机械设计习题集答案第十五章--螺纹连接(解答)VIP免费

第十五章螺纹连接和螺旋传动15—4一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷FR。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷FR。题15—4图解题要点：（1）求预紧力F′：由螺栓强度级别4.6级知σS=240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力：[σ]=σS/S=240/1.35MPa=178MPa，查（GB196—86）M10螺纹小径=8.376mm由教材式（11—13）：1.3F′/（π/4）≤[σ]MPa得：F′=[σ]π/（4×1.3）=178×π×8.3762/5.2N=7535N（2）求牵引力FR：由式（11—25）得FR=F′fzm/=7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8N（取=1.2）分析与思考：（1）常用螺纹按牙型分为哪几种？各有何特点？各适用于什么场合？连接螺纹用什么牙型？传动螺纹主要用哪些牙型？为什么？答：根据牙型，螺纹可以分为三角形、矩形、梯形、锯齿形等。选用时要根据螺纹连接的工作要求，主要从螺纹连接的效率和自锁条件两个方面考虑，结合各种螺纹的牙形特点。例如三角形螺纹，由于它的牙形角α较大，当量摩擦角也较大（），分析螺纹的效率和自锁条件Ψ，可知三角形螺纹效率较低，但自锁条件较好，因此用于连接。同理可知矩形、梯形和锯齿形螺纹等当量摩擦角较小，效率较高，自锁条件较差，因此用于传动。（2）从自锁和效率的角度比较不同线数螺纹的特点，为什么多线螺纹主要用于传动？螺纹线数一般控制在什么范围内？为什么？15-1第十五章螺纹连接和螺旋传动答：当螺纹副的当量摩擦系数一定时，螺纹线数越多，螺纹升角越大，效率越高，越不易自锁，故多线螺纹主要用于传动。但是螺纹线数过多时加工困难，所以螺纹线数n=1～4。15—5一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax。（2）若传递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数Kf=1.2）。解题要点：（1）计算螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax：该铰制孔用精制螺栓连接所能传递转矩大小受螺栓剪切强度和配合面挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪切强度来计算Tmax，然后较核配合面挤压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出Tmax，取其值小者。本解按第一种方法计算1）确定铰制孔用螺栓许用应力由螺栓材料Q235、性能等级5.6级知：题15—5图500MPa、300MPa；被连接件材料HT200200MPa。（a）确定许用剪应力查表11—6，螺栓材料为Q235受剪切时=2.5，则螺栓材料[τ]==300/2.5MPa=120MPa（b）确定许用挤压应力查表11—6，螺栓材料为Q235受挤压=1.25螺栓材料[]==300/1.25MPa=240Mpa被连接件材料为HT200（=200MPa）受挤压时=2～2.5被连接件材料200/（2～2.5）MPa=80～100MPa []＞[]∴取[]=[]=80MPa2）按剪切强度计算15-2第十五章螺纹连接和螺旋传动由式（11—23）知τ=2T/（ZDmπ/4）≤[τ]（查GB27—88得M10的铰制孔用螺栓光杆直径=11mm）故3×340×1×π×112×120/4N·mm=11632060.96N•mm3）校核螺栓与孔壁配合面间的挤压强度从式（11—22）可得式中，hmin为配合面最小接触高度，根据题15—5图结构h=hmin=（60－35）mm=25mm；故该螺栓组连接允许传递的最大转矩=11632060.96N·mm（2）改为普通螺栓连接，计算螺栓小径d1：（a）计算螺栓所需的预紧力F‘按接合面见不发生相对滑移的条件，则有(Z=6m=1)∴（b）计算螺栓小径d1设螺栓直径d≥30mm，查表11-5（a）得S=2～1.3则[σ]=/S=300/（2～1.3）MPa=150～230.77MPa取[σ]=150MPamm=30.721mm查GB196—81，取M36螺栓（=31.670mm﹥30.721mm）（c）确定普通螺栓公称长度l（l=2b+m+s+（0.2～0.3）d）根据题11－2结构图可知，半联轴器凸缘（螺栓连接处）...