机械设计(吕宏__王慧主编)课后习题答案讲解

第二章 带 传 动 习 题

1. 选择题

1) 带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带__3__.

(1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头 2) 带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带__1__处

(1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮 (4)退出从动轮 3) 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为__4__.

(1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (3)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动

4)带传动打滑总是__1__.

(1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始 5) V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_2___.

(1)使结构紧凑 (2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角

6) 带传动的主要失效形式之一是带的__3__。

(1)松弛 (2)颤动 (3)疲劳破坏 (4)弹性滑动 7) 带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系 2 。 （1）F1=F2 （2）F1- F2= F2.思考题

1) 在设计带传动时为什么要限制带速v、小带轮直径dd1和带轮包角1？

答：带速大则离心拉应力大，所以限制v＜30m/s；小带轮直径d1小则弯曲拉应力大，

造成工作应力过大在交变应力作用下，带将产生疲劳破坏；一般要求带轮包角α≥120°，以防带与带轮接触弧长不足，带在轮上打滑。

2) 为了避免带的打滑，将带轮上与带接触的表面加工的粗糙些以增大摩擦力，这样处理是否正确，为什么？

答：不可以。由于带传动工作时存在弹性滑动，粗糙表面将加速带的疲劳破坏。

3) 何谓带传动的弹性滑动和打滑？能否避免？

答：弹性滑动：带具有弹性，紧边拉力大，应变大，松为拉力小，应变小。当带由紧边侧进入主动轮到从松边侧离开主动轮有个收缩过程，而带由进入从动轮到离开从动轮有个伸长过程。这两个过程使带在带轮上产生弹性滑动。弹性滑动不能避免。

打滑：由于张紧不足，摩擦面有润滑油，过载而松弛等原因，使带在带轮上打滑而不能传递动力。打滑能避免。

4) 为何V带传动的中心距一般设计成可调节的?在什么情况下需采用张紧轮?张紧轮布置在什么位置较为合理?

答： 由于V带无接头，为保证安装必须使两轮中心距比实际的中心距小，在安挂完了以后，在调整到正常的中心距。另外，由于长时间使用，V带会因疲劳而伸长，为保持必要的张紧力，应根据需要调整中心距。

当中心距不能调整时可用张紧轮把带张紧。张紧轮一般布置在松边靠近大带轮处。

5) 一般带轮采用什么材料?带轮的结构形式有哪些?根据什么来选定带轮的结构形式?

（3） F1 +F2 =F0

答：一般带轮采用铸铁材料。带轮的结构形式有实心式、腹板式、孔板式 椭圆剖面的轮辐式。根据带轮的基准直径d的大小确定。

3 .设计计算题

1) 单根普通V带传动，能传递的最大功率P=10KW，主动轮的转速n1 =1450r／min，主动轮、从动轮的基准直径分别为dd1＝180mm，dd2＝350mm，中心距a＝630mm，带与带轮间的当量摩擦系数fv＝0.2，试求紧边拉力F1和松边拉力F2。

第三章链传动习题

1．选择题

1）链传动设计中，一般大链轮最多齿数限制为Zmax＝120，是为了____。 （1）减小链传动运动的不均匀性 （2）限制传动比

（3）减少链节磨损后链从链轮上脱落下来的可能性 （4）保证链轮轮齿的强度 2）链传动中，限制小链轮最少齿数的目的之一是为了____。

（1）减少传动的运动不均匀性和动载荷 （2）防止链节磨损后脱链

（3）使小链轮轮齿受力均匀 （4）防止润滑不良时轮齿加速磨损 3）设计链传动时，链节数最好取____。

（1）偶数 （2）奇数 （3）质数 （4）链轮齿数的整数倍 4）链传动中，链条的平均速度v＝____。 (1)

d1n1601000 (2)

d2n2601000 (3)

z1n1pz1n2p (4)

6010006010005）多排链排数一般不超过3或4排，主要是为了____。

（1）不使安装困难 （2）使各排受力均匀 （3）不使轴向过宽 （4）减轻链的质量 6）链传动不适合用于高速传动的主要原因是_________。 （1）链条的质量大 （3）容易脱链

