机械设计作业第5答案解析

由天下分享时间：2025/3/12 1:57:59 加入收藏我要投稿点赞

5—23普通螺纹的公称直径指的是螺纹的大径，计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的

中径，计算螺纹的危险截面时使用的是螺纹的小径。

5—24常用螺纹的类型主要有普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、和锯齿形螺纹。

5—25联接螺纹必须满足自锁条件，传动用螺纹的牙型斜角比联接用螺纹的牙型斜角小，这主要是为了减小当量摩擦系数，提高传动效率。

5—26若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数已定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的螺纹升角ψ 和牙型斜角（牙侧角）。

5—27螺纹联接的拧紧力矩等于螺纹副间的摩擦阻力矩T1 和螺母环形端面与被联接件（或垫圈）支承面间的摩擦阻力矩T2 之和。

5—28螺纹联接防松的实质在于防止螺纹副在受载时发生相对转动。

5—29在螺栓联接的破坏形式中，约有 90 %的螺栓属于疲劳破坏，疲劳断裂常发生在螺纹根部。

5—30普通紧螺栓联接，受横向载荷作用。则螺栓中受拉

应力和扭切应力作用。

5—31普通螺栓联接承受横向工作载荷时，依靠接合面间的摩擦力承载，螺栓本身受预紧

（拉伸、扭转）力作用，则联接可能的失效形式为接合面间的滑移、螺栓被拉断；铰制孔用螺栓联接承受横向工作载荷时，依靠铰制孔用螺栓抗剪切承载，螺栓本身受剪切和挤压力作用，则联接可能的失效形式为螺杆被剪断和螺杆与孔壁接触面被压溃（碎）。

5—32有一单个紧螺栓联接，已知预紧力为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+FCb/（Cb+Cm ），而残余预紧力F1 = F0-FCm/（Cb+Cm ）。

若螺栓的螺纹小径为d1，螺栓材料的许用拉伸应力为[危险截面的拉伸强度条件式为 ??4?1.3F2???? 。 2?d1]，则其

5—33受轴向工作载荷作用的紧螺栓联接，当预紧力为F0

和工作载荷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联接件的刚度；当工作载荷F和残余预紧力F1一定时，提高螺栓的疲劳强度，可以减小螺栓的刚度或增大被联接件的刚度。

5—34螺栓联接中，当螺栓轴线与被联接件支承面不垂直时，螺栓中将产生附加弯曲应力。

5—35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。

5—36螺纹联接防松，按其防松原理可分为摩擦防松、机械防松和其它（破坏螺纹副的关系）防松。

5—37进行螺栓组联接受力分析的目的是求出螺栓组中受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行强度计算。

5—38螺栓组联接结构设计的目的是合理的确定联接结合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求每个螺栓和联接结合面间受力均匀，便于加工和装配；应考虑的主要问题有 ① 联接结合面设计成轴对称的简单几何形状；② 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理；③螺栓的排列应有合理的间距、边距；④分部在同一圆周上螺栓数目应取成4、6、8等偶数。

5—39螺栓联接件的制造精度共分为A、B、C三个精度等级，其中B级多用于受载较大且经常装拆、调整或承受变载荷的联接。

三、分析与思考题

5—40常用螺纹有哪几种类型各用于什么场合对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同

答：常用螺纹的类型和应用参看教科书P60表5—1。：

对联接螺纹的要求:联接可靠，当量摩擦系数大，自锁性能好。

对传动螺纹的要求:当量摩擦系数系数小，传动效率高。

5—41在螺栓联接中，不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度，这是为什么

答：螺纹的余留长度越长，则螺栓杆的刚度Cb越低,这对提高螺栓联接的疲劳强度有利。因此，承受变载荷和冲击载荷的螺栓联接，要求有较长的余留长度。

5—42联接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。

答：在冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，这种现象多次重复后，就会使联接松脱。在高温或温度变化较大的情况下，由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松弛，也会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，最终导致联接失效。因此螺纹联接需要防松。

例：开口销与六角开槽螺母、止动垫圈为机械防松；

对顶螺母、弹簧垫圈为摩擦防松。