的屈服極限是多少？2.受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接鋼板間采用橡膠墊片。已知螺栓預(yù)緊力為15000N，當(dāng)受軸向工作載荷為10000N時(shí)，求螺栓所受的總拉力及被聯(lián)接件之間的殘余預(yù)緊力。例1．圖示為一固定在鋼制立柱上的鑄鐵托架。試設(shè)計(jì)此螺栓組聯(lián)接。PxPy2.向形心平移1.對(duì)力分解TxTy解：1.螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用如圖所示的結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù)Z=4，對(duì)稱布置橫向力（作用于接合面，垂直向下）傾覆力矩（順時(shí)針方向）2）在軸向力Px的作用下，各螺栓所受的工作拉力為：1）在工作載荷P的作用下，螺栓組聯(lián)接承受以下各力和傾覆力矩的作用：2.螺栓受力分析軸向力（作用于螺栓組中心，水平向右）3）在傾覆力矩M的作用下，上面兩螺栓受到加載作用，而下面兩螺栓受到減載作用，故上面的螺栓受力較大，所受的載荷為：故上面的螺栓所受的軸向工作載荷為：4）在橫向力Py的作用下，底板聯(lián)接接合面可能產(chǎn)生滑移，根據(jù)底板接合面不滑移的條件已知，P107頁得螺栓相對(duì)剛度系數(shù)取0.2-0.3.在此可選0.2.5）螺栓所受的總拉力F03.確定螺栓直徑螺栓的許用應(yīng)力：求螺栓危險(xiǎn)截面的直徑：求出螺栓d1,選擇螺栓?？蛇x用螺紋公稱直徑d=12mm的螺栓。4.校核螺栓組聯(lián)接接合面的工作能力（教材沒介紹此項(xiàng)內(nèi)容）5.校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適（教材沒介紹此項(xiàng)內(nèi)容）1）聯(lián)接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值，以防止接合面壓碎。2）聯(lián)接接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止托架受力時(shí)接合面間產(chǎn)生間隙，即復(fù)習(xí)思考題1.將承受軸向變載荷的聯(lián)接螺栓的光桿部分做得細(xì)有什么好處？2.分析活塞式空氣壓縮機(jī)氣缸蓋聯(lián)接螺栓在工作時(shí)的受力變化情況，它的最大應(yīng)力、最小應(yīng)力如何得出？當(dāng)氣缸內(nèi)的最高壓力提高時(shí)，它的最大應(yīng)力、最小應(yīng)力將如何變化？3.如下圖所示，底板螺栓組聯(lián)接受外力F∑時(shí)，外力F∑作用在包含X軸并垂直于底板接合面的平面內(nèi)。試分析底板螺栓組的受力情況，并判斷哪個(gè)螺栓受力最大？保證聯(lián)接安全工作的必要條件有哪些？4.如下圖所示，兩塊邊板和一塊承受板焊成的龍門起重機(jī)導(dǎo)軌托架。兩塊邊板各有4個(gè)螺栓與立柱聯(lián)接，托架所承受的最大載荷為20KN,載荷有較大的變動(dòng)，試問：此螺栓聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接還是鉸制孔用螺檢聯(lián)接為宜？為什么？5.已知一個(gè)托架的邊板用6個(gè)螺栓與相領(lǐng)的機(jī)架相聯(lián)接。托架受一與邊板螺栓組的垂直對(duì)稱軸線相平行，距離為250mm,大小為60KN的載荷作用?，F(xiàn)如下圖所示兩種螺栓布置型式，設(shè)采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接，試問哪一種布置型式所用的螺栓直徑較??？為什么？1.將承受軸向變載荷的聯(lián)接螺栓的光桿部分做得細(xì)有什么好處？答：聯(lián)接螺栓的光桿部分做得細(xì)些可以使螺栓的剛度降低。而根據(jù)理論與實(shí)踐可知，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)力幅直菠，則螺栓越不容易發(fā)生疲勞破壞，聯(lián)接的可靠性越高。根據(jù)公式6.10可知，當(dāng)螺栓的剛度c1降低時(shí)，可使受變載荷作用的螺栓總拉力的應(yīng)力幅減小。2.分析活塞式空氣壓縮機(jī)氣缸蓋聯(lián)接螺栓在工作時(shí)的受力變化情況，它的最大應(yīng)力、最小應(yīng)力如何得出？當(dāng)氣缸內(nèi)的最高壓力提高時(shí)，它的最大應(yīng)力、最小應(yīng)力將如何變化？