图5-6
(12) 如图5-7所示为两根钢梁由两块钢盖板用8个铰制孔用螺栓联接,钢梁受拉力F,在进行强度计算时,螺栓的总剪切面数应取 8 。
图5-7
(13) 如上图所示两根钢梁由两块钢板用8个普通螺栓联接,钢梁受拉力F,在按式F0?1.2F确定螺fiz栓所需的预紧力F0时,摩擦面数i应取2,z取4。(式中:f表示钢梁与钢板间的摩擦系数,z表示联接螺栓的个数)
(14) 普通紧螺栓组联接所受载荷可分解为 轴向载荷 、 横向载荷 、 转矩 、 翻转(或倾覆)力矩 4种基本载荷的组合。
(15) 压力容器盖的紧螺栓组联接,外载荷F为变载荷(F?0),若螺栓的最大总拉力F2和剩余预紧力F1不变,只将螺栓由实心的变成空心的,则螺栓的应力幅?a 减小 ,预紧力F0应适当 增大 。 (16) 用于联接的螺纹,其牙型为三角形,这是因为 螺纹副的摩擦属于楔面摩擦,而且三角形螺纹的牙型角最大,即当量摩擦系数最大,故摩擦力大、自锁性好,又其螺纹牙根部较厚,强度高 。 (17) 设摩擦系数为f,梯形螺纹副的当量摩擦系数fv等于
f?1.035f(写出计算公式及结果)。 ?30cos2(18) 常用螺纹的类型主要有 螺栓联接 、 螺钉连接 、 双头螺柱连接 和 紧定螺钉连接 。
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(19)螺纹联接常用的防松原理有 摩擦防松 、 机械防松 和 破坏螺旋副运动关系。其对应的防松装置有 弹簧垫圈 、 止动垫圈 和 黏接 。
(20) 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 被连接件的残余预紧力 与 轴向工作拉力 之和。 (21) 连接承受横向载荷,当采用普通螺栓联接,横向载荷靠 被连接件接触面之间的摩擦力 来平衡;当采用铰制孔螺栓联接,横向载荷靠 螺栓光杆的剪切和挤压 来平衡。
(22) 仅承受预紧力的紧螺栓联接强度计算时,螺栓的危险截面上有 预紧力 和 摩擦力矩 载荷联合作用。因此,在截面上有 拉伸 应力和 扭转 应力。
(23) 在螺栓联接中,当螺栓轴线与被连接件表面不垂直时,螺栓中将产生 弯曲 附加应力。 (24) 对承受轴向变载荷的紧螺栓联接,欲降低应力幅提高疲劳强度的措施有 减小螺栓刚度,增加被连接件刚度并适当提高预紧力 。
(25) 有一单个紧螺栓联接,已知该螺栓所受预紧力F0?1000N,所受轴向工作载荷F?500N,螺栓的相对刚性系数
Cb?0.2,则螺栓所受的总拉伸载荷F2= 1100N ,残余预紧力F1=
Cb?Cm600N ;为保证结合面不出现缝隙,则该连接允许的最大轴向工作载荷Fmax≤ 1250N 。
(26)压力容器的紧螺栓联接中,若螺栓的预紧力和容器的压强不变,而仅将凸缘间的铜垫片换成橡胶垫片,则螺栓所受的总拉力 增大 ,连接的紧密性 提高 。
(27) 在螺纹联接中采用悬置螺母或环槽螺母的目的是 改善螺纹牙间载荷分配不均现象 。 (28) 发动机缸体与缸盖的螺栓联接经常拆装,应使用 双头螺柱 连接,为了控制预紧力需用 定力矩 扳手拧紧。
(29) 三角形螺纹的牙型角?= 60° ,适用于 连接 ,而梯形螺纹的牙型角?= 30° ,适用于 传动 。
(30) 螺旋副的自锁条件是 螺纹升角?小于当量摩擦角?v。
(31) 传动用螺纹(如梯形螺纹)的牙型斜角(牙侧角)?比连接用螺纹(如三角形螺纹)的牙型斜角(牙侧角)小,这主要是为了 提高传动效率 。
(32) 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 程导 和 牙型斜角(牙侧角) 。
(33) 螺纹联接的拧紧力矩等于 螺纹副间摩擦力矩 和 螺母或螺栓头端面与被连接件支承面间摩擦力矩之和 。
(34) 螺纹联接防松的实质是 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 。
(35) 普通紧螺栓联接受横向载荷作用,则螺栓中受 拉伸 应力和 扭剪 应力作用。
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(36) 被连接件受横向载荷作用时,若采用普通螺栓联接时,则螺栓受 拉伸(或轴向) 载荷作用,可能发生的失效形式为 螺栓发生塑性变形或断裂 。
(37) 有一单个紧螺栓联接,已知所受预紧力为F0,轴向工作载荷为F,螺栓的相对刚度为
Cb,
Cb?Cm则螺栓所受的总拉力F2?F0?CbCb而剩余预紧力F1?F0?(1?F ,)F,若螺栓的螺纹小径
Cb?CmCb?Cm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?ca?1.3F2?d1/42?[?]。
(38) 受轴向工作载荷F的紧螺栓联接,螺栓所受的总拉力F2等于 剩余预紧力F1和轴向工作载荷F之和,或 预紧力F0和部分轴向工作载荷?Fb之和。
(39) 对受轴向工作载荷作用的紧螺栓联接,当预紧力F0和轴向工作载荷F一定时,为减小螺栓所受的总拉力F2,通常采用的方法是减小 螺栓 的刚度或增大 被连接件 的刚度。
(40) 采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面是为了 避免螺栓受附加弯曲应力作用 。 (41) 某普通螺栓联接的计算结果为d1?20.8mm≥,l?102mm,应选用螺栓 GB5783—86 M24×110 。
