机械设计作业第5答案
机械设计基础2 部分作业题答案(李良军教材)
解: 轴Ⅰ--传动轴
轴Ⅱ--转轴 轴Ⅲ --是转轴
轴Ⅳ --转轴
轴Ⅴ --心轴
11-5 解:
1)左端轴端没有倒角; 2)左侧轴肩尺寸错误; 3)没有正确表示键的位置; 4)回转零件无法安装,需用套筒定位; 5)需要非定位轴肩以便轴承装拆; 6)半联轴器需轴肩定位; 7)半联轴器需周向定位; 8)轴端应端倒角和消气。
(2)
将(2)式代入(1)式
得
F=14.4kN
13-11 如题13-11图所示,某机械上的拉杆端部采用粗牙普 通螺纹联接,已知拉杆受最大载荷F=15kN,载荷很少变动, 拉杆材料为Q235钢,试确定拉杆螺纹的直径。
解: 由公式(13-10) d1
选择4.6级粗牙螺纹
4Fa [ ]
Re 240 [ ] 160N / mm 2 1.2 ~ 1.5 1.5
H n n1 nH H 1 z2 z3 1 i13 H (1) 5 n 3 nH z1 z n3 2
1)n1、n3转向相同时 n1 nH 200 nH 5 5 n3 nH 50 nH
nH 7 5rpm
2)当n1、n3转向相反时 200 nH 50 25 5 n H rpm 50 nH 6 3
l4
3-7
解:
K-1 180 K 1
C
=36°
B θ A
D
4-2
第四章 作业答案
0°
w
A
O
w
A
O
w
A
O
4-9
反转法原理
S
φ o
120 o 60 o 90 o 90 o
4-9
机械设计第七章答案
对顶螺母、弹簧垫圈为摩擦防松。
5—43 普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式各是什么?计算准则各是什么? 答:普通螺栓联接(受横向载荷)的主要失效形式:① 接合面滑移 ②螺栓杆被拉断
计算准则: 承载条件
F0
KSF if
螺杆的拉伸强度
1.3F0
4
d12
铰制孔用螺栓联接的主要失效形式:① 螺杆被剪断 ② 螺杆与孔壁接触面被压溃(碎)
解:设取螺栓数目 Z=16 或 24 则单个螺栓所受的轴向工作载荷 F 为:
D 2
p
F(16)
4 Z
2 3.14 5002 24531.25N 4 16
D 2
p
F(24)
4 Z
2 3.14 5002 16354.17N 4 24
25 25
p
D
D0
单个螺栓所受的总拉力 F2 为:
5—45 松螺栓联接和紧螺栓联接的区别是什么?在计算中如何考虑这些区别? 答:松螺栓联接,装配时螺母不需要拧紧。在承受载荷之前,螺栓不受力。
紧螺栓联接,装配时螺母需要拧紧。在拧紧力矩作用下,螺栓除受预紧力 F0 的拉伸而产生的 拉应力外还受摩擦力矩 T1 的扭转而产生的扭切应力,使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态。
[P]=s /SP=640/1.25=512MPa 铸铁:SP=2.0~2.5 [P]= B/SP=200/2.0~2.5=100~80 MPa 单个螺栓所受的工作剪力 F 为:
13 0
F Tr max 2 630 2423 .08 N
Z
ri2
4 130 10 3
i 1
校核螺杆的剪切强度
题 5—58 图
答:在冲击、振动或变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失,这种现象多
《机械设计基础》答案..
.《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1-11-21-31-41-5自由度为:11 19211)0192(73')'2(3=--=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或:1182632 3=-⨯-⨯=--=HLPPnF1-6自由度为11)01122(93')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或:11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1-10自由度为:1128301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=F P P P n F H L 或:122427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=HL P P n F 1-1122424323=-⨯-⨯=--=HL P P n F1-13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
1334313141P P P P ⨯=⨯ωω11314133431==P P ω1-14:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设s rad /101=ω,求构件3的速度3v 。
s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω 1-15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构,设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触,试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。
构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心1224212141P P P P ⨯=⨯ωω121214122421r P P ==ω 1-16:题1-16图所示曲柄滑块机构,已知:s mm l AB /100=,s mm l BC /250=,s rad /101=ω,求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。
