机械设计作业第5答案
班 级成 绩
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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 m 相等，联接的预紧力为F 0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F 等于预紧力F 0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
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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F 0与F 2之间变化，则螺栓的应力变化规律按 C 。
A 、r = 常数
B 、σm =常数
C 、σmin =常数
5—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 b ，减小被联接件的刚度C m
B 、减小
C b ，增大C
m
C 、减小C b 和C m
D 、增大C b 和C m
5—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F 2和残余预紧力F 1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F 0为 D 。
A 、σa 增大，预紧力F 0应适当减小
B 、σa 增大，预紧力F 0应适当增大
C 、σa 减小，预紧力F 0应适当减小
D 、σa 减小，预紧力F 0应适当增大 5—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 a
B 、6 MP a
C 、8 MP a
D 、0.8 MP a 5—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
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学 号批改日期 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≤?=
212
314d 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
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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[]P min 0P σσ≤=L d F
[]τπτ≤=2
4d F []σπσ≤=210
4
31d F .if F K F S ≥0
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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。
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 m
b 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 ）。
5—48在什么情况下，螺栓联接的安全系数大小与螺栓的直径有关？试说明其原因。
答：在不控制预紧力的情况下，螺栓联接的安全系数大小与螺栓的直径有关，直径越小，则安全系数取得越大。因为扳手的长度随螺栓直径的减小而线性减短，而螺栓的承载能力随螺栓直径的减小而平方性降低。因此，螺栓直径越细越易过拧紧，造成螺栓过载断裂。所以小直径的螺栓应取较大的安全系数。
5—49图示螺栓联接结构中，进行预紧力计算时，螺栓的数目z 、接合面的数目i 应取多少？
答：螺栓的数目z=4
接合面的数目i =2
F F 题5—49图
题5—50图
0b
m
θ' 变形
力
F
F 1
F 2
F 0
b θ'F
F 1
m
θ b
θ F 1
F
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5—50试用受力变形线图分析说明螺栓联接所受轴向工作载荷F ，当预紧力F 0一定时，改变螺栓或被联接件的刚度，对螺栓联接的静强度和联接的紧密性有何影响？
答：如图示，减小螺栓刚度（ ）或增大被联接件的刚度（ ），螺栓的总拉力F 2减小，螺栓联接的静强度提高；残余预紧力F 1减小，联接的紧密性下降。增大螺
栓刚度或减小被联接件的刚度则相反。
5—51紧螺栓联接所受轴向变载荷在0～F 间变化，在保证螺栓联接紧密性要求和静强度要求的前提下，要提高螺栓联接的疲劳强度，应如何改变螺栓或被联接件的刚度及预紧力的大小？试通过受力变形线图来说明。
答：在总拉力F 2、残余预紧力F 1不变时,
a)如图示，减小螺栓的刚度（ ），增大预紧力F 0，可减小△F ，提高螺栓联接
的疲劳强度。
b)如图示，增大被联接件的刚度（ ），增大预紧力F 0，可减小△F ，提高螺栓联接的疲劳强度。
5—52为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10？通常采用哪些结构形式可使各圈螺纹牙的载荷分布趋于均匀？
答：当联接受载时，螺栓受拉伸，
外螺纹的螺距增大；而螺母受压缩，内螺纹的螺距减小。螺距的变化差以旋合b θ' m
θ'm
θ' 题5—51图 θ b F
F 1
F 2
F 0
△F
a ) 改变螺栓的刚度
0b
0m θ m 变形
力
b ) 改变被联接件的刚度 0b 0m
θ b θ m 变形
力
F
F 1
F 2
F 0
△F
b θ' △F
F
F 0
△F
F 0
m
θ' b θ'
班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期的第一圈处为最大，以后各圈递减。旋合螺纹的载荷分布为：第一圈上约为总载荷的1/3，以后各圈递减，第8～10圈以后的螺纹牙几乎不受力。螺母的螺纹圈数过多也不能提高承载能力。
为了使各圈螺纹牙的载荷趋于均匀，可采用下述方法：①悬置螺母；②内斜螺母；③环槽螺母。
5—53受倾覆力矩的螺栓组联接应满足哪些不失效条件？
答：①螺杆不被拉断；
②结合面受压最大处不被压溃（碎）；
③结合面受压最小处不离缝。
5—54滑动螺旋的主要失效形式是什么？其基本尺寸（即螺杆直径及螺母高度）通常是根据什么条件确定的？
答：滑动螺旋的主要失效形式是螺纹面的磨损。
其基本尺寸（即螺杆直径及螺母高度）通常是根据耐磨性条件确定的。
四 、设计计算题
5—55一牵曳钩用2个M10(d 1=8. 376mm )的普通螺栓固定于机体上。已知接合面间摩擦系数f =0.15，防滑系数K s =1.2，螺栓材料强度级别为4.6级，装配时控制预紧力。试计算该螺栓组联接允许的最大牵曳力F max 。
解：σs =240MPa 查表5—10，S=1.2~1.5
牵曳题5—55图 []MPa
~.~.S S 1602005
121240
===σσ[][] ＝由强度条件：F
K N .~.....d F d F 286778858472431160)~(200763814343141.32
2102
10
=???=?≤≤σπσπσ00>-≈W M A ZF min P σ[]P max P W
M
A ZF σσ≤+≈0[]σπσ≤?=
43121
2d F .
