機(jī)械設(shè)計(jì)試題及答案第四章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)課件

第四章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)填空題判斷題問(wèn)答題4－1常見(jiàn)的螺紋形式有______、______、______、________、_______。答案：三角形螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋。4—2在常見(jiàn)的幾種螺紋形式中，______的自鎖性最好，常用于聯(lián)接；_______的傳動(dòng)效率最高，常用于傳動(dòng)。答案：三角形螺紋；矩形螺紋。4—3標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的螺紋公稱直徑是指螺紋的_________。答案：大徑。4－4螺紋聯(lián)接的基本類型有___________種，它們分別是___________。答案：四；螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接和緊定螺釘聯(lián)接。4－5在機(jī)械制造中常見(jiàn)的螺紋聯(lián)接件有______、______、_____和______。答案:螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊圈。4—6GB/3103.1—1982規(guī)定，螺紋聯(lián)接件分為三個(gè)精度等級(jí)，其代號(hào)為_(kāi)____、_____、________級(jí)，其中________級(jí)精度最高。常用的標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件（螺栓），通常選用__________級(jí)精度。答案：A、B、C；A；C。4－7螺栓聯(lián)接預(yù)緊的目的是增強(qiáng)________，以防___________。答案：聯(lián)接的可靠性和緊密性；受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)滑移。4－8螺紋連接防松的根本問(wèn)題在于_______。答案：防止螺旋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。4－9螺紋連接的常見(jiàn)的防松方法中，按其工作原理可分為_(kāi)_____和______兩種。答案：摩擦防松；機(jī)械防松。4－10對(duì)于受拉螺栓，其主要失效形式是螺栓_________部分發(fā)生______。答案：螺紋；斷裂。4—11受拉螺栓連接的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是________。答案：保證螺栓的靜力（或疲勞）拉伸強(qiáng)度。4－12對(duì)于受剪螺栓，其主要破壞形式是________。答案:螺栓桿和孔壁間壓潰或螺栓桿被剪斷。4－13受剪螺栓連接的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是________。答案：保證連接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度。4－19螺栓組承受載荷作用時(shí)，多數(shù)情況下，每個(gè)螺栓的受力大小各不相同，此時(shí)，同一螺栓組中的螺栓的材料、直徑和長(zhǎng)度應(yīng)選擇__________。答案：相同。4－20承受橫向載荷的普通緊螺栓連接，螺栓工作時(shí)承受_________載荷。答案：軸向。4－21國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的螺栓強(qiáng)度級(jí)別是用在兩個(gè)數(shù)字中間加一點(diǎn)表示，記為mn（如58）。此處m表示________；n表示________。答案：公稱抗拉強(qiáng)度極限的1％；公稱屈服極限S與公稱抗拉強(qiáng)度極限B之比的10倍。4－22提高螺栓連接強(qiáng)度的措施，可以概括為_(kāi)____、_____、______和_____四類措施。答案：降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅、改善螺紋牙上載荷分布不均現(xiàn)象、減小應(yīng)力集中影響、采用合理的制造工藝方法。4－23螺旋傳動(dòng)的主要功用是_______。答案：將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。4－24螺旋傳動(dòng)按其用途不同，一般可分為_(kāi)____、_____和_____三種類型。答案：傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋、調(diào)整螺旋。