机械设计(第二版)螺纹连接习题解答教案.docVIP

螺纹连接习题解答 11—1 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11—1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 =240/1.35 MPa=178 MPa ， 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×8.3762/5.2 N =7535 N 求牵引力FR： 由式（11—25）得FR=F′fzm/=7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8 N （取=1.2） 11—5 有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。已知气缸中的压力p在0~2MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布圆直径D0=650mm。为保证气密性要求，剩余预紧力F″=1.8F，螺栓间距t≤4.5d（d为螺栓的大径）。螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MPa，许用应力幅[σɑ]=20MPa。选用铜皮石棉垫片螺栓相对刚度C1/（C1+C2）=0.8，试设计此螺栓组连接。 解题要点： 选螺栓数目Z ： 因为螺栓分布圆直径较大，为保证螺栓间间 距不致过大，所以选用较多的螺栓，初取Z=24。 （2）计算螺栓的轴向工作载荷F ： 1）螺栓组连接的最大轴向载荷FQ 螺栓的最大轴向工作载荷F： 题11-5图 （3）计算螺栓的总拉力F0 （4）计算螺栓直径 ： 查GB196—81，取M30（d1=26.211mm25.139mm） 故螺栓满足疲劳强度要求。 （6）校核螺栓间距 ： 实际螺栓间距为 故螺栓间距满足联接的气密性要求。 九、结构改错（10分） 指出下图所示轴系结构设计中的错误，依次标出序号并简要说明错误的原因。 题：共八处错误轴结构改错题目： 1、请指出下图所示轴系结构的主要错误，并将正确结构画在图的下半部，或另行绘制。(10分) 2、请指出图示轴系结构的主要错误，并绘出正确的结构（结构对称，画一半即可。(12分) 3、图示为一用对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。请按示例①所示，指出图中的其他结构错误（不少于7处）（7分） （注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。） 例①——缺少调整垫片 [解] ⑴——缺少调整垫片 ⑵——轮毂键槽不对 ⑶——与齿轮处键槽的位置不在同一角度上 ⑷——键槽处表达不正确（应该局部剖视） ⑸——端盖孔与轴径间无间隙 ⑹——多一个键 ⑺——齿轮左侧轴向定位不可靠 ⑻——齿轮右侧无轴向定位 ⑼——轴承安装方向不对 ⑽——轴承外圈定位超高 ⑾——轴与轴承端盖相碰 4、请说明图示轴系结构中用数字标出位置的错误（不合理）的原因。（5分） ⑴——轴肩的高度超出了轴承内圈的外径； ⑵——轴段的长度应该小于轮毂的宽度； ⑶——螺纹轴段缺少螺纹退刀槽； ⑷——键槽应该与中间部位的键槽在同一母线上布置； ⑸——键的长度应该小于轴段的长度。 轴结构常见错误总结 ㈠、轴本身的常见结构错误： ⑴、必须把不同的加工表面区别开来； ⑵、轴段的长度必须小于轮毂的长度； ⑶、必须考虑轴上零件的轴向、周向固定问题； ⑷、轴外伸处应考虑密封问题。 ㈡、轴承安装的常见错误： ⑴、角接触轴承和圆锥滚子轴承 ①、一定要成对使用； ②、方向必须正确，必须正装或反装； ③、外圈定位（固定）边一定是宽边。 ⑵、轴承内外圈的定位必须注意内外圈的直径尺寸问题 ①、内圈的外径一定要大于固定结构的直径； ②、外圈的内径一定要小于固定结构的直径。 ⑶、轴上如有轴向力时，必须使用能承受轴向力的轴承。 ⑷、轴承必须考虑密封问题； ⑸、轴承必须考虑轴向间隙调整问题。 ㈢、键