在三角形ABC 中,BCA AB BC∠=sin 45sin 0,52sin =∠BCA ,523cos =∠BCA , 045sin sin BCABC AC=∠,mm AC 7.310≈s mm BCA AC P P v v P /565.916tan 1013141133≈∠⨯===ω 1224212141P P P P ωω=s rad AC P P P P /9.21002101001122412142≈-⨯==ωω1-17:题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘,圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=,mm l AB 90=,s rad /101=ω,求00=θ和0180=θ时,从动件角速度2ω的数值和方向。
05 机械设计作业参考答案_螺纹连接和螺旋传动
螺纹连接和螺旋传动1、 简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹的特点,并说明哪些螺纹适合用于连接,哪些螺纹适合用于传动?哪些螺纹已经标准化?【答】普通螺纹:牙型为等边三角形,牙型角60度,内外螺纹旋合后留有径向间隙,外螺纹牙根允许有较大的圆角,以减小应力集中。
同一公称直径按螺距大小,分为粗牙和细牙,细牙螺纹升角小,自锁性好,抗剪切强度高,但因牙细不耐磨,容易滑扣。
应用:一般连接多用粗牙螺纹。
细牙螺纹常用于细小零件,薄壁管件或受冲击振动和变载荷的连接中,也可作为微调机构的调整螺纹用。
矩形螺纹:牙型为正方形,牙型角0=α,传动效率较其它螺纹高,但牙根强度弱,螺旋副磨损后,间隙难以修复和补偿,传动精度降低。
梯形螺纹:牙型为等腰梯形,牙型角为30度,内外螺纹以锥面贴紧不易松动,工艺较好,牙根强度高,对中性好。
主要用于传动螺纹。
锯齿型螺纹:牙型为不等腰梯形,工作面的牙侧角3度,非工作面牙侧角30度。
外螺纹牙根有较大的圆角,以减小应力集中,内外螺纹旋合后,大径无间隙便于对中,兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高的特点。
用于单向受力的传动螺纹。
普通螺纹适合用于连接,矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹适合用于传动。
普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经标准化。
2、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处?【答】可以减小螺栓的刚度,从而提高螺栓连接的强度。
3、螺纹联接为何要防松?常见的防松方法有哪些?【答】连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件,并且拧紧后,螺母、螺栓头部等承压面处的摩擦也都有防松作用,因此在承受静载荷和工作温度变化不大时,螺纹连接一般都不会自动松脱。
但在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下,连接有可能松动,甚至松开,造成连接失效,引起机器损坏,甚至导致严重的人身事故等。
所以在设计螺纹连接时,必须考虑防松问题。
螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。
具体的防松装置或方法很多,按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和其它方法,如端面冲点法防松、粘合法防松,防松效果良好,但仅适用于很少拆开或不拆的连接。
数控班机械设计作业1-5章
第一章绪论一、填空题1-1 零件是最小的制造单元,构件是最小的_运动_ __单元,部件是最小的___ 装配_ 单元。
1-2 设计机器应满足的基本要求是使用功能要求、经济性要求、操作使用要求、和可靠性要求。
二、选择题1-3下列对机器组成的描述中,有错误的是D。
A.机械是机器和机构的总称B.机器是由一个或多个机构组成的C.机构是具有确定相对运动的构件组合体D.构件可以是一个单独的零件,也可以是几个零件可动联接后形成的组合体1-4 机器与机构的主要区别是 C 。
A.机器的运动较复杂B.机器的结构较复杂C.机器能完成有用的机械功或转换机械能D.机器能变换运动形式1-5 机械设计基础主要研究 B 的工作原理、特点和设计方法。
A.各种机器和各种机构B.常用机构和通用零件C.专用机构和专用零件D.标准零件和标准部件三、简答题第二章平面机构及自由度一、填空题2-1 平面机构中,两构件通过面接触构成的运动副称为低副,通过点或线接触构成的运动副称为高副。
2-2 平面机构中,若引入一个低副,将带入___2____个约束, 保留____1____个自由度;若引入一个高副,将带入____1___ 个约束,保留_____2__个自由度。
2-3 机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零,且等于原动件的数目。
2-4机构中滚子构件的自转运动为局部自由度,其转动的快慢,对机构的输出运动并无影响,那么它的实际作用是可以将高副接触的滑动摩擦变成滚动摩擦,减少从件与凸轮间的磨损。
二、选择题2-5 为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于实际机构D的应相同。
A.构件数、运动副的类型及数目B.构件的运动尺寸C.机架和原动件D.A和B和C2-6 下面对机构虚约束的描述中,不正确的是 D 。
A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束,在计算机构自由度时应除去虚约束。
B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。
机械零件设计第5章 螺栓连接和螺旋传动 作业题与参考答案
第五章 螺纹连接和螺旋传动 作业题与参考答案一、选择题(每小题0.5分,共14分)1、用于传动的螺纹牙型可以是( D )。
A .三角形、矩形、锯齿形;B .矩形、三角形、梯形;C .三角形、梯形、锯齿形;D .矩形、梯形、锯齿形。