（2）动载荷大 （4）容易磨损

7）链传动设计中，当载荷大、中心距小、传动比大时，宜选用____。 (1)大节距单排链 （2）小节距多排链 （3）小节距单排链 （4）大节距多排链

第三章 链传动答案

1． 选择题

1)(3) 2)(1) 3）(1) 4） （3） 5）（2） 6）（2） 7）（2）

第四章 齿轮传动习 题（答案）

1．选择题

1）一般开式齿轮传动的主要失效形式是 3 。 （1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀 （3）齿面磨损或轮齿疲劳折断 （4）轮齿塑性变形

2）高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 1 。 （1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀 （3）齿面磨损 （4）轮齿疲劳折断 3）材料为45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 2 。

（1）（45～50）HRC （2）（220～270）HBW （3）（160～180 ）HBW （4）（320～350）HBW 4）齿面硬度为（56～62）HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为 3 。

（1）齿坯加工、淬火、磨齿、滚齿 （2）齿坯加工、淬火、滚齿、磨齿 （3）齿坯加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 （4）齿坯加工、滚齿、磨齿、淬火 5）齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 2 。 （1）跑合阶段 （2）稳定性磨损阶段 （3）剧烈磨损阶段 （4）齿面磨料磨损阶段 6）对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 4 。 （1）按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 （2）按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 （3）只需按接触强度设计 （4）只需按弯曲强度设计

7）一对标准直齿圆柱齿轮，已知z1=18，z2=72，则这对齿轮的接触应力 3 。 （1）H1H2 （2）H1H2 （3）H1H2 （4）H1H2 8）一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的 2 必须相等。 （1）直径 （2）模数 （3）齿宽 （4）齿数 9）设计闭式硬齿面齿轮传动时，若直径一定，则应取较少齿数，使模数增大以 2 。 （1）提高齿面接触强度 （2）提高齿根弯曲疲劳强度 （3）减少加工切削量，提高生产率 （4）提高抗塑性变形能力

10）在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而把模数增大，则可以 2 。 （1）提高齿面接触强度 （2）提高轮齿的弯曲强度 （3）弯曲与接触强度均可提高 （4）弯曲与接触强度均不变 11）当 4 ，则齿根弯曲强度增大。

（1）模数不变，增多齿数 （2）模数不变，减小中心距 （3）模数不变，增大直径 （4）齿数不变，增大模数 12）轮齿弯曲强度计算中齿形系数与 3 无关。

（1）齿数 （2）变位系数

（3）模数 （4）斜齿轮的螺旋角

13）齿轮传动在以下几种工况中 3 的齿宽系数可取大些。 （1）悬臂布置 （2）不对称布置

（3）对称布置 （4）同轴式减速器布置 14）直齿圆锥齿轮传动强度计算时，是以 3 为计算依据的。 （1）大端当量直齿圆锥齿轮 （2）齿宽中点处的直齿圆柱齿轮 （3）齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 （4）小端当量直齿圆锥齿轮

2．简答题

1）齿轮传动有哪些主要优、缺点？ 答：

（1）效率高 在常用的机械传动中，齿轮传动的效率最高。一对圆柱齿轮传动的效率一般在98％以上，高精度齿轮传动的效率超过99%。这对大功率传动十分重要，因为即使效率只提高

1％，也有很大的经济意义。

（2）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需的结构尺寸一般较小。

（3）工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作可靠，寿命长，这也是其他机械传动所不能比拟的。

（4）传动比准确、恒定 无论是瞬时还是平均传动比，传动比准确、恒定往往是对传动的一个基本要求。齿轮传动获得广泛的应用，也就是因其具有这一特点。

（5）适用的速度和功率范围广 传递功率可高达数万千瓦，圆周速度可达150m/s(最高300m/s)，直径能做到10m以上。

（6）要求加工精度和安装精度较高，制造时需要专用工具和设备，因此成本比较高。 （7）不宜在两轴中心距很大的场合使用。 2）轮齿的失效形式有哪些？闭式和开式传动的失效形式有哪些不同？ 答：

