第10章 连接10-1 螺纹的主要类型有哪几种?如何合理选用?答:(1)三角形螺纹(即普通螺纹) 牙型角为60º,可分为粗牙和细牙,粗牙用于一般连接;细牙螺纹在相同公称直径时,螺距小,螺纹深度浅,导程和升角也小,自锁性能好,宜用于薄壁零件和微调装置。(2)管螺纹 多用于有紧密性要求的管件连接,牙型角为55º,公称直径近似于管子内径,属于细牙三角螺纹。(3)梯形螺纹 牙型角为30º,是应用最广泛的一种传动螺纹。(4)锯齿形螺纹 两侧牙型斜角分别为β = 3º和β′= 30º。3º的侧面用来承受载荷,可得到较高效率;30º的侧面用来增加牙根强度,适用于单向受载的传动螺旋[1]。(5)矩形螺纹 牙型角为0º,适于作传动螺纹。10-2 螺纹的主要参数有哪些?螺距和导程有何不同?答:大径d,小径d1,中径d2,螺距p,线数n,导程s,升角λ,牙型角α。对单线螺纹,s = p;对多线螺纹,s = np。10-3 螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉在应用上有何不同?提示:参看表10-110-4 受拉螺栓的松连接与紧连接有什么区别?它们在设计计算时有何不同?答:松螺栓连接装配时不需将螺母拧紧,即承受工作载荷之前螺栓不受预紧力。紧螺栓连接装配时需将螺母拧紧。在拧紧力矩作用下,螺栓不仅受预紧力F′产生的拉应力ζ作用,同时还受螺纹力矩T1 产生的扭剪应力τ的作用,因此螺栓处于受拉伸和扭转的复合应力状态。对于钢制M10~M68普通螺纹,取τ≈0.5σ,根据第四强度理论,可求出螺栓危险剖面的当量应力为e1.3。 因此,对紧螺栓连接的强度计算,只要将所受的拉应力增大30%以考虑剪应力的影响即可。10-5 螺纹连接常用的防松方法有哪几种?它们是如何防松的?提示:参看表10-210-6 在受横向载荷的螺栓组连接中,什么情况下宜采用铰制孔用螺栓?答:有振动、冲击载荷或工作温度[2]较高时。10-7 受拉伸载荷作用的紧螺栓连接中,为什么总载荷不是预紧力和拉伸载荷之和?答:在连接承受轴向工作载荷F后,由于螺栓继续受拉伸,因此被连接件则发生弹性回复,其压缩变形量减少了△δ,相应的压力就是残余预紧力F″而非预紧力。10-8 验算键连接时,如强度不够应采用什么措施? 如需再加一个键,这个键的位置放在何处为好?平键与楔键的位置放置有何不同?答:采用双键布置或增加键长。双键布置:两个平键沿周向相隔180°布置;两个半圆键应布置在同一母线上;两个楔键应布置在沿周向相隔90°~120°10-9 平键与楔键的工作原理有何差异?答:平键主要靠左右两侧面的相互挤压传递扭矩,而楔键是靠上下表面的挤压及摩擦力传递转矩的。10-10 如何选取普通平键的尺寸b×h×L? 它的公称长度 L 与工作长度l 之间有什么关系? 根据轴的直径及轮毂宽度从标准中选取。答:A型键:l=L-b,B型键:l=L,C型键:l=L-b/210-11 花键连接和平键连接相比有哪些优缺点?答:花键连接的承载能力高、定心性和导向性好,对轴和毂的强度削弱较少。但需要专用设备才能加工花键,成本较高。10-12 如图10-26所示,某机构上拉杆与拉杆头用粗牙普通螺纹连接。已知拉杆所受最大载荷F =l0kN,拉杆的材料为Q235,试确定拉杆螺纹直径。提示:本题属于松螺栓连接,材料的屈服强度为240MPa,直接应用公式 10-13即可。其中,由表10-4安全系数可取1.5,求出小径后查表确定其大径即公称直径。图10-26 拉杆与拉杆头连接 图10-27 凸缘联轴器[3]10-13 带式输送机[4]的凸缘联轴器(参见图10-27),用4个普通螺栓连接,D0 =125 mm,传递转矩 T =200 N·m,联轴器接合面上的摩擦系数f = 0.15,试计算螺栓直径。提示:本题属于紧螺栓连接。4条螺栓所提供的最大静摩擦力至少为2T/D0,对个单条螺栓该值为800N。因此,通过摩擦系数0.15可以求得为确保该摩擦力而所需的预紧力F’,然后应用公式10-14即可确定螺栓直径。10-14 有一压力容器,已知容器提示:本题属于承受轴向载荷的紧螺栓连接。每条螺栓的轴向工作载荷F可由已知条件(容器内直径和缸内压力)确定,残余预紧力根据压力容器的要求选定为1.5~1.8F。然后根据10-17和10-16分别确定总载荷及螺栓直径(石棉铜皮垫的相对刚度系数0.8)。10-15 有一个钢制接长柄扳手,用两个普通螺栓连接。已知扳拧力F = 200 N,尺寸如图10-28所示,试确定普通螺栓直径(装配时不控制预紧力)。如果改用铰制孔用螺栓连接,计算所需直径。接合面间的摩擦系数取f =0.15。图10-28