(42) 某铰制孔螺栓联接的计算结果为d0?30.8mm,l≥62mm,应选用螺栓 GB27—88 M30×65 。 (43) 一左旋梯形丝杆,d2?22.6mm,头数n?2,其标准为 T26×5/2-8e G左B5796.3—88 。 (44) 在常用螺纹牙型中, 矩形 形螺纹的传动效率最高, 三角形 形螺纹的自锁性最好。 (45) 强度级别为5.6级的螺栓的推荐材料为 低碳钢或中碳钢 。
(46) 螺纹的公称直径是指螺纹的 大 径,螺纹的升角是指螺纹 中 径处的升角。,拧紧螺母时效率公式为tan?/tan(???v)。
三 是非题
(l) 一螺栓联接拧紧后预紧力为F0,工作时又受轴向工作拉力F,被连接件上的残余预紧力为F1,
Cb?Cb?Cm?为螺栓的连接相对刚度,则螺栓所受总拉力F2等于F1?Cb?F?Cb?Cm?。 (F)
(2) 为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度,可以增加螺栓刚度。 (F) (3) 普通螺栓联接中的螺栓受横向载荷时只需计算剪切强度和挤压强度。 (F) (4) 被连接件是锻件或铸件时,可将安装螺栓处加工成小凸台,其目的是易拧紧。 (F) (5) 受横向载荷的铰制孔精配螺栓联接,螺栓的抗拉强度不需要进行计算。 (T)
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(6) 减少螺栓和螺母的螺距变化差可以改善螺纹牙间的载荷分配不均的程度。 (T) (7) 受轴向载荷的普通螺栓联接,适当增大预紧力能提高螺栓的抗疲劳强度。 (T)
(8) 在有气密要求的螺栓联接结构中,结合面之间不用软垫片进行密封而采用密封环结构,这主要是为了增大被连接件的刚度,从而提高螺栓的疲劳强度。 (T)
(9) 普通螺栓联接中,松连接和紧连接之间的主要区别是松连接的螺纹部分不承受拉伸作用。 (F)
(10) 螺栓的材料性能等级标成6.8级,其数字6.8代表对螺栓材料的强度要求。 (T)
B两段螺旋的导程分别为SA、SB (两螺旋旋向相反),(11) 设复式螺旋机构中A、当螺杆转动?角时,
螺母的位移为s??SA?SB??。 (F) 2? (12) 用于薄壁零件连接的螺纹,应采用三角形细牙螺纹。 (T)
(13) 当螺纹的公称直径、牙型角及螺纹线数都相同时,粗牙螺纹的自锁性比细牙的好。 (F) (14) 滑动螺旋传动的主要失效形式是螺纹磨损。 (T)
(15) 滑动螺旋传动中一般螺杆的螺纹牙易发生剪切和挤压破坏,应校核螺杆螺纹牙的强度。 (F) (16) 若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的导程和牙型角。 (T) (17) 螺纹的公称直径是指螺纹的大径,螺纹的升角是指螺纹中径处的升角。 (T) (18) 螺旋的自锁条件为螺纹升角大于螺旋副的当量摩擦角。 (F)
(19) 传动螺纹的扭转切应力与拉应力存在??0.5?的关系,因此其当量应力近似为?ca?1.3?。 (F) (20) 非矩形螺纹拧紧时螺纹副间的摩擦力矩计算公式为T1?d2Ftan???f?。 (F) 2 (21) 图5-8所示板A以4个铰制孔用螺栓固定在板B上,受力为F,则4个螺栓所受载荷相等。 (F)
图5-8
(22) 对受轴向变载荷的普通螺栓联接适当增加预紧力可以提高螺栓的抗疲劳强度。(T)
(23) 图5-9所示螺纹副为右旋,螺杆只转不移,螺母只移不转,当螺杆按图示方向旋转时,螺母向左移动。 (F)
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图5-9
(24) 只要螺纹副具有自锁性,即螺纹升角小于当量摩擦角,则在任何情况下都无需考虑防松。 (F) (25) 受翻转(倾覆)力矩作用的螺栓组联接中,螺栓的位置应尽量远离接合面的几何形心。 (F)
(26) 一个双线螺纹副,螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时,它们沿轴向相对移动的距离应为
4mm。 (F)
(27) 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时,细牙螺纹的自锁性比粗牙螺纹的自锁性好。 (T) (28) 螺栓联接中螺栓受横向载荷时,只需计算剪切强度和挤压强度。 ( F)
(29) 双螺母防松结构中,如两螺母厚度不同时,应先安装薄螺母,后安装厚螺母。 (T) (30) 受横向载荷的紧螺栓联接主要是靠被联接件接合面之间的摩擦来承受横向载荷的。(T)
四 简答题
(1) 为什么螺纹联接常需要防松?防松的实质是什么?有哪几类防松措施?
答:螺纹联接常需要防松,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,或由于螺纹联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) 螺纹联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) 试指出普通螺栓联接、双头螺柱连接和螺钉连接的结构特点,各用在什么场合? 答:普通螺栓联接: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?
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