2、当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时,细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能( A )。
A .好;B .差;C .相同;D .不一定。
3、用于联接的螺纹牙型为三角形,这是因为三角形螺纹( A )。
A .牙根强度高,自锁性能好;B .传动效率高;C .防振性能好;D .自锁性能差。
4、若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的( B )。
A .螺距和牙型角;B .升角和头数;C .导程和牙形斜角;D .螺距和升角。
5、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 )。
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。
6、用于薄壁零件联接的螺纹,应采用( A )。
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、当铰制孔用螺栓组联接承受横向载荷或旋转力矩时,该螺栓组中的螺栓( D )。
A .必受剪切力作用;B .必受拉力作用;C .同时受到剪切与拉伸;D .既可能受剪切,也可能受挤压作用。
8、受轴向变载荷的螺栓联接中,已知预紧力80000=F N ,工作载荷:0min =F ,4000max =F N ,螺栓和被联接件的刚度相等,则在最大工作载荷下,剩余预紧力为( C )。
A .2000 N ;B .4000 N ;C .6000 N ;D .8000 N 。
9、在螺栓联接中,有时在一个螺栓上采用双螺母,其目的是( C )。
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。
10、若以矩形、梯形及锯齿形螺纹为传动螺纹,当螺旋副材料、螺纹升角、润滑条件均相同时,三者比较其转动效率关系为( B )。
机械设计基础阶段性作业五(含答案)
第五次阶段性作业轴和轴承一、填空题1、按轴的承载情况不同,可以分为转轴、___心轴_____、___传动轴______。
2、滚动轴承代号“62153、在工作中同时承受弯矩和转矩两种作用,本身又转动的轴,叫转轴。
4、轴上安装零件有确定的位置,所以要对轴上的零件进行___轴向___固定和____周向____固定。
5、对于安装有斜齿圆柱齿轮的传动轴,最好选用____向心推力____滚动轴承支承此轴;对于安装直齿圆柱齿轮的传动轴,最好选用____向心____滚动轴承支承此轴。
6、在轴的初步计算中,轴的直径是按__扭转强度__来初步确定的。
7、滚动轴承的额定动载荷是指____基本额定寿命___。
8、代号为7211C的角接触球轴承,内径为55 毫米。
9、在滚动轴承组合设计中,两端固定的方法,适用于温度变化不大的轴。
10、轴向固定滚动轴承时,轴肩的高度应小于滚动轴承内圈的厚度,以便拆卸轴承。
二、判断题:1、在相同工作条件的同类型滚动轴承,通常尺寸越大,其寿命越长。
(√)2、只有轴头上才有键槽。
(×)3、工作中转动的轴称为转轴。
(×)4、滚动轴承中公称接触角越大,轴承承受轴向载荷的能力越小。
(×)5、滚动轴承寿命计算公式中寿命指数ε对球轴承为1。
(×)6、滚动轴承的外圈与轴承孔的配合应采用基孔制。
(×)三、选择题:1、深沟球轴承可以承受③的载荷;①径向载荷、少量双向轴向载荷;②径向载荷;③轴向载荷;④径向载荷、少量单向轴向载荷;2、深沟球轴承:轻型、内径17毫米、4级精度,它的代号是④。
①6206;②31303;③7312C;④6203/P43、为了提高轴的刚度,一般采用的措施是③。
①采用合金钢;②表面强化处理;③增大轴的直径;④降低应力集中4、轴肩的用途是④。
①作为轴加工时的定位面;②提高轴的强度;③提高轴的刚度;④使轴上的零件获得轴向定位5、在正常条件下,滚动轴承的主要失效形式是______②______。
大连理工大学 机械设计基础 作业解答:第5章-轮系
齿轮1、2组成定轴轮系,齿轮3、4、 4’、5和行星架组成周转轮系
定轴轮系
i12
n1 n2
Z2 Z1
Z2 17
周转轮系
i3H5
n3H n5H
n3 nH n5 nH
Z5Z4 Z4'Z3
2419 114 20 23 115
nH
n2 , n3
0,所以 n2 n5 n2
114 115
n1 n3
Z3 Z1
85 17
5,所以n3
n1 5
周转轮系中,i4H7
n4H n7H
n4 nH n7 nH
Z7Z5 Z6Z4
63 24 4 2118
nH
n3, n7
nP
,
所以
n4 nP
n1 / 5 n1 / 5
4, nP
n1
n4 4
(1)当n1
10001r
/ min 、n4
5-2 Z1=15, Z2=25 ,Z2'=15 ,Z3=30,Z3'=15, Z4=30, Z4'=2(右旋),Z5=60,Z5'=20(m=4mm), 若
n1=500(r/min),求齿条6的线速度。
传动4 .Z 3 .Z 2 Z 4' .Z 3' .Z 2' .Z1
的传动比 iSM 和分针与时针的传动比 iMH 。
秒针S到分针M的传动路线为齿轮 6—5—4—3,所以
i SM
Z3.Z5 Z 4 .Z 6
64 60 88
60
分针M到时针H的传动路线为 齿轮9—10—11—12,所以
iMH
Z12 .Z10 Z11.Z9
24 24 68
12
5-4 Z1 = Z2 =17, Z3 =51。当手柄转过90°时,转盘 H 转过 多少角度?
机械设计基础5 间歇运动机构习题作业与答案
第五章间歇运动机
习题
5.1判断题
1.棘轮机构中棘轮每次转动的转角都可以进行无级调节。
2.内槽轮机构只能有一个圆销,而外槽轮机构圆销数可不止一个。
3.不完全齿轮机构的主动轮是一个完整的齿轮,而从动轮则只有几个齿。
5.2 选择题
1.下列何种间歇运动机构中,从动件的每次转角可以调节。
A.棘轮机构
B.槽轮机构
C.不完全齿轮机构
2.调整棘轮转角的方法有:①增加棘轮齿数;②调整摇杆长度;
③调整遮盖罩的位置,其中什么方法最有效?
A.①和②
B.②和③
C.①②③都可以
3.自行车飞轮是一种典型的超越机构,这是通过下列哪种机构实现超越的?
