机械设计习题集
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机械设计基础习题集绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系?2、何谓机架、原动件和从动件?第一章平面机构的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么?2、如何区别平面及空间运动副?3、何谓自由度和约束?4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系?5、何谓复合铰链?计算机构自由度时应如何处理?6、机构具有确定运动的条件是什么?7、什么是虚约束?习题1、画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
(a)(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图,分析其运动是否确定,并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度;机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章机构运动分析基础习题1、已知O1O2=20cm,试求如图所示位置,AO1以ω1=6rad/s(逆时针)运转时,求O2A的角速度ω2。
2、半径是R的半圆形凸轮沿水平方向向右移动,使推杆AB沿铅直导轨滑动,在图示位置时凸轮具有速度v和加速度a,求这瞬时推杆AB的速度和加速度。
3、图示一铰接四连杆机构在某一瞬时的位置,设作匀角速度转动,利用矢量瞬时分析法求杆和杆的角速度和角加速度。
4、图示机构中,已知杆相对于杆的角速度为,相对角加速度为0,利用瞬时矢量分析法求此瞬时杆的角速度和角加速度。
5、图示一偏心圆盘凸轮机构在某瞬时的位置。
设凸轮以匀角速度转动,求此时杆的速度和加速度6、图示一对内接齿轮,齿轮与机座固结,齿轮由连杆带动在齿轮上滚动,已知连杆相对机座(齿轮)的角速度为,齿轮与齿轮的节园半径分别为和。
试求相对于连杆的角速度。
第三章 平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向,它们的相对瞬心P 12在何处?2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时,其速度瞬心在何处?3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心?4、利用速度瞬心,在机构运动分析中可以求哪些运动参数?5、在平面机构运动分析中,哥氏加速度大小及方向如何确定?习题1、 试求出下列机构中的所有速度瞬心。
机械设计课程习题集(填空、简答、计算题部分)(第一章~第五章)第一章 机械设计概论填空题1-1 大多数机器都由( )、( )、( )三部分组成。
1-2 机械设计课程研究的对象是( ),研究的目的是( )。
1-3 进行机器设计时,除了要满足使用和经济方面的要求外,还要满足( )和( )方面的要求。
问答题1-4 写出下列标准代号的中文名称:GB JB ISO 1-5 解释下列名词: 零件构件 通用零件 专用零件1-6 简述机器和机械零件的设计过程。
1-7 简述机械零件标准化、系列化和通用化的意义。
1-8 机械零件有哪些主要的失效形式? 1-9 设计机械零件时应满足哪些基本要求?第二章 机械零件的工作能力和计算准则选择题2-1 限制齿轮传动中齿轮的接触宽度是为了提高齿轮的( )。
A 硬度 B 强度 C 刚度 D 工艺性 2-2 因为钢材的种类和热处A -1B 0C 0.5D 1 2-4 改变轴的支承位置时,轴的刚度( )。
A 增大B 减小C 不变D 可能增大也可能减小 2-5 增大零件的刚度,其抗冲击的能力( )。
A 增大 B 减小 C 不变 D 不一定2-6 圆柱与圆柱间的接触应力σH 与所受载荷F 的关系是( )。
AF H ∝σ B 2/1F H ∝σ C 3/1F H ∝σ D 理对弹性模量影响甚小,欲采用合金钢和热处理来提高零件的( )并无实效。
A 硬度B 强度C 刚度D 工艺性 2-3 静应力的循环特性r=( )。
4/1F H ∝σ填空题2-7 稳定循环变应力的三种基本形式是( )、( )和( )。
2-8 有一传动轴的应力谱如图所示。
则其应力幅a τ=( )、平均应力τ τm τ=( )、循环特性r =( )。
2-9 低副连接的零件的连接表面产生的应力称为( ),高副连接的零件的连接表面产生的应力称为( )。
2-10 零件发生的( )现象称为振动。
2-11 零件或系统在规定的时间内和规定的条件下能正常工作的概率称为( )。
机械设计课程习题集(填空、简答、计算题部分)(第一章~第五章)第一章机械设计概论填空题1-1 大多数机器都由( 原动机)、( 传动装置)、( 工作机) 三部分组成。
1-2 机械设计课程研究的对象是( 零件),,研究的目的是( 掌握设计机械传动装置和一般机械的能力)。
1-3 进行机器设计时,除了要满足使用和经济方面的要求外,还要满足( 造型)和( 噪声) 方面的要求。
问答题1-4 写出下列标准代号的中文名称:GB JB ISO1-5 解释下列名词:零件构件通用零件专用零件1-6 简述机器和机械零件的设计过程。
1-7 简述机械零件标准化、系列化和通用化的意义。
