機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案第10章講解

1、10-1證明 當(dāng)升角與當(dāng)量摩擦角符合導(dǎo)r莎時(shí)，螺紋副具有自鎖性。當(dāng)一 /時(shí)，螺紋副的效率如小諭2毎酬弋助2所以具有自鎖性的螺紋副用于螺旋傳動(dòng)時(shí)，其效率必小于50%10-2 解 由教材表10-1、表10-2查得二一，粗牙，螺距 二二二，中徑耳 I螺紋升角63.14x18.376M20 xl.5 ，細(xì)牙，螺距亠乂，螺紋升角尹勺4x19 026=1對(duì)于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋中，細(xì)牙螺紋的升角較小，更易實(shí)現(xiàn)自鎖。10-3 解 查教材表10-1得二粗牙螺距-匸心中徑小徑j(luò).f螺紋升角?艸=arcfg = BTcfgL2577m= 3.17普通螺紋的牙側(cè)角；=-=30-，螺紋間的摩擦系數(shù)/ =

2、0.1當(dāng)量摩擦角f010 s arrfg-! arcfg=6.59cos/lcos30擰緊力矩7=125x240 = 30000由公式可得預(yù)緊力拉應(yīng)力4竺辱峨就M朋66471查教材表9-1得35鋼的屈服極限 ：；一擰緊所產(chǎn)生的拉應(yīng)力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了材料的屈服極限，螺栓將損壞。尸啟培笑乂吃嫁少；“1附10-4 解(1 )升角7-當(dāng)量摩擦角I- 工作臺(tái)穩(wěn)定上升時(shí)的效率:(2 )穩(wěn)定上升時(shí)加于螺桿上的力矩九喚1叫畔1如1冊(cè)+5徑)=980M即-20 r /mhV V 800Z!=(3)螺桿的轉(zhuǎn)速$ 即 4x10螺桿的功率啣罟=2則=2咖(4 )因，該梯形螺旋副不具有自鎖性，欲使工作臺(tái)在載荷速下降,需制動(dòng)

3、裝置。其制動(dòng)力矩為滄F,喲曠卩卜空廠從L咿-571。) T05N曲Mt10-5 解 查教材表9-1得Q235的屈服極限？ 一查教材表10-6得，當(dāng)控制預(yù)緊力時(shí)，取安全系數(shù)M.3恥爭(zhēng)李181M和由許用應(yīng)力查教材表10-1得 L的小徑】班(7 =i- = p由公式 二；|得預(yù)緊力一由題圖可知 ，螺釘個(gè)數(shù)二 J，取可靠性系數(shù)牽曳力”釗.竺空空斗枷C13,故螺桿受到拉扭組合變形。10-6解此聯(lián)接是利用旋轉(zhuǎn)中間零件使兩端螺桿受到拉伸查教材表9-1得，拉桿材料Q275的屈服極限 -=-，取安全系數(shù) ST ，拉桿材料的許用應(yīng)力所需拉桿最小直徑10-7 解查教材表查教材表10-1得，衛(wèi)的小徑查教材表10-1，

4、選用螺紋宀一（：一一1丄；）。查教材表9-1得，螺栓35鋼的屈服極限T 卩一 = = _ =126MFfl10-6、10-7得螺栓的許用應(yīng)力.-一螺栓所能承受的最大預(yù)緊力所需的螺栓預(yù)緊拉力則施加于杠桿端部作用力1.34x13zFJD = WL的最大值L400查手冊(cè)中螺栓系列長(zhǎng)度，可取螺栓長(zhǎng)度L = 70mm10-8解在橫向工作載荷-作用下，螺栓桿與孔壁之間無(wú)間隙，螺栓桿和被聯(lián)接件接觸表面受到擠壓；在聯(lián)接接合面處螺栓桿則受剪切。假設(shè)螺栓桿與孔壁表面上的壓力分布是均勻的，且這種聯(lián)接的預(yù)緊力很小，可不考慮預(yù) 緊力和螺紋摩擦力矩的影響。擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算公式為：其中 觸血曲砧；心為螺栓桿直徑。螺栓桿的剪切強(qiáng)

5、度驗(yàn)算公式其中：表示接合面數(shù)，本圖中接合面數(shù)兒：。10-9解（1 ）確定螺栓的長(zhǎng)度由教材圖10-9 a）得：螺栓螺紋伸岀長(zhǎng)度:-_工 一亠二 宀二螺栓螺紋預(yù)留長(zhǎng)度0AM4X16 話伽！查手冊(cè)選取六角薄螺母GB6172-86“ ll，厚度為 ?! C墊圈GB93-87 16，厚度為螺栓所需螺紋長(zhǎng)度:二二二二:!,取螺栓螺紋長(zhǎng)度2 ）單個(gè)螺栓所受橫向載荷273）螺栓材料的許用應(yīng)力由表9-1查得被聯(lián)接件HT250的強(qiáng)度極限 L丘一二4:,:查表10-6取安全系數(shù)=2.5被聯(lián)接件許用擠壓應(yīng)力查教材表9-1得螺栓35鋼的屈服極限口廠查表10-6得螺栓的許用剪切應(yīng)力1 = 1=211 = 252 MPa螺

