三章 螺纹联接.docVIP

第三章 螺纹联接 讨论题 3-1 解： 由螺纹副受力分析可得其效率公式及自锁条件：由?=tan?/tan(?+?v)，?≤?v可知当螺纹升角一定时，螺纹工作面的牙型斜角愈大，则fv（或?v）愈大，效率愈低，但自锁性愈好。在几种牙型的螺纹中，三角形螺纹牙型斜角最大（?=30°），故当量摩檫因素fv大，自锁性最好，但效率低。故多用于紧固联接。梯形、锯齿形、矩形螺纹则与之相反，自锁性差，但效率高，故主要用于传动。当?v一定时，升角?愈小，螺纹效率愈低，愈易自锁，故单线螺纹多用于联接，多线螺纹则常用于传动。 3-2 解： 1）由式（3-21）可得：F″=F′-(1-Kc)F，工作中被联接件接合面不出现缝隙，要求F″0，而Kc=c1/(c1+c2)=c1/(c1+3c1)=1/4，即须 F′-(1-Kc)F≥0得： F′≥(1-Kc)F=(1-1/4)×10=7.5KN  2）由式（3-21）得：F″=F′-(1-Kc)F=10-(1-1/4)×10=2.5KN 3）由式（3-23）得：F0=F???+KcF=10+1/4×10=12.5KN拉力变幅： (F0-F′)/2=?F/2=1.25KN拉力平均值： (F0+F′)/2=(10+12.5)/2=11.25KN 思考题及习题 3-1 解： 1）工作台稳定上升时的效率 ?=arctan(np/?d2)= arctan(4×10)/(?×65)=11.08° ?v= arctanfv= arctan0.10=5.71° ?=tan?/tan(?+?v)=tan11.08°/tan(11.08°+5.71°)=64.9% 2）此时加于螺杆的力矩 T1=Ftan(?+?v)d2/2=100×103×65×10-3tan(11.08°+5.71°)/2=980N·m 3）转速与功率导程： S=nP=4×10=40mm 螺杆每分钟的转数： n杆=v/S=800/40=20r/min螺杆所需的功率： P=T12?n杆/60=980×2?×20/60=2.05kW也可用以下求法： P=Fv/?=100×103×800/(60×103)/0.649=2.05kW 4）因??v，该升降机构不能自锁，欲使工作台在载荷F作用下等速下降，需另设制动装置，其制动力矩为： T制=Fd2tan(?-?v)/2=100×103×65×10-3tan(11.08°-5.71°)/2=305 N·m 3-2 解： 该螺栓连接为松螺栓连接：故 d1≥（式3-18）式中：[?]=?s/(1.2~1.7)（查表3-6）查表3-7，Q235钢的强度级别为4.6，故?s=240MPa，得 [?]=240/(1.2~1.7)=200~141MPa取中值[?]=170MPa则 d1≥=10.6mm查螺纹标准（GB196-81）可选用M12的螺栓（d1 =10.674mm）。 3-3 解： 1）用普通螺栓联接 传递的扭矩： T=9550P/n=9550×2.8/70=382N·m作用在螺栓中心圆上总的圆周力： R=2T/D0=2×382×103/180=4244N单个螺栓所需的预紧力： F′=KfR/zmfc=1.2×4244/4×1×0.2=6366N确定普通螺栓直径d(mm)： d1≥ 由表3-6查得[?]=?s/S，因为螺栓的强度级别为4.6。由表3-7查得?s=240N/mm2。初估螺栓直径d=14mm（查标准得d1=12.367mm）。查表3-8，当不控制预紧力时，S=3.2（用内插法求得）故[?]=?s/S=240/3.2=75MPa则 d1≥=11.856mm因 11.856mm＜12.367mm故选用4个M14（GB5782-86）的六角头螺栓。 2）用铰制孔螺栓联接 单个螺栓所受横向工作剪力为：Fs=R/z=4244/4=1061N由表3-6查得 [?]=?s/2.5=240/2.5=96MPa  [?p]=?b/2.5=220/2.5=88MPa（查GB9439-88，HT250，?b=220MPa）由螺栓杆的抗剪强度条件得： ?=4Fs/?d02m≤[?] d0≥==3.75mm由螺栓杆与孔壁接触表面的挤压强度条件得： ?p=Fs/d0h≤[?p] d0≥Fs/[?p]h=1061/88*20=0.6mm选用4个M6的六角头铰制孔螺栓（d0=7mm）。 3-4 解： （1）用普通螺栓联接时： 1）确定螺栓所承受的最大载荷 由图可见，载荷作用于总体结构的对称平面内，所以每一块板所承受的载荷R=20/2=10kN；应用力的平移定理，将力R向接缝面形心O简化。可见螺栓组接