机械设计复习题(五).pdf

1 第五章第五章 螺纹联接和螺旋传动螺纹联接和螺旋传动 一 填空题一 填空题 1 根据螺旋线的绕行方向 螺纹可分为 和 两种 2 普通螺纹因牙形角大而 故常用于联接 而梯形螺纹效率高 故 常用于 3 螺纹常用于联接 螺纹联接常用的防松方法有 和 改变联接性质三类 4 螺纹联接的基本类型有 5 普通螺纹的公称直径是指 管螺纹的公称直径指的是 计算螺纹危险截面的面积使用的是螺纹的 6 螺纹升角增大 则螺纹联接的自锁性 传动的效率 7 当所受轴向载荷通过时 螺栓组中各螺栓承受的相等 8 请写出两种螺纹联接中常用的防松方法 和 9 管螺纹的公称直径指的是 英制管螺纹的牙型角为 米 制管螺纹的牙型角为 10 螺纹联接的精度等级分别为 一般螺纹联接通常选用精度 二 判断题二 判断题 1 铰制孔螺栓联接 被联接件上的铰制孔与螺栓杆之间无间隙 螺栓可承受横 向载荷 2 运动副是联接 联接也是运动副 3 弹簧垫圈防松属于摩擦防松 4 用于紧固联接的螺纹不仅自锁性要好 而且传动的效率也要高 5 标准公制普通螺纹的牙型角为 30 度 6 普通螺栓联接靠剪力来传递横向载荷 7 受交变横向载荷作用的普通螺栓联接 在正常工作时螺栓杆所受到的拉力不 变 8 对于受转矩作用的普通螺栓组联接 各螺栓杆将受到不等的剪力作用 且其 剪力的大小与螺栓杆轴线到螺栓组联接的转动中心之距离成正比 三 选择题三 选择题 1 螺纹联接是一种 A 可拆联接B 不可拆联接C 动联接D 过盈联联接 2 拧紧螺母时的功率主要与螺纹的 有关 A升角B 线数C 螺距和牙型角D 升角和牙型角 3 普通螺纹联接中的松螺纹和紧螺纹联接的主要区别是 松螺纹联接的螺纹部 分不承受 的作用 A拉伸B 扭转C 剪切D 弯曲 4 被联接件受横向外力时 如采用普通螺纹联接 则螺栓可能失效的形式为 A 剪切与挤压破坏B 拉断C 拉扭断裂 5 刚性凸缘联轴器用四只铰制孔螺栓联接 螺栓中心的圆直径 D 200mm 轴传 2 递扭矩 T 180N m 则作用在每个螺栓上的力为 A 1800B 240C 450D 540 6 用于薄壁零件联接的螺纹 应采用 A 三角形细牙螺纹 B 梯形螺纹 C 锯齿形螺纹 D 多线的三角形粗牙螺纹 7 选用螺纹联接的类型时 若被联接件之一的厚度较大 且材料较软 强度较 低 需经常拆卸的情况下 一般宜采用 A 螺栓联接 B 螺钉联接 C 双头螺柱联接 D 紧定螺钉联接 8 当被联接件之一很厚 联接需经常拆装时 常用 联接 螺纹联接中 按相同尺寸比较 成本最低的是 联接 A 螺钉 B 普通螺栓 C 铰制孔螺栓 D 双头螺柱 9 对于联接用螺纹 主要要求联接可靠 自锁性能好 故常选用 A 升角小 单线三角形螺纹 B 升角大 双线三角形螺纹 C 开角小 单线梯形螺纹 D 升角大 双线矩形螺纹 10 在螺栓联接设计中 若被联接件为铸件 则有时在螺栓孔处制做沉头座孔或 凸台 其目的是 A 避免螺栓受附加弯曲应力作用 B 便于安装 C 为安置防松装置 D 为避免螺栓受拉力过大 11 在螺栓联接中 有时在一个螺栓上采用双螺母 其目的是 A 提高强度 B 提高刚度 C 防松 D 减小每圈螺纹牙上的受力 12 普通螺纹的牙型角为 圆柱或圆锥管螺纹的牙型角为 A 15 B 30 C 55 D 60 13 在下列杆中 面不可切制螺纹 14 下面三种类型螺纹联 接中 更适 合于承受横向工作载荷 ABCD 3 15 在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中 螺栓杆 作用 A 受切应力B 受拉应力 C 受扭转切应力和拉力D 只可能受切应力 又可能受拉应力 16 紧螺栓联接受轴向外载荷 假定螺栓的刚度 b