第三章 螺紋聯(lián)接（含螺旋傳動）3-1 基礎(chǔ)知識一、螺紋的主要參數(shù)現(xiàn)以圓柱普通螺紋的外螺紋為例說明螺紋的主要幾何參數(shù)，見圖3-1，主要有：1）大徑螺紋的最大直徑，即與螺紋牙頂重合的假想圓柱面的直徑，在標(biāo)準(zhǔn)中定為公稱直徑。2）小徑螺紋的最小直徑，即與螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑，在強度計算中常作為螺桿危險截面的計算直徑。圖3-13）中徑通過螺紋軸向界面內(nèi)牙型上的溝槽和突起寬度相等處的假想圓柱面的直徑，近似等于螺紋的平均直徑，。中徑是確定螺紋幾何參數(shù)和配合性質(zhì)的直徑。）線數(shù)螺紋的螺旋線數(shù)目。常用的聯(lián)接螺紋要求自鎖性，故多用單線螺紋；傳動螺紋要求傳動效率高，故多用雙線或三線螺紋。為了便于制造，一般用線數(shù)。）螺距螺紋相鄰兩個牙型上對應(yīng)點間的軸向距離。）導(dǎo)程螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離。單線螺紋，多線螺紋。）螺紋升角螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。在螺紋的不同直徑處，螺紋升角各不相同。通常按螺紋中徑處計算，即 （3-1）8）牙型角螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角稱為牙側(cè)角，對稱牙型的牙側(cè)角/2。9）螺紋接觸高度內(nèi)外螺紋旋合后的接觸面的徑向高度。二、螺紋聯(lián)接的類型螺紋聯(lián)接的主要類型有：1、螺栓聯(lián)接常見的普通螺栓聯(lián)接如圖3-2a所示。這種聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點是被聯(lián)接件上的通孔和螺栓桿間留有間隙。圖3-2b是鉸制孔用螺栓聯(lián)接。這種聯(lián)接能精確固定被聯(lián)接件的相對位置，并能承受橫向載荷，但孔的加工精度要求較高。圖3-2 2、雙頭螺柱聯(lián)接如圖3-3a所示，這種聯(lián)接適用于結(jié)構(gòu)上不能采用螺栓聯(lián)接的場合，例如被聯(lián)接件之一太厚不宜制成通孔，且需要經(jīng)常拆裝時，往往采用雙頭螺柱聯(lián)接。圖3-33、螺釘聯(lián)接這種聯(lián)接的特點是螺栓（或螺釘）直接擰入被聯(lián)接件的螺紋孔中，不用螺母，在結(jié)構(gòu)上比雙頭螺柱聯(lián)接簡單、緊湊。4、緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接是利用擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住另一零件的表面（圖3-4a）或釘入相應(yīng)的凹坑中（圖3-4b），以固定兩個零件的相對位置，并可傳遞不大的力或轉(zhuǎn)矩。圖3-4三、標(biāo)準(zhǔn)螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接件的類型很多，在機械制造中常見的螺紋聯(lián)接件有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊圈等。這類零件的結(jié)構(gòu)型式和尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可以根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用。四、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松1、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊在實用上，絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接在裝配時都必須擰緊，使聯(lián)接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用，這個預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。預(yù)緊的目的在于增強聯(lián)接的可靠性和緊密性，以防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移。為了保證聯(lián)接所需要的預(yù)緊力，又不使螺紋聯(lián)接件過載，對重要的螺紋聯(lián)接，在裝配時要控制預(yù)緊力。通常規(guī)定，擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊應(yīng)力不得超過其材料的屈服極限的80。對于一般聯(lián)接用的鋼制螺栓聯(lián)接的預(yù)緊力，推薦按下列關(guān)系確定：碳素鋼螺栓 （3-2）合金鋼螺栓 （3-3）式中：螺栓材料的屈服極限；螺栓危險截面的面積，?？刂祁A(yù)緊力的方法很多，通常是借助側(cè)力矩扳手（圖3-5）或定力矩扳手（3-6），利用控制擰緊力矩的方法來控制預(yù)緊力的大小。圖-5測力矩扳手圖3-6定力矩扳手如圖-7所示，由于擰緊力矩（）的作用，使螺栓和被聯(lián)接件之間產(chǎn)生預(yù)緊力。對于M10M64粗牙普通螺紋的鋼制螺栓，螺紋升角；螺紋中徑；螺旋副的當(dāng)量摩擦角（f為摩擦系數(shù)，無潤滑時）；螺栓孔直徑；螺母環(huán)形支承面的外徑；螺母與支承面間的摩擦系數(shù)，可推導(dǎo)出 （-4）對于一定公稱直徑d的螺栓，當(dāng)所要求的預(yù)緊力已知時，即可按式（-4）確定扳手的擰緊力矩。圖3-7螺旋副的擰緊力矩2、螺紋聯(lián)接的防松螺紋聯(lián)接件一般采用單線普通螺紋。螺紋升角（）小于螺旋副的當(dāng)量摩擦角（）。因此，聯(lián)接螺紋都能滿足自鎖條件（）。螺紋聯(lián)接一旦出現(xiàn)松脫，輕者會影響機器的正常運轉(zhuǎn)，重者會造成嚴(yán)重事故。