第24练 螺纹连接 江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第24练，内容涵盖4-3 螺纹连接。 江苏省（职教高考）机械类 一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第24练 模块4 连接 第3节 螺纹连接 一、单项选择题 1．在机械装配中，螺栓连接是应用最广的螺纹连接方式。被连接的两块板都只需加工通孔而不需加工螺纹孔，螺栓穿过两板后用螺母拧紧。这种螺栓连接的结构特点是（ ） A．被连接件之一的孔需加工内螺纹 B．螺栓头和螺母直接压在被连接件表面上 C．两被连接件均加工通孔，螺栓穿过通孔后用螺母拧紧 D．螺栓直接旋入被连接件之一的螺纹孔中 2．普通螺纹的牙型角为60°，牙根强度高、自锁性好，广泛用于连接。普通螺纹同一公称直径下按螺距分为粗牙和细牙。细牙螺纹与粗牙螺纹相比，其特点是（ ） A．螺距小、升角小、自锁性更好 B．螺距大、升角大、传动效率高 C．牙型角不同，为55° D．承载能力远低于粗牙螺纹 3．在拧紧螺栓时，螺栓杆中产生的沿轴线方向的拉力称为预紧力。适当的预紧力可以增强连接的可靠性和紧密性。预紧力过大的直接后果是（ ） A．连接松动，被连接件之间出现间隙 B．螺栓与螺母自动松脱 C．被连接件被压溃或密封件被破坏 D．螺栓杆被拉长发生塑性变形甚至被拉断 4．在承受振动或变载荷的螺纹连接中，必须采取防松措施防止螺母自动松脱。弹簧垫圈是最常用的防松元件，其防松原理是（ ） A．增大螺纹副之间的摩擦力 B．靠弹力和斜口的摩擦力阻止螺母反转 C．将螺母与被连接件焊死 D．在螺母上插入开口销阻止其转动 5．在拧紧螺栓时，螺栓杆中同时承受拉伸和扭转的复合作用。计算螺栓强度时，通常将计算载荷取为工作载荷的1.3倍以考虑扭转切应力的影响。1.3这个系数对应的螺栓强度计算方法是（ ） A．按纯拉伸强度计算 B．按纯剪切强度计算 C．按弯扭组合变形计算 D．按拉扭组合的简化计算方法 6．被连接件之一太厚不宜加工通孔，且需要经常拆装的场合，应选用的螺纹连接类型是（ ） A．双头螺柱连接 B．螺钉连接 C．螺栓连接 D．紧定螺钉连接 二、填空题 7．常用的螺纹连接类型有：两被连接件均加工通孔、用螺栓和螺母连接的____连接；被连接件之一太厚加工盲螺孔、用螺钉直接旋入的____连接；以及一端旋入厚件螺孔、另一端用螺母连接的____连接。需频繁拆装时优选____连接。 8．螺纹连接防松的实质是防止____副之间的相对转动。常用的防松方法有：利用附加摩擦力的____防松（如弹簧垫圈、对顶螺母）；利用机械元件的____防松（如开口销与槽形螺母、止动垫圈）；以及破坏螺纹副的____防松（如焊死、冲点）。 三、问答题 9．普通螺纹连接的自锁性分析是理解其连接原理的基础。请回答：（1）螺纹连接的自锁条件是什么？为什么普通螺纹能满足自锁条件而矩形螺纹不能？（2）为什么在承受振动或变载荷时螺纹连接会发生松脱？这与自锁条件是否矛盾？说明原因。 四、计算题 10．一紧螺栓连接承受轴向工作载荷F等于20kN。螺栓为M20普通粗牙螺纹（小径d1约等于17.3mm），螺栓材料的许用拉应力[σ]等于100MPa。考虑扭转切应力的影响，计算载荷取工作载荷的1.3倍。试校核该螺栓的拉伸强度。（π取3.14） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机械类《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第24练，内容涵盖4-3 螺纹连接。 