机械设计答案

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1、螺纹类型特点应用普通螺纹牙形为等力三角形，牙型角60o，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，以减少 应力留集中。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，自锁性较好，搞剪强度高， 但因牙细在耐磨，容易滑扣一般联接多用粗牙螺纹，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管螺纹牙型为等腰三角形，牙型 角55o,内外螺纹旋合后无 径向间隙，牙顶有较大的 圆角管联接用细牙普通螺纹薄壁管件非螺纹密封的55o圆柱管螺纹管接关、旋塞、阀门及其他附件用螺纹密封的55o圆锥管 螺纹管子、管接关、旋塞、阀门及其他螺纹连接

2、的附件米制锥螺纹气体或液体管路系统依靠螺纹密封的联接螺纹梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙侧角3o，内外螺纹以锥面巾紧 不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好最常用的传动螺纹锯齿形螺纹牙型不为等腰梯形，工作面的牙侧角30，非工作面 的牙侧角300。外螺纹牙根有较大的圆角，以减少应 力集中。内外螺纹旋合后，大径处无间隙，便于对中。 兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根旨度高的 特点只能用于单向受力的螺纹联接或螺旋传动，如螺旋压力机答：可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓联接的强度。5-3 解：F =吟玲言思=旦=1舛片葺)最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提

3、高时，它的最大 应力增大，最小应力不变。5-4解，将瓦力等效转化到底板面上，可知底板受到轴向力,横向力和倾覆力矩L #Ci)底板最左侧的骡栓受力最大，应验算该螺柱的拉伸强度，要摩拉应力bwg# 衬(2) 应验算底板右侧边缘的最大挤应力要求最大挤压应力呻刃丹申(3) 应验算底板右侧边缘的最小挤应力要求最小挤屋应力a 0.(4) 应验算底板在横向力作用下是否会滑移，要求摩擦力F.aFz “5-5采用铰制孔用螺栓联接为宜，因为托架所承受的载荷有较大变动，普通螺栓联接靠接合面产生的摩擦力矩来抵抗 转矩。由公式八 兵 一 M顷八。-S和*可可求得螺栓的最小直径，铰制孔用螺栓时，由公式云4及挤压强度和剪切

4、强度公式可以计算出此时的最小直径，两个直径进行比较可得出铰制孔用螺栓的直径小。5-6螺栓组受到的剪力F和转矩T（T-FL），设剪力F分在各螺栓上的力为吐 转矩T分在各个螺柱上的力为E土话（1）在图5. 23 （逐）在螺栓布置方案中，各螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离都为rf即r=125ni故#Fi=l/6F=10KNti=FL/6r= = 40V由图可知，最左和最右的骡栓受力最大为、F240+10-&QKN*（2）对于图5. 23 （b）尸FX=l/6F-10Kl|,j-iF =日玲槌；+ 2%3崩=% .汹解 该题属于松螺栓联接的题目。拉伸强度条件为PF 56xl03 ， a = 1 =27.

5、4? +J177I W 匚 W/1 门5-8解 螺栓数目为2,接合面数为1,取防滑系数为Ks=l.2,性能等级为4. 8的碳钢冬=3WMP驾则螺栓所需筷紧力FQ为：F/箜p得出 久三邑匠= 112x1。?5-9解 采用橡垫片密封，职螺栓的相对削度M = O.9,由教材公式(&-18), qy螺栓的忌拉力：+ 一 F = 24000-由教才才公式(日16工践金预紧力为】F1=F2-F 140005-10（。确定螺栓数卫和直径查教材5-5,螺栓间距4 V ,取t0=6d,取。1七则螺栓间距m办=- = 92mmZ螺栓直径 d=t06=926=15, 33皿,戡 d=16inni. v选择螺栓性能等

6、级。选择螺栓性能等级为& 8级，查教材表5-8提w a = 8。0沮血, =640MPa u （3）计算螺栓上的载荷，作用在气缸上的最大压力代和单个螺栓上的工作载荷F分别为7r）2F =p = 1363N4 .FF = - = 636N取我余预紧力Fl=l. 5F,.由教材公式Z C5-15X螺栓的总载荷旧F2=F1+F=2. 5F=2. 5+6136=15340N.（4）许用应力，技不控制预紧力确定安全系数，查教材表5-10,取S二4,许用拉应力Ma = A6OMPa（5）验算螺栓的强度。查手珊；螺栓的大径d=16mni,小径dl=13. 835.取螺栓公称长度l=70mni. 由教材公式（

7、5-19）,螺栓的计算应力 =上：至=读一716扣满足强度条件。螺栓的标记为GE/T 5782-86M16X70-螺栓数量z二5-11解：（1）选作材料。螺栓材料等选用45号钢已= 300肱用。螺母材料选用ZCuA19Mn2,查表确定需用压强P=15MPa.(2)确定螺纹牙型。梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，本题采用梯形螺纹。(3)按耐磨性计算初选螺纹的中径。因选用梯形螺纹且螺母兼作支承，故取甲=*，根据教材式(5-45)得I F 0.8 J=1.按螺杆抗压强度初选螺纹的内径。根据第四强度理论，其强度条件为% = J妒+ 3砂 4.本题取值为5.故，|4x 1.32 ” cdy J=

8、 33.2mm(5)综合考虑，确定螺杆直径。比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果，可知本题螺杆直径的选定应以抗压强 度计算的结果为准，按国家标准GB/T5796-1986选定螺杆尺寸参数：螺纹外径d=44mm,螺纹内径d1=36mm,螺纹中 径d2=40.5mm,螺纹线数n=1,螺距P=7mm.(6) 校核螺旋的自锁能力。对传力螺旋传动来说，一般应确保自锁性要求，以避免事故。本题螺杆的材料为钢，= , g =螺母的材料为青铜，钢对青铜的摩擦系数f=0.09(查机械设计手册)。因梯形螺纹牙型角 52 12所以甲=arctan=59f .、py = arctan Jy - arctan= 5*19c

9、os $因SPv,可以满足自锁要求。注意：若自锁性不足，可增大螺杆直径或减沾上螺距进行调整。（7）计算螺母高度H.因选聊=2.5,所以h二海/10L5帅，取为102哑.螺纹圈数计算：z=H/P=14.5 螺纹圈数最好不要超过10圈，因此宜作调整。一般手段是在不影响自锁性要求的前提下，可适当增大螺距P,而本题螺杆直径的选定以抗压强度计算的结果为 准，耐磨性已相当富裕，所以可适当减低螺母高度。现取螺母高度H=70mm，则螺纹圈数z=10，满足要求。（8）螺纹牙的强度计算。由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度，因此只需校核螺母螺纹的牙根强度。根 据教材表5-13，对于青铜螺母丁二艾4。肱用，这里取30MPa，由教材式（5-50）得螺纹牙危险截面的剪切应力 为T = = 6.36MPaT五场a满足要求螺母螺纹根部一般不会弯曲折断，通常可以不进行弯曲强度校核。（9）螺杆的稳定性计算。当轴向压力大于某一临界值时，螺杆会发生侧向弯曲，丧失稳定性。好图所示，取B=70mm. 则螺杆的工作长度l=L+B+H/2=305mm螺杆危险面的惯性半径i=d1/4=9mm螺杆的长度：按一端自由，一段固定考虑，取丸- 67 7螺杆的柔度：，因此本题螺杆心/00,为中柔度压杆。棋失稳时的临界载荷按欧拉公式计算得Qc =449.8溯既二 0/Q = 11.2a = 3.5.O所以满足稳定性要求。