因此，為了防止聯(lián)接松脫，保證聯(lián)接安全可靠，設(shè)計時必須采取有效的防松措施。防松的根本問題在于防止螺旋副在受載時發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。防松的方法，按工作原理可分為摩擦防松、機械防松以及鉚沖防松等。一般說，摩擦防松簡單、方便，但沒有機械防松可靠。對于重要聯(lián)接，特別是機械內(nèi)部不易檢查的聯(lián)接，應(yīng)采用機械防松。常用的防松方法見下表。表3-1螺紋聯(lián)接常用的防松方法防松方法結(jié)構(gòu)型式特點和應(yīng)用摩擦防松對頂螺母兩螺母對頂擰緊后，使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力的作用。工作載荷有變動時，該摩擦力仍然存在。旋合螺紋間的接觸情況如圖所示，下螺母螺紋牙受力較小，其高度可小些，但為了防止裝錯，兩螺母的高度取成相等為宜。結(jié)構(gòu)簡單，適用于平穩(wěn)、低速和重載的固定裝置上的聯(lián)接。彈簧墊圈螺母擰緊后，靠墊圈壓平而產(chǎn)生的彈性反力使旋合螺紋間壓緊。同時墊圈斜口尖端抵住螺母與被聯(lián)接件的支撐面也有防松作用。結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但由于墊圈的彈力不均在沖擊、振動的工作條件下，其防松效果較差，一般用于不甚重要的聯(lián)接自鎖螺母螺母一端制成非圓形收口或開縫后徑向收口。當(dāng)螺母擰緊后，收口脹開，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊。結(jié)構(gòu)簡單，防松可靠，可多次裝拆而不降低防松性能機械防松開口銷與六角開槽螺母六角開槽螺母擰緊后，將開口銷穿入螺栓尾部小孔和螺母的槽內(nèi)，并將開口銷尾部掰開與螺母側(cè)面緊貼。也可用普通螺母代替六角開槽螺母，但需擰緊螺母后再配鉆銷孔。適用于較大沖擊、振動的高速機械中運動部件的聯(lián)接止動墊圈螺母擰緊后，將單耳或雙耳止動墊圈分別向螺母和被聯(lián)接件的側(cè)面折彎貼緊，即可將螺母鎖住。若兩個螺栓需要雙連鎖緊時，可采用雙聯(lián)止動墊圈，使兩個螺母互相制動。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，防松可靠。串聯(lián)鋼絲用低碳鋼絲穿入各螺釘頭部的孔內(nèi)，將各螺釘串聯(lián)起來，使其相互制動。使用時必須注意鋼絲的穿入方向（上圖正確，下圖錯誤）適用于螺釘組聯(lián)接，防松可靠，但裝拆不便。還有一些特殊的防松方法，例如在旋合螺紋間涂以液體膠粘劑或在螺母末端鑲嵌尼龍環(huán)等。此外，還可以采用鉚沖方法防松。螺母擰緊后把螺栓末端伸出部分鉚死，或利用沖頭在螺栓末端與螺母的旋合縫處打沖，利用沖點防松。這種防松方法可靠，但拆卸后聯(lián)接件不能重復(fù)使用。五、螺紋聯(lián)接的強度計算螺紋聯(lián)接包括螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接和螺釘聯(lián)接等類型。下面以螺栓聯(lián)接為代表討論螺紋聯(lián)接的強度計算方法。所討論的方法對雙頭螺柱聯(lián)接和螺釘聯(lián)接也同樣適用。對構(gòu)成整個聯(lián)接的螺栓組而言，所受的載荷可能包括軸向載荷、橫向載荷、彎矩和轉(zhuǎn)矩等。但對其中每一個具體的螺栓而言，其受載的形式不外乎是受軸向力或橫向力。對于受拉螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設(shè)計準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強度；對于受剪螺栓其主要破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設(shè)計準(zhǔn)則是保證聯(lián)接的擠壓強度和螺栓的剪切強度，其中聯(lián)接的擠壓強度對聯(lián)接的可靠性起決定性作用。螺栓聯(lián)接的強度計算，首先是根據(jù)聯(lián)接的類型、聯(lián)接的裝配情況（預(yù)緊或不預(yù)緊）、載荷狀態(tài)等條件，確定螺栓的受力；然后按相應(yīng)的強度條件計算螺栓危險截面的直徑（螺紋小徑）或校核其強度。螺栓的其它部分（螺紋牙、螺栓頭、光桿）和螺母、墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸，是根據(jù)等強度條件及使用經(jīng)驗規(guī)定的，通常都不需要進行強度計算，可按螺栓螺紋的公稱直徑在標(biāo)準(zhǔn)中選定。1、松螺栓聯(lián)接強度計算松螺栓聯(lián)接裝配時，螺母不需要擰緊。在承受工作載荷之前，螺栓不受力。如圖3-8所示，當(dāng)聯(lián)接承受工作載荷時，螺栓所受的工作拉力為，則螺栓危險截面一般為螺紋牙根圓柱的橫截面的拉伸強度條件為 （3-5）圖3-8或 （3-6）式中： 工作拉力，單位為N； 螺栓危險截面的直徑，單位為mm；螺栓材料的許用拉應(yīng)力，單位為MPa。2、緊螺栓聯(lián)接強度計算1）僅承受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接緊螺栓聯(lián)接裝配時，螺母需要擰緊，在擰緊力矩作用下，螺栓除受預(yù)緊力的拉伸而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力外，還受螺紋摩擦力矩的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，使螺栓處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下。因此，進行僅承受預(yù)緊力的緊螺栓強度計算時，應(yīng)綜合考慮拉伸應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的作用。