江苏省（职教高考）机械类 一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第24练 模块4 连接 第3节 螺纹连接 一、单项选择题 1．在机械装配中，螺栓连接是应用最广的螺纹连接方式。被连接的两块板都只需加工通孔而不需加工螺纹孔，螺栓穿过两板后用螺母拧紧。这种螺栓连接的结构特点是（ ） A．被连接件之一的孔需加工内螺纹 B．螺栓头和螺母直接压在被连接件表面上 C．两被连接件均加工通孔，螺栓穿过通孔后用螺母拧紧 D．螺栓直接旋入被连接件之一的螺纹孔中 【答案】C 【解析】螺栓连接：两被连接件均加工通孔（孔径比螺栓直径略大），螺栓穿过通孔后在另一端用螺母拧紧。结构简单、装拆方便、成本低，是最常用的可拆连接。双头螺柱连接用于被连接件之一太厚不宜加工通孔的场合。 2．普通螺纹的牙型角为60°，牙根强度高、自锁性好，广泛用于连接。普通螺纹同一公称直径下按螺距分为粗牙和细牙。细牙螺纹与粗牙螺纹相比，其特点是（ ） A．螺距小、升角小、自锁性更好 B．螺距大、升角大、传动效率高 C．牙型角不同，为55° D．承载能力远低于粗牙螺纹 【答案】A 【解析】细牙螺纹螺距小、升角小（升角越小自锁性越好），适用于薄壁零件和需要良好防松性能的场合。粗牙螺纹螺距大、升角大，自锁性不如细牙但强度高、耐磨，为一般连接常用。注意：粗牙和细牙同为普通螺纹，牙型角均为60°。 3．在拧紧螺栓时，螺栓杆中产生的沿轴线方向的拉力称为预紧力。适当的预紧力可以增强连接的可靠性和紧密性。预紧力过大的直接后果是（ ） A．连接松动，被连接件之间出现间隙 B．螺栓与螺母自动松脱 C．被连接件被压溃或密封件被破坏 D．螺栓杆被拉长发生塑性变形甚至被拉断 【答案】D 【解析】预紧力过大的后果：螺栓杆中的拉应力超过屈服极限，螺栓发生塑性变形被拉长甚至拉断。预紧力过小则连接不可靠。控制预紧力的方法有：使用测力矩扳手、测量螺栓的伸长量、使用力矩-转角法。 4．在承受振动或变载荷的螺纹连接中，必须采取防松措施防止螺母自动松脱。弹簧垫圈是最常用的防松元件，其防松原理是（ ） A．增大螺纹副之间的摩擦力 B．靠弹力和斜口的摩擦力阻止螺母反转 C．将螺母与被连接件焊死 D．在螺母上插入开口销阻止其转动 【答案】B 【解析】弹簧垫圈压平后产生持续的弹力压紧螺纹副，同时垫圈斜口的尖角嵌入螺母和被连接件表面阻止螺母反转。选项A过大不精确——弹簧垫圈确实增大摩擦但那不是其防松原理。C是破坏性防松中的焊死法，D是开口销防松。 5．在拧紧螺栓时，螺栓杆中同时承受拉伸和扭转的复合作用。计算螺栓强度时，通常将计算载荷取为工作载荷的1.3倍以考虑扭转切应力的影响。1.3这个系数对应的螺栓强度计算方法是（ ） A．按纯拉伸强度计算 B．按纯剪切强度计算 C．按弯扭组合变形计算 D．按拉扭组合的简化计算方法 【答案】D 【解析】拧紧螺栓时螺栓杆同时承受拉伸（预紧力）和扭转（螺纹副摩擦力矩），处于拉扭组合变形状态。工程中简化为按纯拉伸计算但将轴向载荷乘以1.3的系数来考虑扭转切应力的影响，避免了拉扭组合的复杂计算。 6．被连接件之一太厚不宜加工通孔，且需要经常拆装的场合，应选用的螺纹连接类型是（ ） A．双头螺柱连接 B．螺钉连接 C．螺栓连接 D．紧定螺钉连接 【答案】A 【解析】双头螺柱连接：一端旋入厚件的螺纹孔中（不经常拆出），另一端用螺母紧固薄件。适用于被连接件之一太厚不宜加工通孔且需经常拆装的场合。螺钉连接也是旋入厚件，但频繁拆装会使内螺纹磨损导致连接失效，不宜用于经常拆装。 二、填空题 7．