机械设计螺栓强度的计算题库

机械原理自测题库——分析计算题（共88题）

1、试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目以及机构的级别。

图

a) 图b)

题 1 图

2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。

图

a) 图 b)

题 2 图

3、计算图示机构自由度，并确定应给原动件的数目。

图

a 图b

题 3 图

4、在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，则在图上明确指出。

图a 图b

题 4 图

5、计算图示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。

图 a)

图 b) 题

第八节 提高螺栓连接强度的措施

分析影响螺栓连接强度的因素，从而提出提高联接强度的措施。这对于螺纹联接的设计也是很重要的。

螺纹联接的强度，主要取决于螺栓的强度。影响螺栓强度的因素很多，有材料、结构、尺寸、制造、工艺等。实际设计中，通常主要是以下几个方面考虑来提高联接的强度。

一、减小应力幅（可提高疲劳强度）

大家知道，影响疲劳强度的主要因素是变应力中的应力幅?a?，则越易产生疲劳破坏。

?a?，则可以提高疲劳强度。由螺栓总拉力：F2?F0?拉力F变化时，只会引起（

CbF 可以看出，当工作

Cb?CmCb这一部分是变化的。此部分减小，就可以使?a?。F）

Cb?Cm显然：相对刚度

Cb越小，则可提高疲劳强度。由此可见：措施为；

Cb?Cm① 减小Cb （见教材上的图） ② 增大Cm （见教材上的图） 这样可以使

Cb↓，从而使?a?。

Cb?Cm

但是由F2?F0?CbF 可知，在F0给定的条件下，减小螺栓的刚度Cb或增大

Cb?Cm被联接件刚度Cm，都将引起残余预紧力F1减小，从而降低了联接的紧密性。因此，若在减小Cb或增大Cm的同时,适当增加预紧力F0，就可以使F1不致减小太多或保持不变。

减小螺栓的刚度的方法： （1）适当增加螺栓的长

例13-1 如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力[ ]=80

=1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为QP

1．先根据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q； 2．在求许用工作载荷F。

解：根据：

ca=

1.3Q

4

≤ [ ]，

d12

解得： 依题意： 由：

20.7522

[ ]= ×80=20814 N Q ≤

4×1.34×1.3

d12

F 1.6F F 2.6F Q QP

2.6F = 20814，解得：F = 8005 N

汽缸许用载荷： FΣ = z F = 8F = 64043 N 根据： 解得：

F pmaxpmax

D2

4

64043

4F

D2

4 64043

2.04 MPa

2002

例13-5 如例13-5图1所示螺栓联接，4个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数Kf = 1.2，螺栓的许用应力为[ ]=240MPa，试求：所需

机械零件的强度

一 名词解释

(1) 静应力：静应力:大小和方向不随转移而产生变化或变化较缓慢的应力，其作用下零件可能产生静断裂或过大的塑性变形，即应按静强度进行计算。

(2) 变应力：大小和方向均可能随时间转移产生变化者，它可以是由变载荷引起的，也可能因静载荷产生(如电动机重量给梁带来的弯曲应力)变应力作用的零件主要发生疲劳失效。

(3) 工作应力：用计算载荷按材料力学基本公式求得作用在零件剖面上的内力:?p　,?c,等。

(4) 计算应力：根据零件危险断面的复杂应力状态，按适当的强度理论确定的，有相当破坏作用的应力。

(5) 极限应力：根据材料性质及应力种类用试件试验得到的机械性能失效时应力极限值，常分为用光滑试件进行试验得到的材料极限应力及用零件试验得到的零件的极限应力。

(6) 许用应力：设计零件时，按相应强度准则、计算应力允许达到的最大值[?]??lim/[S]??ca。 (7) 计算安全系数：零件 (材料)的极限应力与计算应力的比值Sca??lim/?ca，以衡量安全程度。 (8) 安全系数许用值：根据零件重要程度及计算方法精确度给出设计零件安全程度的许用范围[S]，力求Sca?[S]。

?F,?,?T二 选择题

(1) 零

机械设计基础考研真题分析计算部分题目汇总

二 分析计算题 <部分题目为华南理工机械设计基础考研真题>

1如图所示的蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的圆锥齿轮z4的转向心n4。

（1）为使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向； （2）在图上标出各轮轴向力的方向。

z2

z3

z4

n4 z1

2图示为某转轴由一对30307E型号的圆锥滚子轴承支承。轴承所受的径向负荷：R1=8000N， R2=5000N，轴上作用的轴向负荷Fa= l000N，载荷系数fp=1.2，轴承内部轴向力计算公式为S=R/2Y；e = 0.3；当A/R≤e时，X= 1，Y= 0，当A/R＞e时，X=0.4，Y= 1.9，试求： （1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；

R1 R2 （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

3已知普通螺栓联接的相对刚度C1/(C1+C2)=0.7，作用一工作载荷F=2000N，试求当剩余预紧力F=0、F=0.5F和F=F时，螺栓所受预紧力F′和总拉力F0。