答：螺栓的預(yù)緊力是確定的，而聯(lián)接件和被聯(lián)接件的剛度一定，則工作載荷最大時(shí)應(yīng)力最大，工作載荷最小時(shí)應(yīng)力最小。最大總拉力為F2max=F’+c1·Fmax/(c1+c2),則最大應(yīng)力為4×1.3F2max/(πdc2);最小總拉力為F2min=F’+c1·Fmin/(c1+c2),則最小應(yīng)力為4×1.3F2min/(πdc2);當(dāng)氣缸內(nèi)的最大壓力提高時(shí)，最大應(yīng)力也將提高。最小應(yīng)力不變。3.如下圖所示，底板螺栓組聯(lián)接受外力F∑時(shí)，外力F∑作用在包含X軸并垂直于底板接合面的平面內(nèi)。試分析底板螺栓組的受力情況，并判斷哪個(gè)螺栓受力最大？保證聯(lián)接安全工作的必要條件有哪些？答：載荷可以向螺栓組中心簡化為軸向力及逆時(shí)針的傾覆力矩、橫向力及順時(shí)針的傾覆力矩。由于在軸向力和橫向力的作用下每螺栓受力是一樣的，具體哪個(gè)螺栓受力最大要看兩個(gè)不同方向傾覆力矩的大小。即若M1=F∑sinθ·l>M2=F∑cosθ·h,則右側(cè)螺栓1和1’受力最大。相反M1<M2,則螺栓左側(cè)1和1’螺栓受力最大。而當(dāng)M1=M2時(shí)，則所有螺栓受力相同。4.如下圖所示，兩塊邊板和一塊承受板焊成的龍門起重機(jī)導(dǎo)軌托架。兩塊邊板各有4個(gè)螺栓與立柱聯(lián)接，托架所承受的最大載荷為20KN,載荷有較大的變動(dòng)，試問：此螺栓聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接還是鉸制孔用螺檢聯(lián)接為宜？為什么？答：載荷可以向螺栓組對(duì)稱中心簡化得一橫向載荷和轉(zhuǎn)矩，即螺栓組聯(lián)接受橫向載荷和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用。由于載荷有較大變動(dòng)，若采用普通螺栓聯(lián)接，必須依靠接合面的摩擦力來抵抗橫向載荷和轉(zhuǎn)矩。而摩擦力是不穩(wěn)定的，為了保證聯(lián)接的可靠性，就必須加大預(yù)緊力以增大摩擦力。預(yù)緊力的加大意味著螺栓直徑的加大。所以用鉸制孔螺栓聯(lián)接較為適宜。5.已知一個(gè)托架的邊板用6個(gè)螺栓與相領(lǐng)的機(jī)架相聯(lián)接。托架受一與邊板螺栓組的垂直對(duì)稱軸線相平行，距離為250mm,大小為60KN的載荷作用?，F(xiàn)如下圖所示兩種螺栓布置型式，設(shè)采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接，試問哪一種布置型式所用的螺栓直徑較??？為什么？分析：將載荷P=60KN向螺栓組形心簡化可得橫向載荷P和轉(zhuǎn)矩T,因采用鉸制孔螺栓聯(lián)接，螺栓擰緊后靠擠壓和剪切來抵抗橫向載荷和轉(zhuǎn)矩。在橫向載荷作用下各螺栓所受的剪切力和擠壓應(yīng)力相同。在轉(zhuǎn)矩作用下，各螺栓所受的橫向工作剪力與該螺栓軸線到螺栓組對(duì)稱中心O的連線相垂直，距螺栓組對(duì)稱中心O越遠(yuǎn)，螺栓的剪切變形量越大，其所受的工作剪力也越大。必須確定出兩種不同布置方式中各自受力最大螺栓及其所受的力。結(jié)果a)中的布置型式所用的螺栓直徑較小。Thanks!例2.圖示是由兩塊邊板焊成的龍門式起重機(jī)導(dǎo)軌托架。兩塊邊板各用4個(gè)普通螺栓與立柱（工字鋼）相聯(lián)接，支架所承受的最大載荷為20000N，Kf＝1.2，μs＝0.15，螺栓的精度等級(jí)為5.6級(jí)，試求螺栓的計(jì)算直徑。判斷題1.用于薄壁零件聯(lián)接的螺紋，應(yīng)采用三角形細(xì)牙螺紋。A.正確B.錯(cuò)誤2.選取螺紋聯(lián)接件時(shí)，若螺栓的性能等級(jí)為4.6，則選擇性能等級(jí)為5的螺母與之相配合是可行的。A.正確B.錯(cuò)誤3.鉸制孔用螺栓聯(lián)接中，螺栓桿與通孔的配合多為過渡配合。A.正確B.錯(cuò)誤4.在受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接中，已知預(yù)緊力F0=8000N，軸向工作載荷Fmin=0,Fmax=4000N，若螺栓和被聯(lián)接件剛度C1=C2=1。則在最大工作載荷下，被聯(lián)接件的殘余預(yù)緊力F1=4000N。A.正確B.錯(cuò)誤

AAAB