齿轮传动的失效形式：1.轮齿折断；2.齿面点蚀；3.齿面胶合；4.齿面磨损；5.齿面塑性变形

闭式软齿面齿轮传动其主要失效形式是疲劳点蚀 闭式硬齿面齿轮传动其主要失效形式是轮齿的折断

开式齿轮传动的主要失效形式是磨损

3）齿面点蚀常发生在什么部位？如何提高抗点蚀的能力？ 答：

点蚀首先出现在靠近节线的齿根面上，然后再向其他部位扩展。

齿面抗疲劳点蚀的能力主要取决于齿面硬度，齿面硬度越高抗疲劳点蚀的能力越强。 4）轮齿折断通常发生在什么部位？如何提高抗弯疲劳折断的能力？ 答：

轮齿折断一般发生在齿根部位。

为提高齿轮的抗折断能力，可适当增大齿根过渡圆角的半径，消除该处的加工刀痕，以降低应力集中作用；增大轴及轴承的刚度，以减小齿面上局部受载的程度；正确地选择材料和热处理形式使齿面较硬齿芯材料具有足够的韧性；以及在齿根处施加适当的强化措施（如喷丸、辗压）等。

5）齿面胶合通常发生在什么工况下？产生的原因是什么？可采取哪些防止措施？ 答：

在高速重载的传动中和低速重载传动中常发生齿面胶合。

在高速重载的传动中，常因齿面间相对滑动速度比较高而产生瞬时高温而导致润滑失效和在低速重载传动中，由于齿面间的润滑油膜不易形成是齿面胶合产生原因。

采用粘度大的润滑油，减小模数，降低齿高，降低滑动系数，采用抗胶合能力强的润滑油等，均可防止或减轻齿轮的胶合。

6）外啮合齿轮传动中，齿面塑性流动的结果分别使哪个齿轮出现凹槽和凸脊？ 答： 由于在主动轮齿面的节线两侧，齿顶和齿根的摩擦力方向相背，因此在节线附近形成凹槽；从动轮则相反，由于摩擦力方向相对，因此在节线附近形成凸脊。

7）齿轮材料的选择原则是什么？常用齿轮材料和热处理方法有哪些？ 答：

（1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。对于要满足质量小、传递功率大和可靠性高要求的齿轮，必须选择机械性能高的合金钢；对于一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高，往往选择铸钢或铸铁等材料；对于功率很小，但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，常选用工程塑料作为齿轮材料。总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。

（2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，选用圆钢作毛坯。

齿轮表面硬化的方法有：渗碳、氮化和表面淬火。采用渗碳工艺时，应选用低碳钢或低碳合金钢作为齿轮材料；采用表面淬火时，对材料没有特别的要求。

（3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮；合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮，飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。

（4）考虑配对两齿轮的齿面硬度组合，对金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持（25～50）HBW或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差，且速度又较高时，在运转过程中较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面，会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此，当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20％，但应注意硬度高的齿面，粗糙度值也要相应地减小。

8）软齿面和硬齿面的界限是如何划分的？设计中如何选择软、硬齿面？ 答：

齿面的硬度大于350HBW或38HRC，称为硬齿面齿轮传动；轮齿工作面的硬度小于等于350HBW或38HRC，称为软齿面齿轮传动。

对结构尺寸没有要求的齿轮传动用软齿面齿轮传动；对结构尺寸小的齿轮传动用硬齿面齿轮传动。

9）齿轮传动中，为何引入动载荷系数KV？减小动载荷的方法有哪些？ 答： 齿轮传动不可避免地会有制造及装配的误差，轮齿受载后还要产生弹性变形。这些误差及变形实际上将使啮合轮齿的基圆齿距pb1与pb2不相等。因而轮齿就不能正确地啮合传动，瞬时传动比就不是定值，从动齿轮在运转中就会产生角加速度，于是引起了动载荷或冲击。为了计及动载荷的影响，引入了动载系数KV。

