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机械设计复习题

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20 滑动螺旋传动,其失效形式多为__________。

(1)螺纹牙弯断 (2)螺纹磨损 (3)螺纹牙剪切 (4)螺纹副咬死 二、分析与思考题

1. 螺纹的主要参数有哪些?各参数间的关系如何?在设计中如何应用? 答:d--螺纹大径;d1-螺纹小径;d2--螺纹中径;p--螺距;n--线数;S----牙型斜角;旋向。

2 根据螺纹旋向的不同,螺纹可以分为哪几种?如何判断螺纹的旋向?

答:机械制造中一般采用右旋螺纹,由特殊要求时才采用左旋螺纹。按照螺旋线的数目螺纹还可以分为左旋螺纹和右旋螺纹,为了制造方便螺纹的线数一般不超过4,时多线螺纹,这时为了制造方便。 3 常见螺栓的螺纹是右旋还是左旋?是单线还是多线?为什么? 常见螺纹是右旋单线

4 圆柱螺纹的公称直径指的是哪个直径?计算螺纹的摩擦力矩时使用哪个直径?计算螺纹危险截面时使用的是哪个直径?

5 螺纹联接为什么要防松?防松的根本问题是什么?

答:实际工作中,外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少,螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零,从而使螺纹联接松动,如经反复作用,螺纹联接就会松驰而失效。因此,必须进行防松,否则会影响正常工作,造成事故。防松根本问题是:消除(或限制)螺纹副之间的相对运动,或增大相对运动的难度.

6 防松的基本原理有哪几种?具体的防松方法和装置各有哪些?

答:基本原理:可分为利用摩擦、直接锁住和破坏螺纹副关系三种。方法和装置:1)摩擦防松——双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等;2)机械防松——开槽螺母与开口销,圆螺母与止动垫圈,弹簧垫片,轴用带翅垫片,止动垫片,串联钢丝等;3)永久防松——端铆、冲点、点焊;4)化学防松——粘合 7 什么叫螺纹的自锁现象?自锁条件如何?螺旋副的传动效率又如何计算?

答:自锁现象:某些机械,就其结构而言是能够运动的,但由于摩擦的存在,却会出现无论驱动力如何增大,也无法使机械运动的现象。机械的自锁实质就是其中的运动副发生了自锁。

移动副发生自锁的条件为:在移动副中,如果作用于滑块上的驱动力作用在其摩擦角之内(即传动角β≤摩擦角φ ),则发生自锁。

转动副发生自锁的条件为:作用在轴颈上的驱动力为单力F,且作用于摩擦角之内,即 a(臂长) ≤ ρ (摩擦圆半径)。

--

螺旋副的自锁条件为:Ψ≤φv=tan-1 f/cosβ=arctant fr

螺旋副的传动效率为:η=tanφ/tant(φ+φv)

tan(tanv

8 螺纹联接的主要失效形式和计算准则是什么?

9 何为松螺纹联接?何为紧螺栓联接?它们的强度计算方法有何区别?

10 试画出螺纹联接的力-变形图,并说明联接在受到轴向工作载荷后,螺纹所受的总拉力、被联接件的剩余预紧力和轴向工作载荷之间的关系。 NP83

11 进行螺栓组联接受力分析的目的是什么? 答:目的——找出受力最大的螺栓,然后验算或者设计

12 承受横向载荷的铰制孔用螺栓联接,其工作原理是什么?螺栓的危险截面在哪里?螺栓受到什么力的作用?产生什么应力?

13 对承受横向载荷或传递力矩的紧螺栓联接采用普通螺栓时,强度计算公式中为什么要将预紧力提高到 1.3倍来计算?若采用铰制孔用螺栓时是否也这样考虑?为什么?

14 按螺旋副摩擦性质的不同,螺旋传动可分为哪几类?试说明它们的优缺点。

答:可分为滑动螺旋,滚动螺旋和静压螺旋。静压螺旋实际上是采用静压静压流体润滑的滑动螺旋。活动螺旋构造简单、加工方便、易于自锁,但摩擦大、效率低(一般为30%-40%)、磨损快,低速时可能爬行,定位精度和轴向刚度较差。滚动螺旋和静压螺旋没有这些缺点,前者效率在90%以上,后者效率可达99%;但构造比较复杂,加工不便。静压螺旋还需要供油系统。

15 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)主要根据哪些计算准则来确定?

答:失效形式是螺纹磨损,而螺杆的直径和螺母的高度也常由耐磨性要求决定。(P119

16.对受轴向变载荷的紧螺栓联接,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 。

A.增大被联接件的刚度 B. 减小被联接件的刚度 C. 增大螺栓的刚度

三、设计计算题

1 试推导如图所示受转距T作用的螺栓组联接的螺栓受力计算式:

1. 当用普通螺栓时; 2. 当用铰制孔用螺栓时。

2 设螺栓刚度C1,被联接件的刚度C2,若C2=8C1,预紧力

F′=1kN,外载荷F=1.1kN,试求螺栓中的总拉力F0和被联接件中的剩余预紧力F″。

3 如图示为一盛水容器,载重为G(自重不计),缸与盖之间用螺栓联接,总的预紧力∑F′=G,容器中的水为常压。问:1)水缸吊起后,水会不会从结合面处漏出?所用垫片是软些好还是硬些好?为什么?2)若盛水容器的自重为载重的一半,则为保证结合面处不漏水,螺栓的相对刚度系数应为多大?

4 图示用两个M10的螺钉固定一牵曳环,若螺钉材料为Q235钢,装配时控制预紧力,结合面为毛面,摩擦系数μs=0. 3,可靠系数K=1.2。求所允许的牵曳力FR为多少?

5 如图示的方形盖板用四个M16的螺钉与箱体相联接,盖板中心O点装有吊环,已知FQ=20kN,尺寸如图示。要求:1)当取剩余预紧力F″=0.6F(F为工作拉力)、螺钉材料的性能等级为6.6级装配不控制预紧力时,校核螺钉的强度;2)由于制造误差吊环由O点移至对角线上O′点,且OO′=5个螺栓的受力最大?并校核其强度。

mm,问哪

6

螺栓组联接的三种方案如图示。已知L=300mm,a=60mm,试求螺栓组三个方案中,受力最大的螺栓所受的力各为多少?哪个方案较好?

7.有一储气罐,罐盖用12个M20的普通螺栓(小径

d1?17.294 mm,)均布联接。安装时每个

螺栓的预紧力F?=18000N,气罐内径D=400mm,气压p=1MPa,螺栓采用45钢,许用拉应力〔σ〕=

C1?0.8C?C2160Mpa,螺栓的相对刚度1,试求(1)单个螺栓的总拉力F0(2)试校核螺栓强度(取

计算直径dc=d1)。

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