4－25螺旋傳動(dòng)按螺旋到的摩擦性質(zhì)不同，可分為_(kāi)________、________和________。答案：滑動(dòng)螺旋、滾動(dòng)螺旋、靜壓螺旋。4－26滑動(dòng)螺旋的主要失效形式是_________。答案：螺紋磨損。4－27滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的_______。答案：壓力。4—28螺旋傳動(dòng)中的螺桿和螺母的材料一般要求具有______、______和_____。答案：足夠的強(qiáng)度、良好的耐磨性、工藝性。4—29滾動(dòng)螺旋按其滾珠的循環(huán)方式不同，分為_(kāi)______和________兩類。答案：內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)。4—30螺紋連接是一種什么型式的連接？（1）可拆連接；（2）不可拆連接；（3）具有自銷性能的為不可拆連接；（4）具有防松裝置的為不可拆連接，否則為可拆連接。答案：可拆聯(lián)接。4－31常見(jiàn)的螺紋有普通三角螺紋、圓錐管螺紋、圓柱管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋六種。其中，用于聯(lián)接的有幾種？（1）一；（2）二；（3）三；（4）四；（5）五；（6）六。答案：三種。4－32除管螺紋以外的螺紋的公稱直徑是指它的哪個(gè)直徑？（1）內(nèi)徑；（2）中徑；（3）外徑。答案：外徑。4－33零件圖上標(biāo)注螺紋直徑尺寸時(shí)使用MS（S為直徑值，如M20），此時(shí)該直徑值S表示螺紋的哪種直徑？（l）內(nèi)經(jīng)；（2）中徑；（3）外徑。答案：外徑。4—38螺紋的頭數(shù)為Z，螺距為t，內(nèi)徑為d1，中徑為d2，外徑為d則螺紋升角應(yīng)采用哪個(gè)公式計(jì)算？答案：。4－40螺紋副中當(dāng)量摩擦角與當(dāng)量摩擦系數(shù)之間的關(guān)系為下列中哪個(gè)？答案：。4－41螺紋副的螺旋升角為，當(dāng)量摩擦角為V，則其自鎖的條件是下列中哪種？（1）V<；（2）V=；（3）V>；（4）與和V無(wú)關(guān)。答案：V>。4－42螺旋傳動(dòng)的效率主要與螺紋的哪個(gè)參數(shù)有關(guān)？（1）升角；（2）線數(shù)；（3）螺距與牙形角；（4）升角與牙形角。答案：升角與牙形角。4－43螺紋副的材料一定時(shí)，螺紋的牙形角越大，則產(chǎn)生何種影響？（l）當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越好;（2）當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越差；（3）當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越好；（4）當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越差。答案：當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越好。4－44螺紋副的材料、牙型角、螺距和直徑一定時(shí)，螺紋的線數(shù)越多，則產(chǎn)生何種影響？（1）螺紋升角越大，效率越高；（2）螺紋升角越大，效率越低；（3）螺紋升角越小，效率越高；（4）螺紋升角越小，效率越低。答案：螺紋升角越大，效率越高。4－45螺紋副的材料、牙型角、導(dǎo)程和直徑一定時(shí)，螺紋的線數(shù)越多，則產(chǎn)生什么后果？（1）螺旋升角越大，效率越高；（2）螺旋升角越大，效率越低；（3）螺旋升角越小，效率越高；（4）螺旋升角越小，效率越低。答案：螺旋升角越小，效率越低。4－46具有自鎖性的螺紋聯(lián)接，工作中是否需要采用防松措施？（1）絕對(duì)需要；（2）絕對(duì)不需要；（3）不一定需要。答案：不一定需要。4－47三角形螺紋用于連接，梯形螺紋用于傳動(dòng)，這是什么原因？（1）三角形螺紋自鎖性好，梯形螺紋強(qiáng)度高；（2）三角形螺紋強(qiáng)度好，梯形螺紋自鎖性好；（3）三角形螺紋自鎖性好，梯形螺紋傳動(dòng)效率高；（4）三角形螺紋傳動(dòng)效率高，梯形螺紋自鎖性好。答案：三角形螺紋自鎖性好，梯形螺紋傳動(dòng)效率高。4—48在受彎矩作用的軸段上使用螺紋連接緊固軸上零件時(shí)，應(yīng)采用哪種螺紋？（l）三角形粗牙螺紋；（2）三角形細(xì)牙螺紋；（3）鋸齒形螺紋；（4）梯形螺紋。答案：三角形細(xì)牙螺紋。4—49用作調(diào)節(jié)用的螺紋，應(yīng)采用哪種？（1）三角形粗牙螺紋；（2）三角形細(xì)牙螺紋；（3）多線三角形粗牙螺紋；（4）多線三角形細(xì)牙螺紋。答案：三角形細(xì)牙螺紋。4－50單向傳力用螺紋，宜采用哪種螺紋？（1）梯形；（2）三角形；（3）鋸齒形；（4）矩形。答案：鋸齒形。