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第一单元测试题一、选择题2-1.下列四种叙述中，是正确的。A.变应力只能由变载荷产生 B.变应力只能由静载荷产生C.静载荷不能产生变应力 D.变应力也可能由静载荷产生2-2.发动机连杆横截面上的应力变化规律如题2-2 图所示，则该变应力的循环特性系数r 为。A.0.2 4B.-0.2 4C.4.1 7D.-4.1 72-3.应力的变化规律如题2-2 图所示，则应力副a和平均应力6“分别为一A.q=8 0.6 M P a,4 9.4 M P aB.=8 0.6 M P a,(rm=-4 9.4 M P a2-9.有一根阶梯轴，用 4 5 钢制造，截面变化处过度圆角的应力集中系数=1.5 8,表面状态系数乩=0.8 2,尺寸系数q=0.6 8,则其疲劳强度综合影响系数K,二A.2.5 4 B.0.8 8C.1.1 4 D.2.8 32-1 0.零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之A.增高 B.不变C.降低 D.提高或不变2-1 1.当形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度 OA.较高 B.较低C.相同 D.相同或较低2 7 2.绘制零件的6n一 4极限应力简图时，所必须的已知数据是 oC.4=4 9.4 M P a,aH1=-8 0.6 M P aD.o-f l=-4 9.4 M P a,kaB.J,a0,，K。M P a2-4.变应力特性可用弓 恤O m、。和 r五个参数中的任意C.7 _),(TG,%,KaD.o-_(,as,We，kaAC2-5AC限应力2-6来描述。一个三个零件的工作安全系数为零件的极限应力比许用应力B.D.两个四个2-1 3.在图示的b,久极限应力简图中，如工作应力点M所在的O N 线与横轴间夹角6=4 5 ,则该零件受的是.。ABCD2-7AC2-8零件的极限应力比零件的工作应力B.零件的工作应力比许用应力D.零件的工作应力比零件的极机械零件的强度条件可以写成题 273图 7 T,r r B W,T W c r 2 匕,r r 或或或或S0 2 0,sK sgS W S。,Sr W S rSrST5 阿在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的.屈服点强度极限B.疲劳极限D.弹性极限4 5 钢的对称疲劳极限j=2 7 0 M P a,疲劳曲线方程的某指数9,应力循环基数No =5 X 1()6 次，当实际应力循环次数N =1(/次时，有限寿命疲劳极限为A.不变号的非对称循环变应力B.变号的非对称循环变应力C.对称循环变应力D.脉动循环变应力2-1 4.在上题所示零件的极限应力简图中，如工作应力点M 所在O N 线与横轴之间的夹角夕=9 0 ,则该 零 件 受 的 是。A.脉动循环变应力 B.对称循环变应力C.变号的非循环变应力 D.不变号的非对称循环变应力2 15已知一零件的最大工作应力o m ax=1 8 0 M P a,最小工作应力。m i n=一8 0 M P ao 则在图示的极限应力简图中，该 应 力 点 与原点的连线0 与横轴间的夹角0为 oM P a。A.5 3 9C.1 7 5B.1 3 5D.4 1 7(1)6 8 5 7/4 4”(2)2 1 2 1 5”(3)6 6 2,1 5”(4)7 4 2 8,3 3”题 215图 题 216图2-1 6 在图示零件的极限应力简图上，M 为零件的工作应力点，若加载于零件的过程中保持最小应力。min为常数。则 该 零 件 的 极 限 应 力 点 应 为。(D M,(2)M2(3)(4)M i2-1 7 上题若在对零件加载的过程中保持应力比r 为常数。则该零件的极限应力点应为 o(1)3 (2)M2(3)M z(4)M,2-1 8 已知45钢调制后的力学性能为：a b=620MPa,。产350MPa,o,=280MPa,0 o=45OMPa(贝 lj W o 为 o(1)1.6(2)2.2(3)0.24(4)0.262-19.在应力变化中，如果周期、应力幅和平均应力有 个变化,则称为 oA.稳定变应力 B.非稳定变应力C.非对称循环变应力 D.脉动循环变应力2-2 0.在静应力作用下，塑 性 材 料 的 极 限 应 力 为。A.%B.as2-2 1.塑性材料在脉动循环变应力作用下的极限应力为 oA.(Tff B.asC crp D.C F_|2-2 2.对 于 受 循 环 变 应力 作用 的 零件，影响疲劳破坏的主要应力成分是A.最大应力 B.最小应力C.平均应力 D.应力幅2-23.