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5—56 有一受预紧力F 0=1000N 和轴向工作载荷F =1000N 作用的普通紧螺栓联接，已知螺栓的刚度C b 与被联接件的刚度C m 相等。试计算该螺栓联接所受的总拉力F 2和残余预紧力错误！未找到引用源。。在预紧力F 0不变的条件下，若保证被联接件不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max 为多少？ 解：
5—57 如图所示，一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓联接。已知气缸中的压力p 在0～2MP a 之间变化，气缸内径D =500mm ，螺栓分布直径D 0=650mm 。为保证气密性要求，残余预紧力F 1=1.8 F ，螺栓间距t ≤4.5 d (d 为螺栓的大径)。螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MP a ，许用应力幅
[σa ]= 20MP a 。选用铜皮石棉垫片，螺栓
相对刚度C b /（C b +C m ）=0.8，试确定螺栓的数目和尺寸。 N
F C C C F F N F C C C F F m b m m b b 50010002
1
1000150010002
1
1000010
2=?-=+-==?+=++=残余预紧力 总拉力 N
C C C F F F C C C F F F m
m
b m
b m
2000210000:max 0max max 01=?=+==+-= 被联接件不离缝时的
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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：
单个螺栓所受的总拉力F 2为：
所需的螺栓直径d 1：
查表
校核螺栓间距t
校核应力幅σa ：
题5—57图 25 25
D 0
D p N ..Z D p F N ..Z D p F 171635424450014324252453116
45001432422
(24)22
(16)=???===???==ππN ...F .F F .F F F N ...F .F F .F F F
6745791171635482828156868725245318282811(24)212(16)=?==+=+==?==+=+=[][][]mm
...F .d mm ...F .d d F .138525120674579131431478830120
5
686873143144312(24)12(16)
12
12
=???=?≥=???=?≥≤?=πσππσπσπσmm .d .mm .Z D t mm .d .mm .Z D t 135305454048524
650162365454562512716
6500(24)0(16)=?=<====?=<===π
ππ
πmm .mm .d M mm .mm .d M 38512511226037883070631361(24)1(16)>=>= [][]MPa MPa ..d F C C C MPa MPa ..d F C C C a m
b
b a a m b b a 20131226.21117
6354120.822031831.670176354120.82221
(24)221
(16)=<=??=+==<=??=+=σππσσππσ
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确定螺栓的数目和尺寸:
查表
5—58如图凸缘联轴器（GB/T5843—1986）的型号为YLD10，允许传递的最大转矩T=630N ·m ，两半联轴器采用4个M12的铰制孔用螺栓联接，螺栓规格为M12×60（GB/T27—1988），螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200,试校核其联接强度。若改用普通螺栓联接，两半联轴器接合面间的摩擦系数 f =0.15，防滑系数K s =1.2，试计算螺栓的直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。 解：σs =640MP a 采用铰制孔用螺栓联接
铸铁的σB =200MP a 螺杆d 0=13mm
查表5—10
钢：S τ=2.5 S P =1.25 [τ]=σs / S τ=640/2.5=256 MP a
[σP ]=σs /S P =640/1.25=512MP a
铸铁：S P =2.0～2.5 [σP ]=σ B /S P =200/2.0～2.5=100～80 MP a 单个螺栓所受的工作剪力F 为：
校核螺杆的剪切强度
校核螺杆、联轴器的挤压强度 L min=38－22=16mm
改用普通螺栓联接
查表5—10按不控制预紧力，设d=16mm 取S=4 [σ]=σs /S=640/4=160MP a
题5—58图 22 38 φ13 0
或
或 mm l M mm l M 900324Z 901003616Z ====N .r Tr F Z i i max 08242310130463023
1
2=???==-=∑[] 安全P 0P 651116
1308
2423σσ≤=?==..L d F min [] 安全τππτ≤=?==MPa ..d F 26181340824234220[]
＝由强度条件： 由承载条件：mm ...F .d d F N ...r f T K F Z i i
16514621938431431441.3621938410
13041502
63021021031S 0=??=?≥≤=?????=≥-=∑σπσ
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取M20，d 1=17.294mm >14.165mm (或取第二系列M18，d 1=15.294mm >14.165mm ) 与假设基本相符，不必修改安全系数S 。
螺栓的长度l >22×2+m+S=44+18+5=67 取l =70~80mm
螺栓标记：螺栓GB57882—86 M20×70(或80)
5—59如图所示，为一支架与机座用4个普通螺栓联接，所受外载荷分别为横向载荷F R =5000N ，轴向载荷F Q =16000N 。已知螺栓的相对刚度C b / (C b +C m )=0.25，接合面间摩擦系数f =0.15，Ks=1.2, 螺栓的性能等级为8.8级，试确定螺栓的直径及预紧力F 0。
解：σs =640MP a
查表5—10，
按不控制预紧力，设d=16mm 取S=4 [σ]=σs /S=640/4=160MP a （按控制预紧力取S=1.2~1.5
[σ]=σs /S=640/1.2~1.5=533.33~426.67 MP a ）
单个螺栓的轴向工作载荷F
在横向载荷F R 作用下，支架不下滑的条件：
题5—59图 R F Q F [][] 或— 螺栓或— 标记：螺栓， 取．， 取
，
＝ 若按控制预紧力，取80)70(M12 86GB588280)70(M10 86GB58828.67410610M12758673768M108.674~6758767)42633(53362
1938431431467426335335
121640S 1.51.21101S ??>=>==??=?≥===mm mm .d mm .mm d mm ..~...F .d MPa .~..~.~πσπσ
σN Z F F Q 40004
16000===N ..Z f F K F F K Z fF R s R s 10000415050002111=??=≥≥残余预紧力
班 级成 绩姓 名任课教师
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单个螺栓所受的总拉力F 2
确定螺栓的直径
取M16，d 1=13.835mm >12.04mm 与假设相符。
（控制预紧力时，取M8，d 1=6.647mm >6.593mm 或M10，d 1=8.376mm >7.371mm ）
5—60 如图所示，方形盖板用四个螺钉与箱体联接，盖板中心O 点的吊环受拉力F =10kN ，要求残余预紧力为工作拉力的0.6 倍，螺钉的许用拉应力[σ]=120MP a 。
(1) 求螺钉的总拉力F 2。