4－55普通螺栓連接中的松螺栓連接與緊螺栓連接之間的主要區(qū)別在于松螺栓連接的螺紋部分不承受下列哪種作用？（1）拉伸作用；（2）扭矩作用；（3）剪切作用；（4）彎曲作用。答案：扭轉(zhuǎn)作用。4－56緊螺栓連接的普通螺栓單純按拉伸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，考慮到拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用，應(yīng)將拉伸載荷增加多大數(shù)值？（1）10％；（2）30％；（3）50％；（4）70％。答案：30％。4－57被連接件受橫向外力作用時(shí)，如果采用普通螺栓連接，則螺栓工作時(shí)承受的載荷為何種作用力？（1）橫向力；（2）軸向力；（3）橫向力和軸向力。答案：軸向力。4－58被連接件受橫向外力作用時(shí)，如果采用鉸制孔用螺栓連接，則螺栓的失效形式可能為下列中的哪種？（1）拉斷；（2）拉扭斷裂；（3）螺桿剪切或擠壓破壞；（4）螺紋根部彎曲斷裂。答案；螺桿剪切或擠壓破壞。4－59降低螺栓相對(duì)剛度會(huì)使得應(yīng)力幅如何變化？（1）應(yīng)力幅a減??；（2）應(yīng)力幅a不變；（3）應(yīng)力幅a增力。答案：應(yīng)力幅a減小。4－60對(duì)于軸向載荷是變載荷的緊螺栓連接，除考慮它具名足夠的靜強(qiáng)度以外，還應(yīng)根據(jù)螺栓的哪種應(yīng)力來(lái)驗(yàn)算它的疲勞強(qiáng)度？（1）最大工作應(yīng)力；（2）最小工作應(yīng)力；（3）平均工作應(yīng)力；（4）應(yīng)力幅。答案：應(yīng)力幅。4—61承受軸向載荷的緊螺栓連接，在預(yù)緊力QP和工作載荷一定的前提下，螺栓的相對(duì)剛度越大，則（1）螺栓總載荷越大，連接面的緊密性越好；（2）螺栓總載荷越大，連接面的緊密性越差；（3）螺栓總載荷越小，連接面的緊密性越好；（4）螺栓總載荷越小，連接面的緊密性越差。答案：螺栓總載荷越大，連接面的緊密性越差。4－62滑動(dòng)螺旋的優(yōu)點(diǎn)是什么？（1）摩擦阻力小，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于自鎖；（2）摩擦阻力小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便制造，不易自鎖；（3）摩擦阻力大，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于自鎖；（4）摩擦阻力大，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，不易自鎖。答案：摩擦阻力大，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于自鎖。4—63螺旋傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是什么？（1）磨損大，效率低（2）承載能力低；（3）只能將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)；（4）不易自鎖。答案：磨損大，效率低。4－64低速傳動(dòng)螺旋，如要求它具有可靠的自鎖性能，應(yīng)選用哪種螺旋？（1）滑動(dòng)螺旋；（2）靜壓螺旋；（3）滾動(dòng)螺旋。答案：滑動(dòng)螺旋。4—65在設(shè)計(jì)滑動(dòng)螺旋時(shí)，要限制螺紋牙表面上的比壓P，這主要原因是什么？（1）使材料硬度低的螺母免被壓壞；（2）防止接觸面上應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生點(diǎn)蝕和膠合破壞；（3）改善潤(rùn)滑條件、減輕磨損；（4）避免接觸面出現(xiàn)過(guò)大的塑性變形。答案：改善潤(rùn)滑條件、減輕磨損。從而即作用在吊環(huán)上的最大拉力不能超過(guò)24681N。2．求偏心時(shí)螺釘最大受力Qmax觀察圖4－7可知，偏心沿對(duì)角線方向發(fā)生，故先將總載荷F平移至幾何中心O，則引人彎矩M為單個(gè)螺釘首先承受F引起的軸向載荷F1，并且，其次承受由M引起的軸向載荷，從圖中看出，1號(hào)螺釘受到的軸向載荷增加，3號(hào)螺釘軸向載荷減小，2號(hào)、4號(hào)螺釘因位于傾覆中心線上，軸向力不發(fā)生變化。1號(hào)螺釘?shù)妮d荷增加量為故F=F1+F2=2.75F因?yàn)楣ぷ鳁l件要求QP=0．6F，則Qmax=QP+F=1.6F=4.4F，即由于制造誤差引起的附加彎矩，使受力最大螺栓所受到的總拉力相當(dāng)于總外載荷的4．4倍。4－72如圖所示，凸緣聯(lián)軸器傳遞的扭矩T＝150N·m，載荷平穩(wěn)，螺栓數(shù)Z＝6，螺栓均勻分布在D＝100mm的圓周上，按合面摩擦系數(shù)f＝0.16，防滑系數(shù)KS=1.2。試求所需螺栓的直徑。圖解：1．