螺栓危險截面的拉伸應(yīng)力為： （3-7）螺栓危險截面的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： （3-8）對于10M64普通螺紋的鋼制螺栓，可取，由此可得： （3-9）由于螺栓材料是塑性的，故可根據(jù)第四強度理論，求出螺栓預(yù)緊狀態(tài)下的計算應(yīng)力為 （3-10）當(dāng)普通螺栓聯(lián)接承受橫向載荷時，由于預(yù)緊力的作用，將在接合面間產(chǎn)生摩擦力來抵抗工作載荷（圖3-9）。這時，螺栓僅承受預(yù)緊力的作用，而且預(yù)緊力不受工作載荷的影響，在聯(lián)接承受工作載荷后仍保持不變。預(yù)緊力的大小根據(jù)接合面部產(chǎn)生滑移的條件確定。圖3-9承受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接螺栓危險截面的拉伸強度條件根據(jù)式（-7）及（-10）可寫為 （3-11）式中：為螺栓所受的預(yù)緊力，單位為；其余符號意義及單位同前。2）承受預(yù)緊力和工作拉力的緊螺栓聯(lián)接這種受力形式在緊螺栓聯(lián)接中比較常見，因而也是最重要的一種。這種緊螺栓聯(lián)接承受軸向拉伸工作載荷后，由于螺栓和被聯(lián)接件的彈性變形，螺栓所受的總拉力并不等于預(yù)緊力和工作拉力之和。根據(jù)理論分析，螺栓的總拉力除和預(yù)緊力、工作拉力有關(guān)外，還受到螺栓剛度及被聯(lián)接件剛度等因素的影響。因此，應(yīng)從分析螺栓聯(lián)接的受力和變形的關(guān)系入手，找出螺栓總拉力的大小。圖-10表示單個螺栓聯(lián)接在承受軸向拉伸載荷前后的受力及變形情況。圖-10a）是螺母剛好擰到和被聯(lián)接件相接觸，但尚未擰緊，此時，螺栓和被聯(lián)接件都不受力，因而也不產(chǎn)生變形。圖-10b）是螺母已擰緊，但尚未承受工作載荷，此時，螺栓受預(yù)緊力的拉伸作用，其伸長量為。相反，被聯(lián)接件則在的壓縮作用下，其壓縮量為。圖-10 單個緊螺栓聯(lián)接受力變形圖圖3-10c是承受工作載荷時的情況。此時若螺栓和被聯(lián)接件的材料在彈性變形范圍內(nèi)，則兩者的受力與變形的關(guān)系符合拉（壓）虎克定律。當(dāng)螺栓承受工作載荷后，因所受的拉力由增至而繼續(xù)伸長，其伸長量增加，總伸長量為。與此同時，原來被壓縮的被聯(lián)接件，因螺栓伸長而被放松，其壓縮量也隨著減小。根據(jù)聯(lián)接的變形協(xié)調(diào)條件，被聯(lián)接件壓縮變形的減小量應(yīng)等于螺栓拉伸變形的增加量。因而，總壓縮量為。而被聯(lián)接件的壓縮力由減至，稱為殘余預(yù)緊力。顯然，聯(lián)接受載后，由于預(yù)緊力的變化，螺栓的總拉力并不等于預(yù)緊力與工作拉力之和，而等于殘余預(yù)緊力與工作拉力F之和。如圖3-11所示，圖a）、b）分別表示螺栓和被聯(lián)接件的受力與變形的關(guān)系。為分析上的方便，可將圖-11a）和b）合并成圖-11c）。圖-11單個緊螺栓聯(lián)接受力變形線圖如圖3-11c）所示當(dāng)聯(lián)接承受工作載荷時，螺栓的總拉力為，相應(yīng)的總伸長量為；被聯(lián)接件的壓縮力等于殘余預(yù)緊力，相應(yīng)的總壓縮量為。螺栓的總拉力等于殘余預(yù)緊力與工作拉力之和，即 （3-12）為了保證聯(lián)接的緊密性，以防止聯(lián)接受載后接合面間產(chǎn)生縫隙，應(yīng)使。螺栓的預(yù)緊力與殘余預(yù)緊力、總拉力的關(guān)系，可由圖3-11c中的幾何關(guān)系推出 （3-13） （3-14）式中、分別表示螺栓和被聯(lián)接件的剛度，均為定值；其中稱為螺栓的相對剛度，其大小與螺栓和被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)尺寸、材料以及墊片、工作載荷的作用位置等因素有關(guān)，其值在01之間變動。若被聯(lián)接件的剛度很大，而螺栓的剛度很?。ㄈ缂?xì)長或中空螺栓），則螺栓的相對剛度趨于零。此時，工作載荷作用后，使螺栓所受的總拉力增加很少。反過來，當(dāng)螺栓的相對剛度較大時，則工作載荷作用后，將使螺栓所受的總拉力有較大的增加。為了降低螺栓的受力，提高螺栓聯(lián)接的承載能力，應(yīng)使值盡量小些。值可通過計算或?qū)嶒灤_定。一般設(shè)計時，可根據(jù)墊片材料不同，選用數(shù)據(jù)。設(shè)計時，可先根據(jù)聯(lián)接的受載情況，求出螺栓的工作拉力，再根據(jù)聯(lián)接的工作要求選取值，然后按式（3-12）計算螺栓的總拉力。于是螺栓危險截面的拉伸強度條件為 （3-15）或 （3-16）3）承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接如圖3-12所示，這種聯(lián)接是利用鉸制孔用螺栓抗剪切來承受載荷的。螺栓桿與孔壁之間無間隙，接觸表面受擠壓；在聯(lián)接接合面處，螺栓桿則受剪切。因此，應(yīng)分別按擠壓及剪切強度條件計算。螺栓桿與孔壁的擠壓強度條件為 （3-17）螺栓桿的剪切強度條件為 （3-18）式中：螺栓所受的工作剪切力單位為N；螺栓剪切面的直徑（可取為螺栓孔的直徑），單位為mm； 螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，單位為mm，設(shè)計時應(yīng)使 ；螺栓或孔壁材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為MPa； 螺栓材料的許用切應(yīng)力，單位為MPa。圖3-12 承受工作剪力的緊螺栓聯(lián)接六、螺栓組聯(lián)接設(shè)計計算根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受載情況，進行螺栓組聯(lián)接受力分析，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便進行螺栓聯(lián)接的強度計算。