A.外啮合棘轮机构
B.内啮合棘轮机构
C.槽轮机构
5.3 设计计算题
1. 有一外啮合槽轮机构,已知槽轮槽数z=6,槽轮的停歇时间为1s,槽轮的运动时间为2s。
求槽轮机构的运动特性系数及所需的圆销数目。
2. 在转动轴线互相平行的两构件中,主动件作往复摆动,从动件作单向间歇转动,若要求主动件每往复一次,从动件转12︒。
试问:
(1)可采用什么机构?
(2)试画出其机构示意图;
(3)简单说明设计该机构尺寸时应注意哪几个问题?
第五章 间歇运动机构
习题答案
5.1 ×√×
5.2 A B B
5.3
①.解:运动特性系数32122=+==
拨盘运动时间槽轮运动时间τ 再由()z
z K 2-=τ及已知z=6,可求得所需的圆销数目为K=1。
②.解:可采用棘轮机构,如下图所示。
机械设计作业集2第五版答案
机械设计作业集2第五版答案机械设计基础试题:1 与齿轮等啮合传动相比较,带传动的优点有哪些?答案 1.因具有较好的弹性,可缓和冲击及振动,传动稳定, 噪声大.2.靠摩擦传动的带,过载时将在轮面上打滑,起到安全保护作用3.可以用作两轮中心距很大的场合4.传动装置结构简单,制造容易,维修方便,成本较低.2 与齿轮等压板传动相比较,拎传动的缺点存有哪些?答案1.靠摩擦传动的带传动,由带的弹性变形产生带在轮上的弹性滑动,使传动比不稳定,不准确.2.拎的寿命短,传动效率高, V拎传动的效率约为0.95 .3.无法用作严酷的工作场合.3 V带传动的主要参数有哪些?答案小带轮直径d,小带轮包角,带速v,传动比i,中心距a,初拉力F,拎的根数z,拎的型号等.4 带传动中,以带的形状分类有哪几种形式?答案平带,V拎,多楔带,圆带和活络拎传动.5 按材料来说,带的材料有哪些?答案棉织橡胶制备的,尼龙橡胶制备的和皮革等.6 带传动的打滑经常在什么情况下发生?答案当拉力差值大于摩擦力极限值时,拎与轮面之间的滑动在整个包角内发生,此时主动轮旋转无法传至带,则拎无法运动,拎传动丧失工作能力,此时爆胎情况出现.7 带传动时,带的横截面上产生那些应力?答案扎形变,Vergt形变和弯曲应力.8 在V带传动中,拉力差与哪些因素有关?答案主动轮包角,当量摩擦系数,拎轮楔角,材料摩擦系数有关.9 带传动为什么要限制带速,限制范围是多少?答案因带速愈小,则离心力愈小,并使轮面上的也已压力和摩擦力增大,拎忍受的形变减小,对传动有利,但有效率圆周力维持不变时,带速低有助于提升承载能力,通常带速在5~25m/s范围为宜.10 带传动中,小带轮的直径为什么不宜太小?答案因带轮的直径愈小,带愈薄,则拎的弯曲应力愈小,对拎传动有利,所以拎轮直径不必过大.11 V带传动的主要失效形式有哪些?答案主要失灵形式存有爆胎,磨损,散层和烦躁脱落.12 带传动的设计准则是什么?答案设计准则为避免爆胎和确保足够多的使用寿命.13 V带传动设计计算的主要内容是确定什么?答案拎的型号,根数,基准长度,拎轮直径,中心距和拎轮的结构尺寸,以及采用何种张紧装置.14 V带的型号有哪几种?答案型号存有Y,Z,A,B,C,D,E七种15 带传动中,增大包角的主要方法有哪些?答案加强中心距和带的松边外侧加张很紧轮,可以提升包角.16 带传动中,为什么常设计为中心距可调节?答案一就是调整初拉力,提升拎的传动能力.二就是可以加强中心距,减小包角,提升传动能力.三就是易于修理.17 带传动中的工况系数K与哪些主要因素有关?答案 K与拎传动中的载荷性质,工作机的类型,原动机的特性和每天工作时间有关.18 带传动为什么要核验包角?答案小带轮包角愈小,碰触弧上可以产生的摩擦力也越大,则拎传动的承载能力也愈小,通常情况下,增加收入包角大于120o.19 为什么要控制初拉力的大小?答案初拉力过大,音速摩擦力大,极易爆胎;初拉力过小,磨损慢,减小压轴力.20 在带传动设计时,当包角过小应采取什么措施?答案可以使用如下措施:1)减小中心距;2)掌控传动比; 3)加设张很紧轮装置.21 与带传动相比较,链传动有什么优点?答案由于链传动就是压板传动,故传动比精确,工作可靠性不好,承载能力小,传动尺寸较紧凑型,可以在严酷条件下工作(例如工作高温,多尘,易燃等),压轴力较小.22 与带传动相比较,链传动有什么缺点?答案链传动的瞬时传动比不恒定,噪声很大.23 与齿轮传动相比较,链传动有什么优点?答案链传动的中心距很大、成本低、加装难。
机械设计第5-7章习题解答汇总
第5章 带传动与链传动5-1 带传动的弹性滑动是怎样产生的?能否避免?对传动有何影响?它与打滑有何不同?答:带传动的弹性滑动是由于带的弹性和拉力差而引起的带和带轮面间的局部的、微小的相对滑动,这是摩擦型带传动正常工作时的固有特性,是不可避免的。
弹性滑动导致传动效率降低、带磨损、传动比不准确。
打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动,使传动失效。
打滑为非正常的工作状态,是必须避免也是可以避免的。
5-2带传动的中心距为什么要限制在一定的范围?答:带传动的中心距之所以要限制在一定的范围,是因为:1)若中心距过小,虽结构紧凑,但小带轮的包角太小,导致摩擦力和传动能力降低;2)中心距过小,使带的长度过短,带的工作频率增加,降低带的疲劳强度和工作寿命;3)中心距若过大,不仅结构不紧凑,且皮带松边下垂,高速传动时易引起带的颤动。
5-3.多根V 带传动时,若发现一根已坏,应如何处置?答:多根V 带传动时,即使只发现一根已坏,也应该同时更换新的V 带,不可新旧混用。
5-4 已知一V 带传动,小带轮直径d 1d =160mm,大带轮直径d 2d =400mm ,小带轮转速n 1=960min r ,滑动率2=ε00,试求由于弹性滑动引起的大带轮的转速损失。