C与被联接件的刚度 m C相等 联接 的预紧力为 p Q要求受载后接合面不分离 当外载荷F等于预紧力 p Q时 则 A 被联接件分离 联接失效B 被联接件即将分离 联接不可靠 C 联接可靠 但不能继续加载 D 联接可靠 只要螺栓强度足够 还可以继续加大外载荷F 17 甲 乙两只厚度不同的螺母 用于同样的受力和结构条件的联接中 甲可旋 10 圈 乙可旋 30 圈 它们的联接强度是 A 甲大于乙B 乙大于甲C 甲乙基本相同D 谁大谁小不一定 四 简答题四 简答题 1 螺纹联接为什么要防松 防松的目的是什么 2 螺纹联接的类型有哪些 螺纹联接预紧的目的是什么 五 分析计算题五 分析计算题 1 如图所示的螺栓组联接 已知外载荷 F 5KN 各有关几何尺寸如图所示 试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷 Fsmax 2 用绳索通过吊环螺钉起重 绳索受最大拉力 max 10kNF 螺钉刚度与被联接件 刚度之比 1 2 1 3 C C 试求 1 为使螺钉头与重物接触面不离缝 螺钉的最小预紧力 2 若预紧力为 10kN 工作螺钉的残余预紧力为多少 3 一螺栓所受轴向工作载荷 F 4000N 残余预紧力取 F1 1 6F 螺栓材料的屈 服极限应力 s 315Mpa 安全系数 n 2 计算螺栓所需最小螺纹小径 d1 4 设图示螺栓刚度为 b C 被联接件刚度为 m C 如果8 mb CC 预紧力 0 1000FN 工作载荷1100FN 试求螺栓中的总拉力 2 F和被联接件的残余 预紧力 1 F 0 F FF FF 0 F ABC 4 5 一螺栓所受轴向工作载荷F 4000N 残余预紧力取F1 1 6F 螺栓材料的屈服 极限应力 s 315Mpa 安全系数n 2 计算螺栓所需最小螺纹小径d1 6 如下图所示为一个铸铁托架 用四个普通螺栓固定在铸钢立柱上 已知 W 1000N L 700mm L1 300mm 接触面间的摩擦系数 f 0 2 螺栓的许用拉 应力 50MPa 防滑系数 KS 1 3 试确定螺栓所需要的公称直径 d 普通螺纹基本尺寸 GB196 81 dd1 1210 106 1411 835 1613 835 1815 296 2017 294 2420 752 7 一方形盖板用4个螺栓与箱体联接 盖板中心O点的吊环受拉力F 10kN 现 要求 1 设工作载荷有变化 取残余预紧力F1为工作拉力F的0 6倍 试计算每个 螺栓的总拉力F2 2 如因制造误差 吊环由O点移至点O 见下图 5 2OO mm 试计算受力最大的螺栓的总拉力F2max 8 刚性凸缘联轴器用 6 个普通螺栓联接 螺栓均匀分布在 D 155mm 的圆周上 接合面摩擦系数 0 12 摩擦传力的可靠性系数 防滑系数 Kf 12 若联轴器 传递的转矩 T 1500N m 问每个螺栓预紧力 F 应为多大 螺纹联接和螺旋传动螺纹联接和螺旋传动答案答案 一 填空题一 填空题 5 1 左旋螺纹 右旋螺纹 2 自锁性能好 传动 3 三角形螺纹 摩擦防松 机械防松 4 螺栓联接 双头螺柱联接 螺钉联接 紧定螺钉联接 5 螺纹大 径 管子的内径 螺纹小径 6 降低 提高 7 螺栓组形心 轴向工作拉力 8 双螺母 防松垫圈 9 管子的内径 55 60 10 A B C 级 C 级 二 判断题二 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 三 选择题三 选择题 1 A 2 D 3 B 4 B 5 C 6 A 7 C 8 D B 9 A 10 A 11 C 12 D C 13 C 14 C 15 C 16 D 17 C 四 简答题四 简答题 1 1 螺纹联接拧紧后 