1、1螺纹联结与螺旋传动一、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. 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. 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 。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. 升角小，单线三角形螺纹 B. 升角大，双线
2、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. 三角形细牙螺纹 B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹 D. 多线的三角形粗牙螺纹6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓 。A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用C. 同时受到剪切与拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。A. 1.1 B. 1.3 C. 1.25 D. 0.38 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时， 。A. 螺栓的横截面受剪切 B. 螺栓与螺栓孔配合面
3、受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压 D. 螺栓受拉伸与扭转作用9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是 。A. 单线矩形螺旋副 B. 单线梯形螺旋副C. 双线矩形螺旋副 D. 双线梯形螺旋副10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是 。A. 提高强度 B. 提高刚度C. 防松 D. 减小每圈螺纹牙上的受力11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了 。A. 受力均匀 B. 便于装配. C. 外形美观 D. 降低成本212 螺栓的材料性能等级标成 6.8 级，其数字 6.8 代表 。A. 对螺栓材料的强度要求 B. 对
4、螺栓的制造精度要求C. 对螺栓材料的刚度要求 D. 对螺栓材料的耐腐蚀性要求13 螺栓强度等级为 6.8 级，则螺栓材料的最小屈服极限近似为 。A. 480 MPa B. 6 MPa C. 8 MPa D. 0. 8 MPa14 不控制预紧力时，螺栓的安全系数选择与其直径有关，是因为 。A. 直径小，易过载 B. 直径小，不易控制预紧力C. 直径大，材料缺陷多 D. 直径大，安全15 对工作时仅受预紧力 F作用的紧螺栓连接，其强度校核公式为 ，式e4/3.12dF中的系数 1.3 是考虑 。A. 可靠性系数B. 安全系数 C. 螺栓在拧紧时，同时受拉伸与扭转联合作用的影响D. 过载系数16 紧
5、螺栓连接在按拉伸强度计算时，应将拉伸载荷增加到原来的 1.3 倍，这是考虑的 影响。A. 螺纹的应力集中 B. 扭转切应力作用 C. 安全因素 D. 载荷变化与冲击17 预紧力为 的单个紧螺栓连接，受到轴向工作载荷 作用后，螺栓受到的总拉力 F0 F F+A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 大于或等于18 一紧螺栓连接的螺栓受到轴向变载荷作用，已知 Fmin=0，F max=F，螺栓的危险截面积为AC，螺栓的相对刚度为 KC，则该螺栓的应力幅为 。A. B. caAF)1( caAKC. D. ca2 caF2)1(19 在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措
6、施是 。A. 增大螺栓刚度 Cb，减小被联接件刚度 Cm B. 减小 Cb，增大 CmC. 增大 Cb 和 Cm D. 减小 Cb 和 Cm20 若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，则可 。A. 在被连接件间加橡胶垫片 B. 增大螺栓长度C. 采用精制螺栓 D. 加防松装置21 有一单个紧螺栓连接，要求被连接件接合面不分离，已知螺栓与被连接件的刚度相同，螺3栓的预紧力为 ，当对连接施加轴向载荷，使螺栓的轴向工作载荷 与预紧力 相等时，则 F F。A. 被连接件发生分离，连接失效 B. 被连接件将发生分离，连接不可靠C. 连接可靠，但不能再继续加载D. 连接可靠，只要螺栓强度足够，可继续
7、加载，直到轴向工作载荷 F 接近但小于预紧力的两倍。F22 对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷 F 在 01 000 N 之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为 。A. 非对称循环应力 B. 脉动循环变压力C. 对称循环变应力 D. 非稳定循环变应力23 对于紧螺栓连接，当螺栓的总拉力 F0 和残余预紧力 F不变，若将螺栓由实心变成空心，则螺栓的应力幅 与预紧力 会发生变化， 。aA. 增大， 应适当减小 B. 增大， 应适当增大FaC. 减小， 应适当减小 D. 减小， 应适当增大24 在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则有时在螺栓孔处制作沉头座孔或凸台，其目的是 。A