提高制造精度，减小齿轮直径以降低圆周速度，均可减小动载荷。 10）齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的理论依据是什么？一般闭式软齿面齿轮需进行哪些强度计算？

答：

齿面接触疲劳强度计算的理论依据是接触强度计算，保证接触处的最大接触应力Hmax不超过齿轮的许用应力H；

齿根弯曲疲劳强度计算的理论依据是弯曲强度计算，应使齿根危险剖面处的弯曲应力不超过齿轮的许用弯曲疲劳应力 。

一般闭式软齿面齿轮需按齿面接触疲劳强度进行设计计算，验算齿根弯曲疲劳强度。 11）使用齿面接触疲劳强度设计公式和齿根弯曲疲劳强度设计公式计算得到的主要参数是什么？说明什么问题？各应用在什么场合？

答： 齿面接触疲劳强度设计公式得到的主要参数是小齿轮分度圆直径d1，说明齿轮传动的接触疲劳强度取决于中心距或齿轮分度圆直径，应用于闭式软齿面齿轮传动设计计算中；

齿根弯曲疲劳强度设计公式得到的主要参数是齿轮模数m，说明齿轮传动的齿根弯曲应力的大小，主要取决于模数，应用于闭式硬齿面齿轮传动设计计算中。

12）开式齿轮传动应按何种强度条件进行计算？为什么？怎么样考虑磨损的影响？ 答：

开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，往往是由于齿面的过度磨损或轮齿磨薄后弯曲折断而失效。因此采用降低许用应力的方法按齿根弯曲强度进行设计计算，即按齿根弯曲强度进行设计计算，考虑磨损的影响，将计算的模数增大10%~15%，通常不必验算接触强度。 13）什么是齿形系数？齿形系数与哪些因素有关？如两个齿轮的齿数和变位系数相同，而模数不同，齿形系数是否有变化？同一齿数的标准直齿圆柱齿轮、标准斜齿圆柱齿轮和标准直齿圆锥齿轮的齿形系数是否相同？为什么？

答：

hF)cosFm，YFa称为齿形系数，反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力F的影YFaSF2()cosm6(响。

YFa只取决于轮齿的齿形（随压力角、齿数z和变位系数x而异）。

模数m的变化只引起齿廓尺寸大小的变化，并不改变齿廓的形状，齿形系数没有变化。 同一齿数的标准直齿圆柱齿轮、标准斜齿圆柱齿轮和标准直齿圆锥齿轮的齿形系数不相同，因为斜齿圆柱齿轮和标准直齿圆锥齿轮的齿形系数用当量齿数查取。

14）一对圆柱齿轮传动，小齿轮和大齿轮在啮合处的接触应力是否相等？如大、小齿轮的材料及热处理情况均相同，则其接触疲劳许用应力是否相等？如其接触疲劳许用应力相等，则大、小齿轮的接触疲劳强度是否相等？

答：

一对圆柱齿轮传动，小齿轮和大齿轮在啮合处的接触应力相等，大、小齿轮的材料及热处理情况均相同，则其接触疲劳许用应力相等，如其接触疲劳许用应力相等，则大、小齿轮的接触疲劳强度不相等。