常用的螺纹连接类型有：两被连接件均加工通孔、用螺栓和螺母连接的____连接；被连接件之一太厚加工盲螺孔、用螺钉直接旋入的____连接；以及一端旋入厚件螺孔、另一端用螺母连接的____连接。需频繁拆装时优选____连接。 【答案】螺栓；螺钉；双头螺柱；螺栓 【解析】三类螺纹连接选型：被连接件不太厚且可加工通孔→螺栓连接（最常用）；被连接件之一太厚不宜通孔→螺钉连接或双头螺柱连接。螺钉连接不宜频繁拆装（内螺纹易磨损），频繁拆装选双头螺柱或螺栓连接。 8．螺纹连接防松的实质是防止____副之间的相对转动。常用的防松方法有：利用附加摩擦力的____防松（如弹簧垫圈、对顶螺母）；利用机械元件的____防松（如开口销与槽形螺母、止动垫圈）；以及破坏螺纹副的____防松（如焊死、冲点）。 【答案】螺纹；摩擦；机械；不可拆 【解析】螺纹防松三类方法：摩擦防松（增大螺纹副摩擦阻力——弹簧垫圈、对顶螺母）、机械防松（用附加零件直接阻止螺母反转——开口销、止动垫圈、串联钢丝）、不可拆防松（破坏螺纹副使其永久不能拆卸——焊死、冲点、涂胶粘剂）。 三、问答题 9．普通螺纹连接的自锁性分析是理解其连接原理的基础。请回答：（1）螺纹连接的自锁条件是什么？为什么普通螺纹能满足自锁条件而矩形螺纹不能？（2）为什么在承受振动或变载荷时螺纹连接会发生松脱？这与自锁条件是否矛盾？说明原因。 【答案】（1）螺纹连接的自锁条件是螺纹升角λ小于螺旋副的当量摩擦角ρv。普通螺纹（三角螺纹）的牙型角为60°，螺纹牙侧面的正压力产生较大的摩擦力，当量摩擦系数大，当量摩擦角大（约6°至8°），而螺纹升角一般仅1.5°至3.5°，满足λ<ρv的自锁条件。矩形螺纹牙型角为0°，当量摩擦系数小，当量摩擦角小（约3°至5°），自锁性差，一般用于传动螺纹。（2）振动或变载荷时松脱的原因：静载下螺纹副满足自锁条件不会自动松脱。但在振动和变载荷下，螺纹副之间的压紧力会发生波动，瞬时可能为零或大幅减小，导致摩擦力也瞬时为零或大幅减小。此时即使螺纹升角小于当量摩擦角，由于摩擦力瞬时不满足自锁条件，螺母会产生微小的反向转动。反复的振动使这种微转逐步累积，最终导致连接松脱。这与静载下的自锁条件不矛盾——自锁条件是对静载而言，振动和变载荷改变了摩擦条件。 【解析】自锁是对静载条件而言，振动和冲击会破坏自锁的稳定条件。防松设计的本质是在振动环境中维持摩擦阻力或增加机械锁定。理解自锁条件与振动松脱的辩证关系有助于正确选择防松措施。 四、计算题 10．一紧螺栓连接承受轴向工作载荷F等于20kN。螺栓为M20普通粗牙螺纹（小径d1约等于17.3mm），螺栓材料的许用拉应力[σ]等于100MPa。考虑扭转切应力的影响，计算载荷取工作载荷的1.3倍。试校核该螺栓的拉伸强度。（π取3.14） 【答案】计算载荷Fca等于1.3乘以F等于1.3乘以20000等于26000N。螺栓危险截面为螺纹小径处，截面面积A1等于π乘以d1²除以4等于3.14乘以299.29除以4约等于235mm²。拉应力σ等于Fca除以A1等于26000除以235约等于110.6MPa。σ约等于110.6MPa，大于[σ]等于100MPa，该螺栓的拉伸强度不满足要求。改进建议：增大螺栓规格（选用M22或M24）、改用强度等级更高的螺栓材料、或减小预紧力（但需校核连接可靠性）。 【解析】紧螺栓强度计算需考虑扭转切应力的影响，工程中简化为将轴向载荷乘以1.3倍作为计算载荷，再按纯拉伸公式计算。步骤：确定计算载荷→计算危险截面面积→求拉应力→与许用值比较。注意：螺纹的危险截面在螺纹小径处而非公称直径处。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $