arctanf0.2? (写出计算公式及结果)。 ?arctan?13??cos30cos30(11) 图5-6中板A用4个铰制孔用螺栓固定在板B上,受力为F,其中 2 、 3 、
两个螺栓受力最大。
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)。
30?cos2(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 。 (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。
(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)F,若螺栓的螺纹小径F ,而剩余预紧力F1?F0?(1?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 。
(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)。
问答题:
(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?
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?
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,以进行单个螺栓联接的强度计算。
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) 提高螺栓联接强度的措施有哪些?
答:提高螺栓联接强度的措施有: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) 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联接的强度。
(12 为什么对于重要的螺栓联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?
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。