零件表面经淬火、氮化、喷丸及滚子碾压等处理后、其疲劳强度。A.提高 B.不变C.降低 D.高低不能确定二、填空题1.影响机械零件疲劳强度的因素有：、2.根据是否随时间变化，将载荷分为 和 两类。同理，应力也分为 和 两大类。3.变载荷一定产生 应力。变应力既可能由 载荷产生，也可能由 载荷产生。但是静应力一定是由 载荷产生的。4 .应 力 幅 与 平 均 应 力 之 和 等 于 _ 应 力 幅 与 平 均 应 力 之 差 等 J,最小应力与最大应力之比称为 o5.r=T 的变应力称为 变应力，r=0 的变应力称为 变应力，当 r=1 时称为 应力，当 r=其它值时称为 变应力。三、简答题1.什么是稳定变应力和非稳定变应力？2.什么是材料的疲劳极限(又称有限寿命疲劳极限)？如何表示？3.极限应力线图有何用处？4.双向稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算如何进行？5.如何提高机械零件的疲劳强度？四、分析计算题一 钢 制 轴 类 零 件 的 危 险 剖 面 承 受=20。MPa,o-|nin=-1 0 0 M Pa,综合影响系数K 0=2,材料的q =400 MPa,a ,=250 MPa,%=400 MPa。试：1)画出零件的简化极限应力线图，并判定零件的破坏形式。2)按简单加载计算该零件的安全系数。第二章机械零件的强度重要基本概念1.疲劳破坏及其特点疲劳破坏：在远低于材料抗拉强度极限的交变应力作用下工程材料发生破坏。疲劳破坏的特点：1)在循环变应力多次反复作用下发生；2)没有明显的塑性变形；3)所受应力远小于材料的静强度极限；4)对材料组成、零件形状、尺寸、表面状态、使用条件和工作环境敏感。具有突发性、高局部性和对缺陷的敏感性。2.疲劳破坏与静强度破坏的区别，强度计算的区别静强度破坏是由于工作应力超过了静强度极限，具体说，当工作应力超过材料的屈服极限就发生塑性变形，当超过强度极限就发生断裂。而疲劳破坏时，其工作应力远小于材料的抗拉强度极限，其破坏是由于变应力对材料损伤的累积所致。交变应力每作用一次，都对材料形成一定的损伤，损伤的结果是形成小裂纹。这种损伤随着应力作用次数的增加而线性累积，小裂纹不断扩展，当静强度不够时发生断裂。静强度计算的极限应力值是定值。而疲劳强度计算的极限应力是变化的，随着循环特性和寿命大小的改变而改变。3.影响机械零件疲劳强度的因素影响机械零件疲劳强度的因素主要有三个：应力集中、绝对尺寸和表面状态。应力集中越大，零件的疲劳强度越低。在进行强度计算时，引入了应力集中系数心来考虑其影响。当 零 件 的 同 剖面有几个应力集中源时，只取其中(应力集中系数)最大的一个用于疲劳强度计算。另外需要注意：材料的强度极限越高，对应力集中越敏感。零件的绝对尺寸越大，其疲劳强度越低。因为绝对尺寸越大，所隐含的缺陷就越多。用绝对尺寸系数%考虑其影响。零件的表面状态宜接影响疲劳裂纹的产生，对零件的疲劳强度非常重要。表面越粗糙，疲劳强度越低。表面强化处理可以大大提高其疲劳强度。在强度计算中，有表面状态系数夕来考虑其影响。需要注意：这三个因素只影响应力幅，不影响平均应力，因此不影响静强度,4.线性疲劳损伤累积的主要内容材料在承受超过疲劳极限的交变应力时，应力每循环作用一次都对材料产生一定量的损伤，并且各个应力的疲劳损伤是独立进行的，这些损伤可以线性地累积起来，当损伤累积到临界值时，零件发生疲劳破坏。精选例题与解析例 2-1 某轴受稳定交变应力作用，最 大 应 力 二 250 M P a,最小应力金访=-50M P a,已知轴的材料为合金调质钢，其对称循环疲劳极限。=450M Pa,脉动循环疲劳 极 限 =700MPa,屈 服 极 限危险截面的=1.4 0,%=0.7 8,夕=0.9,(1)绘制材料的简化疲劳极限应力上标出工作应力点的位置。(2)材料疲劳极限的平均应力4,”例2-2图q =800MPa,试求：线 图，并在图和极限应力副解题注意要点：1.求的是零件受脉动循环变应力时的极限应力；2.极限应力等于极限应力点M(例2-2图)的坐标和;3.脉动循环时平均应力等于应力幅。解：综合影响系数：Kf f=Ala ap 0.85x0.8。卬值(按简单加载)。(3)若取 S=1.3,校核此轴疲全。解：(1)材料的简化极限应力线图劳 强 度 是 否 安如 例2-1图所示展产二驾%。MPa因为，脉 动 循 环 时 和 直 线AE方程联立，可 求 得M点的坐标。即.b-llaOd=%”代入已知数据：解得：琮=0鼠=238.37 MPa则：零件受脉动循环变应力作用时，其极限应力为aoc=匝 +九=2 X 238.37=476.74 MPa。