1、受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接圖3-13所示為一由四個螺栓組成的受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接。當(dāng)采用螺栓桿與孔壁間留有間隙的普通螺栓聯(lián)接時（圖3-13a），靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力來抵抗橫向載荷；當(dāng)采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接時（圖3-13b），靠螺栓桿受剪切和擠壓來抵抗橫向載荷。在橫向總載荷的作用下，各螺栓所承擔(dān)的工作載荷是均等的。因此，對于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，每個螺栓所受的橫向工作剪力為 （3-19）式中z為螺栓數(shù)目。求得F后，按式（3-17）與式（3-18）校核螺栓聯(lián)接的擠壓強度與剪切強度。對于普通螺栓聯(lián)接，應(yīng)保證聯(lián)接預(yù)緊后，接合面間所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷。假設(shè)各螺栓所需要的預(yù)緊力均為，螺栓數(shù)目為，則其平衡條件為 或 （3-20）圖3-13 受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接式中：接合面的摩擦系數(shù)；接合面數(shù)（圖3-13中，=2）；防滑系數(shù)，K=1.l1.3。由式（3-20）求得預(yù)緊力，然后按式（3-11）校核螺栓（聯(lián)接件）的強度。2、受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接如圖3-14所示，轉(zhuǎn)矩作用在聯(lián)接接合面內(nèi)，在轉(zhuǎn)矩的作用下，底板將繞通過螺栓組對稱中心并與接合面相垂直的軸線轉(zhuǎn)動。圖3-14 受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接采用普通螺栓時，靠聯(lián)接預(yù)緊后在接合面間產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩（圖3-23a）。假設(shè)各螺栓的預(yù)緊程度相同，即各螺栓的預(yù)緊力均為，則各螺栓聯(lián)接處產(chǎn)生的摩擦力均相等，并假設(shè)此摩擦力集中作用在螺栓中心處。為阻止接合面發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，各摩擦力應(yīng)與該螺栓的軸線到螺栓組對稱中心的連線（即力臂）相垂直。根據(jù)作用在底板上的力矩平衡及聯(lián)接強度的條件，應(yīng)有由上式可得各螺栓所需的預(yù)緊力為 （ 3-21）式中： 結(jié)合面的摩擦系數(shù)； 第各螺栓到螺栓組對稱中心的距離；螺栓數(shù)目；防滑系數(shù)，同前由式（3-21）求得預(yù)緊力，然后按式（3-11）校核螺栓的強度。采用鉸制孔用螺栓時，如圖3-23b所示。用、分別表示第個螺栓和受力最大螺栓的軸線到螺栓組對稱中心的距離；、分別表示第個螺栓和受力最大螺栓的工作剪力，可求得受力最大的螺栓的工作剪力為 （3-22）然后按式（3-17）與式（3-18）校核螺栓聯(lián)接的擠壓強度與剪切強度。圖3-14c）所示的凸緣聯(lián)軸器，是承受轉(zhuǎn)矩的螺栓組聯(lián)接的典型部件。各螺栓的受力根據(jù) 的關(guān)系以及螺栓聯(lián)接的類型，分別代人式（3-21）或（3-22）即可求得。3、受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接圖3-15為一受軸向總載荷的汽缸蓋螺栓組聯(lián)接。每個螺栓的軸向工作載荷為 （3-23）圖3-15 受軸向載荷的螺栓組聯(lián)接各螺栓除承受軸向工作載荷外，還受有預(yù)緊力的作用。故由式（3-23）求得F后，即應(yīng)按式（3-14）算出螺栓的總拉力，并按式（3-15）計算螺栓的強度。4、受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接圖3-16a）為一受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接。底座在各螺栓的作用下，有均勻的壓縮，如圖3-16b）。當(dāng)?shù)装迨艿絻A覆力矩M作用后，它繞軸線傾轉(zhuǎn)一個角度，假定仍保持為平面。此時，在軸線左側(cè)，底座被放松，螺栓被進一步拉伸；在右側(cè)，螺栓被放松，底座被進一步壓縮。底板的受力情況如圖3-16c）所示。圖3-16 受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接為簡便起見，底座與底板的互相作用力以作用在各螺栓中心的集中力代表。由受力平衡可推出 （3-24）式中：最大的工作載荷；總的螺栓個數(shù)；各螺栓軸線到底板軸線的距離；中最大的值。為了防止接合面受壓最大處被壓碎或受壓最小處出現(xiàn)間隙，應(yīng)該檢查受載后底座接合面壓應(yīng)力的最大值不超過允許值，最小值不小于零，即有 (3-32) （3- 33）這里，代表底座接合面在受載前由于預(yù)緊力而產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力；A為接合面的有效面積；為底座接合面的許用擠壓應(yīng)力；代表由于加載而在底座接合面上產(chǎn)生的附加擠壓應(yīng)力的最大值。計算受傾覆力矩的螺栓組的強度時，首先由須緊力、最大工作載荷確定受力最大的螺栓的總拉力，由式（3-14）得 (3-38)然后按式（3-15）進行強度計算。七、提高螺紋聯(lián)接強度的措施影響螺栓強度的因素很多，主要涉及到螺紋牙的載荷分配、應(yīng)力變化幅度、應(yīng)力集中、附加應(yīng)力、材料的機械性能和制造工藝等幾個方面。下面分析各種因素對螺栓強度的影響以及提高強度的相應(yīng)措施。