(2) 如因制造误差，吊环由O 点移到O ＇点mm O O 25='，求受力最大螺钉的总拉力F 2max 及螺钉的直径。
解：(1)螺钉的总拉力F 2
(2) 受力最大螺钉的总拉力F max 因制造误差，吊环移位产生的力矩 F
200
200 o o ' N
F F F 1400040001000012=+=+=[]
控制预紧力时)7.371~6.593(0412********
31431421mm mm ..F .d =??=?≥πσπN
F F F 0003140000.25)-(110000)C C C -(1m b b 10=?+=++=预紧力kN 44
10)160(12=?+=+=.Z F F F
班 级成 绩姓 名任课教师学 号
批改日期
在M 作用下,左下角螺栓受加载作用，受到的载荷： 受力最大螺钉所受的工作载荷F max
受力最大螺钉所受的总拉力
螺钉的直径 取M10，d 1=8.376mm >7.792mm
5—61如图所示，有两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱（工字钢）相联接，托架所承受的最大载荷为20000
N
2502
10021025023
=??==r M F M N 27504
10000
250=+=+
=Z F F F M max N 4400275061)160(max 2=?=+=.F .F
max []
mm ..F .d 79271204400
3143142max
1=??=
?≥
π
σπNm M 2502510=?=
班 级成 绩姓 名任课教师
学 号批改日期N ，问：
（1）此联接采用普通螺栓还是铰制孔用螺栓为宜？
（2）若用铰制孔用螺栓，已知螺栓材料为45号钢性能等级为6.8级，试确定螺栓的直径。
解：每一边的载荷为10000 N
（1）因载荷较大，若采用普通螺栓，则需要的预紧力很大，
螺栓的直径很大。所以此联接采用铰制孔用螺栓为宜。 （2）σs =480MP a
查表5—10
钢：S τ=2.5 S P =1.25 [τ]=σs / S τ=480/2.5=192 MP a
[σP ]=σs /S P =480/1.25=384MP a
将力F 向形心简化
F =10000N
T =F ·L =10000×300=3×106Nmm
F 作用在每个螺栓中心处的横向力为F F T 作用在每个螺栓中心处的横向力为F T
由图可知，右边两个螺栓受力最大
按剪切强度计算直径， σs =480MP a 查表5—10
钢：S τ=2.5 S P =1.25 [τ]=σs / S τ=480/2.5=192 MP a [σP ]=σs /S P =480/1.25=384MP a
取M8 d 0=9mm >7.7335mm
按挤压强度计算 题5—61图
150
立柱 N
2500410000F ===Z F F N .zr T r Tr F z i i max T 07707127541036
1
2
=??===∑=N .cos F F F F F T F T F max 889013135222=-+= F F T T F m ax
F m ax
F []mm
..F d max 7334719288
9013440=?=≥πτπ[]τπτ≤=4
2
d F max
[]P P σσ≤=max F
班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期 只要 即满足强度要求。
5—62铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示。已知L =300mm ，a =60mm ，试求螺栓组联接的三种方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？那个方案较好？
解：将力F 向形心简化： 横向载荷F 旋转力矩 T =F ·L =300 F 方案一：
横向载荷F 在每个螺栓中心处的横向力为F F
T 在每个螺栓中心处的横向力为F T 如图示可知，螺栓3受力最大
方案二：
横向载荷F 在每个螺栓中心处的横向力为F F
T 在每个螺栓中心处的横向力为F T
[]mm ..d F L max min 62384
988
9013P 0=?=≥σ方案二 F L a a
题5—62图 方案一 F L a a 方案三
F L a r =123123123a
a 3F F
Z F F ==F .F
a T r Tr F z
i i max T 5260
230021
231=?===∑=、02=T F 3F F Z F F ==F
.F
F F F F F T max 832617253F ==+=+=1F F F
F F F T F T F 2
3m ax F F F F
F F F T F T F 123m ax F F .F
a T r Tr F z i
max T 5260230022
31=?===∑、02=T F
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图示知螺栓1、3受力最大
方案三：
横向载荷F 在每个螺栓中心处的横向力为F F
T 在每个螺栓中心处的横向力为F T
螺栓2受力最大
由上述计算可知，方案三螺栓的F max 较小，所以该方案较好。
5—63 如图所示，支座用4个普通螺栓固定在基座上，结构尺寸如图示，静载荷
F =6KN ，接合面间摩擦系数f =0.6，Ks=1.2, 螺栓的性能等级为6.8级；已知螺栓的相对刚度C b / (C b +C m )=0.2。试计算此联接所需的螺栓直径和每个螺栓的预紧力。 解:σs =480MP a
查表5—10按不控制预紧力，设d=12mm 取S=4.4 [σ]=σs /S=480/4.4=109.09MP a 查表5—7设基座为混凝土（或其他材料） [σP ]=MP a
1、螺栓受力分析
①将F 向接合面形心简化
横向力
轴向力
倾覆力矩M = F x · l =5196.15×200=1039230Nmm ②单个螺栓轴向工作载荷分析 在F y 作用下： :在M 作用下：
左侧的两个螺栓受的轴向力最大
2、确定单个螺栓的预紧力F 0
①按在F x 作用下不滑移确定F 0 ，要求： 题5—63图 200
支座 35603300312321F
F a T r Tr F z
i i max T =?===∑=、、3F F Z F F ==F .F F F F F T F max 5222532
2
22=??? ??+??? ??=+=F .cos F F F F F T F T F max 96115022=-+= 1F F F
F F F m ax F T F T F T
F 123N .cos F F 1551962
3
600030x =?== N sin F F 30002
1600030y
=?==
N
Z F F y Fy 75043000
===N .sin sin Z M r Mr F z i i max max M 3929394525021039230
4522501
2=?===∑=
N ..F F F max M Fy 393689392939750max =+=+=x
s F K Z fF ≥1x
s Fy m
F K )F C F (fZ ≥-0
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②按接合面左侧不离缝确定F 0 ，要求：σPmin >0
③按不压溃确定F 0 ，要求：σ Pmax ≤[σ P ]
综合①、②、③预紧力取F 0=6370N 3、确定螺栓直径 螺栓的总拉力
取M16 d 1=13.835mm >10.3876mm
（或M14 d 1=11.835mm >10.3876mm ） 大于假设的直径，S 不必修改。
五 、结构设计与分析题
5—64试指出下列图中的错误结构，并画出正确结构图。
(a) 螺钉联接
(b) 双头螺柱联接
(c) 铰制孔用螺栓联接
N
....F C C C fZ F K F Fy
m b m x s 0753198750.2)0-(1460155196210=?+??=++≥W M A ZF min P -=1σ00>-+-=W M )F C C C F (A Z Fy m b m N ....Z A W M F C C C F Fy m b m 636368419634965925
776364810392307500.2)-(10=??+?=++>2
22577636])2
100()2330[(