例2-6 一转轴受规律性非稳定变应力作用，轴的材料为45钢调质，已知内尸600MPa,=250MPa,No=10 m=9,k0=1.76,=0.78,p=0.95,=0.340 零件承受三个变应力作用，各 个 应 力 的?”、/、及循环次数依次为：1)%产20Mpa,标出工作应 力 点M(100,150)如图所示。求 材 料 的 仁 和 外在图中延长0m交AE于 ,得 材 料 的 极 限 应 力 点，点坐标值即为所求。联立：=和erTam ym Td=120MPa,zz=3x 104；2)cr,/12=20MPa,cru2=1 lOMPa,nz=7x 104；3)(TW13=20MPa 7d3=90MPa,3=4X106O取许用安全系数 5=1.5,试校核该轴的疲劳强度。解：综合影响系数：X 刍=1=2.38将各个应力等效为材料的对称循环变应力:其中:生=2x45。-700=0,2857700+Wb。0=2.38x120+0.34x20=292.4 MPa解得：Tra=378MPa,5=1.3k L4 aad2=Kaaa2+=2.38 x 110+0.34 x 20=268.6 MPabad 3 =K,ba3+Web m 3=2.38 x 90+0.34 x 20=221 MPa因为。皿 。，对材料不起损伤作用，忽略不计。(1)用当量循环次数法疲劳强度满足要求。例2-2某零件用45Mn2制造，材料的力学性能为：atf=900MPa,/=750MPa,b-lNv 为:=4 1 0 M P a,匕=0.2 5,心=1,4=0.85,=0.8。问该零件受脉动循环变应力作材料对应于有限寿命M.的疲劳极限用时，其极限应力q为多少？2人 外=海 产 煤.2 5 0 =43 9.3安全系数为：5 =咏=甯=1.5 0 2=5,疲劳强度刚好满足要求。叫 2 9 2.4(2)用当量应力法自测题与答案一、选择题2-1.下列四种叙述中，是正确的。A.变应力只能由变载荷产生 B.变应力只能由静载荷产生C.静载荷不能产生变应力 D.变应力也可能由静载荷产生2-2.发动机连杆横截面上的应力变化规律如题2-2 图所示，则该变应力的循环特性系数r 为_ _ _ _ _ _ _oA.0.2 4B.-0.2 4C.4.1 7D.-4.1 72-3.应力的变化规律如题2-2 题 2-2 图图所示，则应力副,和平均应力分别为A.(ra=8 0.6 MPa,crm=49.4 MPa B.aa=8 0.6 MPa,ai n=-49.4 MPaC.q=49.4 MPa,ar n=-80.6 MPa D.,=-49.4 MPa,o-m=-8 0.6MPa2-4.变 应 力 特 性 可 用%讪、6”、凡和 五个参数中的任意_ _ _ _ _ _ _来描述。A.一个B.两个r 二个D.四个2-5.零件的工作安全系数为A.零件的极限应力比许用应B.零件的工作应力比许用应力C.零件的极限应力比零件的题 2-1 3 图力工作应力D.零件的工作应力比零件的极限应力2 6.机械零件的强度条件可以写成_ _ _ _ _ OA.c r W c r ,r W r 或5代4，B.c rN。,r r 或s n S Q,SB，C.c r W a ,r W r 或s 户 S Q,Srl SrD.a 2 ，r 2 r 或S R S,Sr S Jr2-7.在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的 oA.屈服点 B.疲劳极限C.强度极限 D.弹性极限2-8.45 钢的对称疲劳极限t=2 7 0 MPa,疲劳曲线方程的第指数机=9,应力循环基数M)=5 X1 0 6 次，当实际应力循环次数N T O4次时，有限寿命疲劳极限为_ _ _ _ _ _ _MPa。A.5 3 9 B.1 3 5C.1 7 5 D.41 72-9.有一根阶梯轴，用 45 钢制造，截面变化处过度圆角的应力集中系数口=1.5 8,表面状态系数。=0.8 2,尺寸系数q=0.6 8,则其疲劳强度综合影响系数K,二A.0.3 5 B.0.8 8C.1.1 4 D,2.8 32-1 0.零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之A.增高 B.不变C.降低 D.提高或不变2-1 1.当形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度。A.较高 B.较低C.相同 D.相同或较低2-1 2.绘制零件的。凡极限应力简图时、所必须的已知数据是 oA.,%,%,k B.%，。()，%,KaC.b _ ,(To,(T5 Ka D.(T.,(Ts,a，k 2-1 3.在图示的a,”-凡极限应力简图中，如工作应力点M 所在的ON 线4横轴间夹角。=4 5 ,则 该 零 件 受 的 是。A.不变号的非对称循环变应力B.