9. 常用螺纹的类型主要有 螺栓连接 、 螺钉连接 、 双头螺柱连接 和 紧定螺钉连接 。 10. 螺旋副的自锁条件是 螺纹升角?小于当量摩擦角?v。
三 简答题
(1) 为什么螺纹连接常需要防松?防松的实质是什么?有哪几类防松措施?
答：螺纹连接常需要防松，其原因是在冲击、振动或变载作用下，或当温度变化较大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力会下降，或由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛等现象，会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，导致连接松动甚至松开，容易发生严重事故。
防松的实质在于防止螺纹副的相对转动。按照工作原理的不同，防松有摩擦防松、机械防松以及破坏螺旋副的运动关系三种方法。
(2) 螺纹连接中拧紧目的是什么?举出几种控制拧紧力的方法。
答：拧紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。 拧紧力的大小可借助测力矩扳手或定力矩扳手，通过控制拧紧力矩的方法来控制。 (3) 降低螺栓刚度Cb及增大被连接件刚度Cm的具体措施有哪些? 答：降低螺栓刚度Cb的措施有：采用空心螺杆；适当增加螺栓的长度。
增大被连接件刚度Cm的措施有：采用“O”型密封圈代替软垫片；采用刚度大的垫片。 (4) 试指出普通螺栓连接、双头螺柱连接和螺钉连接的结构特点，各用在什么场合? 答：普通螺栓连接：用于被连接件不太厚的场合。
双头螺柱连接：用于被连接件之一太厚、不宜制成通孔且需要经常装拆的场合。 螺钉连接：适用于被连接件一薄一厚、不需要经常装拆的场合。 (5) 螺栓的主要失效形式有哪些?
答：受拉螺栓的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分发生断裂，受剪螺栓的失效形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪断。
(6) 连接中，螺纹牙间载荷分布为什么会出现不均匀现象?举例说明可使螺纹牙间载荷分布趋于均匀的一种结构形式。
答：这是由于螺栓所受的总拉力是通过螺栓和螺母的螺纹面相接触来传递的。由于螺栓和螺母的刚度及变形性质不同，即使制造和装配都很精确，螺纹牙间的载荷分布也会出现不均匀现象。
采用悬置螺母可以改善螺纹牙上的载荷分布不均匀现象。因为原先螺母受压，螺杆受拉两者的变形不协调，而采用悬置螺母后，两者都变为受拉，变形比较协调，因此载荷分布就比较均匀了。 (7) 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?
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答：螺栓组连接受力分析的目的是：根据连接的结构形式和受载情况，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以进行单个螺栓连接的强度计算。
在进行受力分析时，通常要做以下假设：①所有螺栓的材料、直径、长度和预紧力均相同；②螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合；③受载后连接接合面仍保持为平面。
(8) 已知螺栓材料力学性能等级的标识为4.6，请说明该螺栓材料的抗拉强度极限和屈服极限各为多少? 答：螺栓材料力学性能等级的标记为4.6，说明该螺栓材料的抗拉强度极限为400MPa，屈服比为0.6，屈服极限为240MPa。
(9) 提高螺栓连接强度的措施有哪些?
答：提高螺栓连接强度的措施有：①降低影响螺栓疲劳强度的应力幅；②改善螺纹牙上载荷分布不均匀的现象；③减小应力集中的影响；④采用合理的制造工艺方法。
(10) 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?a?
答：对于受轴向变载荷作用的螺栓，可以减小螺栓刚度(如采用空心螺杆或适当增加螺栓的长度)、增大被连接件的刚度(如采用刚度大的垫片或不用垫片)并适当提高预紧力的办法，来减少螺栓的应力幅。
(11) 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?
(12) 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?
(13) 图5-10为螺旋拉紧装置，若按图上箭头方向旋转中间零件，能使两端螺杆A、B向中央移动，从而将两零件拉紧。试判断该装置中A、B螺杆上的螺纹旋向。
图5-10
(14) 螺纹连接有哪些基本类型?各有何特点?各适用于什么场合?
(15) 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?试举例说明之。 (16) 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?
(17) 图5-11为受轴向工作载荷的紧螺栓连接工作时力与变形的关系图。图中F0为螺栓预紧力，F为轴向工作载荷，F1为剩余预紧力，F2为螺栓总拉力，Cb为螺栓刚度，Cm为被连接件刚度,?F=分析：
CbF。试
Cb?Cm 7
图5-11
1) 在F和F1不变的情况下如何提高螺栓的疲劳强度?
2) 若F?800N，当Cb??时，F0=？当Cb??Cm时，F0=?
(18) 有一刚性凸缘联轴器用材料为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的转矩的方法。
(19) 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? (20) 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?
(21) 为什么对于重要的螺栓连接要控制螺栓的预紧力F0控制预紧力的方法有哪几种?
(22) 试绘制承受轴向变载荷的螺栓连接的受力-变形图，并指出螺栓中工作拉力的总拉力变化情况。(见答图1)
答图1 单个紧螺栓连接受力-变形图
(23) 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈?
答：各圈载荷分布不均匀，其中第一旋合圈约占总载荷的1/3，而第8圈以后几乎不承受载荷，故大于10圈的加高螺母并不能提高连接的强度。
(24) 为什么对于重要的螺栓连接应尽可能不采用直径小于M12～M16的螺栓?若必须使用直径较小的螺栓时应采取什么措施?
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答：为防止在预紧时过载拧断，尽可能取大于M12～M16的螺栓；必须采用时，应用测力矩扳手或定力矩扳手来控制预紧力，以避免过载拧裂。
四 计算
1. 有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力F0?1000N，螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等，轴向工作载荷F?1000N，试计算该螺栓所受的总拉力F2=?剩余预紧力?在预紧力F0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷 Fmax 为多少?
2. 如图为一支架与机座用4个普通螺栓连接，所受外载荷分别为横向载荷 F?h?5000N，轴向载荷
F?v?16000N，已知螺栓的相对刚度为0.25，接合面间摩擦系数f?0.15，可靠性系数Ks?1.2，螺栓材
料的机械性能级别为8.8级，安全系数S?2，试计算该螺栓小径d1的计算值。
3. 受轴向工作载荷的紧螺栓连接中，已知预紧力为4000N，轴向工作载荷在0～2400N之间做脉动循环变化，求螺栓所受的最大载荷和最小载荷。当轴向工作载荷为多少时，被连接件间出现间隙(注：
Cb/(Cb?Cm)?2/3)。
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五 结构设计与分析题
1. 试找出图中螺纹连接结构中的错误，并画出正确的结构图。
(a)普通螺栓连接 （b）螺钉连接 (c)双头螺柱连接 (d)紧定螺钉连接
2. 试找出图中螺纹连接结构中的错误，并在图中改正。
(a) (b) (c)
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