8、. 避免螺栓受附加弯曲应力作用 B. 便于安装C. 为安置防松装置 D. 为避免螺栓受拉力过大二、填空题25 三角形螺纹的牙型角 = ，适用于 ，而梯形螺纹的牙型角 = ，适用于 。26 螺旋副的自锁条件是 。27 常用螺纹的类型主要有 、 、 、 和 。28 传动用螺纹（如梯形螺纹）的牙型斜角比连接用螺纹（如三角形螺纹）的牙型斜角小，这主要是为了 。29 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 和 。30 螺纹连接的拧紧力矩等于 和 之和。31 螺纹连接防松的实质是 。32 普通紧螺栓连接受横向载荷作用，则螺栓中受 应力和 应力作用。33 被连接件受横向载荷作用时
9、，若采用普通螺栓连接，则螺栓受 载荷作用，可能发生的失效形式为 。34 有一单个紧螺栓连接，已知所受预紧力为 ，轴向工作载荷为 F，螺栓的相对刚度为FCb/（C b+Cm） ，则螺栓所受的总拉力 F0= ，而残余预紧力 F= 。若螺栓的螺纹小径为 d1，螺栓材料的许用拉伸应力为 ，则其危险剖面的拉伸强度条件式为 。35 受轴向工作载荷 F 的紧螺栓连接，螺栓所受的总拉力 F0 等于 和 之和。36 对受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力 F和轴向工作载荷 F 一定时，为减小螺4栓所受的总拉力 F0，通常采用的方法是减小 的刚度或增大 的刚度。37 采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面
10、是为了 。38 在螺纹连接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 。39 在螺栓连接中，当螺栓轴线与被连接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加 应力。40 螺纹连接防松，按其防松原理可分为 防松、 防松和 防松。三、问答题41 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?42 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?43 螺纹连接有哪些基本类型?各有何特点?各适用于什么场合?44 为什么螺纹连接常需要防松?按防松原理，螺纹连接的防松方法可分为哪几类?试举例说明。45 螺栓组连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?46 有一刚性凸缘联
11、轴器，用材料为 Q235 的普通螺栓连接以传递转矩 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。47 提高螺栓连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?48 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?49 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 a?50 为什么对于重要的螺栓连接要控制螺栓的预紧力 F?控制预紧力的方法有哪几种? 例解6. 图示弓形夹钳用 Tr285 螺杆夹紧工作，已知压力 F=40 000N，螺杆末端直径d0=20mm，螺纹副和螺杆末端与工
12、件间摩擦系数 f=0.15。 （1）试分析该螺纹副是否能自锁；（2）试计算拧紧力矩 T。解题要点：（1）GB 5796.1-86 查得 Tr285 梯形螺纹的参数如下：大径 d=28mm；中径 d2=25.5mm；螺距p=5mm。又知该螺纹为单线，即线数 n=1，所以螺旋 升角而614357.1arctnarct2 d 当量摩擦角 osrtrtffvv已知 f= 0.15, =a/2=15，所以得5739482.15cos.0artnv显然 ，故该螺纹副能自锁。v（2）因为控紧螺杆既要克服螺纹副间的摩擦力矩 T1，又要克服螺杆末端与工件间的 摩擦力矩 T2，故拧紧力矩 T= T1+ T2 mN
13、dv 1225.)87.51.3tan(40)1螺杆末端与工件间的摩擦相当于止推轴颈的摩擦，其摩擦力矩Nmm=4000Nmm04.0312fFdT故得 T= T1+ T2=（112 112+40000）Nmm=152 112 Nmm7. 图示为一螺旋拉紧装置，旋转中间零件，可使两端螺杆 A 和 B 向中央移近，从而将被拉零件拉紧。已知：螺杆 A 和 B 的螺纹为 M16（d 1=13.385mm） ，单线；其材料的许用拉伸应力 =80MPa；螺纹副间摩擦系数 f=0.15。试计算允许施加于中间零件上的最大转矩 Tmax，并计算旋紧时螺旋的效率 。解题分析：由题给条件可知；旋转中间零件，可使两端
14、螺杆受到拉伸；施加于中间零件上的转矩 T 愈大，两端螺杆受到的轴向拉力 F 愈大；而螺杆尺寸一定，所能承受的最大轴向拉力 Tmax 则受到强度条件的限制，因此，对该题求解时首先应按强度条件式 ，计算出 Tmax；4/3.12Fe然后由 Tmax 计算螺纹副间的摩擦力矩 T1max；最后求出允许旋转中间零件的最大转矩 Tmax。解题要点：（1）计算螺杆所能承受的最大轴向拉力 Tmax由 4/3.12Fe6得 F 3.142d由 Tmax= = 9 251 N.2 803.1452d（2）计算螺纹副间的摩擦力矩 Tmax由 GB196-81 查得 M16 螺纹的参数如下：大径 d=16mm; 中径
15、 d2=14.701mm; 螺距 p=2mm; 单线，即线数 n=1。所以螺旋升角 74820.71.4arctnarct2 dp而当量摩擦角 cosartnrctffvv已知 f=0.15, = /2=30, 所以得所以 5394826.30cs15.art v螺纹副间的最大摩擦力矩T1max= )tn(2maxdvNmm701.486.940.9251=14 834 Nmm（3）计算允许施加于中间零件上的最大转矩 Tmax因为施加地中间零件上的转矩要克服螺杆 A 和 B 的两种螺纹副间摩擦力矩，故有Tmax=2 T1max= 214 834=29 668 Nmm（4）计算旋紧时螺旋的效率
