机械设计原理答案 第10章.pdf

爱答案学习资源网 爱答案学习资源网 10 1 证明证明 当升角与当量摩擦角 符合 时 螺纹副具有自锁性 当 时 螺纹副的效率 所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时 其效率必小于 50 10 2 解解 由教材表 10 1 表 10 2 查得 粗牙 螺距 中径 螺纹升角 细牙 螺距 中径 螺纹升角 对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中 细牙螺纹的升角较小 更易实现自锁 10 3 解解 查教材表 10 1 得 粗牙 螺距 中径 小径 螺纹升角 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 普通螺纹的牙侧角 螺纹间的摩擦系数 当量摩擦角 拧紧力矩 由公式 可得预紧力 拉应力 查教材表 9 1 得 35 钢的屈服极限 拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限 螺栓将损坏 10 4 解解 1 升角 当量摩擦角 工作台稳定上升时的效率 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 2 稳定上升时加于螺杆上的力矩 3 螺杆的转速 螺杆的功率 4 因 该梯形螺旋副不具有自锁性 欲使工作台在载荷 作用下等 速下降 需制动装置 其制动力矩为 10 5 解解 查教材表 9 1 得 Q235 的屈服极限 查教材表 10 6 得 当控制预紧力时 取安全系数 由许用应力 查教材表 10 1 得 的小径 由公式 得 预紧力 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 由题图可知 螺钉个数 取可靠性系数 牵曳力 10 6 解解 此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸 故螺杆受到拉扭组合变形 查教材表 9 1 得 拉杆材料 Q275 的屈服极限 取安全系数 拉杆材料的许用应力 所需拉杆最小直径 查教材表 10 1 选用螺纹 10 7 解解 查教材表 9 1 得 螺栓 35 钢的屈服极限 查教材表 10 6 10 7 得螺栓的许用应力 查教材表 10 1 得 的小径 螺栓所能承受的最大预紧力 所需的螺栓预紧拉力 则施加于杠杆端部作用力 的最大值 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 10 8 解解 在横向工作载荷 作用下 螺栓杆与孔壁之间无间隙 螺栓杆和被联接件接触表面受到 挤压 在联接接合面处螺栓杆则受剪切 假设螺栓杆与孔壁表面上的压力分布是均匀的 且这种联接的预紧力很小 可不考虑预 紧力和螺纹摩擦力矩的影响 挤压强度验算公式为 其中 为螺栓杆直径 螺栓杆的剪切强度验算公式 其中 表示接合面数 本图中接合面数 10 9 解解 1 确定螺栓的长度 由教材图 10 9 a 得 螺栓螺纹伸出长度 螺栓螺纹预留长度 查手册选取六角薄螺母 GB6172 86 厚度为 垫圈 GB93 87 16 厚度为 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 则所需螺栓长度 查手册中螺栓系列长度 可取螺栓长度 螺栓所需螺纹长度 取螺栓螺纹长度 2 单个螺栓所受横向载荷 3 螺栓材料的许用应力 由表 9 1 查得 被联接件 HT250 的强度极限 查表 10 6 取安全系数 被联接件许用挤压应力 查教材表 9 1 得 螺栓 35 钢的屈服极限 查表 10 6 得螺栓的许用剪切应力 螺栓的许用挤压应力 4 校核强度 查手册 六角头铰制孔用螺栓 GB28 88 其光杆直径 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 螺栓的剪切强度 最小接触长度 挤压强度 所用螺栓合适 10 10 解解 1 每个螺栓所允许的预紧力 查教材表 9 1 得 45 钢的屈服极限 查教材表 10 6 10 7 得 当不能严格控制预紧力时 碳素钢取安全系数 由许用应力 查教材表 10 1 得 的小径 由公式 得 预紧力 2 每个螺栓所能承担的横向力 由题图可知 取可靠性系数 横向力 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 4 螺栓所需承担的横向力 5 螺栓的个数 取偶数 在直径为 155 