1-8 机械零件有哪些主要的失效形式?1-9 设计机械零件时应满足哪些基本要求?第二章 机械零件的工作能力和计算准则选择题2-1 限制齿轮传动中齿轮的接触宽度是为了提高齿轮的( B )。
A 硬度B 强度C 刚度D 工艺性2-2 因为钢材的种类和热处理对弹性模量影响甚小,欲采用合金钢和热处理来提高零件的( C )并无实效。
A 硬度B 强度C 刚度D 工艺性2-3 静应力的循环特性r =( D )。
A -1B 0C 0.5D 12-4 改变轴的支承位置时,轴的刚度( D )。
A 增大B 减小C 不变D 可能增大也可能减小2-5 增大零件的刚度,其抗冲击的能力( B )。
A 增大B 减小C 不变D 不一定2-6 圆柱与圆柱间的接触应力σH 与所受载荷F 的关系是( B )。
A F H ∝σB 2/1F H ∝σC 3/1F H ∝σD 4/1F H ∝σ填空题2-7 稳定循环变应力的三种基本形式是( 非对称循环变应力 )、( 对称循环变应力 )和( 脉动循环变应力 )。
2-8 有一传动轴的应力谱如图所示。
则其应力幅a τ=( 2m ax τ )、平均应力m τ=( 2m ax τ )、循环特性r =( 0 )。
2-9 低副连接的零件的连接表面产生的应力称为( 挤压应力 ),高副连接的零件的连接表面产生的应力称为( 接触应力 )。
机械设计习题集第1机械设计课程习题集第一章机械设计概论填空题 1-1 大多数机器都( )、( )、( )三部分组成。
1-2 机械设计课程研究的对象是( ),研究的目的是( )。
1-3 进行机器设计时,除了要满足使用和经济方面的要求外,还要满足( )和( )方面的要求。
问答题 1-4 写出下列标准代号的中文名称:GB JB ISO 1-5 解释下列名词:零件构件通用零件专用零件 1-6 简述机器和机械零件的设计过程。
1-7 简述机械零件标准化、系列化和通用化的意义。
1-8 机械零件有哪些主要的失效形式? 1-9 设计机械零件时应满足哪些基本要求?第二章机械零件的工作能力和计算准则选择题 2-1 限制齿轮传动中齿轮的接触宽度是为了提高齿轮的( )。
A 硬度 B 强度 C 刚度 D 工艺性2-2 因为钢材的种类和热处 A -1 B 0 C D1 2-4 改变轴的支承位置时,轴的刚度( )。
A 增大B 减小C 不变D 可能增大也可能减小 2-5 增大零件的刚度,其抗冲击的能力( )。
A 增大 B 减小C 不变D 不一定 2-6 圆柱与圆柱间的接触应力σH与所受载荷F的关系是( )。
A HF B HF1/2 C HF1/3 D理对弹性模量影响甚小,欲采用合金钢和热处理来提高零件的( )并无实效。
A 硬度 B 强度C 刚度 D 工艺性 2-3 静应力的循环特性r=( )。
HF1/4 填空题2-7 稳定循环变应力的三种基本形式是( )、( )ττmax t 题2-8图和( )。
2-8 有一传动轴的应力谱如图所示。
则其应力幅a=( )、平均应力m=( )、循环特性r=( )。
2-9 低副连接的零件的连接表面产生的应力称为( ),高副连接的零件的连接表面产生的应力称为( )。
2-10 零件发生的( )现象称为振动。
2-11 零件或系统在规定的时间内和规定的条件下能正常工作的概率称为()。
2-12 在轴的直径有突变处会产生( ),增大( )和增加( )都使之减小。
机械设计题库及参考答案一、单选题(共67题,每题1分,共67分)1.工作时承受弯矩并传递扭矩的轴,称为(A、转轴B、传动轴C、心轴正确答案:A2.蜗杆传动的中间平面是指( ) 的面。
A、同时垂直蜗杆和蜗轮轴线B、同时通过蜗杆和蜗轮轴线C、通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线D、通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线正确答案:C3.滚动轴承的密封装置按密封的结构形式- -般分为接触式密封、()和组合式密封。
A、固定密封B、转运密封C、非接触式密封D、间院密封正确答案:C4.链传动的张紧轮应装在(A、靠近小轮的松边上B、靠近大轮的松边上C、靠近小轮的紧边上D、靠近大轮的紧边上正确答案:A5.在平面机构中若引入一个高副将引入()个约束。
A、4B、3C、1D、2正确答案:C6.自行车轮的轴是().A、转轴B、传动轴C、心轴D、阶梯轴正确答案:C7.角接触球轴承承受轴向载荷的能力,主要取决于( )A、轴承精度B、轴承宽度C、滚动体数目D、接触角大小正确答案:D8.斜齿轮有规定以()为标准值。
A、法面模数B、端面模数C、法面模数或端面模数D、以上都不是正确答案:A9.带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式,主要取决于( )。
A、带轮的线速度B、带轮的直径C、传递的功率D、带的横截面尺寸正确答案:B10.渐开线上任意一点的法线必( ) 基圆.A、交于B、没关系 .C、切于正确答案:C11.在蜗杆传动中,通常( ) 为主动件。
A、蜗轮B、齿轮C、蜗杆或蜗轮都可以D、蜗杆正确答案:D12.普通平键联接的主要用途是使轴与轮毂之间().A、沿轴向固定并传递轴向力B、沿周向固定并传递转矩C、安装与拆卸方便D、沿轴向可作相对滑动并具有导向作用正确答案:B13.在蜗杆传动中,应用比较广泛的是(A、锥蜗杆B、环面蜗杆C、因柱蜗杆D、方形杆.正确答案:C14.同一螺栓组中螺栓的( ) 均应相同。
