机械设计作业集第6章答案河南科技大学.pdf

机械设计作业集 1 班 级成 绩 姓 名任课教师 学 号批改日期 第六章 键 花键 无键联接和销联接 一 选择题 6 1 普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间C A 沿轴向固定并传递轴向力B 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用 C 沿周向固定并传递周向力D 安装与拆卸方便 6 2 设计键联接时 键的截面尺寸b h 通常根据D 按标准选择 键的长度通常根据 C 按标准选择 A 所传递转矩的大小B 所传递功率的大小C 轮毂的长度D 轴的直径 6 3 当键联接强度不足时可采用双键 使用两个平键时要求两键C 布置 使用两个半圆键时 要求两键A 布置 使用两个楔键时要求两键B 布置 A 在同一直线上B 相隔 90 120 C 相隔 180 D 相隔 120 130 6 4 普通平键的承载能力通常取决于C A 键的剪切强度B 键的弯曲强度C 键联接工作表面挤压强度D 轮毂的挤压强度 6 5 当轴作单向回转时 平键的工作面在D 楔键的工作面在键的A A 上 下两面B 上表面或下表面C 一侧面 D 两侧面 6 6 能构成紧联接的两种键是C A 楔键和半圆键B 半圆键和切向键C 楔键和切向键 6 7 一般采用B 加工 B 型普通平键的键槽 A 指状铣刀B 盘形铣刀 C 插刀 6 8 平键联接能传递的最大转矩T 现要传递的转矩为1 5T 时 则应A A 安装一对平键B 键宽 b 增大到 1 5 倍 C 键长 L 增大到 1 5 倍 6 9 花键联接的主要缺点是B A 应力集中B 成本高 C 对中性及导向性差 6 10 型面曲线为摆线或等距曲线的型面联接与平键联接相比较 D 不是型面联接的优点 A 对中性好B 轮毂孔的应力集中小C 装拆方便D 切削加工方便 二 填空题 6 11 按用途平键分为普通平键 薄型平键 导向平键 滑键 其中 普通平键 薄型平键 用 于静联接 导向平键 滑键 用于动联接 6 12 平键标记 键 B20 80GB T1096 1979 中 B 表示 B 型 方头 键 20 80 表示 键宽 20mm 键长 公称长度 80mm 6 13 普通平键联接的主要失效形式是工作面压溃 导向平键联接的主要失效形式是工作面 的过度磨损 6 14 普通平键联接中 工作面是两侧面 依靠 键与键槽侧面的挤压传递转矩 键的上表面 和轮毂上键槽的底面之间应有间隙 楔键联接中 工作面是上下两面 依靠 键的楔紧作用 摩擦 力 传递转矩 6 15 普通平键联接 不 能承受轴向力 6 16 切向键联接中 单向传动采用一个切向键 双向传动采用两个切向键 在圆周上相隔 120 130 分布 6 17 矩形花键联接采用小径 定心 渐开线花键联接采用齿形 定心 6 18 花键联接中 小径定心比侧面定心精度高 三 分析与思考题 6 19 薄形平键联接与普通平键联接相比 在使用场合 结构尺寸和承载能力上有何区 别 答 薄形平键与普通平键的主要区别是 高度为 普通平键的 60 70 传递转矩的能力较低 机械设计作业集 2 班 级成 绩 姓 名任课教师 学 号批改日期 常用于薄壁结构 空心轴及一些径向尺寸受限制的场合 6 20 按构造分普通平键有A B C 三种型式 他们的使用特点各是什么 与之相配的轴槽 是如何加工的 其工作长度和公称长度之间各有什么关系 答 A 型 轴槽由指状铣刀铣出 圆头键在键槽中固定牢固 键槽应力集中较大 圆头部两侧面 不工作 工作长度与公称长度之间的关系 l L b B 型 轴槽由盘状铣刀铣出 方头键在键槽中常用螺钉紧固 键槽应力集中较小 工作长度 l L C 型 轴槽由指状铣刀铣出 一头圆一头方用于轴端与毂类零件联接 安装方便 工作长度 l L b 2 6 21 半圆键联接与普通平键联接相比 有什么优缺点 它适用于什么场合 答 轴槽用尺寸与半圆键相同的半圆键槽铣刀铣出 键在槽中能绕几何中心摆动以适应轮毂中键 槽的斜度 优点 工艺性较好 装配方便 尤其适用于锥形轴端与轮毂的联接 缺点 轴槽较深 对轴的强度削弱较大 一般只用于轻载静联接中 6 22 为什么采用两个平键时 通常在轴的圆周上相隔180 位置布置 采用两个楔键时 常 相隔 90 120 而采用两个半圆键时 则布置在轴的同一母线上 答 两平键相隔180 布置 对轴的削弱均匀 并且两键的挤压力对轴平衡 对轴不产生附加弯矩 受力状态好 两楔键相隔90 120 布置 若夹角过小 则对轴的局部削弱过大 若夹角过大 则两个 楔键的总承载能力下降 当夹角为180 时 