mm .A =-=π3431963496592])330100(-[132330mm .W ==π[]P Fy m b m max P W M F C C C F A Z W M A ZF σσ≤++=+=)-(01[]N .....F C C C Z A W M Z A F Fy m b m P 75530587500.2)-(14
19634965925
7763610392304577636030
=?+??-?=++-≤σN
...F C C C F F max m
b b
878710739368920637002=?+=++=[]
mm .F .d 3876103142
1
=?≥σπ
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改正结构与图（a ）相
（a ）螺钉联接
（d ）紧定螺钉联接
（b ）双头螺柱联接
(c) 铰制孔用螺栓联接
被联接件上与螺栓头和螺母相接触的支承面处应有凸台或沉头
L
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，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、 =常数C、min=常数 m 5—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C b m
机械设计作业集第3章答案解析
第三章 机械零件的强度 一、选择题 3—1 零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之 C 。 A 增加 B 不变 C 降低 D 规律不定 3—2 在图中所示的极限应力图中，工作应力有C 1、C 2所示的两点，若加载规律为r=常数。在进行安全系数校核时，对应C 1点的极限应力点应取为 A ，对应C 2点的极限应力点应取为 B 。 A B 1 B B 2 C D 1 D D 2 3—3 同上题，若加载规律为σm =常数，则对应C 1点 的极限应力点应取为 C ，对应C 2点的极限应力点 应取为 D 。 A B 1 B B 2 C D 1 D D 2 题3—2图 3—4 在图中所示的极限应力图中，工作应力点为C ，OC 线与横坐标轴的交角θ=600 ，则该零件 所受的应力为 D 。 A 对称循环变应力 B 脉动循环变应力 C σmax 、σmin 符号（正负）相同的不对称循环变应力 D σmax 、σmin 符号（正负）不同的不对称循环变应力 3—5 某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力的值相等，而应力循环特性r 分别为+1、-1、0、，则其中最易发生失效的零件是 B 。 A 甲 B 乙 C 丙 D 丁 3—6 某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=300MPa ，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基 数N 0=107，当该零件工作的实际应力循环次数N=105 时，则按有限寿命计算，对应于N 的疲劳极限σ-1N 为 C MPa 。 A 300 B 420 C D 3—7 某结构尺寸相同的零件,当采用 C 材料制造时,其有效应力集中系数最大。 A HT200 B 35号钢 C 40CrNi D 45号钢 3—8 某个40Cr 钢制成的零件，已知σB =750MPa ，σs =550MPa ，σ-1=350MPa ，ψσ=，零件危险截面处的最大工作应力量σmax =185MPa ，最小工作应力σmin =-75MPa ，疲劳强度的综合影响系数K σ=，则当循环特性r=常数时，该零件的疲劳强度安全系数S σa 为 B 。 A B 1.74 C D 3—9 对于循环基数N 0=107 的金属材料,下列公式中, A 是正确的。 A σr m N=C B σN m =C C 寿命系数m N N N k 0/ D 寿命系数k N < 3—10 已知某转轴在弯-扭复合应力状态下工作，其弯曲与扭转作用下的计算安全系数分别为 S σ=、S τ=，则该轴的实际计算安全系数为 C 。 A B 6.0 C D 3—11 在载荷和几何尺寸相同的情况下,钢制零件间的接触应力 A 铸铁零件间的接触应力。 A 大于 B 等于 C 小于 D 小于等于 3—12 两零件的材料和几何尺寸都不相同，以曲面接触受载时，两者的接触应力值 A 。 A 相等 B 不相等 C 是否相等与材料和几何尺寸有关 D 材料软的接触应力值大 3—13 两等宽的圆柱体接触，其直径d 1=2d 2，弹性模量E 1=2E 2，则其接触应力为 A 。 A σH1=σH2 B σH1=2σH2 C σH1=4σH2 D σH1=8σH2 S m σa O σ
机械设计B,次作业客观题答案
机械设计B第1次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共13道小题) 1. 对于大量生产，形状较复杂、尺寸大的零件应选择_________________毛坯。 (A)自由锻造 (B)冲压 (C)模锻 (D)铸造 正确答案：D 解答参考： 2. 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)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 正确答案：A 解答参考： 3. 在螺栓联接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是_______。 ??(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 正确答案：C 解答参考： 4. 在螺栓联接设计中，若被联接件为铸件，则有时在螺栓孔处制做沉头座孔或凸台，其目的是_______。 ??(A)?避免螺栓受附加弯曲应力作用 ??(B)?便于安装
??(C)?为安置防松装置 ??(D)?为避免螺栓受拉力过大 正确答案：A 解答参考： 5. 普通平键联接工作时，键的主要失效形式为_________。 ??(A)?键受剪切破坏 ??(B)?键侧面受挤压破坏 ??(C)?剪切与挤压同时产生 ??(D)?磨损和键被剪断 正确答案：B 解答参考： 6. 采用两个普通平键时，为使轴与轮毅对中良好，两键通常布置成_________。 ??(A)?相隔180度 ??(B)?相隔120～130度 ??(C)?相隔90度 ??(D)?在同一母线上 正确答案：A 解答参考： 7. 带张紧的目的是_______。 ??(A)?减轻带的弹性滑动 ??(B)?提高带的寿命 ??(C)?改变带的运动方向 ??(D)?使带具有一定的初拉力 正确答案：D 解答参考：
机械设计考试试题及其答案
1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【】 A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【】 A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【】 A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【】 A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【】A．90° B. 120°°° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C． V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【】 A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【】 A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力 二、 1．轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。 2．代号62203的滚动轴承，为轴承，其内径为 mm。 3．在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取。 4．普通平键联接的工作面是键的；楔键联接的工作面是键的。 5．为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用制。 6．不随时间变化的应力称为，随时间变化的应力称为，具有周期性的变应力称为。7．按照平面图形的形状，螺纹分为、和等。 8．按照工作条件，齿轮传动可分为和两种。 9．齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。