4一V带传动传递的最大功率P=5kw，主动带轮的基准直径d1=180mm，转速n1=1000r/min，初拉力F

机械设计基础考研真题分析计算部分题目汇总

二 分析计算题 <部分题目为华南理工机械设计基础考研真题>

1如图所示的蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的圆锥齿轮z4的转向心n4。

（1）为使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向； （2）在图上标出各轮轴向力的方向。

z2

z3

z4

n4 z1

2图示为某转轴由一对30307E型号的圆锥滚子轴承支承。轴承所受的径向负荷：R1=8000N， R2=5000N，轴上作用的轴向负荷Fa= l000N，载荷系数fp=1.2，轴承内部轴向力计算公式为S=R/2Y；e = 0.3；当A/R≤e时，X= 1，Y= 0，当A/R＞e时，X=0.4，Y= 1.9，试求： （1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；

R1 R2 （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

3已知普通螺栓联接的相对刚度C1/(C1+C2)=0.7，作用一工作载荷F=2000N，试求当剩余预紧力F=0、F=0.5F和F=F时，螺栓所受预紧力F′和总拉力F0。

4一V带传动传递的最大功率P=5kw，主动带轮的基准直径d1=180mm，转速n1=1000r/min，初拉力F

机械设计基础考研真题分析计算部分题目汇总

二 分析计算题 <部分题目为华南理工机械设计基础考研真题>

1如图所示的蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的圆锥齿轮z4的转向心n4。

（1）为使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向； （2）在图上标出各轮轴向力的方向。

z2

z3

z4

n4 z1

2图示为某转轴由一对30307E型号的圆锥滚子轴承支承。轴承所受的径向负荷：R1=8000N， R2=5000N，轴上作用的轴向负荷Fa= l000N，载荷系数fp=1.2，轴承内部轴向力计算公式为S=R/2Y；e = 0.3；当A/R≤e时，X= 1，Y= 0，当A/R＞e时，X=0.4，Y= 1.9，试求： （1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；

R1 R2 （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

3已知普通螺栓联接的相对刚度C1/(C1+C2)=0.7，作用一工作载荷F=2000N，试求当剩余预紧力F=0、F=0.5F和F=F时，螺栓所受预紧力F′和总拉力F0。

4一V带传动传递的最大功率P=5kw，主动带轮的基准直径d1=180mm，转速n1=1000r/min，初拉力F

第二章 构件的静力分析

1．如图所示，重为100N的球，放在与水平成30°的光滑斜面上，并用与斜面平行的绳拉住，求斜面所受的压力及绳所受的拉力。

2．如图所示，水平梁AB为1m,自重不计，D为AB的中点，a=30°，A端用铰链固定，B端用绳索系于墙上，梁中吊起一重G为500N的物体，求BC的拉力及A点的反力。

3．ABCD为一铰链四杆机构，在如图所示位置处于平衡状态，已知在CD杆作用一力偶M=4N·m,CD=0.42m，，求当机构平衡时作用在AB杆中点的力F的大小及支座A、D处的约束反力。

4．箕斗重G=40KN，沿与水平成30°的光滑轨道等速上升，重心在C点，如图所示，求钢绳的牵引力及A、B轮对轨道的压力。

1

第二章 构件的静力分析

5．铰链四杆机构OABO1,在图示位置平衡。已知OA=400mm,O1B=600mm,作用在OA上的力偶矩M1=1N·m,试求力偶M2的大小及AB杆所受的力。各杆重量不计。

2

第三章 杆件的基本变形

6．如图所示吊车在托架AC梁上移动，斜杆AB的截面为圆形，直径d=20mm,G=15KN,试求斜杆AB的最大正应力。

7．如图AB为钢杆，其横截面面积

机械原理自测题库——分析计算题（共88题）

1、试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目以及机构的级别。

图

a) 图b)

题 1 图

2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。

a) 图 b)

题 2 图

图

3、计算图示机构自由度，并确定应给原动件的数目。

图a 图b

题 3 图

4、在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，则在图上明确指出。

图a 图b

题 4 图

5、计算图示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。

图 a) 图

一. 是非题：正确的在（）中写“√”，错误的在（）中写“×”

1、

在不改变零件静强度的条件下,加大在一定载荷下零件的弹性变形量,将会降低该零件的冲击强度。 （ ）

2、

在不改变零件静强度的条件下，加大在一定载荷下零件的弹性变形量，可提高耐冲击强度。 （ ）

3、

设计零件时，安全系数应尽可能选大些，使该零件工作更可靠与安全。（ ）

4、

某转轴采用40钢（?S?335MPa),经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构钢40Cr(?S?785MPa)，以提高刚度。

5、

（ ）

设计某普通碳钢零件时，校核后刚度不足，采用高强度合金钢时，对提高其刚度是不起作用的。 （ ）

6、

在变应力作用下，零件的主要失效形式将是疲劳断裂，而在静应力作用下，其失效形式将是塑性变形或断裂。 （ ）

7、

只要材料的平均极限应力?lim大于零件的平均工作应力?m，则安全系数S就大于1，工作是可靠的。

8、

（ ）

若材料的平均极限应力?lim大于零件的平均工作应力?m，则零件的安全系数不一定总是大于1。

9、

（ ）

渐开线圆柱直齿轮传动空载运转时，可以认为是处于齿面线接触状态。 （ ）