A、长度和材料B、直径和材料C、直径和长度D、直径、长度和材料正确答案:D15.凸轮机构中,主动件通常作()。
《机械设计》习题集第一章绪论分析与思考题1-1 机器的基本组成要素是什么1-2 什么是零件什么是构件什么是部件试各举三个实例。
1-3 什么是通用零件什么是专用零件试各举三个实例。
1-4 机械设计课程研究的内容是什么第二章机械设计总论分析与思考题2-1 一台完整的机器通常哪些基本部分组成各部分的作用是什么2-2 设计机器时应满足哪些基本要求设计机械零件时应满足哪些基本要求 2-3 机械零件主要有哪些失效形式常用的计算准则主要有哪些2-4 什么是零件的强度要求强度条件是如何表示的如何提高零件的强度2-5 什么是零件的刚度要求刚度条件是如何表示的提高零件刚度的措施有哪些 2-6 零件在什么情况下会发生共振如何改变零件的固有频率2-7 什么是可靠性设计它与常规设计有何不同零件可靠度的定义是什么 2-8 机械零件设计中选择材料的原则是什么2-9 指出下列材料的种类,并说明代号中符号及数字的含义:HTl50,ZG230-450, 65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSnl0Pb5。
2-10 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别第三章机械零件的强度一、选择与填空题3-1 零件表面的强化处理方法有_________________、___________________、_________________等。
3-2 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____________。
(1)增高(2)不变(3)降低3-3 机械零件受载时,在_____________________处产生应力集中,应力集中的程度通常随材料强度的增大而___________________。
3-4 在载荷和几何形状相同的情况下,钢制零件间的接触应力_____________铸铁零件间的接触应力。
3-5 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__________。
目录第2章机械制图基础知识第3章机械常用材料和制造工艺性第4章静力学简介第5章材料力学简介第6章机械原理概论第7章平面机构的自由度第8章平面连杆机构第9章凸轮机构第10章齿轮机构第11章轮系第13章联接第14章带传动1第15章链传动简介第16章齿轮传动第17章蜗杆传动第18章轴第19章滑动轴承第20章滚动轴承第16章第2章机械制图基础知识计划学时:2.5h制作人:向敬忠2.1 机械制图基本标准2.2 投影与视图2.3 公差与配合和表面粗糙度2.4 零件图和装配图基本要求:1)了解机械制图中的国家标准规定。
2)掌握投影与视图的规律。
3)掌握基孔制、基轴制、间隙配合、过渡配合、过盈配合概念。
24)能够读懂简单零件图、装配图。
重点、难点:1)投影与视图。
2)零件图与装配图。
作业:2.3、2.4、2.7、2.10 返回习题2.1 为什么绘制机械图时必须严格执行国家标准?2.2 图线有哪几种?试说明它们的用途与画法。
2.3 三视图的投影规律是什么?2.4 制图中有哪些基本视图,它们的基本位置关系是什么?2.5 什么是剖视图,剖视图中有哪些剖视方法,哪些情况下可省略标准剖切位置符号?2.6 什么是剖面图,与剖视图有何区别?2.7 什么是零件图,零件图包括哪些内容?2.8 什么是装配图,装配图的尺寸标注包括哪几类,装配图与零件图有何区别?2.9 什么是基孔制、基轴制?2.10 什么是间隙配合、过盈配合、过渡配合?第3章机械常用材料和制造工艺性计划学时:2h制作人:向敬忠3.1机械常用材料3.2金属材料的力学性能3.3影响钢材力学性能的主要因素3.4材料的选用3.5机械零件制造工艺性3基本要求:1)了解机械中常用材料及其力学性能。
2)了解热处理中与本课相关的基本概念。
3)了解毛坯的制取方法和常用的切削加工方法。
重点、难点:1)金属材料的力学性能。
2)热处理工艺对钢材综合机械性能的影响。
3)机械零件的制造工艺性。
机械设计基础习题集答案机械设计基础是工程学科中非常重要的一门课程,它涉及到机械零件的设计原理、计算方法和应用实践。
以下是一份机械设计基础习题集的答案示例,涵盖了一些基础题目和解答方法。
一、选择题1. 机械设计中的“四性”指的是什么?- A. 可靠性、耐久性、经济性、安全性- B. 稳定性、耐久性、经济性、安全性- C. 可靠性、稳定性、经济性、安全性- D. 可靠性、耐久性、稳定性、经济性正确答案:A2. 材料的屈服强度是指:- A. 材料开始发生永久变形时的应力- B. 材料发生断裂时的应力- C. 材料发生疲劳破坏时的应力- D. 材料发生弹性变形时的应力正确答案:A二、简答题1. 简述机械零件的失效形式有哪些?答:机械零件的失效形式主要包括:过载失效、疲劳失效、磨损失效、腐蚀失效和断裂失效。
2. 什么是静强度计算和疲劳强度计算?答:静强度计算是指在静载荷作用下,根据材料的力学性能,计算零件在不发生破坏时所能承受的最大载荷。
疲劳强度计算则是在循环载荷作用下,根据材料的疲劳特性,预测零件在达到一定寿命前所能承受的最大循环载荷。
三、计算题1. 某轴的直径为50mm,材料为45钢,其许用应力为[σ]=120MPa。