机械设计制造基础第五章练习题与答案
精品文档 1. 单项选择 第五章练习题 1-1锥度心轴限制（）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-2小锥度心轴限制（）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 1-3 在球体上铣平面，要求保证尺寸 H（习图 1-3），必须限制（）个自由度。 ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 习图 1-3 1-4制（ 1-5在球体上铣平面，若采用习图 1-4 所示方法定位，则实际限）个自由度。 ① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制 （1-6 ）个自由度。 ① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5 大批大量生产中广泛采用（）。 习图 1-4①通用夹具 2. 判断题 ②专用夹具③成组夹具④组合夹具 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10在加工工序中用作工件定位的基准称为工序基准。 精基准是指在精加工工序中使用的定位基准。 附加基准是起辅助定位作用的基准。 直接找正装夹可以获得较高的找正精度。 划线找正装夹多用于铸件的精加工工序。 夹具装夹广泛应用于各种生产类型。 欠定位是不允许的。 过定位系指工件实际被限制的自由度数多于工件加工所必须限制的自由度数。定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。 组合夹具特别适用于新产品试制。
3. 分析题 3-1 试分析习图 3-1 所示各零件加工所必须限制的自由度： a）在球上打盲孔φB，保证尺寸 H； b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD孔垂直相交，且保证尺寸 L； c）在轴上铣横槽，保证槽宽 B以及尺寸 H和 L； d）在支座零件上铣槽，保证槽宽 B和槽深 H及与 4 分布孔的位置度。 Z φB Z φB L X Y a）X Y b） Z Z L B Z Z Y X X c）Y B d） H 习图 3-1 3-2 试分析习图 3-2 所示各定位方案中：①各定位元件限制的自由度；②判断有无欠定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。 a）车阶梯轴小外圆及台阶端面； b）车外圆，保证外圆与内孔同轴； c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴； d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。 Z Y Z a） Y Z b） Z X X X Y c）习图 3-2 X
机械设计试题及答案
1．在疲劳曲线上，以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时，为（无限寿命区）区；当N ＜N0时，为（有限寿命区）区。 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（弹性变形）的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越（小）。 3．润滑油的（油）性越好，则其产生边界膜的能力就越强；（粘度）越大，则其内摩擦阻力就越大。 4．为改善润滑油在某些方面的性能，在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为（添加剂）。 5．正是由于（弹性滑动）现象，使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为（打滑）和（带的疲劳破坏）。 6．蜗杆传动的主要缺点是齿面间的（相对滑动速度）很大，因此导致传动的（效率）较低、温升较高。 7．链传动水平布置时，最好（紧边）边在上，（松边）在下。 8．设计中，应根据被联接轴的转速、（转矩）和（直径）选择联轴器的型号。 9．径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为（相对间隙）；而（偏心距）与（半径间隙）之比称为偏心率 。 10．对于普通平键，考虑到载荷分布的不均匀性，双键联接的强度按（1.5 ）个键计算。 1．当所受轴向载荷通过（螺栓组形心）时，螺栓组中各螺栓承受的（轴向工作拉力）相等。2．从结构上看，带轮由（轮毂）、轮辐和（轮缘）三部分组成。 3．在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中，以（节点）为计算点，把一对轮齿的啮合简化为两个（圆柱体）相接触的模型。 4．按键齿齿廓曲线的不同，花键分为（矩形）花键和（渐开线）花键。 5．请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：（双螺母等）和（防松垫圈等）。
6．疲劳曲线是在（应力比）一定时，表示疲劳极限 与（循环次数）之间关系的曲线。 γN 7．理论上为（点）接触或（线）接触的零件，在载荷作用下，接触处局部产生的应力称为接触应力。 8．开式齿轮传动的主要失效形式是：（齿面的磨粒磨损）和（断齿）。 9．径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、（速度）和（pv值）不超过许用值。10．在类型上，万向联轴器属于（无弹性元件的挠性）联轴器，凸缘联轴器属于（刚性）联轴器。 二、选择填空（每空1分，共10分） 1．下列磨损中，不属于磨损基本类型的是（ 3 ）；只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是（ 2 ）。 （1）粘着磨损；（2）表面疲劳磨损； （3）磨合磨损；（4）磨粒磨损。 2．在通过轴线的截面内，（1 ）的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内，（3 ）的齿廓一侧为直线，另一侧为曲线。 （1）阿基米德蜗杆；（2）法向直廓蜗杆； （3）渐开线蜗杆；（4）锥蜗杆。 3、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于（4 ）；其表面接触疲劳强度主要 取决于（ 1 ）。 （1）中心距和齿宽；（2）中心距和模数； （3）中心距和齿数；（4）模数和齿宽。 4、对于径向滑动轴承，（1 ）轴承具有结构简单，成本低廉的特点；（ 3 ）轴承必须成对使 用。 （1）整体式；（2）剖分式； （3）调心式；（4）调隙式。 5．在滚子链传动的设计中，为了减小附加动载荷，应（4 ）。 （1）增大链节距和链轮齿数；（2）增大链节距并减小链轮齿数； （3）减小链节距和链轮齿数；（4）减小链节距并增加链轮齿数。 6．对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是（ 1 ）联接。
机械设计第八版第五章答案
机械设计第五章课后习题 5-分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应 5-将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处 5-分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当缸内的最高力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化 5- 5-4所示的底板螺栓组联接受外作用在包轴并垂直于底板接合面的平面内。 试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