两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载 能力 因此 两个楔键间的夹角既不能过大 也不能过小 两个半圆键布置在轴的同一母线上 半圆键在轴上的键槽较深 对轴的削弱较大 不宜将两 个半圆键布置在轴的同一横截面上 6 23 在材料和载荷性质相同的情况下 动联接的许用压力比静联接的许用挤压力小 试说 明原因 答 因为动联接的失效形式为过度磨损 而磨损的速度快慢主要与压力有关 压力的大小首先应 满足静强度条件 即小于许用挤压应力 然后 为了使动联接具有一定的使用寿命 特意将许用 压力值定得较低 若动联接的相对滑动表面经过淬火处理 其耐磨性得到很大的提高 可相应地 提高其许用压力值 6 24 花键联接的主要失效形式是什么 如何进行强度计算 答 静联接 工作面被压溃 按工作面上的挤压应力进行强度计算 动联接 工作面过度磨损 按工作面上的压力条件性地进行强度计算 6 25 销有哪几种类型 各用于何种场合 销联接有哪些失效形式 答 定位销 用于固定零件的相互位置 是组合加工和装配时的重要辅助零件 联接销 传递不大的载荷 失效形式为剪断和压溃 安全销 作安全装置中的过载剪断元件 6 26 一般联接用销 定位用销及安全保护用销在设计计算上有何不同 答 联接销 根据联接的结构特点按经验或规范确定 必要时再按剪切和挤压强度条件校核计算 定位销 通常不受或只受很小的载荷 故不作 强度校核计算 其直径按结构确定 数目一般不少于两个 安全销 直径应按过载时被剪断的条件确定 p m 3 p 102 zhld T p zhld T p m 3 102 机械设计作业集 3 班 级成 绩 姓 名任课教师 学 号批改日期 四 计算分析题 6 27 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间采用键连接 已知轴传递的转矩 T 1000N m 齿轮的材料为锻钢 凸缘联轴器的材料为HT200 工作时有轻微冲击 联接处轴及 轮毂尺寸如图所示 试选择键的类型和尺寸 并校核联接的强度 解 1 联轴器处 键的类型和尺寸 选 A 或 C 型普通平键 根据轴径d 70mm 查表 6 1得键的截面尺寸为 b 20 mm h 12 mm 根据轮毂的长度130mm 取键长L 110 mm 键的标记 键20 110GB T1096 1979 键 C20 110GB T1096 1979 校核联接强度 联轴器的材料为铸铁 查表6 2 取 PMPa k 0 5h 6mm l L b 90mm 或 l L b 2 100mm 满足强度条件 2 齿轮处 键的类型和尺寸 选 A 型平键 根据轴径d 90mm 查表 6 1 得键的截面尺寸为 b 25mm h 14 mm 根据轮毂的宽度90mm 取键长L 80 mm 键的标记 键25 80GB T1096 1979 校核联接强度 齿轮和轴的材料均为钢 查表6 2 取 PMPa k 0 5h 7mm l L 25 55mm 6 28 轴与轮毂分别采用B 型普通平键联接和中系列矩形花键联接 已知轴的直径 花键的 大径 d 102mm 轮毂宽度L 150mm 轴和轮毂的材料均为碳钢 取许用挤压应力 p 100MPa 试计算两种联接各允许传递的转矩 解 1 B 型普通平键联接 键的尺寸 B 型普通平键联接 根据轴径d 102mm 查表 6 1 得键的截面尺寸为 b 28mm h 16 mm 根据轮毂的宽度150mm 取键长L 125 mm 键的标记 键B28 125GB T1096 79 联接允许传递的转矩 2 花键联接 键的尺寸 查手册 中系列矩形花键的尺寸为 z d D B 10 92 102 14 C 0 6 mm 0 75 l 150mm dm D d 2 102 92 2 97 mm h D d 2 2C 102 92 2 2 0 6 3 8mm 联接允许传递的转矩 题 6 27 图 130 90 题 27图 130 7 0 pap MP kld T 9152 70906 1010002102 33 pap MP kld T 7257 90557 1010002102 33 满足强度条件 mN kld T p 5100 102 1001021258 102 33 Nm 102 zhld T 3 pm 7520733 102 100971508310750 3 机械设计作业集 4 班 级成 绩 姓 名任课教师 学 号批改日期 五 结构设计与分析题 6 29 试指出下列途中的错误结构 并画出正确的结构图 在原图上改正 6 30 已知图示的轴伸长度为72mm 直径 d 40mm 配合共查为H7 k6 采用 A 型普通平键联 接 试确定图中各结构尺寸