变号的非对称循环变应力C.对称循环变应力D.脉动循环变应力2-1 4.在上题所示零件的极限应力简图中，如工作应力点M所在O N线与横轴之间的夹角6=90 ,则 该 零 件 受 的 是。A.脉动循环变应力 B.对称循环变应力C.变号的非循环变应力 D.不变号的非对称循环变应力2-1 5.在应力变化中，如果周期、应力幅和平均应力有一个变化，则称为 oA.稳定变应力 B.非稳定变应力C.非对称循环变应力 D.脉动循环变应力2-1 6.在静应力作用下，塑 性 材 料 的 极 限 应 力 为。A.aB B.asC.D.c r _ 12-1 7.已知4 5钢调质后的力学性能为：%=62 0 M P a,0=3 50 M P a,，产2 80M P a,G）=450 M P a,则%为。A.1.6 B.2.2C.0.2 4 D.0.2 62-1 8.塑性材料在脉动循环变应力作用下的极限应力为A.aR B.C.aQD.c r _ 12-1 9.对于受循环变应力作用的零件,影响疲劳破坏的主要应力成分是A.最大应力 B.最小应力C.平均应力 D.应力幅2-2 0.零件表面经淬火、氮化、喷丸及滚子碾压等处理后、其疲劳强度。A.提高 B.不变C.降低 D.高低不能确定二、填空题2-2 1.影响机械零件疲劳强度的因素仃：、2-2 2.根据是否随时间变化，将载荷分为 和 两类。同理，应力也分为 和 两大类。2-2 3.变载荷一定产生_ _ _ _ _ _ _ _应力。变应力既可能由 载荷产生，也可能由 载荷产生。但是静应力一定是由 载荷产生的。2-2 4.应力幅与平均应力之和等 于 _ 应力幅与平均应力之差等于，最小应力与最大应力之比称为 O2-2 5.r=-l 的变应力称为 变应力，r =0的变应力称为 变应力，当r =1 时称为 应力，当r=其它值时称为 变应力。三、简答题2 -2 6.什么是稳定变应力和非稳定变应力？2-2 7.什么是材料的疲劳极限（又称无限寿命疲劳极限）？如何表示？2-2 8.极限应力线图有何用处？2-2 9.双向稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算如何进行？2-3 0.如何提高机械零件的疲劳强度？四、分析计算题2-3 1.一钢制轴类零件的危险剖面承受2 0 0 M P a,o-n)i n=-1 0 0 M P a,综合影响系数 K I2,材料的=4 0 0 M P a,c r ,=2 50 M P a,%=4 0 0 M P a。试：1）画出材料的简化极限应力线图，并判定零件的破坏形式。2）按简单加载计算该零件的安全系数。2-3 2.一钢制零件，危险剖面承受的工作应力。m a x =3 0 0 M P a,7m i n=-1 50 M P a,有效应力集中系数心=1.4,绝对尺寸系数 0 =0.91,表面状态系数夕=1。材料的%=80 0 M P a,%=52 0 M P a,7_,=4 50 M P a,尢=0.5,材料常数m =9,循环基数N（）=107,求该零件在有限寿命N T O,时的计算安全系数。五、参考答案1.选择题9-1D；9-2B；9-3 A；9-4B；9-5C；9-6C；9-7B；9-8 A；9-9D；9-10C；9-11A；9-12C；9-13 D；9-14B；9-15B；9-16 B；9-17 C；2.填空题9-2 1 应力集中 绝对尺寸9-2 2 静载荷 变载荷9-2 3 变 变 静 静9-2 4 最大应力 最小应力9-2 5 对称循环 脉动循环9-18 C；9-19表面状态弹应力 变应力应力循环特性静 非对称循划D；9-20A；3.简答题2-26.周期、应力副、平均应力均不改变的变应力称为稳定变应力，若其中之一变化称为非稳定变应力。2-27.用一组材料相同的标准试件进行疲劳实验，当试件受无限次循环应力作用下而不发生疲劳破坏时的最大应力称作材料的疲劳极限，用巴表示，为应力循环特征。2-28.确定零件材料的破坏形式；确定零件、材料的极限应力；计算零件的安全系数。2-29.分别计算两个单向稳定变应力的安全系数S,和S,，然后计算零件的计算安全系数S,一 其强度条件为:2一2 S 他+S；2-30.设法减小零件的应力集中，减小零件的绝对尺寸，对零件进行表面强化4.分析计算题2-31.解题要点：（1）材料的简化极限应力线图如题2-31解图所题2-31解图Y一冲翼M P a.吆卢二5。M P a标出工作应力点M（100,150）如图所示。材料的极限应力点为 点，零件的破坏形式为疲劳破坏。（2）计算安全系数2x250-400().25400S250匕+歹。2x150+0.25x50=0.8安全系数小于1,零件的疲劳强度不够。2-32.解题要点：求平均应力和应力幅300-150.