5-6已知托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ 5-5-5所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载F=56KN载荷稳定，拉丁材料Q23钢，试设计联接 5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力 Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
《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1－1 1－2 1－3 1－4 1－5
自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10
自由度为： 1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：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 ?=?ωω
1 1314133431==P P ω 1－14：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 12 P 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 ?=?ωω
机械设计课后习题答案濮良贵
第三章 机械零件的强度p45 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ， 9=m ，试求循环次数 N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿 命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710 5180936 9 10111 =???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.22710 2.610 51809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 0 012σσσΦσ -=-Θ σ Φσσ+=∴-1210 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示
3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.145 54==d D ，067.045 3 == d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附 图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ
机械设计原理作业参考答案
《机械设计原理》作业参考答案 作业一 一、填空题: 1.零件 2.通用零件专用零件 3.零件构件 4.直接接触可动 5.运动副构件传递运动和力 6.主动构件从动构件机架 7.平面高副平面低副 8.机器机构 二、判断题： 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.× 三、选择题： 1.C 2.B 3.B 4.D 5.C 6.D 四、综合题： 1.答：机器基本上是由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。动力部分是机器动力的来源。工作 部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途。 传动装置是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。 2.答：低副是面接触的运动副，其接触表面一般为平面或圆柱面，容易制造和维修，承受载荷时单位面 积压力较低（故称低副），因而低副比高副的承载能力大。低副属滑动磨擦，摩擦损失大，因而效率较低；此外，低副不能传递较复杂的运动。 高副是点或线接触的运动副，承受载荷时单位面积压力较高（故称高副），两构件接触处容易磨损，寿命短，制造和维修也较困难。高副的特点是能传递较复杂的运动。 3.答：机构运动简图能够表达各构件的相对运动关系、揭示机构的运动规律和特性。其绘制步骤如下： （1）分析机构运动，确定构件数目。（2）确定运动副的类型和数量。（3）确定视图平面。 （4）徒手画草图并测量各运动副之间的相对位置。 （5）选择适当的长度比例尺μl= a mm／mm，并将实长换算为图长。（6）完成机构运动简图。 作业二 一、填空题： 1.转动副 2. 2 1 1 3.曲柄摇杆双曲柄双摇杆 4.双曲柄 5.曲柄滑块 6.转动导杆 7.对心曲柄滑块偏置曲柄滑块 8.整周转动往复直线移动 9.转动导杆摆动导杆 10.工作行程比空回行程所需时间短 11.凸轮从动件机架 12.低高 13.高副预期 14.盘形凸轮移动凸轮 15.尖顶滚子平底 二、判断题： 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.√ 7.√ 8.× 9.× 10.√ 11．√ 12.× 13.× 14.× 15.× 16.√ 17.√ 18.√ 19.√ 20.√ 三、选择题： 1.B 2.A 3.D 4.A 5.A 6.D 7.A 8.A 9.A 10.C 四、综合题：
机械设计第八版第五章答案
机械设计第五章课后习题 5-1分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的使用 5-2将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？ 5-2分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出？当气缸内的最高压力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化？ 5-4?图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作的必要条件有哪些？
5-5图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓和立柱相联接，托架所承受的最大载荷为KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
5-6已知托架的边板用6个螺栓和相邻的机架相联接。托架受一和边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ 5-7图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。
5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖和缸体均为钢制，直径 D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。 5-11设计简单千斤顶（参见图5-41）的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为40000N，起重高度为200mm,材料自选。
《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 1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：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。 1－14：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 。 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 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心
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 ，5 23cos =∠BCA ， 0 45 sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：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。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ时 方向如图中所示