單項(xiàng)選擇題1.常用螺紋的牙形有三角形、矩形、梯形和鋸齒形等，其中用于聯(lián)接和用于傳動(dòng)的牙形分別為()。A.第一種和第三種B.第二種和第三種C.第三種和第一種2.在螺紋聯(lián)接常用的防松方法中，當(dāng)承受沖擊或振動(dòng)載荷時(shí)，無效的方法是()。A.采用開口銷與六角開槽螺母B.采用膠接或焊接的方法C.設(shè)計(jì)時(shí)使螺紋聯(lián)接具有自鎖性能3.承受軸向拉伸工作載荷的緊螺栓聯(lián)接，設(shè)預(yù)緊力為F0，工作載荷為F，則螺栓承受的總拉力F2()。A.小于F0+FB.等于F0+FC.大于F0+F4.普通螺紋聯(lián)接中的松聯(lián)接和緊聯(lián)接之間的主要區(qū)別是：松聯(lián)接的螺紋部分不承受()。A.拉伸作用B.扭轉(zhuǎn)作用C.彎曲作用ACAB

鋼結(jié)構(gòu)連接用螺栓性能等級(jí)分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余個(gè)等級(jí)，其中8.8級(jí)及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱處理（淬火、回火），通稱為高強(qiáng)度螺栓，其余通稱為普通螺栓。螺栓性能等級(jí)標(biāo)號(hào)有兩部分?jǐn)?shù)字組成，分別表示螺栓材料的公稱抗拉強(qiáng)度值和屈強(qiáng)比值。例如：性能等級(jí)4.6級(jí)的螺栓，其含義是：1、螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)400MPa級(jí)；2、螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.6；3、螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)400×0.6=240MPa級(jí)性能等級(jí)10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，其材料經(jīng)過熱處理后，能達(dá)到：1、螺栓材質(zhì)公稱抗拉強(qiáng)度達(dá)1000MPa級(jí)；2、螺栓材質(zhì)的屈強(qiáng)比值為0.9；3、螺栓材質(zhì)的公稱屈服強(qiáng)度達(dá)1000×0.9=900MPa級(jí)螺栓性能等級(jí)的含義是國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，相同性能等級(jí)的螺栓，不管其材料和產(chǎn)地的區(qū)別，其性能是相同的，設(shè)計(jì)上只選用性能等級(jí)即可。強(qiáng)度等級(jí)所謂8.8級(jí)和10.9級(jí)是指螺栓的抗剪切應(yīng)力等級(jí)為8.8GPa和10.9GPa8.8公稱抗拉強(qiáng)度800N/MM2公稱屈服強(qiáng)度640N/MM2

一般的螺栓是用"X.Y"表示強(qiáng)度的，X*100=此螺栓的抗拉強(qiáng)度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服強(qiáng)度（因?yàn)榘礃?biāo)識(shí)規(guī)定：屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度=Y/10）如4.8級(jí)則此螺栓的抗拉強(qiáng)度為：400MPa屈服強(qiáng)度為：400*8/10=320MPa[1]有緊密性要求的聯(lián)接取FR=1.8解：（1）計(jì)算FE（2）計(jì)算Fa（3）求Ｍd螺栓選用45鋼，s=360N/mm，S=3取M16螺栓，d1=13.835mm，查表10-7所取S=3正確。（4）確定Ｄ０e螺栓間距l(xiāng)自測練習(xí)題：錯(cuò)誤太多1.采用普通螺栓聯(lián)接的凸緣聯(lián)軸器，在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，＿＿＿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(shí)受剪切與擠壓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(shí)，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?yàn)槿切温菁y＿＿＿＿A.牙根強(qiáng)度高，自鎖性能好B.傳動(dòng)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(shí)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(duì)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，雙線矩形螺紋自測練習(xí)題：6.