-=75 MPa2300+150-=225 MPa2寿命系数:1.常用螺纹有哪几类？哪些用于联接，哪些用于传动，为什么？哪些是标准螺纹？常用的有：三角螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹用于联接，其余用于传动。因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。除矩形螺纹外，其余均为标准螺纹。2.何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么？预紧力的最大值如何控制？螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。预紧的目的是增加螺纹联接的刚度、保证联接的紧密性和可靠性（防松能力）。拧紧后，预紧应力的大小不得超过材料屈服极限。S的8 0机3.螺纹联接有哪些基本类型？适用于什么场合？螺纹联接有4中基本类型。螺栓联接：用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。螺钉联接：用于不能采用螺栓联接（如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间），乂不需要经常拆卸的场合。双头螺柱联接：用于不能采用螺栓联接且乂需要经常拆卸的场合。紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。4.紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算，但须将拉力增大3 0%,为什么？考虑拧紧时的扭剪应力，因其大小约为拉应力的3 0%。5 .提高螺纹联接强度的措施有哪些？1）改善螺纹牙间的载荷分配不均；2）减小螺栓的应力幅；3）减小螺栓的应力集中；4）避免螺栓的附加载荷（弯曲应力）：5）采用合理的制造工艺。6 .为什么螺母的螺纹圈数不宜大于1 0圈（使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度）？因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为总载荷的1/3,逐圈递减，第八圈螺纹儿乎不受载，第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。7 .联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松？根据防松原理，防松分哪几类？因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。1.6 6 8安全系数S=1.668x450?4,x225+0.5 x 751.960.91第三章螺纹联接与螺旋传动重要基本概念例3-1图精选例题与解析例3-1如图所示，用8个M 2 4 （d l=2 0.7 5 2 m m）的普通螺栓联接的钢制液压油缸,螺栓材料的许用应力】=8 0 M Pa,液压油缸的直径D =2 0 0 mm,为保证紧密性要求，剩余预紧力为、=L 6 F,试求油缸内许用的的最大压强P ma x。解题要点：1 .先戒据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q;2 .在求许用工作载荷F。解:根据:满解得:Q Kf FS ma x所需预紧力QP ：Q _ K/尼.1.2 x 3 7 7 4加=0.1 5 x 1 =3 0 1 92 N依题意:Q =Q P+/=1.6 r+F=2.6”由：8 0 0 5 N汽缸许用载荷:N2.6 F=2 0 8 1 4,2 0.7 5 2?江”x 8 04 x 1.3 =2 0 8 1 4 NFS =z Fc a _(5)根据强度条件：4求得螺栓小径dl：_ l 4 x l,3 QF _ 1 4 x L3 x 3 0 应-v 兀 F 2 4 0%=1 4.4 3 0 mm讨论1：如果本题改为用钱制孔螺栓联接，在解法上有什么相同和不同之处？根据:足)2=6 4 0 4 34 尺 4 x 6 4 0 4 3解得:。=凝=.X20022.0 4MP a例3-5 如例3-5 图 1 所示螺栓联接，4个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷 R=4 0 0 0 N,L=3 0 0 mm,r=1 0 0 mm,接合面数m=l,接合面间的摩擦系数为f =0.1 5,可靠性系数Kf =1.2,螺栓Fr5mux,21 .求 FS R、FS T和 FS ma x 的方法相同，但求FS T的公式应为：物2 .