解: 若无弹性滑动,大带轮的理想转速n 2应为:1122n d 960160n 384(r /min)d 400⨯=== 所以,由弹性滑动引起的大带轮的转速损失为:2n =3840.02=7.68(r /min)ε⨯5-5 为什么链传动具有运动不平稳性?答:由于链传动的多边形效应,使其瞬时速度和瞬时传动比周期性变化,从而引起动载荷,所以链传动具有运动不平稳性。
5-6 为什么链条节数常取偶数,而链轮齿数取为奇数?答: 因为若链节数为奇数,则需要采用过渡链节,当链条受拉时,过渡链节的弯链板承受附加的弯矩作用,强度降低,所以链节数常取为偶数。
正因为链节数常为偶数,为使磨损均匀,链轮齿数一般取为奇数。
机械设计作业集(答案)
机械设计作业集(答案)第五章螺纹一、简答题1.相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别?答普通三角螺纹的牙型角为60 º,又分为粗牙螺纹和细牙螺纹,粗牙螺纹用于—般连接,细牙螺纹在相同公称直径时,螺距小、螺纹深度浅、导程和升角也小,自锁性能好,适合用于薄壁零件和微调装置。
细牙螺纹的自锁性能好,抗振动防松的能力强,但由于螺纹牙深度浅,承受较大拉力的能力比粗牙螺纹差。
2.螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同?答(1)普通螺栓连接:被连接件不太厚,螺杆带钉头,通孔不带螺纹,螺杆穿过通孔与螺母配合使用。
装配后孔与杆间有间隙,并在工作中不许消失,结构简单,装拆方便,可多个装拆,应用较广。
(2)精密螺栓(铰制孔螺栓)连接:装配间无间隙,主要承受横向载荷,也可作定位用,采用基孔制配合铰制扎螺栓连接。
(3)双头螺柱连接:螺杆两端无钉头,但均有螺纹,装配时一端旋入被连接件,另一端配以螺母,适于常拆卸而被连接件之一较厚时。
装拆时只需拆螺母,而不将双头螺栓从被连接件中拧出。
(4)螺钉连接:适于被连接件之一较厚(上带螺纹孔)、不需经常装拆、受载较小的情况。
一端有螺钉头、不需螺母。
(5)紧定螺钉连接:拧入后,利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。
可传递不大的轴向力或扭矩。
3.为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么?答绝大多数螺纹连接在装配前都必须拧紧,使连接在承受工作载荷之前,预先受到力的作用。
这个预先加的作蝴用力称为顶紧JJ力。
预紧的目的在于增强连接的紧密性和可靠性,以防止被连接件在受力后出现松动、缝隙或发生滑移。
4.连接用螺纹已经满足自锁条件,为什么在很多连接中还要采取防松措施?答; 对于一般单线螺纹,螺旋升角小于螺旋副的当量摩擦角,本身能满足自锁条件,但是在冲击、振动或变载荷作用下,螺旋副摩擦力可能减小或瞬时消失,多次反复作用后,就可能松脱。
另外,在温度大幅度变化的情况下,反复的热胀冷缩,也会造成松脱。
机械设计作业第5答案解析
第五章螺纹联接和螺旋传动一、选择题5—1 螺纹升角ψ增大,则联接的自锁性C,传动的效率A;牙型角 增大,则联接的自锁性A,传动的效率C。
A、提高B、不变C、降低5—2在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是 D 。
A、三角形螺纹B、梯形螺纹C、锯齿形螺纹D、矩形螺纹5—3 当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常装拆时,往往采用A 。
A、双头螺柱联接B、螺栓联接C、螺钉联接D、紧定螺钉联接5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。
A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度5—5对顶螺母为A防松,开口销为B防松,串联钢丝为B防松。
A、摩擦B、机械C、不可拆5—6在铰制孔用螺栓联接中,螺栓杆与孔的配合为B。
A、间隙配合B、过渡配合C、过盈配合5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中,螺栓杆C作用。
A、受剪切应力B、受拉应力C、受扭转切应力和拉应力D、既可能只受切应力又可能只受拉应力5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中,依靠A来承载。
A、接合面间的摩擦力B、螺栓的剪切和挤压C、螺栓的剪切和被联接件的挤压5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中,螺栓所受的载荷为B;受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接中,螺栓所受的载荷为A;受轴向工作载荷的普通松螺栓联接中,螺栓所受的载荷是A;受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中,螺栓所受的载荷是D。
A、工作载荷B、预紧力C、工作载荷+预紧力D、工作载荷+残余预紧力E、残余预紧力5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。
假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C m相等,联接的预紧力为F0,要求受载后接合面不分离,当工作载荷F等于预紧力F0时,则D。
A、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,但不能再继续加载D、联接可靠,只要螺栓强度足够,工作载荷F还可增加到接近预紧力的两倍5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12,这是因为C。