1、降低影響螺栓疲勞強度的應(yīng)力幅受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接，在最小應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)力幅越小則螺栓越不容易發(fā)生疲勞破壞，聯(lián)接的可靠性越高。當(dāng)螺栓所受的工作拉力在之間變化時，則螺栓的總拉力將在之間變動。由式可知，在保持預(yù)緊力不變的條件下，若減小螺栓的剛度或增大被聯(lián)接件的剛度，都可以達(dá)到減小總拉力的變動范圍（即減小應(yīng)力幅）的目的。但式（3-13）可知，在給定的條件下，減小螺栓剛度或增大被聯(lián)接件的剛度，都將引起殘余預(yù)緊力減小，從而降低了聯(lián)接的緊密性。因此，若在減小和增大 的同時，適當(dāng)增加預(yù)緊力，就可以使不致減小太多或保持不變。圖3-17 提高螺栓聯(lián)接變應(yīng)力強度的措施圖3-17a）、b）、c）分別表示單獨降低螺栓剛度、單獨增大被聯(lián)接件剛度和把這兩種措施與增大預(yù)緊力同時并用時，螺栓聯(lián)接的載荷變化情況。為了減小螺栓的剛度，可適當(dāng)增加螺栓的長度，或采用腰狀桿螺栓和空心螺栓、安裝彈性元件等。為了增大被聯(lián)接件的剛度，可以不用墊片或采用剛度較大的墊片。2、改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象由于螺栓和螺母的剛度及變形性質(zhì)不同，即使制造和裝配都很精確，各圈螺紋牙上的受力也是不同的。如圖3-18所示，當(dāng)聯(lián)接受載時，螺栓受拉伸，外螺紋的螺距增大；而螺母受壓縮，內(nèi)螺紋的螺距減小。由圖可知，螺紋螺距的變化差以旋合的第一圈處為最大，以后各圈遞減。旋合螺紋間的載荷分布，如圖3-19所示。實驗證明，約有l(wèi)3的載荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷。因此，采用螺紋牙圈數(shù)過多的加厚螺母，并不能提高聯(lián)接的強度。 圖3-18 旋合螺紋的變形示意圖 圖3-19 旋合螺紋間的載荷分布為了改善螺紋牙上的載荷分布不均程度，常采用懸置螺母，減小螺栓旋合段本來受力較大的幾圈螺紋牙的受力面或采用鋼絲螺套等。3、減小應(yīng)力集中的影響螺栓上的螺紋（特別是螺紋的收尾）、螺栓頭和螺栓桿的過渡處以及螺栓橫截面面積發(fā)生變化的部位等，都要產(chǎn)生應(yīng)力集中。為了減小應(yīng)力集中的程度，可以采用較大的圓角和卸載結(jié)構(gòu)，或?qū)⒙菁y收尾改為退刀槽等。4、減小附加彎曲應(yīng)力為了減小附加彎曲應(yīng)力，鉤頭螺栓應(yīng)盡量少用。為了使聯(lián)接支承面與螺紋的軸線相垂直，采用凸臺、沉頭座、球面墊圈、斜墊圈、腰環(huán)螺栓等結(jié)構(gòu)措施5、采用合理的制造工藝方法采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法，可以顯著提高螺栓的疲勞強度。此外，在工藝上采用氮化、氰化、噴丸等處理，都是提高螺紋聯(lián)接件疲勞強度的有效方法。八、螺旋傳動1、螺旋傳動的類型和應(yīng)用螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力。根據(jù)螺桿和螺母的相對運動關(guān)系，螺旋傳動的常用運動形式，主要有以下兩種：圖3-20a是螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動，多用于機床的進給機構(gòu)中；圖3-20b是螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動，多用于螺旋起重器（千斤頂，參看圖3-21）或螺旋壓力機中。圖3-20 螺旋傳動的運動形式圖3-21 螺旋起重器螺旋傳動按其用途不同，可分為以下三種類型：l）傳力螺旋，它以傳遞動力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以克服工件阻力，如各種起重或加壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，一般為間歇性工作，每次的工作時間較短，工作速度也不高，而且通常需有自鎖能力。2）傳導(dǎo)螺旋，它以傳遞運動為主，有時也承受較大的軸向載荷，如機床進給機構(gòu)的螺旋等。傳導(dǎo)螺旋常需在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高，因此要求具有較高的傳動精度。圖3-21 螺旋起重器3）調(diào)整螺旋，它用以調(diào)整、固定零件的相對位置，如機床、儀器及測試裝置中的微調(diào)機構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，一般在空載下調(diào)整。螺旋傳動按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同，又可分為滑動螺旋（滑動摩擦）、滾動螺旋（滾動摩擦）和靜壓螺旋（流體摩擦）。2、滑動螺旋的結(jié)構(gòu)螺旋傳動的結(jié)構(gòu)主要是指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺母的結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和剖分螺母等形式?；瑒勇菪捎玫穆菁y類型有矩形、梯形和鋸齒形。其中以梯形和鋸齒形螺紋應(yīng)用最廣。3、滑動螺旋傳動的設(shè)計計算滑動螺旋工作時，主要承受轉(zhuǎn)矩及軸向拉力（或壓力）的作用，同時在螺桿和螺母的旋合螺紋間有較大的相對滑動。其失效形式主要是螺紋磨損。因此，滑動螺旋的基本尺寸（即螺桿直徑與螺母高度），通常是根據(jù)耐磨性條件確定的。