校制孔螺栓联接不用求预紧力，因为FS ma x 就是较制孔螺栓解所受的剪力。3 .强度条件不同。钱制孔螺栓联接的可靠性条件是剪切强度和挤出强度。讨论2：如果螺栓的布置改为如例3-5 图3 所示，螺栓中心到螺栓组形心的距离r不变。问那种布置方案更合理？为什么？原来的布置方案更合理。因为在例3-5 图3 的方案中，螺栓1 承载的两个分载荷FS R和FS T方向相同，合成后的FS ma x 比原方案大。载荷大，所需螺栓尺寸就大。的许用应力为1 6 二 2 4 0 附,试求:所需螺栓的直径(dl)o解：(1)将 R 简化到螺栓组形心，成为一个横向载荷R 和一个转矩T,如例3-5 图 2 所示，其中：T=RL=4 0 0 0 x 3 0 0 =1 2 x l05(2)求每个螺栓联接承受的分力R 的分力：FS R=R/z =4 0 0 0/4 =1 0 0 0T的T T 1 2 x 1 0 5分力Z，；zr 4 x 1 0 0=3 0 0 01、例 3-5 图 2a(3 求 FS ma x吊 ma x =+弓+2 小尸5 T C S 4 5 V 1 0 0 02+3 O O O2+2 x l0 0 0 x 3 0 0 0 c o s 4 5=3 7 7 4 N例 3-6图示的夹紧联接中，柄部承受载荷P=6 0 0 N,柄长 L=3 5 0 mm,轴直径db-6 0 mm,螺栓个数z=2,接合曲摩擦系数f=0.1 5,螺栓机械性能等级为8.8,取安全系数S=1.5,可靠性系数K f=1.2,试确定螺栓直径。解题注意要点：1 .螺栓只受预紧力QP;2 .滑移面是轴的圆周；3 .夹紧力R产生摩擦力传递转矩P L。4 .夹紧力R由预紧力QP 产生.解:根据不滑移条件:所需夹紧压力R：所需预紧力乌：代人=K,PL =磬=黑泮2吗R_Z2 8 0 0 021 4 0 0 0螺栓材料的屈服极限 n 的O M Pa。许用应力为:6 4 0 I-=.-=7.3 7所需螺栓的小径为：V 匕1 Y X 4 2 7 m m茂粗牙普通螺纹基本尺寸标准G B19 6-8 1,选用M 10的螺栓，其小径心=8.3 7 6mm.例 3-7 图示为一圆盘锯，锯片宜径D =5 00 m m,用螺母将其压紧在压板中间。如锯片外圆的工作阻力F t=4 00N,压板和锯片间的摩擦系数f=0.15,压板的平均直径 D l=15 0m m,取可靠性系数K f=1.2,轴的材料为4 5 钢，屈服极限。=3 6 0M Pa,安全系数S=1.5,确定轴端的螺纹直径。他 颂 注 意 要 占.1.此窗由受漏向工作载荷的普通螺2 .螺栓只受预紧力Q P；3 .因只有左侧压板和轴之间有轴毂个滑移面，是锯片和左侧压板之间,m =1；解：1)外载荷-最大转矩栓联接联接，即只有一1例 3-7 图T =F =4 00 x =1000002 2 N m m2）作用于压板处的横向工作载荷/f=2 7L=2 xl O O O O O =13 3 3A15 03)根据不滑移条件计算预紧力KfR 1.2 x13 3 3C/.-=-=1()00/p fmz 0.15 x 1 x 1 N4计算螺栓直径=3 6 0=2 4 0S 1.5 M Pa根据公式(6-11)螺栓的最小直径为查粗牙普通螺纹基本标准G B19 6 8 1,选用M 12 的螺栓，其小径出=l 1061n皿。A.大于 B.等于C.小于 D.大于或等于3-3.螺 纹 联 接 中 最 常 用 的 螺 纹 牙 型 是 0A.三角螺纹 B.矩形螺纹C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹3-4.用于薄壁形零件联接时，应采用。A.多线三角粗牙螺纹 B.三角细才螺纹C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹3-5.当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，粗牙螺纹的自锁性能比细牙螺 纹 的 自 锁 性 能 oA.好B.差C.相同 D.不一定3-6.在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是_ oA.单线矩形螺旋副 B.单线梯形螺旋副C.双线矩形螺旋副 D.双线梯形螺旋副3-7.拧紧可以使定公称直径的普通螺栓取得定的预紧力，如果要以比较小的拧紧力矩T 来得到要求的预紧力Q P,可采用_ oA.细牙螺纹 B.双线螺纹C.适当润滑 D.增加螺母与被联接件支承面间的面积3-8.在螺纹联接中，按防松原理，采用双螺母属于_ oA.摩擦防松 B.机械防松C.破坏螺旋副的关系防松 D.增大预紧力防松3-9.重要的受拉螺栓联接中，不宜用小于M 12 的螺栓，其原因是：尺寸小的螺栓_ _ _ _ _ _ _oA.