的圆周上布局 14 个 的普通螺栓 结构位置不允许 10 11 解解 1 初选螺柱个数 2 每个螺柱的工作载荷 3 螺柱联接有紧密性要求 取残余预紧力 4 螺柱总拉力 5 确定螺柱直径 选取螺柱材料为 45 钢 查表 9 1 得 屈服极限 查教材表 10 6 得 当不能严格控制预紧力时 暂时取安全系数 许用应力 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 螺栓小径 查教材表 10 1 取 螺 栓 由教材表 10 7 可知取安全系数 是合 适的 6 确定螺柱分布圆直径 由题 10 11 图可得 取 7 验证螺柱间距 所选螺柱的个数和螺柱的直径均合适 10 12 解解 1 在力作用下 托架不应滑移 设可靠性系数 接合面数 此 时每个 螺栓所需的预紧力 2 在翻转力矩 作用下 此时结合面不应出现缝隙 托架有绕螺栓组形心轴线 O O 翻转的趋 势 上 边两个螺栓被拉伸 每个螺栓的轴向拉力增大了 下边两个螺栓被放松 每个螺栓的轴向力减 小了 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 则有力的平衡关系 故可得 为使上边两个螺栓处结合面间不出现缝隙 也即残余预紧力刚为零 则所需预紧力 3 每个螺栓所需总的预紧力 4 确定螺栓直径 选取螺栓材料为 35 钢 查教材表 9 1 屈服极限 查教材表 10 6 得 当不能严格控制预紧力时 暂时取安全系数 许用应力 螺栓小径 查教材表 10 1 取 螺 栓 由教材表 10 7 可知取安全系数 也 是合适 的 10 13 解解 1 计算手柄长度 查手册 梯形螺纹 GB5796 86 公称直径 初选螺距 则中径 小径 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 螺纹升角 当量摩擦角 所需的转矩 则 手柄的长度 2 确定螺母的高度 初取螺纹圈数 则 螺母的高度 这时 处于 1 2 2 5 的许可范围内 10 14 解解 选用梯形螺纹 1 根据耐磨性初选参数 初选 查表 10 8 螺旋副的许用压强 取 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 查手册 选取梯形螺纹 GB5796 86 选取公称直径 中径 小径 螺距 2 初选螺母 初步计算螺母的高度 则螺栓与螺母接触的螺纹圈数 取 螺母的高度 系数 3 校核耐磨性 螺纹的工作高度 则螺纹接触处的压强 合适 4 校核螺杆的稳定性 起重器的螺母端为固定端 另一端为自由端 故取 螺杆危险截面的惯性半径 螺杆的最大工作长度 则 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 螺杆的长细比 临界载荷 取 安全系数 不会失稳 5 校核螺纹牙强度 对于梯形螺纹 对于青铜螺母 合适 10 15 解解 1 初选螺纹直径 查手册 选取梯形螺纹 GB5796 86 选取公称直径 中径 小径 螺距 2 验证其自锁性 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 螺纹升角 当量摩擦角 所以满足自锁条件 3 校核其耐磨性 设 螺栓与螺母参加接触的螺纹圈数 则 螺母的高度 处 于 1 2 2 5 的许可范围内 螺纹的工作高度 则螺纹接触处的压强 查教材表 10 8 钢对青铜许用压强 合适 4 校核螺杆强度 取 则所需扭矩 则危险截面处的强度 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 对于 45 钢正火 其许用应力 故合适 5 校核螺杆的稳定性 压力机的螺母端为固定端 另一端为铰支端 故取 螺杆危险截面的惯性半径 螺杆的最大工作长度 则螺杆的长细比 不会失稳 6 校核螺纹牙强度 对于梯形螺纹 对于青铜螺母 合适 7 确定手轮的直径 由 得 10 16 解解 1 选用 A 型平键 查教材表 10 9 由轴的直径 可得平键的截面尺寸 由联轴器及平键长度系列 取键的长度 其标记为 键 GB1096 79 h t t p w w w a i d a a n c n 爱答案学习资源网 2 验算平键的挤压强度 由材料表 10 10 查得 铸铁联轴器的许用挤压应力 A 型键的工作长度 使用平键挤压强度不够 铸铁轴壳键槽将被压溃 这时可使轴与联轴器孔之间采用过 盈配 合 以便承担一部分转矩 但其缺点是装拆不便 也可改用花键联接 10 17 解解 1 选择花键 根据联轴器孔径 查手册可知花键小径 最接近 故选择