机械设计作业集

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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?

2. 螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同?

3. 为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么？

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?

5. 防松原理和防松装置有哪些?

6. 为什么只受预紧力的紧螺栓连接，对螺栓的强度计算要将预紧力增大到它的1．3倍按纯拉伸计算?

7. 常见的螺栓中的螺纹是右旋还是左旋、是单线还是多线？ GB5782-2000螺栓M16X100，8.8级，螺栓试问：螺栓的公称直径是多少?100是螺栓哪部分的长度？螺栓的屈服极限是多少？

8. 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？提高螺栓联接强度有哪些主要措施？ 二、计算题

1.图示螺栓联接中，采用两个M20的4.6级普通螺栓，其安全系数为 1.5，联接接合面间的摩擦系数f=0.20，防滑系数2

.1=s K ，计算该联接允许传递的静载荷F 。（M20的螺栓

mm d 294.171= ）

2. 一悬臂粱由四个普通螺栓联接固定于立墙上的两个夹板间，如图所示，已知载荷P=1000N ，螺栓布局和相关尺寸如图所示，试选择螺栓直径d 。（15分）注：（1）螺栓的性能等级为6.8；安全系数为1.5.（2）图示尺寸单位为mm ； （3）板间摩擦系数f=0.15，防滑系数KS=1.2 ； ；（4）螺纹标准见下表：

3.图示刚性联轴器由6个均

布于直径

mm

D 1950=的圆周上的螺栓联接，联轴器传递的转矩 m N T .2600=。

试按下列情况校核该螺栓联接的强度。

螺纹外径d （mm ）

5

6

8

10

12

14

16

螺纹内径d 1（mm ）

4.134

4.917

6.647

8.376

10.106

11.835

13.835

（1）采用M16的小六角头铰制孔螺栓，如图方案I ，螺栓受剪处直径

mm

d 170=，螺栓材料为45钢，许用剪应力

MPa 195][=τ；许用挤压应力MPa p 300][1=σ；联轴器的材

料为HT250，许用挤压力

MPa

p 100][2=σ。

(2）采用M16的普通螺栓，如图方案II ，接合面的摩擦系数为f=0.15，螺栓材料为45钢，许用拉应力

MPa 240][=σ，

螺纹内径mm d 835.131=，防滑系数2

.1=s K 。

4. 一压力容器的平盖用M16（

mm d 835.131=）螺栓联接。已

知制螺栓的MPa 120][=σ，容器的压强为P=2Mpa ，内径D=180mm 。试求：

（1）所需螺栓的个数z （取残余预

紧力F F 6.11=，F 为工作载荷）；

（2）预紧力F0（取相对刚度

3

.0=+m

b b

C C C ）。

5.

一

薄

板

零

件

用

两

个

M10

的

螺

钉

)026.9,376.8(21mm d mm d ==固定于机架侧壁上，其上受有

2000N 的拉力，如图所示。已知螺钉的屈服极限MPa s 240=σ

零件与机架间的摩擦系数12.0=f ，

若安全系数

5

.1=S ，防滑系数

2

.1=s K ，那么，两螺钉的强度是否足

够？

第六章键连接

一、简答题

1.平键连接的工作原理是什么，可能的失效形式是什么?如何进行强度计算?

2.如仍选择平键的类型和尺寸?

3.平键、半圆键、切向键、楔键在结构和使用性能上有何区别?为什么平键应用广泛?

4.采用两个平键、两个楔键或两个半圆键时，如何布置？

5.分别用箭头指出工作面，并在图下方标出键的名称。

二、计算题

已知齿轮安装在两支点间，齿轮和轴的材料为锻钢，用普通平键联接，轴径d=80mm，毂宽度为110mm，T=3000N.m，键、轴和轮

毂的材料均为钢，MPa p 110][=σ，普通平键的主要尺寸如下表，设计此键联接。

附表：普通平键（GB1096-79）的主要尺寸

第八章带传动

一、简答题

1.三角带为什么比平带承载能力大?

2.传动带工作时受哪些力的作用?最大应力出现在哪个部位？有哪些部分组成？

3.按图简述带传动的弹性滑动是如何产生的。它和打滑有什么区别？能否通过正确设计来消除弹性滑动?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么?

4.试说明带轮直径、初拉力、包角、摩擦系数、带速、中心距对带传动分别有何影响?带的最大有效拉力的影响因素有哪些？

5.带传动的失效形式和计算准则是什么?

6.带轮槽楔角和三角带梯形剖面夹角为什么不相同？

7. 带传动为什么要张紧？常见的张紧装置有哪些？张紧轮应如何布置才合理？

二计算题

1. 单根V带（三角带）传动的初拉力F0＝354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角1＝150，带与带轮之间的摩擦系数=0.485。求：

1）V带（三角带）紧边、松边的拉力F1、F2；

2）V带（三角带）传动能传递的最大有效圆周力Fe及最大功率P。

2.一开口平带传动，已知两带轮基准直径分别为150mm和400mm，中心距为1000mm，小带轮主动，小带轮转速为1460r/min，若传递功率为5kW，带与铸铁带轮间的摩擦系数=0.3，平带每米长的质量q=0.35kg/m，试求：

1）带的紧边拉力和松边拉力；

2）此带传动所需的预拉力（或初拉力）；

3）此带传动作用在轴上的压力。