不用好材料，强度低 B.需要的螺栓个数多C.拧紧时容易过我 D.不能保证联接的刚度3-10.当两被联接件之太厚，不宜制成通孔，且需要经常拆卸时，往往采用自测题与答案、选择题3-1.在常用螺纹类型中，主要用于传动的是 oA.矩形螺纹、梯形螺纹、普通螺纹 B.矩形螺纹、锯齿形螺纹、管螺纹C.梯形螺纹、普通螺纹、管螺纹 D.梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿螺纹3-2.当螺纹公称直径、牙型角线数相同时，细牙螺纹的效率 粗牙螺纹的效率。A.螺栓联接 B.螺钉联接C.双头螺栓联接 D.紧定螺钉联接3-11.当两被联接件之一太厚，不宜制成通孔，不需要经常拆卸时;往往采用A.螺栓联接 B.螺钉联接C.双头螺栓联接 D.紧定螺钉联接3-12.某单个螺栓联接，要求被联接件接合面不分离，假定螺栓的刚度C L 与被联接件的刚度C F 相等，联接的预紧力为Q P。现在对联接施加轴向载荷，当外载荷F达到与预紧力Q P 的大小相等时，。A.被联接件发生分离，联接失效B.被联接件即将发生分离，联接不可靠C.联接可靠，但不能继续加载D.联接可靠，只要螺栓强度足够，载 荷 F还可以继续增加到接近预紧力Q P的两倍3 T 3.某汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在0 2 M P a 之间变化，则缸盖联接螺栓的应力类型为A.非对称循环变应力B.脉动循环变应力C.对称循环变应力D.非稳定循环变应力3-14.在螺纹联接设计中，被联接件与螺母和螺栓头的联接表面加工凸台或沉头座是为了 oA.使工作面均匀接触B.使接触面大些，提高防松能力C.安装和拆卸时方便D.使螺栓不受附加载荷作用3-15.受轴向变载荷的螺栓联接中，已知预紧力Q P =8000 N,工作载荷:F m i n =0,F m a x=4 000 N,螺栓和被联接件的刚度相等,题 3-2 5 图则在最大 二作载荷下，剩余预紧力为A.2 000 N B.4 000 NC.6 000 N D.8000 N3-16.当螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该 螺 栓 组 中 的 螺 栓。A.必受剪应力作用 B.必受拉应力作用C.同时受到剪切和拉伸 D.既可能受剪切，也可能受拉伸3-17.当较制孔螺栓组承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓 oA.必受剪应力作用 B.必受拉应力作用C.同时受到剪切和拉伸 D.既可能受剪切，也可能受拉伸3-18.对于受轴向载荷的紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的条件下，提高螺栓疲劳强度的措施为 oA.增加螺栓刚度，减小被联接件的刚度B.减小螺栓刚度，增加被联接件的刚度C.同时增加螺栓和被联接件的刚度 1).同时减小螺栓和被联接件的刚度3-1 9.对于受轴向载荷的紧螺栓联接，当螺栓总拉力Q 和剩余预紧力以不变，减小螺栓的刚度，则螺栓的应力幅乙和预紧力以也会发上变化。一般随 着 一 。A.巴，减小，。也应适当减小 B.增大，。户应适当减小C.4增大，Op 也应适当增大 D.%减小，0 户应适当增大3-2 0.随着被联接件刚度的增大，螺栓的疲劳强度 oA.提高 B.降低C.不变 D.可能提高，也可能降低3-2 1.受轴向变载荷作用的紧螺栓联接，当增大螺栓直径时，螺栓的疲劳强度A.提高 B.降低C.不变 D.可能提高，也可能降低3-2 2.若要提高受轴向变载荷作用的紧螺栓的疲劳强度，可以 oA.在被联接件之间加橡胶垫片 B.采用精制螺栓C.减小预紧力 D.增大螺栓长度3-2 3.采 用 悬 置 螺 母 的 作 用 是.A.使螺母中各圈螺纹受力均匀 B.减小螺栓系统的刚度C.作为联接的防松措施 D.防止螺栓受弯曲载荷3-2 4.一精致普通螺栓的螺栓头上标记着6.8 (强度级别)，则该螺栓材料的屈服极 限 近 似 为 N/m m 2 oA.6 0 0 B.8 0 0C.6 8 0 D.4 8 03-2 5.一薄板用两个螺栓与支架联接，其受力与尺寸如题3-2 6 图所示，则一个螺栓所受的总横向载荷F s =o何A.P/2 B.PL/a C.火 2)3-2 6.仅受预紧力作用的紧螺栓联接，中的1.3是考虑,A.安装时可能产生的偏心载荷C.拉伸和扭转的复合作用3-2 7.用普通螺栓联接的凸缘联轴器，A.螺栓受剪切C.螺栓同时受剪切与挤压3-2 8.对普通螺栓进行强度计算时，Ga=螺栓的计算应力为：a 4 ，式B.载荷可能有波动D.