第10章 连接10-1 螺纹的主要类型有哪几种?如何合理选用?答:(1)三角形螺纹(即普通螺纹) 牙型角为60º,可分为粗牙和细牙,粗牙用于一般连接;细牙螺纹在相同公称直径时,螺距小,螺纹深度浅,导程和升角也小,自锁性能好,宜用于薄壁零件和微调装置。(2)管螺纹 多用于有紧密性要求的管件连接,牙型角为55º,公称直径近似于管子内径,属于细牙三角螺纹。(3)梯形螺纹 牙型角为30º,是应用最广泛的一种传动螺纹。(4)锯齿形螺纹 两侧牙型斜角分别为β = 3º和β′= 30º。3º的侧面用来承受载荷,可得到较高效率;30º的侧面用来增加牙根强度,适用于单向受载的传动螺旋^[1]。(5)矩形螺纹 牙型角为0º,适于作传动螺纹。10-2 螺纹的主要参数有哪些?螺距和导程有何不同?答:大径d,小径d1,中径d2,螺距p,线数n,导程s,升角λ,牙型角α。对单线螺纹,s = p;对多线螺纹,s = np。10-3 螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉在应用上有何不同?提示:参看表10-110-4 受拉螺栓的松连接与紧连接有什么区别?它们在设计计算时有何不同?答:松螺栓连接装配时不需将螺母拧紧,即承受工作载荷之前螺栓不受预紧力。紧螺栓连接装配时需将螺母拧紧。在拧紧力矩作用下,螺栓不仅受预紧力F′产生的拉应力ζ作用,同时还受螺纹力矩T1 产生的扭剪应力τ的作用,因此螺栓处于受拉伸和扭转的复合应力状态。对于钢制M10~M68普通螺纹,取τ≈0.5σ,根据第四强度理论,可求出螺栓危险剖面的当量应力为e1.3。 因此,对紧螺栓连接的强度计算,只要将所受的拉应力增大30%以考虑剪应力的影响即可。10-5 螺纹连接常用的防松方法有哪几种?它们是如何防松的?提示:参看表10-210-6 在受横向载荷的螺栓组连接中,什么情况下宜采用铰制孔用螺栓?答:有振动、冲击载荷或工作温度^[2]较高时。10-7 受拉伸载荷作用的紧螺栓连接中,为什么总载荷不是预紧力和拉伸载荷之和?答:在连接承受轴向工作载荷F后,由于螺栓继续受拉伸,因此被连接件则发生弹性回复,其压缩变形量减少了△δ,相应的压力就是残余预紧力F″而非预紧力。10-8 验算键连接时,如强度不够应采用什么措施? 如需再加一个键,这个键的位置放在何处为好?平键与楔键的位置放置有何不同?答:采用双键布置或增加键长。双键布置:两个平键沿周向相隔180°布置;两个半圆键应布置在同一母线上;两个楔键应布置在沿周向相隔90°~120°10-9 平键与楔键的工作原理有何差异?答:平键主要靠左右两侧面的相互挤压传递扭矩,而楔键是靠上下表面的挤压及摩擦力传递转矩的。10-10 如何选取普通平键的尺寸b×h×L? 它的公称长度 L 与工作长度l 之间有什么关系? 根据轴的直径及轮毂宽度从标准中选取。答:A型键:l=L-b,B型键:l=L,C型键:l=L-b/210-11 花键连接和平键连接相比有哪些优缺点?答:花键连接的承载能力高、定心性和导向性好,对轴和毂的强度削弱较少。但需要专用设备才能加工花键,成本较高。10-12 如图10-26所示,某机构上拉杆与拉杆头用粗牙普通螺纹连接。已知拉杆所受最大载荷F =l0kN,拉杆的材料为Q235,试确定拉杆螺纹直径。提示:本题属于松螺栓连接,材料的屈服强度为240MPa,直接应用公式 10-13即可。其中,由表10-4安全系数可取1.5,求出小径后查表确定其大径即公称直径。图10-26 拉杆与拉杆头连接 图10-27 凸缘联轴器^[3]10-13 带式输送机^[4]的凸缘联轴器(参见图10-27),用4个普通螺栓连接,D0 =125 mm,传递转矩 T =200 N·m,联轴器接合面上的摩擦系数f = 0.15,试计算螺栓直径。提示:本题属于紧螺栓连接。4条螺栓所提供的最大静摩擦力至少为2T/D0,对个单条螺栓该值为800N。因此,通过摩擦系数0.15可以求得为确保该摩擦力而所需的预紧力F’,然后应用公式10-14即可确定螺栓直径。10-14 有一压力容器,已知容器提示:本题属于承受轴向载荷的紧螺栓连接。每条螺栓的轴向工作载荷F可由已知条件(容器内直径和缸内压力)确定,残余预紧力根据压力容器的要求选定为1.5~1.8F。然后根据10-17和10-16分别确定总载荷及螺栓直径(石棉铜皮垫的相对刚度系数0.8)。10-15 有一个钢制接长柄扳手,用两个普通螺栓连接。已知扳拧力F = 200 N,尺寸如图10-28所示,试确定普通螺栓直径(装配时不控制预紧力)。如果改用铰制孔用螺栓连接,计算所需直径。接合面间的摩擦系数取f =0.15。图10-28