對于受力較大的傳力螺旋，還應(yīng)校核螺桿危險截面以及螺母螺紋牙的強度，以防止發(fā)生塑性變形或斷裂；對于要求自鎖的螺桿應(yīng)校核其自鎖性；對于精密的傳導(dǎo)螺旋應(yīng)校核螺桿的剛度（螺桿的直徑應(yīng)根據(jù)剛度條件確定），以免受力后由于螺距的變化引起傳動精度降低；對于長徑比很大的螺桿，應(yīng)校核其穩(wěn)定性，以防止螺桿受壓后失穩(wěn)；對于高速的長螺桿還應(yīng)校核其臨界轉(zhuǎn)速，以防止產(chǎn)生過度的橫向振動等。在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)螺旋傳動的類型、工作條件及其失效形式等，選擇不同的設(shè)計準(zhǔn)則，而不必逐項進行校核。3-2 重點和難點一、本章重點本章的重點是：1、螺紋的基本知識：主要是螺紋的基本參數(shù)，常用螺紋的牙型、特性及其應(yīng)用，螺紋副的受力分析，影響螺紋副效率和自鎖性的主要參數(shù)。2、螺紋聯(lián)接的基本知識：主要是螺紋聯(lián)接的類型、特點及其應(yīng)用，防松的原理及防松裝置。3、螺栓組聯(lián)接的受力分析：主要是復(fù)雜受力狀態(tài)下的受力分析。4、單個螺栓聯(lián)接的強度計算：主要是承受軸向拉伸載荷的緊螺栓聯(lián)接的強度計算。5、螺栓組聯(lián)接的綜合計算：主要有三種情況：校核螺栓組聯(lián)接螺栓的強度；設(shè)計螺栓組聯(lián)接螺栓所需的直徑尺寸；確定螺栓組聯(lián)接所能承受的最大載荷。二、本章難點 1、螺紋聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計與表達(dá)這個問題成為本章的難點，絕不是因為它有高深的理論使學(xué)生難于理解，而在于很多學(xué)生不重視它，一旦考題中有這方面的內(nèi)容，就顯得束手無策，既不會選擇聯(lián)接類型，更不能正確地繪制出其聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖，或找不出聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖中的錯誤。因此，對于考生來說，必須把這部分內(nèi)容當(dāng)成重點和難點來對待，要多看實物，多看聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖，多問為什么，多練習(xí)繪制。2、復(fù)雜受力狀態(tài)下的螺栓組聯(lián)接受力分析由于復(fù)雜受力狀態(tài)下的螺栓組聯(lián)接，其螺栓受力既可能是預(yù)緊力或軸向工作載荷，也可能是預(yù)緊力和軸向工作載荷的復(fù)合載荷，還可能是橫向載荷。而這既與螺栓組聯(lián)接的受力情況有關(guān)，又與螺栓聯(lián)接的類型有關(guān)。許多學(xué)生遇到此類問題時，不知如何著手解題，或者考慮問題不全面，得不出正確答案。對于這類問題，首先要利用靜力分析方法將復(fù)雜的受力狀態(tài)簡化成四種簡單受力狀態(tài)，即軸向載荷、橫向載荷、旋轉(zhuǎn)力矩和傾覆力矩；然后根據(jù)螺栓組聯(lián)接的受力情況和螺栓聯(lián)接的類型，確定單個螺栓聯(lián)接的受力。當(dāng)螺栓組聯(lián)接受橫向載荷，或旋轉(zhuǎn)力矩，或橫向載荷與旋轉(zhuǎn)力矩聯(lián)合作用時，對于普通螺栓聯(lián)接，則需要確定的是螺栓所受的預(yù)緊力；而對于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，則需要確定的是螺栓所受的橫向載荷。當(dāng)螺栓組聯(lián)接受軸向載荷，或傾覆力矩，或軸向載荷與傾覆力矩聯(lián)合作用時（這時只能采用普通螺栓聯(lián)接），則需要確定的是螺栓所受的軸向工作載荷。應(yīng)該注意，當(dāng)螺栓組聯(lián)接既受橫向載荷，或旋轉(zhuǎn)力矩，或橫向載荷與旋轉(zhuǎn)力矩聯(lián)合作用時，又受軸向載荷作用時，在確定螺栓所受的預(yù)緊力時，一定要考慮軸向載荷的影響，因為此時接合面間的壓緊力不再是預(yù)緊力，而是剩余預(yù)緊力（也稱殘余預(yù)緊力）。只要分別計算出螺栓組聯(lián)接在這些簡單受力狀態(tài)下每個螺栓的工作載荷，然后將同類工作載荷矢量疊加，便可得到每個螺栓的總的工作載荷預(yù)緊力或軸向工作載荷。若螺栓組聯(lián)接中各個螺栓既受預(yù)緊力作用又受軸向工作載荷作用，則最后要求出受力最大螺栓所受的總拉力。3、受傾覆力矩作用的螺栓組聯(lián)接受力分析要注意，對于受傾覆力矩作用的螺栓組聯(lián)接進行受力分析和強度計算時，一定要考慮受壓最大處不被壓潰，而受壓最小處不出現(xiàn)縫隙或保持某個壓力的要求。4受預(yù)緊力和軸向工作載荷作用時，單個緊螺栓聯(lián)接的螺栓總拉力的確定這個問題的關(guān)鍵是解題的思維方式要轉(zhuǎn)變，要由解靜定問題轉(zhuǎn)到解靜不定問題上來。要從分析螺栓及被聯(lián)接件的受力變形關(guān)系入手，充分理解變形協(xié)調(diào)條件，深入掌握螺栓與被聯(lián)接件的受力變形關(guān)系圖，從而得出以下幾個重要結(jié)論：1）螺栓所受的總拉力不等于螺栓的預(yù)緊力和軸向工作載荷之和.2）軸向工作載荷的一部分用于使螺栓進一步伸長，而另一部分則用于恢復(fù)被聯(lián)接件的部分壓縮變形。因此：螺栓所受的總拉力等于螺栓的預(yù)緊力和軸向工作載荷的一部分之和。接合面間剩余預(yù)緊力等于預(yù)緊力減去軸向工作載荷的一部分，為保證聯(lián)接的剛度、緊密性，剩余預(yù)緊力應(yīng)大于或等于某一數(shù)值，因此確定工作載荷與預(yù)緊力時要充分考慮聯(lián)接對剩余預(yù)緊力的要求。螺栓所受的總拉力等于剩余預(yù)緊力和螺栓的軸向工作載荷之和。3）使螺栓進一步伸長的大小與螺栓剛度及被聯(lián)接件剛度有關(guān)，愈小，愈大，則愈??；反之亦然。在螺栓組聯(lián)接設(shè)計中采用細(xì)長螺栓就是為了減小。在接合面間不加墊片或采用剛性大的墊片就是為了增大，從而減小。稱為螺栓的相對剛度。3-3例題例3-1 已知普通粗牙螺紋大徑d=24mm，中徑，螺距P3mm，螺紋副間摩擦系數(shù)m=0.15，試求：1）螺紋升角y；2）此螺栓能否自鎖？3）若用此螺栓作起重螺桿，起重時的效率h為多少？