机械设计作业第5答案
第五章螺纹联接和螺旋传动一、选择题5—1螺纹升角书增大,则联接的自锁性_J,传动的效率;牙型角增大,则联接的自锁性_A_,传动的效率_C_。
A、提高B、不变C降低5—2在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是_ D _。
A、三角形螺纹B梯形螺纹C、亦齿形螺纹D、矩形螺纹5—3当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常装拆时,往往采用A 。
—A、双头螺柱联接B、螺栓联接 C 、螺钉联接 D 、紧定螺钉联接5—4螺纹联接防松的根本问题在于_ C_。
A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度5—5对顶螺母为—A _防松,开口销为—B_防松,串联钢丝为—B_防松。
A、摩擦B、机械C、不可拆5—6在铰制孔用螺栓联接中,螺栓杆与孔的配合为_B_。
A、间隙配合B、过渡配合C过盈配合5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中,螺栓杆_C_作用。
A、受剪切应力B、受拉应力C受扭转切应力和拉应力D既可能只受切应力又可能只受拉应力5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中,依靠_A_来承载。
A、接合面间的摩擦力B、螺栓的剪切和挤压C螺栓的剪切和被联接件的挤压5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中,螺栓所受的载荷为—B _;受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接中,螺栓所受的载荷为_A_;受轴向工作载荷的普通松螺栓联接中,螺栓所受的载荷是_A_ ;受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中,螺栓所受的载荷是—D _。
A、工作载荷B、预紧力C工作载荷+预紧力D工作载荷+残余预紧力E、残余预紧力5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。
假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度G相等,联接的预紧力为F。
,要求受载后接合面不分离,当工作载荷F等于预紧力F o时,则DA 。
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,但不能再继续加载D联接可靠,只要螺栓强度足够,工作载荷F还可增加到接近预紧力的两倍5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12这是因为C。
机械设计(第八版)课后答案高等教育出版社第五章习题ppt(1)
解: 1. 联接受力分析 受力平移
T
T
1
竖向载荷 FΣ= 60kN
转矩 T = FΣL = 60× 250 = 15000N ?m 2. 螺栓受力
1
F F1
F2
F1
F F2
在F作用下,每个螺栓受到的横向力
F1 = FΣ/ 6 = 10kN
T下,每个螺栓受到切向力
a情况 b情况
F2 = T /6× 125 = 20kN
解: 1. 联接受力分析 受力平移
竖向载荷 FΣ= 20kN
转矩 T = FΣL = 20× 300 = 6000N ?m
2. 螺栓受力 在F作用下 ,每个螺栓受到的横向力
F2
1 F1
T2
F1 F2
F2 3 F1
F4
F2 F1
F1 = FΣ/8 = 2.5kN
T下,每个螺栓受到切向力
2
2
如图所示,受力最大的为 2、4螺栓,其值为:
=
1.2× 9 0.15× 1
=
72kN
F2
1 F1
T2
F1 F2
3
F4
F2 F1 F2 F1
d1 ≥
4× 1.3F0
π [σ] =
4× 1.3F0S
πσ S
查表5-10(控制预紧力 ) S = 1.5 d1 ≥23.6mm
不控制预紧力 S = 12.5 d1 ≥68.2mm
4. 螺栓比较 取控制预紧力的普通螺栓联接, M30 (GB196-81)
F=
2
F1 + F2
2
+
2F1F2
cos45°
= 9kN
3. 设计螺栓
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第五章螺纹联接和螺旋传动一、选择题5—1 螺纹升角ψ增大,则联接的自锁性C,传动的效率A;牙型角 增大,则联接的自锁性A,传动的效率C。
A、提高B、不变C、降低5—2在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是 D 。
A、三角形螺纹B、梯形螺纹C、锯齿形螺纹D、矩形螺纹5—3 当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常装拆时,往往采用A 。
A、双头螺柱联接B、螺栓联接C、螺钉联接D、紧定螺钉联接5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。
A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度5—5对顶螺母为A防松,开口销为B防松,串联钢丝为B防松。
A、摩擦B、机械C、不可拆5—6在铰制孔用螺栓联接中,螺栓杆与孔的配合为B。