15）计算一对圆柱齿轮传动的大、小齿轮的接触疲劳强度时，其计算公式是否一样？应注意什么问题？

答：

计算公式一样，应使小齿轮比大齿轮硬（25～50）HBW。

第六章 轴及轴毂连接参考答案

1．1）（1）；2）（2）；3）（3）；4）（1）；5）（3）；6）（1）（4）；7）（3）；8)（4）；9）（1）（2）；10）（2）。 2．略

3.1解：1——该轴段长度过长，半联轴器无法轴向定位；

2——该轴段长度过长，轴承装配不方便，应采用阶梯轴； 3——轴承透盖与轴之间应为间隙配合，且用油封毡圈密封； 4——轴承盖外端面加工面积过大；

5——箱体两端面与轴承盖接触处无凸台，使箱体端面加工面积过大； 6——箱体两端面与轴承盖间缺少调整垫片，无法调整轴承间隙； 7——套筒过高，轴承无法拆卸；

8——该轴段长度应短于齿轮轮毂宽度，否则齿轮无法轴向定位； 9——齿轮轴向未固定，应采用键联接； 10——轴环过高，轴承无法拆卸；

11——该轴段长度过长，无静止件轴承盖接触。

3.3解：（1）选用A型平键，由轴径d80mm查表可得：

平键截面尺寸为：b22mm，h14mm；

由齿轮轮毂宽度B150mm，取键长L140mm；

其标记为：键22140GB/T1096-2003。 （2）验算平键的挤压强度：

齿轮与轴的材料均为45钢，工作中有轻微振动，

许用挤压为：p100~120MPa

A型平键工作长度为：lLb14022118mm

4T42000103p60.53MPa

dhl8014118显然pp，选用该平键合理，挤压强度足够。

第7章 滚 动 轴 承

习 题 参 考 答 案

1．选择题

1）中等转速正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是__（1）__。

(1) 疲劳点蚀 (2) 塑性变形 (3) 胶合 2）按基本额定动载荷选定的滚动轴承，在预定的使用期限内其失效概率最大为__(3)__。 (1) 1% (2) 5% (3) 10% (4) 50%

3）外圈固定内圈随轴转动的滚动轴承，其内圈上任一点的接触应力为__(3)__。 (1) 对称循环交变应力 (2) 静应力

(3) 不稳定的脉动循环交变应力 (4) 稳定的脉动循环交变应力

4）角接触球轴承承受轴向载荷的能力，随公称接触角α的增大而__（1）__。 (1) 增大 (2) 减少 (3) 不变

5）滚动轴承的接触式密封是__（1）__。

(1) 毡圈密封 (2) 油沟式密封 (3) 迷宫式密封 (4) 甩油密封

6）滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行__（1）__。 (1) 疲劳寿命计算 (2) 静强度计算 (3) 极限转速验算

7）下列四种轴承中，__（2）__必须成对使用。

(1) 深沟球轴承 (2) 圆锥滚子轴承 (3) 推力球轴承 (4) 圆柱滚子轴承

2）一工程机械的传动装置中，根据工作条件决定采用一对角接触球轴承，面对面布置（如下图所示）。初选轴承型号为7210AC （α=25˚），已知轴承所受载荷Fr1=3000N，Fr2=1000N，轴向外载荷FA=800N，轴的转速n=1460r/min轴承在常温下工作，运转中受中

10000h。等冲击（fp=1.4），轴承预期寿命Lh（Cr=40.8kN C0r=30.5kN） 试问：

（1）说明轴承代号的意义

（2）计算轴承的内部轴向力S1，S2 及轴向力Fa1 ，Fa2 （3）计算当量动载荷P1，P2

（4）计算轴承寿命，说明所选轴承型号是否恰当？

解

（1）略

（2）查表轴承的内部轴向力S0.68Fr； e0.68； ft1

S10.68Fr12040N S20.68Fr2680N

S2FA1480NS12040N 且两轴承为面对面安装

所以2轴承被“压紧”，1轴承被“放松”，

Fa2S1FA2040N800N1240NFa1S12040N（3）

Fa1Fr1204030000.68e

查表 X11,Y10 P1fpFr14200N

Fa212401.24e0.68

Fr21000查表 X20.41,Y20.87 P2fp(X2Fr2Y2Fa2)2084.32N （4）因为P1P2 所以 L10h106ftC310000h ()10465hLh60nP1所选轴承型号恰当。

第十章 连接 1 1）（1） 2）（1） 3）（1） 4）（3） 5）（3） 6）（2） 7）（2）

8）（1） 2

1）60°、连接、30°传动

2）螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角 3）普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹 4）传动效率高