第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。 解： 以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。 2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度mm l 1003=，摆角030=ψ，摇杆的行程速比变化系数2.1=K 。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇
《机械设计》试题及答案
《机械设计》试题A 一填空（每空1分,共20分） 1．在疲劳曲线上,以循环基数N0为界分为两个区：当N≥N0时,为（）区；当N＜N0时,为（）区. 2．刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗（）地能力.零件材料地弹性模量越小,其刚度就越（）. 3．润滑油地（）性越好,则其产生边界膜地能力就越强；（）越大,则其内摩擦阻力就越大. 4．为改善润滑油在某些方面地性能,在润滑油中加入地各种具有独特性能地化学合成物即为（）. 5．正是由于（）现象,使带传动地传动比不准确.带传动地主要失效形式为（）和（）. 6．蜗杆传动地主要缺点是齿面间地（）很大,因此导致传动地（）较低温升较高. 7．链传动水平布置时,最好（）边在上,（）在下. 8．设计中,应根据被联接轴地转速（）和（）选择联轴器地型号. 9．径向滑动轴承地半径间隙与轴颈半径之比称为（）；而（）与（）之比称为偏心率ε. 10．对于普通平键,考虑到载荷分布地不均匀性,双键联接地强度按（）个键计算. 二判断题（每小题1分,共10分）（正确地划“√”,错误地划“×”） 1．十字滑块联轴器中地所有元件都是刚性元件,因此属于刚性联轴器. （） 2．两摩擦表面地粗糙度值越小,则越容易实现液体动力润滑.（） 3．在计算转轴地强度时,安全系数法比当量弯矩法更精确. （） 4．相啮合地蜗杆和蜗轮地螺旋角必须大小相等,旋向相反. （） 5．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算,确定传动地几何尺寸,然后校核齿根弯曲疲劳强度. （） 6．由于链传动不需要张紧力,故作用在轴上地载荷较小. （） 7．正是由于过载时产生“弹性滑动”,故带传动对传动系统具有保护作用. （） 8．楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键. （） σ＝600MPa. （） 9．性能等级为6.6级地螺栓,其屈服点s 10．机械零件地计算分为设计计算和校核计算,两种计算地目地都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效. （） 三简答题（每小题5分,共20分） 1．简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？ 2．对于滚动轴承地轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承”？
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 0,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。 5.防松原理和防松装置有哪些? 答防松的根本在于防止螺旋副在受载荷时发生相对转动，防松的方法分为：摩擦防松、机械防松和破坏螺旋副关系的永久防松。具体装置如下； (1)摩擦防松：对顶螺母，弹簧垫图，自锁螺毋。 (2)机械防松：开口销与六角开槽螺母，止动垫圈，串联钢丝。 (3)破坏螺旋副关系的永久防松：铆合，冲点，涂胶粘剂。 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? 答受顶紧力的紧螺栓连接在拧紧力矩的作用下，螺栓除了要受到顶
机械设计作业及答案11~12(2)
机械设计作业及解答 第3章 强度 1.某零件的材料σB MPa =1000，σS MPa =800，σ-=1400MPa ，ψσ=025.，试画出其 2）K ：σσσmax =+=m a 300，σσσmin =-=-m a 100 σm MPa =100，σa MPa =200 所以K ()100200， 3）位于安全区 2. 已知塑性材料的极限应力图如下：试在图上标出：1)对称循环疲劳极限σ-1；2)屈服极限 σS ；3)脉动循环疲劳极限σ0；4)arctan φσ 。 解：如图 3. 某钢制零件，已知其许用极限应力图，且工作应力的循环特性r=0.268。
(2)自原点0作?=30α 射线交S E A ''折线于C '点(极限应力点) (3)安全系数为1.5时,即C C C 02 3 05.10==' C C '=03 2 0,直接在直线上可量得工作应力点C (4)对应于C 点的 MPa 320000max m a =''=''+=+==+C C H H HC H σ σσ 2)可能失效形式:静强度失效(塑性变形) 第5章 螺栓连接 1. 图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷F Q ＝10000N ，螺栓材料为5.8级，Q235，σS =400 MPa ，安装时不控制预紧力，取安全系数[]S S =4，取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。 许用拉应力[][] σσ= = =S S MPa S 400 4 100
2个螺栓，z ＝2，每个螺栓的工作载荷F F z = = =Q 5000 N 10000 2 剩余预紧力F 1=0.4F=0.4×5000=2000N 故得螺钉中总拉力F 2=F +F 1=5000+2000=7000N 按强度条件，螺栓小径[] mm 764.10100 7000 3.143.14)(2 c 1=???= ?πσπF d d ≥ 或 2. 如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F ＝5KN ，各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷F smax 。 解：（1）将F 向螺栓组形心平移，同时得转矩T 。 T=500×F ＝5×103×500＝2.5×106（Nmm ） 在F 作用下，各螺栓所受横向力为 F s1＝12504 1053 =?= z F （N ） 在T 作用下，各螺栓所受横向力也相等，为 226 2280804105.244F +??===r T r rT s ＝3.5524（N ） 显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为 αc o s 2212221m a x s s s s s F F F F F -+= 135c o s 3.5524125023 .5524125022???-+= 6469=（ N ） 3. 气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D =250mm ，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹内径15.294mm 、中径16.376mm ，许用拉应力[]σ=120MPa ，取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径d c =d 1）。
精密机械设计基础第5章习题答案
习题讲解 题5-5 当给定连杆两个位置时，设计的铰链四杆机构可以有无穷多解，若要有唯一确定解，可以附加哪些条件？ 给定连杆三个位置 答：可附加以下条件之一： 曲柄与摇杆的长度 固定铰链A或D的位置，A、D间的距离 主、从动件的转角 …… 可以有唯一确定解。 题5-7何谓机构的原理误差？如果推杆行程和摆杆长度相同 时，正弦机构和正切机构误差各为多少？若正弦机构的原理 误差比正切机构小，为什么在高精度的光学比较仪中都采用 正切机构？ 答： 所谓原理误差是指仪器中采用的机构的传动特性与要求 的传动特性不相符而引起的仪器误差。若推杆行程和摆杆长 度均相同时，正弦机构的原理误差为aα3/6，正切机构的原理 误差为-aα3/3。