用于薄壁零件聯(lián)接的螺紋，應(yīng)采用，＿＿＿＿()A.三角形細(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(shí)，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(shí)受到剪切與拉伸D.既可能受剪切，也可能受擠壓作用8.計(jì)算緊螺栓聯(lián)接的拉伸強(qiáng)度時(shí)，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.1.1B.1.3C.1.25D.0.39.在螺栓聯(lián)接中，有時(shí)在一個(gè)螺栓上采用雙螺母，其目的是＿＿＿＿()A.提高強(qiáng)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(qiáng)度B.提高剛度C.外形美觀D.降低成本自測練習(xí)題：11.預(yù)緊力為F’的單個(gè)緊螺栓聯(lián)接，受到軸向工作載荷F作用后，螺栓受到的總拉力F0＿＿F’+F()A.大于B.等于C.小于D.大于或等于12.在螺栓聯(lián)接設(shè)計(jì)中，若被聯(lián)接件為鑄件，則有時(shí)在螺栓孔處制做沉頭座孔或凸臺(tái)，其目的是＿＿＿＿()A.避免螺栓受附加彎曲應(yīng)力作用B.便于安裝C.為安置防松裝置D.為避免螺栓受拉力過大13.若要提高軸向變載荷作用的緊螺栓的疲勞強(qiáng)度，則可＿＿＿＿()A.在被聯(lián)接件間加橡膠墊片B.增大螺栓長度C.采用精制螺栓D.加防松裝置14.有一單個(gè)緊螺栓聯(lián)接，要求被聯(lián)接件接合面不分離，已知螺栓與被聯(lián)接件的剛度相同，螺栓的預(yù)緊力為F’，當(dāng)對(duì)聯(lián)接施加軸向載荷，使螺栓的軸向工作載荷F與預(yù)緊力F’相等時(shí)，則＿＿＿＿()A.被聯(lián)接件發(fā)生分離，聯(lián)接失效B.被聯(lián)接件將發(fā)生分離，聯(lián)接不可靠C.聯(lián)接可靠，但不能再繼續(xù)加載D.聯(lián)接可靠，只要螺栓強(qiáng)度足夠，可繼續(xù)加載，直到軸向工作載荷F接近但小于預(yù)緊力的兩部。自測練習(xí)題：15.對(duì)于受軸向變載荷作用的緊螺栓聯(lián)接，若軸向工作載荷F在0-1000N之間循環(huán)的變化，則該聯(lián)接螺栓所受拉應(yīng)力的類型為＿＿A.非對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力B.脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力C.對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力D.非穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力16.對(duì)于緊螺栓聯(lián)接，當(dāng)螺栓的總拉力F2和殘余預(yù)緊力F1不變，若將螺栓由實(shí)心變成空心，則螺栓的應(yīng)力幅與預(yù)緊力會(huì)發(fā)生變化，＿＿A.應(yīng)力幅增大，預(yù)緊力應(yīng)適當(dāng)減小B.應(yīng)力幅增大，預(yù)緊力應(yīng)適當(dāng)增大C.應(yīng)力幅減小，預(yù)緊力應(yīng)適當(dāng)減小D.應(yīng)力幅減小，預(yù)緊力應(yīng)適當(dāng)增大17.螺紋升角增大，則聯(lián)接的自鎖性＿＿，傳動(dòng)的效率＿＿，牙型角增加，則螺紋的自鎖性＿＿，傳動(dòng)的效率＿＿(CAAC)A.提高B.不變C.降低18.一螺紋聯(lián)接，螺栓與被聯(lián)接件的剛度相同且tanθm=tanθb=1,若保證殘余預(yù)緊力F”等于預(yù)緊力F’的1/2,則該螺紋聯(lián)接所能隨的最大軸向工作載荷Fmax的大小為＿＿＿＿A.F’B.1/2F’C.3/2F’D.21/2/2F’

自測練習(xí)題：1.為什么螺紋聯(lián)接常需要防松？按防松原理，螺紋聯(lián)接的防松方法可分為哪幾類？試舉例說明。2.降低螺栓剛度及增大被聯(lián)接剛度的具體措施有哪些？3.對(duì)于受軸向變載荷作用的螺栓，可以采用哪些措施來減小螺栓的應(yīng)力幅？。。。2、承受預(yù)緊力和工作拉力F的緊螺栓連接，螺栓的總拉力F2應(yīng)如何計(jì)算？