机械设计基础答案第10章

机械设计基础答案

10-1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

10-2解由教材表10-1、表10-2查得

，粗牙，螺距

，细牙，螺距

后

答

螺纹升角

中径

ww

w.

粗牙螺距螺纹升角

普通螺纹的牙侧角

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解查教材表10-1得

khd

中径

小径

，螺纹间的摩擦系数

课

，中径

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%。

案

网

，

机械设计基础答案

当量摩擦角

拧紧力矩

由公式

可得预紧力

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。

ww

w.

10-4解（1）升角

当量摩擦角

工作台稳定上升时的效率：（2）稳定上升时加于螺杆上的力矩

khd

课

后

拉应力

网

答

案

机械设计基础答案

（3

）螺杆的转速

（4）因速下降，

，该梯形螺旋副不具有自锁性，欲使工作台在载荷

需制动装置。其制动力矩为

10-5解查教材表9-1得Q235的屈服极限

khd

的小径

得

，螺钉个数

，取可靠性系数

课

查教材表10-6得，当控制预紧力时，取安全系数

ww

w.

由许用应力

查教材表10-1得

由公式

预紧力

由题图可知

作用下等

螺杆的功率

后

答

案

网

，

机械设计基础答案

牵曳力

10-6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

查教材表10-6、10-7得螺栓的许用应力

查教材表10-1得，

ww

w.

所需的螺栓预紧拉力则施加于杠杆端部作用力

螺栓所能承受的最大预紧力

khd

的小径

的最大值

课

后

10-7解查教材表9-1得，螺栓35钢的屈服极限

（

案

网

）。

答

，

机械设计基础答案

10-8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

khd

课

10-9解（1）确定螺栓的长度

ww

w.

螺栓螺纹预留长度则所需螺栓长度

由教材图10-9a）得：螺栓螺纹伸出长度

查手册选取六角薄螺母GB6172-86

垫圈GB93-8716，厚度为

网

。

，厚度为

后

答

案

机械设计基础答案

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

khd

课

ww

w.

螺栓的许用挤压应力（4）校核强度

查表10-6

得螺栓的许用剪切应力

查手册，六角头铰制孔用螺栓GB28-88

网

，

，其光杆直径

后

答

案

机械设计基础答案

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（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

由许用应力

查教材表10-1得

w.

由公式

ww

预紧力横向力

（2）每个螺栓所能承担的横向力

由题图可知

khd

的小径得

，取可靠性系数

课

后

答

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

网

，

案

机械设计基础答案

（4

）螺栓所需承担的横向力

（5）螺栓的个数

在直径为155的圆周上布局14个

10-11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

ww

w.

（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

khd

课

取偶数

。

的普通螺栓，结构位置不允许。

后

答

案

网

机械设计基础答案

螺栓小径

查教材表10-1，取是合

螺栓（），由教材表10-7可知取安全系数

适的。

（6）确定螺柱分布圆直径

由题10-11图可得

所选螺柱的个数和螺柱的直径均合适。

10-12解（1）在力时每个

khd

课

后

作用下，托架不应滑移，设可靠性系数

答

（7）验证螺柱间距

案

取。

ww

势，上

w.

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

边两个螺栓被拉伸，每个螺栓的轴向拉力增大了小了

网

，接合面数

，此

，下边两个螺栓被放松，每个螺栓的轴向力减

机械设计基础答案

，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

许用应力

w.

查教材表10-1，取的。

10-13解(1)计算手柄长度

螺栓小径

khd

螺栓（

课

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

后

答

选取螺栓材料为35钢，查教材表9-1屈服极限

ww

也是合适

查手册,梯形螺纹GB5796-86，公称直径

小径

网

，

），由教材表10-7可知取安全系数，初选螺距

,则中径

，

案

机械设计基础答案

螺纹升角

当量摩擦角

所需的转矩

则,手柄的长度

螺母的高度

ww

初选

w.

这时

10-14解选用梯形螺纹。

（1）根据耐磨性初选参数

查表10-8螺旋副的许用压强

khd

课

初取螺纹圈数

后

,则

答

(2)确定螺母的高度

处于1.2～2.5的许可范围内。

网

，取

案

机械设计基础答案

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

螺母的高度

（3）校核耐磨性

螺纹的工作高度

则螺纹接触处的压强

ww

合适。

w.

（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

khd

课

后

系数

，取

答

案

网

机械设计基础答案

螺杆的长细比

临界载荷

取安全系数

（5）校核螺纹牙强度

对于梯形螺纹

对于青铜螺母

10-15解（1）初选螺纹直径

ww

w.

查手册，选取梯形螺纹GB5796-86，选取公称直径

，

，中径

khd

，合适。

，小径

。

螺距

（2）验证其自锁性

课

，不会失稳

后

答

案

网

机械设计基础答案

螺纹升角

当量摩擦角

，所以满足自锁条件。

（3）校核其耐磨性

则螺母的高度

则螺纹接触处的压强

查教材表10-8，钢对青铜许用压强

khd

，则所需扭矩

课

后

答

案

网

螺纹的工作高度

（4）校核螺杆强度

ww

则危险截面处的强度

w.

取

，

，处于1.2～2.5的许可范围内

。

，合适。

设螺栓与螺母参加接触的螺纹圈数，

机械设计基础答案

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

，螺杆的最大工作长度

，螺杆危险截面的惯性半径，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

（7）确定手轮的直径

ww

w.

由

得

10-16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

khd

，合适。

课

网

后

答

案

机械设计基础答案

（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。

根据联轴器孔径花键

khd

，查手册可知花键小径

GB1144-87

、小径

，大径

课

后

10-17解（1）选择花键

w.

花键的齿数

，倒角

ww

.

（2）验算挤压强度

取载荷不均匀系数

网

最接近，故选择矩形花键的规格为，键宽

，键长取

答

案

机械设计基础答案

齿面工作高度

平均半径

查教材表10-11，在中等工作条件Ⅱ、键的齿面未经热处理时，其许用挤压应力

，

故合适。

ww

w.

khd

课

网

后

答

案

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/m54m.html