5）螺纹升角；螺纹副的当量摩擦角

6）螺旋副间的摩擦阻力矩、螺母环形端面与被连接件（或垫圈）支承面间的摩擦阻力矩 7）剪切、挤压

8）横向、压溃或被剪断

9）改善螺纹牙间的受力分布不均，提高联接强度。 10）摩擦、机械、破坏螺旋副运动关系 3 1） 螺纹类型 特点和应用 牙型为等边三角形，牙型角α=60°，同一公称直径的普通螺纹，按螺普通螺纹 连接螺纹 圆柱管螺纹 距大小的不同分为粗牙和细牙。细牙螺纹螺距小、升角小、自锁性较好，强度高。但不耐磨，易滑扣；一般连接都用粗牙螺纹，细牙螺纹常用于细小零件、薄壁管件或受冲击、振动和变载荷的场合。 牙型为等腰三角形，牙型角为α=55°，管螺纹为英制细牙螺纹，公称直径为管子的内径。圆柱管螺纹用于水、煤气、润滑和电缆管路系统中。 牙型为等腰三角形，牙型角为α=55°，圆锥管螺纹多用于高温、高压或密封性要求高的管路系统中。 牙型为正方形，牙型角为α=0°。其传动效率较其他螺纹都高，但牙矩形螺纹 根强度弱，螺纹磨损后难以补偿，使传动精度降低，目前已逐渐被梯形螺纹所代替。 传动螺纹 牙型为等腰梯形，牙型角为α=30°。与矩形螺纹相比，传动效率略低，梯形螺纹 但其工艺性好，牙根强度高，对中性好。磨损后还可以调整间隙；它是最常用的传动螺纹。 牙型为不等腰梯形，其工作面牙型斜角β=3°，其非工作面牙型斜角锯齿形螺纹 为30°。它兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点，但它只能用于单向受力的螺纹连接或螺旋传动中。 圆锥管螺纹 2）tan

tan(v)螺纹升角；螺纹副的当量摩擦角；

3）螺栓连接

（1）普通螺栓连接

被连接件不太厚，螺杆带钉头，螺杆穿过被连接件上的通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中保持不变。普通螺栓连接结构简单，装拆方便，可多次装拆，应用较广。

（2）铰制孔用螺栓连接

孔和螺栓杆多采用基孔制过渡配合（H7/m6、H7/n6），能精确固定被连接件的相对位置，并能承受横向载荷，也可作定位用，但孔的加工精度要求较高。

双头螺柱连接

这种连接适用于结构上不能采用螺栓连接的场合，例如被连接件之一较厚不宜制成通孔，且需要经常拆卸时，通常采用双头螺柱连接。拆卸时只需拆螺母，而不必将双头螺柱从被连接件中拧出。

螺钉连接

这种连接适用于被连接件之一较厚的场合，其特点是螺钉直接拧入被连接件之一的螺纹孔中，不用螺母。但如果经常拆卸容易使螺纹孔磨损，因此多用于不需经常装拆且受载较小的场合，

紧定螺钉连接

紧定螺钉连接是利用拧入零件螺纹孔中的螺钉末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置，如图10.4所示，并可传递不大的轴向力或扭矩。

a） b）

图10.4 紧定螺钉连接

特殊连接

（1）地脚螺栓连接

地脚螺栓连接，机座或机架固定在地基上，需要用结构特殊的地脚螺栓，其头部为钩形结构，预埋在水泥地基中，连接时将地脚螺栓露出的螺杆置于机座或机架的地脚螺栓孔中，然后再用螺母固定。

（2）吊环螺钉连接

吊环螺钉连接，通常用于机器的大型顶盖或外壳的吊装。例如，减速器的上箱体，为了吊装方便，可用吊环螺钉连接。

4）在静载荷作用下，连接螺纹都能满足自锁条件即螺纹升角ψ小于或等于当量摩擦角ρv。此外，螺母、螺栓头部等支承面上的摩擦力也有防松作用。但在冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失。这种现象多次重复后，就会使连接松脱。在高温或温度变化较大的情况下，由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛，也会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，最终将导致连接松动。