螺栓材料的机械性能不稳定在传递转矩T时，oB.螺栓与孔壁接触面受挤压D.螺栓受拉伸与扭转安全系数的选择与其直径有关，是因为A.直径小，容易过我B.直径大，不容易控制预紧力C.直径大，材料缺陷多3-2 9.在同一螺栓组联接中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了A.外形美观 B.安装方便C.受力均匀 D.降低成本3-30.螺旋传动中的螺母多采用青铜材料，这主要是为了提高 的能力A.抗断裂 B.抗塑性变形C.抗点蚀D.耐磨损四、分析计算题二、填空题3-3 1.三角形螺纹的牙型角a二 适 用 于 而梯形螺纹的牙型角Q二 适 用 于 。3-3 2.螺 旋 副 的 自 锁 条 件 是。3-3 3.螺 纹 联 接 防 松 的 实 质 是。3-3 4.受轴向工作载荷F的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力Q等于和 之和。3-3 5.承受横向工作载荷的普通螺栓联接，螺栓受 应力和应力作用，可能发生的失效形式是3-3 6.承受横向工作载荷的校制孔螺栓联接，靠螺栓受 和来传递载荷，可能发生的失效形式是 和3-3 7.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 和 o3-3 8.在螺栓联接中，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 应力，而避免其发生的常用措施是采用 和 作支承面。3-3 9.螺纹联接的防松，按其防松原理分为_ _ _ _ _ _ _ _ _防松、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 防松和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 防松。3-40.滑 动 螺 旋 传 动 的 主 要 失 效 形 式 是。三、简答题3-41.一刚性凸缘联轴器用普通螺栓联接以传递转矩T,现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的数目，也不能增加螺栓的直径。试提出三种提高转矩的方法。3-42.普通螺纹分为粗牙和细牙螺纹，请间细牙螺纹有什么特点？用于何处？3-43.常用螺纹联接的类型有哪儿种？应用场合是什么？3-44.什么是螺纹联接的紧联接和松联接？3-45.螺纹联接的防松方法常用的有儿种？工作原理是什么？举例说明。3-46.在紧螺栓联接的强度计算中，为什么将轴向拉力加大3 0%?3-47.普通螺栓和较制孔螺栓靠什么传递横向载荷？3-48.受预紧力Q P和轴向工作载荷F的紧螺栓联接，螺栓受的总拉力Q =Q P+F吗？3-49.螺栓的机械性能等级为4.8的含义是什么？3-5 0.提高螺栓联接强度的措施有哪些？3-5 1.如 题3-5 1图所示，用6个M1 6的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓性能为8.8级，安全系数S =3,缸内油压p =2.5 N/m m 2,为保证紧密性要求，剩余预紧力Q】V 1.5 F,求预紧力点的取值范围。（端盖与油缸结合面处采用金属热片）-题3-5 1图 题3-5 2图3-5 2.在图示的汽缸联接中，汽缸内径D =40 0 m m,螺栓个数z =1 6,缸内压力p在0 2 N/m m之间变化，采用铜皮石棉垫片，试确定螺栓直径。3-5 3.图示为某减速装置的组装齿轮，齿圈为4 5钢，叫=3 5 5 1仗1,齿芯为铸铁HT 2 5 0,用6个&8级M 6的较制孔用螺栓均布在D0=1 1 0 m m的圆周上进行联接，有关尺寸如图所示。试确定该联接传递最大转矩T m a x。题3-5 3图 题3-5 4图3-5 4.如题3-5 4图所示支架,用4个普通螺栓联接。已知：R=4 0 0 0 N,L =4 0 0 m m,b =2 0 0 m m,每个螺栓所加的预紧力QP=3 0 0 0 N,设螺栓和被联接件的刚度相等，求螺栓所受的总拉力Q和剩余预紧力Q；o五、结构分析题3-5 4.分析题3-5 5图所示的螺纹联接结构，找出其中的错误，简单说明原因,并画图改正。六、参考答案1.选择题3-1D；3-2C；3-3A；3-4B；3-5B；3-6c；3-7A：3-8A；3-9c；3-10C；3-11B；3-12D；3-13A；3-14D;3-15C；3-16D;3-17A；3-18B；3-19D；3-20A；3-21B；3-22D；3-23A；3-24D；3-25D；3-26C；3-27D：3-28A；3-29B；3-30D；2.填空题3-3160联接30 传动3-32螺旋升角小于当量