粗牙普通螺紋，線數(shù)n=1，牙型角a60。解：1），2）當(dāng)量摩擦角故，自鎖。3）效率例3-2 有一板，用4個普通螺釘固定在機座上，機座凸起一個凸臺，直徑為50mm，與板上孔的配合為f50H7/h6，板與機座間摩擦系數(shù)m=0.15，取可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)）Kf=1.25，螺釘許用應(yīng)力，螺紋計算直徑按小徑計算，求此板能承受的最大載荷FQ為多少？例3-2圖解：螺栓組不受橫向力只受轉(zhuǎn)矩T=Q，由回轉(zhuǎn)力矩T產(chǎn)生之橫向力r為螺釘與回轉(zhuǎn)中心間距離，。螺栓強度例3-3 圖示a、b、c三種結(jié)構(gòu)，其尺寸a、A、B、L分別相同，載荷F也相同，用兩個螺釘將此板固定在壁上。1）給出需要滿足的條件，列出計算公式（未給符號自己設(shè)定）；2）利用公式比較三種情況下的強度；3）如此板為鑄鐵制造，問哪種形狀較好？應(yīng)如何改進？并說明原因。例3-3圖解：1. 螺釘受橫向載荷F，力矩MFL（三個圖相同）2. 螺釘受最大拉力螺釘預(yù)緊力式中m為摩擦系數(shù)，為可靠性系數(shù)。1）螺釘不拉斷，式中、為螺釘、被聯(lián)接件的剛度，、為螺釘?shù)挠嬎阒睆健⒃S用應(yīng)力。2）不打滑3）上端不分離4）下端不壓壞，式中為結(jié)合面許用壓強。注：經(jīng)計算，不考慮、影響。2.三圖公式均同，因此強度相同。3.鑄鐵抗壓強度高，不宜受拉，因此采用圖示左右兩邊各加一肋，中間有兩個螺釘。例3-3圖解例3-4 圖示為一氣缸蓋螺栓聯(lián)接預(yù)緊時的受力-變形圖。當(dāng)螺栓再承受F=+2000+1000N的工作載荷時，試求：1）螺栓總拉力應(yīng)如何變化，其最大拉力和最小拉力為多少？2）螺栓受拉應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)是多少？例3-4圖解：螺栓剛度，被聯(lián)接件剛度，由圖知預(yù)緊力F4000N，螺栓總拉力即螺栓所受最大拉力和最小拉力分別為4732 N、4366 N。應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)例3-5 圖示螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)，當(dāng)工作載荷F=5000N加在下端后，在結(jié)合面A處（指該環(huán)形面）仍要求保持一定剩余預(yù)緊力，其大小F=1.4F，設(shè)螺栓材料的拉伸許用應(yīng)力為=200MPa，試列出螺栓的強度計算公式，并求出要求的螺栓危險截面直徑。（公式用文字符號表示，題中未給定的符號可以自行假設(shè)。）例3-5圖解：式中： 螺紋小徑（或用 螺紋計算直徑）。3-4習(xí)題一、判斷3-1、圖示板A用4個鉸制孔用螺栓固定在板B上，受力為F，則4個螺栓所受載荷相等。 ( )題3-1圖3-2、對受軸向變載荷的普通螺栓聯(lián)接適當(dāng)增加預(yù)緊力可以提高螺栓的抗疲勞強度。 ( )3-3、圖示螺紋副為右旋，螺桿只轉(zhuǎn)不移，螺母只移不轉(zhuǎn),當(dāng)螺桿按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，螺母向左移動。 ( )題3-3圖3-4、只要螺紋副具有自鎖性，即螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角，則在任何情況下都無需考慮防松。 ( )3-5、受翻轉(zhuǎn)（傾覆）力矩作用的螺栓組聯(lián)接中，螺栓的位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離接合面的幾何形心。 ( )3-6、一個雙線螺紋副,螺距為4mm,則螺桿相對螺母轉(zhuǎn)過一圈時,它們沿軸向相對移動的距離應(yīng)為4mm。 ( )二、填空3-7、受軸向變載荷（0F）的緊螺栓聯(lián)接，設(shè)c為螺栓的相對剛度，A為螺栓的橫截面面積，則螺栓承受的應(yīng)力幅為_。（，C2、C2分別為螺栓與被聯(lián)接件的剛度）。3-8、設(shè)為螺紋中徑，y為螺紋升角，rv為當(dāng)量摩擦角，對于聯(lián)接螺紋，在預(yù)緊力時擰緊的螺母，螺紋副中的摩擦阻力矩為_。3-9、公制三角形螺紋，螺紋副之間的摩擦系數(shù)m=0.2，則其當(dāng)量摩擦角rv等于_。（寫出計算公式及結(jié)果。）3-10、圖中板A用4個鉸制孔用螺栓固定在板B上，受力為F，其中_、_兩個螺栓受力最大。題3-10圖3-11、圖示為兩根鋼梁由兩塊鋼蓋板用8個鉸制孔用螺栓聯(lián)接，鋼梁受拉力F，在進行強度計算時，螺栓的總剪切面數(shù)應(yīng)取_。題3-11圖3-12、圖示為兩根鋼梁由兩塊鋼板用8個普通螺栓聯(lián)接，受拉力F，在按式確定螺栓所需的預(yù)緊力時，摩擦面數(shù)i應(yīng)取_，z取_。（式中：m鋼梁與蓋板間的摩擦系數(shù)，z聯(lián)接螺栓的個數(shù)。）題3-12圖3-13、普通緊螺栓組聯(lián)接所受載荷可分解為_，_，_，_四種基本載荷的組合。3-14、壓力容器蓋的緊螺栓組聯(lián)接，外載荷F為變載荷（F0），若螺栓的最大總拉力和剩余預(yù)緊力不變，只將螺栓由實心的變成空心的，則螺栓的應(yīng)力幅_，預(yù)緊力應(yīng)適當(dāng)_。3-15、受軸向工作載荷F作用的緊螺栓聯(lián)接，若螺栓和被聯(lián)接件的剛度分別為和，其預(yù)緊力為，則螺栓所受總拉力F0_。3-16、用于聯(lián)接的螺紋，其牙形為三角形，這是因為_。3-17、設(shè)摩擦系數(shù)為m，梯形螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)mv等于_。（寫出計算公式及結(jié)果。）三、選擇3-18、相同公稱尺寸的三角形細(xì)牙螺紋和粗牙螺紋相比，因細(xì)牙螺紋的螺距小，小徑大，故細(xì)牙螺紋的_。A.自鎖性好，釘桿受拉強度低B.自鎖性好，釘桿受拉強度高C.自鎖性差，釘桿受拉強度高D.