螺纹连接一旦出现松脱，轻者会影响机器的正常运转，重者会造成严重事故。因此，为了防止连接松脱，保证连接安全可靠，设计时必须采取有效的防松措施

常用防松方法举例

防松 方法 防松原理、特点 防松实例

使螺纹副中有不随连接载荷而变的压力，因此始终有摩擦力矩防止相对转动。压力摩防可由螺纹副纵向或横结构简单，使用方限制，因此在冲击、振动时防松效果受到影响，常用于一般不重要的连接。 两螺母对顶拧紧，旋合部分的螺杆受拉而螺母受压，从而使螺纹副纵向压紧。 擦 向压紧而产生。 松 便，但由于摩擦力受到利用拧紧螺母时，垫圈被压平后的弹性力使螺纹副纵向压紧。 利用螺母末端椭圆口的弹性变形箍紧螺栓，横向压紧螺纹。 机防利用便于更换的使用方便，防松安槽形螺母拧紧后用开口销插人螺母槽与螺栓尾部的小孔中，并将销尾部掰开，阻止螺母与螺杆的相对运动。 将垫片折边约束螺母，而自身又折边被约束在被连接件上，使螺母不能转动。同时，螺栓的钉头要被卡住，使螺栓不能转动。 利用钢丝使一组螺栓头部互相制约，当有松动趋势时，金属丝更加拉紧。 械 金属元件约束螺旋副。 松 全可靠。 破坏螺纹副关系 焊住 冲点 把螺纹副转变为非运动副，从而排除相对转动的可能，属于不可拆连接。 胶接：在螺纹副间涂黏合剂，拧紧螺母后黏合剂能自动固化，防松效果好。

5）（1）预紧2防松3加垫圈4换螺母 6）（1改善螺纹牙间载荷分布不均匀状况（静强度） 2减小应力幅（疲劳强度） 3减小应力集中（静强度） 4减小附加应力（疲劳强度）

5采用合理的制造工艺（疲劳强度）

7）拧紧力矩越大，螺栓所受的预紧力就越大。如果预紧力过大，螺栓就容易过载拉断，直径小的螺栓更容易产生这种情况。因此，对于需要预紧的重要螺栓连接，不宜选用小于M12的螺栓。必须使用时，应严格控制其拧紧力矩。

采用测力矩扳手或定力矩扳手控制预紧力的方法，操作简单，但准确性较差（因拧紧力矩受摩擦系数波动的影响较大）。为此，对于大型连接，可利用液力预拉螺栓，或加热使螺栓伸长到需要的变形量，然后再把螺母拧紧

8）铆接工艺简单、抗振、耐冲击、牢固可靠，但一般结构笨重，铆接时噪音很大，影响工人健康和环境安宁。随着焊接技术的发展，压力容器、罐等许多设备的铆接已被焊接代替；螺栓、焊接结构应用广泛，目前铆接主要用于桥梁、建筑、造船、重型机械、飞机制造以及少数焊接技术受限制的场合。

焊接的结构强度大、刚度高、重量轻、密封性好、成本低、生产周期短、可靠性好、施工简便。因此，在机器制造中，大量采用焊接技术。如船体、锅炉、各种容器等都采用焊接结构。焊接技术广泛应用于石油化工、船舶、建筑、航空、航天以及海洋工程中。

胶接与铆接、焊接相比，具有工艺简单、无需复杂设备、变形小、应力分布均匀、便于不同材料的连接、可用于极薄金属片的连接、质量轻、外观平整、绝缘性好、耐腐蚀以及密封性能好等优点。在机械制造中，胶接主要应用于以下几方面：①大型结构件的连接；②金属切削刀具的制作；③模型的制造；④紧固与密封件的胶接；⑤设备维修时破损件的修复。

2) 计算转矩

T= F t×D/2=400*250=100000N·m 计算每个螺栓的预紧力

2*1.2*105=5333N FfD0z2*0.15*1502KfT螺纹直径

d4*1.3*F12.1

π[]选M16

4) 许用应力:360/3=120MPa 预紧力为 由公式d4*1.3*F π[]求出预紧力：F0=5083.7N

最大牵引力与预紧力关系公式为F0最大牵引力为R=1271N

Kf*Rz*f