求螺栓的預(yù)緊力因?yàn)槁菟ň鶆蚍植荚诎霃綖?0mm的圓周上，所以式中f——接合面摩擦系數(shù)，由題意f＝0．16QP——預(yù)緊力，N，待求；Z——螺栓個(gè)數(shù)，由題意z=6；ri——螺栓距中心的距離，ri=50mm；KS——防滑系數(shù)，KS＝1．2；T——扭矩，T＝150x103Nmm。故2．選擇螺栓材料選用4.6級(jí)A3鋼，則S＝240MPa，查表5—5由于載荷平穩(wěn)，故載荷屬于靜載荷范疇，取安全系數(shù)S＝1．5。3．許用應(yīng)力的確定4．螺栓的最小直徑由緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算式得5．螺栓公稱直徑按粗牙普通螺紋尺寸（GB196－81），應(yīng)選用M8的螺栓，它的小徑d1=6.647mm＞6．23mm，故合適。螺栓桿與孔壁間的擠壓強(qiáng)度為將數(shù)據(jù)代入上式得式中S——屈服極限，因?yàn)椴牧蠟?.6級(jí)，所以S＝300MPa；SP——安全系數(shù)。由表5－7得，SP＝1．25，故，即P[P]安全。3．強(qiáng)度校核4－78螺紋有哪些主要參數(shù)？各參數(shù)間有何關(guān)系？答：螺紋主要參數(shù)有：大徑d，它是標(biāo)準(zhǔn)中的公稱直徑（管螺紋除外，管螺紋的公稱直徑是管子的內(nèi)徑）；小徑d1中徑d2；線數(shù)n；螺距t；導(dǎo)程S；升角；牙型角；牙型斜角；工作高度h。各參數(shù)間主要關(guān)系為S=nt;對(duì)稱牙型：=/2。4－79常用螺紋有哪幾種？各有何特點(diǎn)？主要用途是什么？答：常見(jiàn)螺紋種類及用途如下：（1）三角型粗牙普通螺紋。主要特點(diǎn)是牙型角為60，牙根部較厚，具有較高的強(qiáng)度和良好的自銷性能，主要用于連接。（2）三角型細(xì)牙普通螺紋。主要特點(diǎn)與粗牙螺紋相比，在公稱直徑相同的前提下，螺距小，升角小，自鎖性好，強(qiáng)度高，但耐磨性差，易滑扣。主要用于細(xì)小零件、薄壁管件或受沖擊振動(dòng)、變載荷的連接中，也常用作微調(diào)機(jī)構(gòu)中的調(diào)整螺紋。（3）圓柱管螺紋。牙型角為55，牙頂有較大的圓弧角，內(nèi)外螺紋旋合后無(wú)徑向間隙。主要用于管內(nèi)壓力低于1．6MPa的低壓管路系統(tǒng)。（4）圓錐管螺紋。牙型角為55，螺栓紋分布在錐度面1：16的圓錐管壁上。主要特點(diǎn)是利用自身的變形就可以保證聯(lián)接的氣密性，不需其它填料。主要應(yīng)用在高溫、高壓的管路系統(tǒng)中。（5）矩形螺紋。牙型角為0，它的傳動(dòng)效率最高，但牙根強(qiáng)度弱，螺旋到磨損后，間隙難以修復(fù)和補(bǔ)償，目前已漸被梯形螺紋替代。（6）梯形螺紋。牙型角為30，內(nèi)外螺紋以推面貼緊，不易松動(dòng)，與矩形螺紋相比，傳動(dòng)效率略低，但強(qiáng)度高，對(duì)中性好。它是最常用的傳動(dòng)螺紋。（7）鋸齒形螺紋。前述各種均為對(duì)稱齒形，唯鋸齒形螺紋為非對(duì)稱的不等腰梯形齒。工作面牙型斜角為3，以追求傳動(dòng)的高效率，非工作面的牙型斜角為30，以便使牙根增厚，具有較高的強(qiáng)度。故其兼梯形和矩形兩種螺紋的優(yōu)點(diǎn)，但只能用于單向受力的螺紋連接或螺旋傳動(dòng)中。4—81擰緊螺母及放松螺母時(shí)的效率如何計(jì)算？效率隨哪些因素變化？其自鎖的條件是什么？答：擰緊和放松螺母時(shí)，都可以將螺紋副簡(jiǎn)化成摩擦系數(shù)為當(dāng)量摩擦系數(shù)fV的斜面摩擦情況。由機(jī)械原理知識(shí)知，擰緊螺母時(shí)的效率為其中，V為當(dāng)量摩擦角，f為摩擦系數(shù)；為牙型斜角；為螺紋升角。放松螺母時(shí)的效率為從以上兩式可以看出，傳動(dòng)效率與V和有關(guān)。V則與摩擦系數(shù)和牙型斜角相關(guān)。摩擦系數(shù)f越大，V越大；牙型斜角越大，V越大，效率也就越低。取決于升程和中徑；由于升程s等于螺紋線數(shù)和間距，所以，在螺距和中徑一定時(shí)，線數(shù)越多，越大，效率越高；否則，效率越低。螺母自鎖的條件是放松螺母的效率＜=0，從而有當(dāng)

＝V時(shí)，為條件自鎖＜V時(shí)，為嚴(yán)格自鎖。故

V4—84螺栓預(yù)緊會(huì)對(duì)螺栓聯(lián)接帶來(lái)什么影響？答：適當(dāng)選用較大的螺栓預(yù)緊力，對(duì)螺紋連接的可靠性及提高螺栓的疲勞強(qiáng)度都是有利的。但過(guò)大的預(yù)緊力會(huì)導(dǎo)致整個(gè)連接尺寸增大，也會(huì)使螺栓在裝配或偶然的過(guò)載時(shí)出現(xiàn)被拉斷的現(xiàn)象。因此，為保證連接所需的預(yù)緊力，又不使螺紋連接件過(guò)載，對(duì)重要的螺紋連接，在裝配時(shí)應(yīng)設(shè)法控制預(yù)緊力。4－87松、緊螺紋連接有