在静载荷下 如不加反向的外力矩就不会自动松开 即螺纹联接具有自锁性 但在冲击 振动 变载荷作用下 或工作温度变化较大 时 螺纹联接常常失去自锁能力 产生自动松脱现象 这不仅影响机器正常工作 还可能造成严重事故 因此 机器中的螺纹联接必须采取防松措施 2 防松的目的在于防止螺纹副的相对转动 2 类型 螺栓联接 双头螺柱联接 螺钉联接 紧定螺钉联接 联接预紧的目的 在于增强联接的可靠性和紧密性 以防止受载后被联接件间出 现缝隙或发生相对滑移 五 分析计算题五 分析计算题 1 解 解 1 T F 500 5 103 500 2 5 106 Nmm 2 在 F 作用下 各螺栓所受横向力为 Fs1 1250 4 105 3 z F N 3 在 T 作用下 各螺栓所受横向力也相等 为 22 6 2 2 80804 105 2 44 F r T r rT s 3 5524 N 4 显然 1 2 两螺栓所受的横向力最大 为 cos2 21 2 2 2 1maxsssss FFFFF 135cos 3 552412502 3 55241250 22 6469 N 2 解 解 1 螺钉头与重物接触面不离缝 应使残余预紧力 FF C CC F 2 12 0 故得螺钉最小预紧力为 F C CC F C CC F 2 12 1 11 3 3 3 4 100007500 max N 6 2 预紧力 F 10 kN 则工作螺钉残余预紧力 FF C CC F C CC F 2 12 1 11 10000 3 3 10000 3 4 100002500 max N 3 解 解 1 求螺栓的总拉力 2 F 21 2 610400NFFFF 2 求螺栓的许用拉应力 315 157 5Mpa 2 S n 3 求螺栓所需最小螺纹小径 2 2 1 1 3F 4 d 2 1 1 3F 10 46mm 4 d 4 解 解 1 螺栓中的总拉力为 20 100011001122 8 bb mbbb CC FFFN CCCC 2 联接件中的残余预紧力为 10 8 1000110022 8 mb mbbb CC FFFN CCCC 5 解 解 6 解 解 1 将 W 向 O 点平移得 W W 1000N T WL 1000 700 7 105 Nmm 2 在 W 作用下 R1W R2W R3W R4W W Z 1000 4 250 N 方向如图所 22 1 2 1 21 1 1 31 3 44 157 5 2 610400 10 46 s FF d d MPa n FFFFN dmm 式中 7 示 在 T 作用下 R1T R2T R3T R4T 5 1 7 10 824 96 2 2 3004 2 2 T L Z N 方向如图 所示 由受力图可知 在 W 和 T 共同作用下 以螺栓 2 3 联接处所受的横向载荷为 最大 即为 135cos2 22 2 2 2 232 TWTW RRRRRR 2 1017135cos96 824250296 824250 22 N 3 由螺栓 2 或螺栓 3 处联接不滑移的条件得 QpfZm KSR2 88 6611 112 0 2 10173 1 2 fZm RK Q S p N 4 由螺栓杆强度条件得 795 14 5014 3 88 66112 5 2 5 1 p Q d mm 故应选择 M18 的普通螺栓 d1 15 296 14 795 W T WL R2 W R2 R2 R3 R1 R4 W R1 W R4 W R3 R1 R4 R3 7 解 解 1 10 2 5 4 F F Z kN F2 F1 F 1 6F 1 6 2 5 4 kN 2 将 F 向 O 点平移 得 轴向外载荷 F F 10 kN 倾覆力矩 M F OO 10 5 2