A、间隙配合B、过渡配合C、过盈配合5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中,螺栓杆C作用。
A、受剪切应力B、受拉应力C、受扭转切应力和拉应力D、既可能只受切应力又可能只受拉应力5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中,依靠A来承载。
A、接合面间的摩擦力B、螺栓的剪切和挤压C、螺栓的剪切和被联接件的挤压5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中,螺栓所受的载荷为B;受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接中,螺栓所受的载荷为A;受轴向工作载荷的普通松螺栓联接中,螺栓所受的载荷是A;受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中,螺栓所受的载荷是D。
A、工作载荷B、预紧力C、工作载荷+预紧力D、工作载荷+残余预紧力E、残余预紧力5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。
假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C相等,联接的预紧力为F0,要求受载后接合面不分离,当工作载荷F等于预紧力F0 m时,则D。
A、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,但不能再继续加载D、联接可靠,只要螺栓强度足够,工作载荷F还可增加到接近预紧力的两倍5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12,这是因为C。
A、要求精度高B、减少应力集中C、防止拧紧时过载拧断D、便于装配5—12紧螺栓联接强度计算时将螺栓所受的轴向拉力乘以1.3,是由于D。
A、安全可靠B、保证足够的预紧力C、防止松脱D、计入扭转剪应力5—13对于工作载荷是轴向变载荷的重要联接,螺栓所受总拉力在F0与F2之间变化,则螺栓的应力变化规律按C。
A、r = 常数B、σ=常数C、σmin =常数m5—14对承受轴向变载荷的普通紧螺栓联接,在限定螺栓总拉力的情况下,提高螺栓疲劳强度的有效措施是B。
A、增大螺栓的刚度C,减小被联接件的刚度C m B、减小C b,增大CbmC、减小C和C m D、增大C b和C mb5—15有一汽缸盖螺栓联接,若汽缸内气体压力在0~2MP a之间变化,则螺栓中的应力变化规律为C。
A、对称循环B、脉动循环C、非对称循环D、非稳定循环5—16当螺栓的最大总拉力F2和残余预紧力F1不变,只将螺栓由实心变成空心,则螺栓的应力幅σa与预紧力F0为D。
A、σ增大,预紧力F0应适当减小 B、σa增大,预紧力F0应适当增大aC、σ减小,预紧力F0应适当减小D、σa减小,预紧力F0应适当增大a5—17螺栓联接螺纹牙间载荷分配不均是由于D。
A、螺母太厚B、应力集中C、螺母和螺栓变形大小不同D、螺母和螺栓变形性质不同5—18螺栓的材料性能等级为 6.8级,则螺栓材料的最小屈服极限近似为A。
A、480MP aB、6 MP aC、8 MP aD、0.8 MP a5—19采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支承面,是为了A。
A、避免螺栓受弯曲应力B、便于放置垫圈C、减小预紧力D、减小挤压应力5—20设计螺栓组联接时,虽然每个螺栓的受力不一定相等,但该组螺栓仍采用相同的规格(材料、直径和长度均相同),这主要是为了C。
A、外形美观B、购买方便C、便于加工和安装D、受力均匀5—21 传动螺旋工作时,其最主要的失效形式为D。
A、螺杆的螺纹圈被剪断B、螺母的螺纹圈被剪断C、螺纹工作面被压碎D、螺纹工作面被磨损二、填空题5—22 三角形螺纹的牙型角α= 60°,适用于联接;而梯形螺纹的牙型角α= 30°,适用于传动。
5—23普通螺纹的公称直径指的是螺纹的大径,计算螺纹的摩擦力矩时使用的是螺纹的中径,计算螺纹的危险截面时使用的是螺纹的小径。
5—24常用螺纹的类型主要有普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹 、 矩形螺纹 、和 锯齿形螺纹 。
5—25联接螺纹必须满足 自锁 条件,传动用螺纹的牙型斜角比联接用螺纹的牙型斜角 小 ,这主要是为了 减小当量摩擦系数,提高传动效率 。
5—26若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数已定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 螺纹升角ψ 和 牙型斜角β(牙侧角) 。
5—27螺纹联接的拧紧力矩等于 螺纹副间的摩擦阻力矩T 1 和 螺母环形端面与被联接件(或垫圈)支承面间的摩擦阻力矩T 2 之和。
5—28螺纹联接防松的实质在于 防止螺纹副在受载时发生相对转动 。
5—29在螺栓联接的破坏形式中,约有 90 %的螺栓属于疲劳破坏,疲劳断裂常发生在螺纹根部 。
5—30普通紧螺栓联接,受横向载荷作用。
则螺栓中受 拉 应力和 扭切 应力作用。
5—31普通螺栓联接承受横向工作载荷时,依靠 接合面间的摩擦力 承载,螺栓本身受 预紧 (拉伸、扭转) 力作用,则联接可能的失效形式为 接合面间的滑移、螺栓被拉断 ;铰制孔用螺栓联接承受横向工作载荷时,依靠 铰制孔用螺栓抗剪切 承载,螺栓本身受 剪切 和 挤压 力作用,则联接可能的失效形式为 螺杆被剪断 和 螺杆与孔壁接触面被压溃(碎) 。
