2-10 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知轴传递的功率P = 9 kW,转速 n=100 r/min,轴和齿轮的材料均为钢,联轴器材料为铸铁,工作时有轻微冲击。试选择两处键的类型和尺寸,并校核其联接强度。
2-11 图示的双联滑移齿轮与轴用矩形花键联接,已知传递的转矩T=140 N.m,齿轮在 空载下移动,工作情况良好,轴D=34 mm,齿轮宽度L=40 mm,轴和齿轮的材料均为钢,花键齿面热处理后硬度小于45HRC。试选择花键、校核联接强度,并写出联接的标记代号。
例 题
例2-1 如图a所示的铸铁(HT150)支架,用一组螺栓固定在钢制底座上,支架轴孔中心受一斜力P=10000 N,P力与水平面的夹角α=30°,轴孔中心高度 h=250 mm,底板尺寸l1=200 mm,l2=400 mm,l3=150 mm,螺栓孔中心距 l=320 mm。试求螺栓所受的最大轴向总载荷,并校核螺栓组联接接合面的工作能力。
解 (1)螺栓受力分析
①将斜力P 分解为水平分力Px 和垂直分力Pz;再将水平分力Px简化到接合面上,得翻转力矩M 和作用在接合面上的横向力Px,见例2-1图b。支架螺栓组共受以下诸力和力矩作用:
轴向力(作用干螺栓组形心,垂直向上)
N
横向力(作用于接合面,水平向右)
N
翻转力矩(绕O 轴,顺时针方向)
N.mm
②计算每个螺栓所需要的预紧力Qp。 Px 要使底板向右滑移,受到联接接合面摩擦力的阻挡。预紧力Qp使接合面间产生摩擦力。Px 使预紧力减小。M 对摩擦力无影响,因在M作用下,底板右部的压力虽然增犬,但其左部的压力却以同样程度减小。参照式(2-9)并考虑Pz 对预紧力的影响可得底扳不滑移条件为
取Kf =1.2,f=0.15(表2-3,铸铁对干燥加工表面),
(表2-5,无垫片),
则 N
③计算螺栓的工作拉力。在垂直拉力Pz作用下,螺栓所受到的工作拉力,按式(2-8)知
N
在翻转力矩M作用下,螺栓所受到的工作拉力,按式(2-17)知
N
故总工作拉力为
N
④计算螺栓总拉力。由式(2-28)得螺栓的总拉力为
N
(2)校核螺栓组联接接含面的工作能力 ①检查受载时铸铁底板右边缘处走否压溃 参照式(2-18)得
式中 接合面有效面积为
mm2
接合面的有效抗弯剖面模量为
mm3
代入得
查表2-4知铸铁(HT150)的许用挤压应力为 面右边缘处不致压溃。
②检查受载时底板左边缘处走否出现间隙 参照式(2-19)得
MPa
MPa,由于ζpmax<< [ζp],故接合
故接合面左边缘处不会产生间隙。