机械设计作业集答案-第四版-西北工大版 下载本文

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4-12 答:

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流体动力润滑通常研究的是低副接触零件之间的润滑问题。弹性流体动力润滑是研究在相互滚动 (或伴有滑动的滚动)条件下,两弹性体之间的润滑问题。

流体动力润滑把零件摩擦表面视为刚体,并认为润滑剂的粘度不随压力而改变。弹性流体动力润滑

考虑到零件摩擦表面的弹性变形对润滑的影响,并考虑到润滑剂的粘度随压力变化对润滑的影响。

第五章 螺纹连接和螺旋传动

5—1 大径 ; 中径 ; 小径 ; 5—2 (3) ; (1) ; (1) ; (3) ; 5—3 (2) ; 5—4 90 ;螺纹根部 ; 5—5 (3) ; 5—6 (4) ; 5-7 答:

常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。前两种螺纹主要用于连接, 后三种螺纹主要用于传动。

对连接螺纹的要求是自锁性好,有足够的连接强度;对传动螺纹的要求是传动精度高,效率高,以 及具有足够的强度和耐磨性。

5-8 答:

螺纹的余留长度越长,则螺栓杆的刚度 Cb越低,这对提高螺栓连接的疲劳强度有利。因此,承受 变载荷和冲击载荷的螺栓连接,要求有较长的余留长度。

5-9(略) 5-10 答:

普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂,设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度或疲劳 拉伸强度。

铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆和孔壁被压溃或螺栓杆被剪断,设计准则是保证连接的 挤压强度和螺栓的剪切强度。

5-11 答:

螺栓头、螺母和螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的,实践中很少发生 失效,因此,通常不需要进行强度计算。

5—12 答:

普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷为不变号的不对称循环变载荷,

0 < r < 1;所受横向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷为静载荷, r = 1。

5-13 答:

螺栓的性能等级为 8.8 级,与其相配的螺母的性能等级为 8 级(大直径时为 9 级),性能等级小数 点前的数字代表材料抗拉强度极限的 1/100(σB/100),小数点后面的数字代表材料的屈服极限与抗拉 强度极限之比值的 10 倍(10σS/σB)。

5-14 答: 在不控制预紧力的情况下,螺栓连接的安全系数与螺栓直径有关,螺栓直径越小,则安全系数取得 越大。这是因为扳手的长度随螺栓直径减小而线性减短,而螺栓的承载能力随螺栓直径减小而平方性降 低,因此,用扳手拧紧螺栓时,螺栓直径越细越易过拧紧,造成螺栓过载断裂。所以小直径的螺栓应取 较大的安全系数。

5-15 答:

降低螺栓的刚度或增大被连接件的刚度,将会提高螺栓连接的疲劳强度,降低连接的紧密性;反之 则降低螺栓连接的疲劳强度,提高连接的紧密性。

5-16 答:

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降低螺栓的刚度,提高被连接件的刚度和提高预紧力,其受力变形线图参见教材图 5-28c。 5-17 答:

在螺纹连接中,约有 1/3 的载荷集中在第一圈上,第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。因此采用 螺纹牙圈数过多的加厚螺母,并不能提高螺纹连接的强度。

采用悬置螺母,环槽螺母,内斜螺母以及钢丝螺套,可以使各圈螺纹牙上的载荷分布趋于均匀。 5-18 答:

滑动螺旋的主要失效形式是螺纹磨损,滑动螺旋的基本尺寸为螺杆直径和螺母高度,通常是根据耐 磨性条件确定的。

5-19(略) 5—20 答:

1.公式中螺栓数 z = 8 错误,应当取 z = 4 。

2.螺纹由 d1≥ 9.7mm 圆整为 d = 10mm 错误,应当根据小径 d1≥ 9.7mm ,由螺纹标准中查取螺纹大 径 d 。

5—21 解:

6.8 级螺栓的屈服极限σs=480MPa,许用应力[σ]=σs/s=480/3=160MPa。 由式(5-28),螺栓上的预紧力

2 2

σ 16× × N

[ ] π 10.106 0 πd F ≤ × 1 = × = 9872 0

由式(5-9),最大横向力

1.3 4

fzi 9872 × 0.2 × 2F ≤F =

1 K

0

1.3 4

s5—22(略) 5—23 解:

1.计算单个螺栓的工作剪力

329 N 1

1.2

3

×=

2.确定许用应力

F = 2T=2 × 630×10= 2423N

zD ×

4 130

B

联轴器的材料为铸铁 HT200,σ= 200MPa ,设联轴器工作时受变载荷,查表 5-10,取 Sp= 3 。螺 栓的性能等级为 8.8 级, σ= 640MPa ,查表 5-sSτ=5 ,许用应力

10,取

σ

[

σB 200

] =

= 3 =

66.7MP; a

τ σs

[ ] =

640 =

= 128MPa 5

3.验算连接强度

pSp

查手册,铰制孔用螺栓 GB/T 27-88 M12×60,光杆部分的直径 d0= 13mm ,光杆部分的长度为 60 -22=38mm,因此连接处的最小挤压高度 Lmin= 18mm ,由公式(5-35),接合面的挤压应力

2423 = σp = F σ

d L = 10.35MPa < [p]

0 min

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13 18

由公式(5-36),螺栓杆的剪切应力 4F

τ = π

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