6、栓的許用擠壓應(yīng)力4）校核強(qiáng)度查手冊(cè)，六角頭鉸制孔用螺栓GB28-88 J -，其光桿直徑 九-I 螺栓的剪切強(qiáng)度最小接觸長(zhǎng)度:擠壓強(qiáng)度所用螺栓合適。10-10 解(1)查教材表9-1得查教材表10-6、由許用應(yīng)力查教材表由公式預(yù)緊力h=7D-30 - 23=17ffli空bo宓匕dJi 17x17p每個(gè)螺栓所允許的預(yù)緊力45鋼的屈服極限10-7得，當(dāng)不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，碳素鋼取安全系數(shù)10-1 得的小徑一川即4平林溜*卿fl 134x1.3(2)每個(gè)螺栓所能承擔(dān)的橫向力由題圖可知.-丨，取可靠性系數(shù) 13橫向力L3(4) 螺栓所需承擔(dān)的橫向力(5)螺栓的個(gè)數(shù)許用應(yīng)力 = 1?354=123.

7、丨一取偶數(shù)二一 W在直徑為155的圓周上布局14個(gè).嘰八的普通螺栓，結(jié)構(gòu)位置不允許10-11 解 (1 )初選螺柱個(gè)數(shù)(2) 每個(gè)螺柱的工作載荷(3) 螺柱聯(lián)接有緊密性要求，取殘余預(yù)緊力=13=18x7536=13565/(4) 螺柱總拉力恥&+肚滋+1加=211加(5) 確定螺柱直徑選取螺柱材料為 45鋼，查表9-1得屈服極限二查教材表10-6得，當(dāng)不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，暫時(shí)取安全系數(shù)-S -螺栓小徑4x L 近Mx 13x21101118是合查教材表10-1取叮螺栓(hl)由教材表10-7可知取安全系數(shù)適的。D訐 D+2 外 160+2x(20 +36)=2爐212曲(6) 確定螺柱分布圓

8、直徑由題10-11圖可得(7) 驗(yàn)證螺柱間距乩空巴=82 5mmF_=3OKN，不會(huì)失穩(wěn)(5 )校核螺紋牙強(qiáng)度對(duì)于梯形螺紋皿併血65x6如曲30xl03r =換他 處29x3,9x9對(duì)于青銅螺母I -:-，合適。10-15 解 (1 )初選螺紋直徑M3F9曲4X13X25X103 =22.74查手冊(cè)，選取梯形螺紋GB5796-86 ，選取公稱直徑匚 一，中徑八 丄：；二，小徑(2)驗(yàn)證其自鎖性甲=arctg=arctg=377螺紋升角當(dāng)量摩擦角I/ = -J，所以滿足自鎖條件。(3) 校核其耐磨性設(shè)螺栓與螺母參加接觸的螺紋圈數(shù)二二,則螺母的高度 二二 ；匸 ：_?。?，一L1 J，J 一門，處于

9、1.22.5的許可范圍內(nèi)。螺紋的工作高度 h=OJP=OJx63iflffl則螺紋接觸處的壓強(qiáng)25xlO3jtx29姑述查教材表10-8，鋼對(duì)青銅許用壓強(qiáng)1 ，合適。(4) 校核螺桿強(qiáng)度??；，則所需扭矩丁 =罟期+0)+/恥字晾0+)+】25x103 x29 xlO*3二u ；su祁 7r +6 &狎+O j=iow m 2則危險(xiǎn)截面處的強(qiáng)度職2% 10叮加2$ j對(duì)于45鋼正火，其許用應(yīng)力.I，J，故合適。(5) 校核螺桿的穩(wěn)定性壓力機(jī)的螺母端為固定端，另一端為鉸支端，故取r ，螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑 :一、，螺桿的最大工作長(zhǎng)度二廠T，則螺桿的長(zhǎng)細(xì)比=16.3 40625不會(huì)失穩(wěn)。(6 )校

10、核螺紋牙強(qiáng)度對(duì)于梯形螺紋 6=0.6iP=0.65x6=35ffln25 xlOJjtx25x3,9 x8=102MPa對(duì)于青銅螺母一一二，合適。(7 )確定手輪的直徑由T =匚二二二二得門 104000D 朋朋20010-16解(1 )選用A型平鍵，查教材表10-9，由軸的直徑可得平鍵的截面尺寸 If ，!一丨丨叮；由聯(lián)軸器及平鍵長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)度- 丄F。其標(biāo)記為：鍵16x90GB1096-79（2）驗(yàn)算平鍵的擠壓強(qiáng)度由材料表10-10查得，鑄鐵聯(lián)軸器的許用擠壓應(yīng)力齊卜加80何P應(yīng)A型鍵的工作長(zhǎng)度 Z 加90 “6町伽二峨JT JxliHixlO3石F 55x10x74-，使用平鍵擠壓強(qiáng)度不夠，鑄鐵軸殼鍵槽將被壓潰。這時(shí)可使軸與聯(lián)軸器孔之間采用過(guò)盈配合，以便承擔(dān)一部分轉(zhuǎn)矩，但其缺點(diǎn)是裝拆不便。也可改用花鍵聯(lián)接。10-17 解 （1 ）選擇花鍵根據(jù)聯(lián)軸器孔徑“，查手冊(cè)可知花鍵小徑“.最接近，故選擇矩形花鍵的規(guī)