自鎖性差，釘桿受拉強度低（強度指螺紋桿的承載能力。）3-19、在防止螺紋聯(lián)接松脫的各種措施中，當(dāng)承受沖擊或振動載荷時，_是無效的。A.采用具有增大摩擦力的防松裝置，如螺母與被聯(lián)接件之間安裝彈簧墊圈。B.采用以機械方法來阻止回松的裝置，如用六角槽形螺母與開口銷。C.采用人為方法（如膠或焊）將螺紋副變?yōu)椴荒苻D(zhuǎn)動。D.設(shè)計時使螺紋聯(lián)接具有自鎖性（即使螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角）。3-20、外載荷是軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，螺栓的預(yù)緊力是用公式_來進行計算的。式中：F軸向外載荷，剩余預(yù)緊力，c螺栓的相對剛度，c，C1、C2分別為螺栓和被聯(lián)接件的剛度。A.=+FB.=+cFC.=+(1+c)FD.=+(1c)F3-21、被聯(lián)接件受橫向外力作用時，如采用普通螺栓聯(lián)接，則螺栓可能的失效形式為_。A.剪切或擠壓破壞B.拉斷C.拉、扭聯(lián)合作用下斷裂D.拉、扭聯(lián)合作用下塑性變形3-22、螺紋副中一個零件相對于另一個轉(zhuǎn)過一圈時，它們沿軸線方向相對移動的距離是_。A.線數(shù)螺距B.一個螺距C.線數(shù)導(dǎo)程D.導(dǎo)程/線數(shù)3-23、設(shè)計緊聯(lián)接螺栓時，其直徑愈小，則許用安全系數(shù)應(yīng)取得愈大，即許用應(yīng)力取得愈小。這是由于直徑小時_。A.螺紋部分的應(yīng)力集中愈嚴(yán)重B.加工螺紋時愈容易產(chǎn)生缺陷C.擰緊時愈容易擰斷D.材料的機械性能愈不易保證3-24、圖示懸置螺母的主要作用是_。A.作為聯(lián)接的防松裝置B.減少螺栓系統(tǒng)的剛度C.使螺母中各圈螺紋受力均勻D.防止螺栓受彎曲載荷題3-24圖3-25、單線螺紋的大徑d10mm，中徑d29.026mm，小徑d18.376mm，螺距P=1.5mm,則螺紋的升角為_。A.2.734B.3.028C.3.263D.6.0393-26、將油缸端蓋的螺栓組聯(lián)接由圖a）改為圖b）的目的是_。A.提高抗疲勞強度B.節(jié)省螺栓數(shù)量C.安裝方便D.便于拆卸題3-26圖3-27、受翻轉(zhuǎn)（傾覆）力矩的螺栓組聯(lián)接，螺栓的布置宜選擇_。題3-27圖D.以上三個方案都不可用四、計算3-28、圖示為一個托架的邊板用6個鉸制孔用螺栓與相鄰機架聯(lián)接的三種布置型式。托架受一大小為60kN的載荷FQ作用，該載荷與邊板螺栓組的對稱軸線yy相平行，距離為250mm。三種布置型式的材料、板厚均相同，試問哪種布置型式所用的螺栓直徑可以最??？為什么？題3-28圖3-29、如圖所示的油缸，油缸內(nèi)徑，壁厚，油缸兩端的端蓋用6個M20螺栓聯(lián)接起來，螺栓與油缸均為鋼制，設(shè)油缸兩端的端蓋可作為剛體，充油后螺栓聯(lián)接的剩余預(yù)緊力F為工作載荷F的1.6倍，鋼的彈性模量，若螺栓許用靜應(yīng)力，許用應(yīng)力幅，求：1）螺栓和油缸的剛度C1、C2；2）每個螺栓允許的最大拉力F0和允許的拉力變化幅（按螺紋小徑計算）；3）求允許最大的油壓p。題3-29圖3-30、用三個普通螺栓將鋼板A固定在鋼板B上。圖中尺寸L400mm，a=70mm。鋼板間摩擦系數(shù)m=0.12，聯(lián)接的可靠系數(shù)（防滑系數(shù)）Kf=1.4，螺紋小徑d1=13.835mm，螺栓的許用拉應(yīng)力s=120MPa。畫出螺栓受力圖，求能承受的最大力F為多少（取螺紋計算直徑dc=d1）。題3-30圖3-31、圖示螺栓聯(lián)接中，采用兩個M16（小徑，中徑，）的普通螺栓，螺栓材料為45鋼，8.8級，聯(lián)接時不嚴(yán)格控制預(yù)緊力（取安全系數(shù)，被聯(lián)接件接合面間的摩擦系數(shù)m=0.2。若考慮摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)），試計算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷FR（取計算直徑dc=d1）。題3-31圖3-32、用繩索通過吊環(huán)螺釘起重，繩索受最大拉力,螺釘剛度與被聯(lián)接件剛度之比，試求：1）為使螺釘頭與重物接觸面不離縫，螺釘?shù)淖钚☆A(yù)緊力；2）若預(yù)緊力為10kN，工作螺釘?shù)氖Ｓ囝A(yù)緊力為多少？3-33、如圖所示為一冷拔扁鋼，用三個M10（鉸孔直徑)、8.8級的鉸制孔用螺栓緊固在槽鋼上，。若螺桿與孔壁的擠壓強度以及槽鋼本身的強度均足夠，取抗剪切安全系數(shù)，試求作用在懸臂端的最大作用力FQ。題3-33圖3-34、設(shè)計圖中的普通螺栓聯(lián)接的螺栓直徑。防滑系數(shù)（可靠性系數(shù)），被聯(lián)接件間摩擦系數(shù)，螺栓許用拉伸應(yīng)力。（取計算直徑dc=d1）普通螺栓的尺寸（題3-34表）mm大徑10121416182022中徑9.02610.86312.70114.70116.37618.37620.376小徑8.37610.10611.83513.83515.29417.29419.294題3-34圖3-35、如圖所示的矩形鋼板，用4個M20的鉸制孔用螺栓（受剪處直徑)固定在250mm寬的槽鋼上，鋼板懸臂端受外載荷FQ16kN，試求：1）作用在螺栓上的最大合成載荷；2）螺栓的最大切應(yīng)力；3）螺栓的最大擠壓應(yīng)力。題3-35圖3-36、受軸向力緊螺栓聯(lián)接，已知螺栓剛度，被聯(lián)接件剛度，螺栓所受預(yù)緊力，螺栓所受工作載荷為F4000N。要求：1）按比例畫出螺栓與被聯(lián)接件受力-變形圖（比例尺自定）。2）在圖上量出螺栓所受的總拉力和剩余預(yù)緊力F，并用計算法求出此二值，互相校對。3）若工作載荷在04000N之間變化，螺栓的危險截面面積為，求螺栓的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力（按計算值等求、，不按作圖求值）。