16、因为旋紧中间零件转一周，做输入功为 Tmax2 ，而此时螺杆 A 和 B 各移动 1 个导程 mm=2mm，做有用功为 2Fmaxl，故此时螺旋的效率为21npl %9.1.0968251max TlF7或按公式 %9.1.0)826.940.tan()tan( v8. 有一升降装置如图所示，螺旋副采用梯形螺纹，大径 d=50mm; 中径 d2=46mm; 螺距 p=8mm; 线数 n=4，去承面采用推力球轴承。升降台的上下移动处采用导滚轮，它们的摩擦阴力忽略不计。设承受截 FQ=50 000N，试计算：（1）升降台稳定上升时的效率 ，已知螺旋副间摩擦系数 f=0.1。（2）稳定上升时施加于螺
17、杆上的力矩。（3）若升降台以 640mm/min 上升，则 螺杆所需的转速和功率。（4）欲使升降台在截获 FQ 作用下等速 下降，是否需要制动装置？若需要，则加于螺杆上 的制动力矩是多少？解题要点：（1）计算升降台稳定上升时的效率 该螺纹的螺旋升角为 480.126arctnarct2dp而螺旋副的当量摩擦角为 cosartrctffvv 91.5cos.artn故得效率 %8.6)91.5480.2tan()tan( v（2）计算稳定上升时施加地螺杆上的力矩 TT=FQ )t(2dvmNA38247246)91.586.508（3）计算螺杆所需转速 n 和功率 p按题给条件，螺杆转一周，升降
18、台上升一个导程 L=np=48=32 mm，故若升降台以 640mm/min 的速度上升，则螺杆所需转速为n=（640 32）=20 r/min计算螺杆所需功率 P，有如下三种方法：1）第一种计算方法：按螺杆线速度 及圆周力 Ft 确定螺杆所需功率 P。曲1m/s0482.1602nd及 N1630)9.56.tan(5)ta( vQtF可得 kWPt 10.312）第二种计算方法：按同一轴上功率 P 与转矩 T、转速 n 之间的关系式，可得kTn 8.5.9284705.9663）第三种计算方法：按升降台以速度 =640mm/mi 上升时所需功率来确定螺杆2所需功率 P，即 102QF而 m
19、/s017.642故得 kW8.65.10QP（4）判断是否需要制动装置，计算制动力矩 T。而 ，可知 螺旋副不自锁，故欲使升降台在载荷 FQ 作9.5,86.2vv用下等速下降，则必须有制动装置。施加于螺杆上的制动力矩为 246)91.5486.2tan(0)tan(2 dFTvQ=132 551 Nmm9. 试找出图中螺纹连接结构中的错误，说明原因，并绘图改正。已知被连接件材料均为 Q235，连接件为标准件。 （a）普通螺栓连接；（b）螺钉连接；（c）双头螺栓连接；（d）紧定螺钉连接。9解题要点：（1）普通螺栓连接（图 a）主要错误有：1）螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；2）普
20、通螺栓连接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被连接件孔与螺栓杆间无间隙；3）被连接件表面没加工，应做出沉头座并刮平，以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力；4）一般连接；不应采用扁螺母；5）弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对；6）螺栓长度不标准，应取标准长 l=60mm；7）螺栓中螺纹部分长度短了，应取长 30mm。改正后的结构见图解 a。10（2）螺钉连接（图 b）主要错误有：1）采用螺钉连接时 ，被连接件之一应有大于螺栓大径的光孔，而另一被连接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被连接件没有做成大地螺栓大径的光孔，下喧被连接件的螺纹孔又过大，与螺
21、钉尺寸不符，而且螺纹画法不对，小径不应为细实践；2）若上边被连接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没有加工。改正后的结构见图解 b。（3）双头螺柱连接（图 c） 。主要错误有：1）双头螺柱的光杆部分不能拧进被连接件的螺纹孔内，M12 不能标注在光杆部分；2）锥孔角度应为 120，而且应从螺纹孔的小径（粗实线）处画锥孔角的两边；3）若上边被连接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没加工；114）弹簧垫圈厚度尺寸不对。改正后的结构见图解 c。（4）紧定螺钉连接（图 d） 。主要错误有：1）轮毂上没有做出 M6 的螺纹孔；2）轴上未加工螺纹孔，螺钉拧不进去，即使有螺纹孔，螺钉能拧入，也需作局部剖视才能表达
22、清楚。改正后的结构见图解 d。六、习题参考答案1. 单项选择题1 A 2 A 3 B 4 A 5 A 6 D 7 B8 D 9 C 10 C 11 B 12 A 13 A 14 A15 C 16 B 17 C 18 C 19 B 20 B 21 D22 A 23 D 24 A2. 填空题25 60；连接；30；传动 26 螺旋升角 小于当量摩擦角 v27 三角螺纹；管螺纹；矩形螺纹；梯形螺纹和锯齿形螺纹28 提高传动效率29 升角与头数30 螺纹副间摩擦力矩；螺母（或螺栓头）端面与被连接件支承面间的摩擦力矩之和31 防止螺杆与螺母（或被连接件螺纹孔）间发生相对转动（或防止螺纹副间相对转动）32 拉伸；扭剪33 拉伸；螺栓发生塑性变形或断裂34 ； ； FCFmb0 FCmb14/3.120de35 预紧力 ；部分轴向工作载荷F 0；或残余预紧力 F；轴向工作载荷 F36 螺栓；被连接件37 减小和避免螺栓受附加弯曲应力的作用38 均匀各旋合圈螺纹牙上的载荷39 弯曲40 摩擦；机械；永久性