虽然正弦机构的原理误差比正切结构小，但在高精度的光学比较仪中仍采用正切结构，是由于采用了两级放大，第一级将线位移转换为角位移，即S=a tanα, 对于线性刻度标尺，示值小于实际值；第二级光学放大，将角位移变为线位移，对于线性刻度标尺，示值大于实际值，两者原理误差方向相反，可以抵消一部分，减少了原理误差。 题5-8 图5-40所示铰链四杆机构中，已知L BC=50mm，L CD=35mm，L AD=30mm，AD为机架。问： 1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求L AB的最大值。 2）若此机构为双曲柄机构，求L AB的最小值。 3）若机构为双摇杆机构，求L AB的值（取值范围）。 解： 1）当此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄时，由曲柄 存在的必要条件（杆长条件），有： L AB + L BC ≤L CD + L AD 即L AB +50 ≤35+30 L AB≤15mm ∴L AB的最大值为15mm。 2）当此机构为双曲柄机构时，应有： 机架AD为最短杆 且L AD + L BC≤L CD + L AB 即30+50≤L AB +35 L AB≥45mm ∴L AB的最小值为45mm。 3）若机构为双摇杆机构，则有以下三种情况： （1）AB为最短杆，即L AB≤30mm 不存在曲柄，即无法满足曲柄存在的必要条件，有： L AB + 50 > 35 + 30，L AB > 15mm ∴15mm< L AB≤30mm
机械设计作业集10、11答案
第十章齿轮传动 一、选择题 10—1 在齿轮传动的设计计算中，对下列参数和尺寸应标准化的有__A、G__；应圆整的有D、E__；没有标准化也不应圆整的有B、C、F、H、I、J。 A斜齿轮的法面模数m n B斜齿轮的端面模数m t C直齿轮中心距a D斜齿轮中心距a E齿宽B F齿厚s G分度圆压力角α H螺旋角βI锥距R J齿顶圆直径d a 10—2 材料为20Cr钢的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是______B____。 A整体淬火B渗碳淬火C调质D表面淬火 10—3 将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是_______A______为宜。 A滚齿、表面淬火、磨齿B滚齿、磨齿、表面淬火 C表面淬火、滚齿、磨齿D滚齿、调质、磨齿 10—4为了提高齿轮传动的齿面接触强度应__B__。 A分度圆直径不变增大模数B增大分度圆直径 C分度圆直径不变增加齿数D减小齿宽 10—5为了提高齿轮齿根弯曲强度应___A_____。 A 增大模数B增大分度圆直径C增加齿数 D 减小齿宽10—6一减速齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同，则两轮齿根的弯曲应力_A_。 A σF1>σF2 B σF1<σF2 C σF1=σF2 10—7一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质，大齿轮2选用45钢正火，它们的齿面接触应力__C__。 A σH1>σH2 B σH1<σH2 C σH1=σH2 10—8 一对标准圆柱齿轮传动，若大、小齿轮的材料或热处理方法不同，则工作时，两齿轮间的应力关系属于下列第 C 种。 A σH1≠σH2，σF1≠σF2，[σH]1＝[σH]2，[σF]1＝[σF]2 B σH1＝σH2，σF1＝σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 C σH1＝σH2，σF1≠σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 D σH1≠σH2，σF1＝σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 （σH、σF、[σH]、[σF]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力） 10—9一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同且寿命系数K N1=K N2，则两轮的弯曲强度为___A_____。 A大齿轮较高B小齿轮较高C相同 10—10一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动，若两轮的许用接触应力[σH1]= [σH2]，则两轮的接触强度___C_____。 A大齿轮较高B小齿轮较高C相同 10—11有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1模数m1=5mm，z1=25；齿轮2模数m2=3mm，z2=25，它们的齿形系数___ C___。 AY Fa1>Y Fa2 B Y Fa1 第5章作业 5-l 眼镜用小螺钉(Ml x 0．25)与其他尺寸螺钉(例如M8 x 1．25)相比，为什么更易发生自动松脱现象(§纹中径=螺纹大径-O ．65 x 螺距)? 答：因为螺纹升角： 2tan (0.65)t t d d t βππ= =- 而眼镜用小螺钉的螺纹升角比其他尺寸螺钉大，自锁性差，所以更易发生自动松脱现象。 5-2 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作种运动?当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗? 答：当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内发生自锁，轴不能运动；作用在其摩擦圆之外或相切时，轴颈将转动。当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，不会发生自锁。 5-3 自锁机械根本不能运动，对吗?试举2,-3个利用自锁的实例。 答：不对，因为自锁机械对应于一定的外力条件和方向才自锁。 5-4 通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示? 答：应尽可能的提高串联机组中任意机构，减少的效率串联机组中机构的数目。在并联机组部分着重提高传递功率大的传动路线的效率。 5-5 图示曲柄滑块机构中，曲柄1在驱动力矩M 1作用下等速转动。设已知各转动副的轴颈半径r=10mm ，当量摩擦系数f v =0.1，移动副中的滑块摩擦系数f=0.15，l AB =100 mm ，l BC =350 mm 。各构件的质量和转动惯量略而不计。当M 1=20 N.m 时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力F 3及机械效率。 解：（1）根据已知条件fvr=0.1ⅹ10=1mm φ=arctanf=8.53o 计算可得图示位置α=45.67o, β=14.33o （2）考虑摩擦时，运动副中反力如图（a ）所示 （3）构件1的平衡条件为：F R21(l AB sin α+2ρ)=M 1 F R21=F R23=M 1/[(l AB sin α+2ρ)] 构件3的平衡条件为：F R23+F R43+f 3=0 作力的多边形图（b ）有：233sin(90)sin(90)R F F β??=-+-o o （4）2313cos cos 93.64%cos()(sin 2)cos()R AB F M F l ??β?αρβ?= ==-+- （5）机械效率：330cos sin cos 270.38(sin 2)cos()AB AB F l N F l ?αβηαρβ?= ==+- 5-6图示为一带式运输机, 由电动机1经平带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设 已知运输带8所需的曳引力F=5 500 N ，运送速度v=1.2 m/s 。平带传动(包括轴承)的效率η1=0.95，每对齿轮(包括其轴承)的效率η2=0.97，运输带8的机械效率η3=0.92(包括其支承和联轴器)。试求该系统的总效率η及电动机所需的功率。机械设计课后习题第5章作业