机械设计基础第10章联接习题解答.doc

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机械设计基础第10章联接习题解答

10-1试证明具有自锁性的螺旋传动，其效率恒小于50%。

证：

η=tgψ/tg（ψ+ρ）自锁条件ψ≤ρ

η≤tgψ/tg2ψ=（1-tg2ψ）/2≤0.5即50%

10-2试计算M20、M20*1.5螺纹的升角，并指出哪种螺纹的自锁性较好。

解:

M20粗牙螺纹d2=18.376P=s=2.5ψ=tg-1s/（πd2）=2.48°

M20*1.5细牙螺纹d2=19.026P=s=1.5ψ=1.44°

∴细牙螺纹自锁效果好

10-3求螺栓所产生的拉应力为若干？

螺栓会不会损坏?

解:

材料35σB=530MPaσS=315MPa（表9-1p123）

螺栓M8d1=6.647d2=7.188P=1.25（表10-1p135）ψ=3.1683°

f’=0.1ρ’=tg-1f’=5.7106°

螺母M8d0=9dw=11.5rf=（dw+d0）/4=5.125

螺纹拧紧时 T=Fa[d2tg（ψ+ρ’）/2+fcrf]=FL（参考例10-2p140）

∴Fa=2FL/[d2tg（ψ+ρ’）+2fcrf]=25500N

734.85MPa>σS螺栓会损坏

10-4

解:

Fa=100kN梯形螺纹d=70d2=65P=10n=4

ρ’=5.711°

（1）

（2）Nm

（3）螺杆每转1转工作台升高S=nP=40

螺杆转速n杆=υ/S=800/40=20r/min

螺杆功率

（4）工作台下降时

阻力矩（制动力矩）

10-5求允许的牵引力。

解:

材料Q235（表9-1）

S=1.2~1.5（表10-6）取S=1.5

螺栓受横向载荷紧螺栓联接2个螺栓承载各承载F/2M10d1=8.376

允许牵引力最大1534N

10-6试计算螺纹接头的螺纹。

解:

材料Q275σS=275MPa载荷稳定按静应力取S=1.5[σ]=σS/S=183.3MPa

按松螺栓联接

选用螺栓M12d1=10.106mm

10-7试求施加于杠杆端部的作用力W的允许值。

解：

材料35钢，，紧螺栓受轴向载荷，（M20），（静载荷）设单个螺栓轴向载荷，取残余预紧力

由得

设夹紧的螺栓对轴的平均压力为p，因故

摩擦力矩即：

所以

10-10试决定凸缘联轴器螺栓数。

解：

材料45，螺栓M16，紧螺栓联接，不可控预紧力，横向载荷，

，（按静载荷）

设螺栓数为n，横向载荷

由得

而所以即

取

10-11试计算油缸的螺柱连接和螺柱分布圆直径

解:

暂取Z=8

取

每个螺栓平均承载（1/8）Fa=21112N

螺栓材料取45暂取安全系数S=3[σ]=118.3MPa

取

取螺栓M20d1=17.294S取3合适

所选合适

（或先由

取M20d1=17.294

所取合适。

10-12试设计螺栓联接。

解：

在翻转力矩作用下，托架有绕螺栓组形心轴线翻转的趋势，故假设在载荷F的作用下，上螺栓联接处结合面处于临界分离状态，此时托架受力如图所示。

力平衡时有：

上螺栓此时可以认为受轴向载荷，单个螺栓承受轴向工作载荷0.8kN。

若螺栓材料取45，安全系数S=3，[σ]=118.3MPa，残余预紧力取，

由得

下螺栓此时认为同时受横向载荷和轴向载荷作用。

由于轴向载荷作用在结合面的摩擦力克服了部分横向载荷，可以认为单个螺栓承受的横向载荷为

所以

由得

取M12（d1=10.106mm，稍微不够，但应考虑上螺栓也会承受部分横向载荷，已足够了）。

10-16选择平键并校核强度。

解：

根据轴径选择C型平键。

由d=55mm选b=16mmh=10mmL=100mm

l=L-b/2=92mm

扭矩T=1500Nm=1500000Nmm铸铁（钢与铸铁挤压，铸铁较弱）

所选不合适。

可采用以下方法：

（1）增大轴径和联轴器；

（2）改变联轴器材料，如的钢