5—32有一单个紧螺栓联接,已知预紧力为F 0,轴向工作载荷为F ,螺栓的相对刚度为C b /(C b +C m ),则螺栓所受的总拉力F 2 = F 0+FC b /(C b +C m ) ,而残余预紧力F 1 = F 0-FC m /(C b +C m ) 。
若螺栓的螺纹小径为d 1,螺栓材料的许用拉伸应力为[σ],则其危险截面的拉伸强度条件式为 []σπσ≤⨯=212314d F . 。
5—33受轴向工作载荷作用的紧螺栓联接,当预紧力为F 0和工作载荷F 一定时,为减小螺栓所受的总拉力F 2,通常采用的方法是减小 螺栓 的刚度或增大 被联接件 的刚度;当工作载荷F 和残余预紧力F 1一定时,提高螺栓的疲劳强度,可以减小 螺栓的刚度 或增大 被联接件的刚度 。
5—34螺栓联接中,当螺栓轴线与被联接件支承面不垂直时,螺栓中将产生附加 弯曲 应力。
5—35采用凸台或沉头座孔作为螺栓头或螺母的支承面是为了 避免螺栓受附加弯曲应力 。
5—36螺纹联接防松,按其防松原理可分为 摩擦 防松、 机械 防松和 其它(破坏螺纹副的关系) 防松。
5—37进行螺栓组联接受力分析的目的是 求出螺栓组中受力最大的螺栓及其所受的力,以便进行强度计算 。
5—38螺栓组联接结构设计的目的是 合理的确定联接结合面的几何形状和螺栓的布置形式,力求每个螺栓和联接结合面间受力均匀,便于加工和装配 ;应考虑的主要问题有 ① 联接结合面设计成轴对称的简单几何形状;② 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理;③螺栓的排列应有合理的间距、边距;④分部在同一圆周上螺栓数目应取成4、6、8等偶数 。
5—39螺栓联接件的制造精度共分为A 、B 、C 三个精度等级,其中B 级多用于 受载较大且经常装拆、调整或承受变载荷 的联接。
三、分析与思考题5—40常用螺纹有哪几种类型?各用于什么场合?对联接螺纹和传动螺纹的要求有何不同?答:常用螺纹的类型和应用参看教科书P 60表5—1。
:对联接螺纹的要求:联接可靠,当量摩擦系数大,自锁性能好。
对传动螺纹的要求:当量摩擦系数系数小,传动效率高。
5—41在螺栓联接中,不同的载荷类型要求不同的螺纹余留长度,这是为什么?答:螺纹的余留长度越长,则螺栓杆的刚度C b 越低,这对提高螺栓联接的疲劳强度有利。
因此,承受变载荷和冲击载荷的螺栓联接,要求有较长的余留长度。
5—42联接螺纹都具有良好的自锁性,为什么有时还需要防松装置?试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。
答:在冲击、振动或变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失,这种现象多次重复后,就会使联接松脱。
在高温或温度变化较大的情况下,由于螺纹联接件和被联接件的材料发生蠕变和应力松弛,也会使联接中的预紧力和摩擦力逐渐减小,最终导致联接失效。
因此螺纹联接需要防松。
例:开口销与六角开槽螺母、止动垫圈为机械防松;对顶螺母、弹簧垫圈为摩擦防松。
5—43普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接的主要失效形式各是什么?计算准则各是什么?答:普通螺栓联接(受横向载荷)的主要失效形式:① 接合面滑移 ②螺栓杆被拉断计算准则:承载条件 螺杆的拉伸强度铰制孔用螺栓联接的主要失效形式:① 螺杆被剪断 ② 螺杆与孔壁接触面被压溃(碎) 计算准则: 螺杆的剪切强度 螺杆与孔壁接触面的挤压强度5—44计算普通螺栓联接时,为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度,而不考虑螺栓头、螺母和螺纹牙的强度?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,通常不需进行其强度计算。
5—45 松螺栓联接和紧螺栓联接的区别是什么?在计算中如何考虑这些区别? 答:松螺栓联接,装配时螺母不需要拧紧。
在承受载荷之前,螺栓不受力。
紧螺栓联接,装配时螺母需要拧紧。
在拧紧力矩作用下,螺栓除受预紧力F 0的拉伸而产生的拉应力外还受摩擦力矩T 1的扭转而产生的扭切应力,使螺栓处于拉伸与扭转的复合应力状态。
[]P min 0P σσ≤=L d F[]τπτ≤=24d F []σπσ≤=210431d F .if F K F S ≥0强度计算时,松螺栓联接只考虑工作载荷即可。
紧螺栓联接应综合考虑拉应力和扭切应力的作用,计入扭切应力的影响,即螺栓所受的轴向拉力乘以1.3。
5—46普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷或横向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷各是什么循环?答:普通紧螺栓联接所受到的轴向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷为F C C C F F mb b++=0,即同方向(不变号)的非对称循环变载荷,0<r <1;所受到的横向工作载荷为脉动循环时,螺栓上的总载荷为预紧力,即大小不变的静载荷, r=1。
5—47螺栓的为8.8级,与它相配的螺母的性能等级应为多少?性能等级数字代号的含义是什么?答:与之相配的螺母的性能等级应为8级或9级(d >16~39mm )。
性能等级8.8 ,表示小数点前的数字8代表材料的抗拉强度极限的1/100(σB /100,σB =8×100MPa),小数点后的数字8代表材料的屈服极限(σs )与抗拉强度极限(σB)之比值(屈强比 )的10倍(10σs /σB , σs =8σB /10=640 MPa )。