若轴受到的最大弯矩为2000N·m,试求该轴的最小安全系数。
答:首先计算轴的截面模量W,对于圆轴,W=πd³/32,将直径d=50mm代入得W=π×50³/32。
然后根据弯矩公式M=Wσ,计算轴的许用弯矩M允许。
将已知数据代入得M允许=π×50³/32×120×10⁶Pa。
最后,安全系数n=M允许/M实际,将M允许和M实际(2000N·m)代入计算得n的值。
2. 设计一个螺栓连接,螺栓材料为Q235,螺栓直径为M12,预紧力为5000N。
求螺栓的应力状态。
答:首先计算螺栓的截面积A,对于M12螺栓,A=πd²/4,d为螺栓直径。
第一章绪论1-1机器的基本组成要素是什么?答:机械零件1-2什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。
答:零件是组成机器的不可拆的基本单元,即制造的基本单元。
如齿轮、轴、螺钉等。
构件是组成机器的运动的单元,可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构,这些零件之间无相对运动。
如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。
部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体,如减速器、离合器、联轴器。
1-3什么是通用零件?什么是专用零件?答:通用零件在各种机器中经常都能用到的零件,如:齿轮、螺钉、轴等。
在特定类型的机器中才能用到的零件,如:涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。
1-4机械设计课程研究的内容是什么?答:机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。
第二章机械设计总论2-1答:一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。
原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源;执行部分用来完成机器的预定功能;传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
2-2答:设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。
设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。
2-3答:机械零件常见的失效形式:整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
2-4答:强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。
强度条件为[]σσ≤。
提高机械零件的强度,可以采取:a、采用强度高的材料,使零件具有足够的截面尺寸;b、合理地设计零件的截面形状,增大截面的惯性矩;c、采用热处理和化学处理方法,提高材料的力学性能;d、提高运动零件的制造精度,降低工作时的动载荷;e、合理配置零件的位置,降低作用于零件上的载荷等。
螺纹联接及螺旋传动一、选择题1 在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是__________。
(1)三角形螺纹(2)梯形螺纹(3)锯齿形螺纹(4)矩形螺纹2 在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的螺纹是__________。
(1)三角形螺纹(2)梯形螺纹(3)锯齿形螺纹(4)矩形螺纹3 当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。
(1)双头螺柱联接(2)螺栓联接(3)螺钉联接(4)紧定螺钉联接4 当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆装时,往往采用__________。
(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接5 当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆装时,往往采用__________。
(1)螺栓联接(2)螺钉联接(3)双头螺柱联接(4)紧定螺钉联接6 普通螺纹的牙型角α为60o,当摩擦系数μ=0.10时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__________。
(1)0.105 (2)0.115 (3)0.1115 (4)0.1047 在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很大方法,例如__________。
(1)增加拧紧力(2)增加扳手力臂(3)使用测力矩扳手或定力矩扳手8 螺纹联接防松的根本问题在于__________。
(1)增加螺纹联接的轴向力(2)增加螺纹联接的横向力(3)防止螺纹副的相对转动(4)增加螺纹联接的刚度9 螺纹联接预紧的目的之一是__________。
(1)增强联接的可靠性和紧密性(2)增加被联接件的刚性(3)减小螺栓的刚性10 承受预紧力F′的紧螺栓联接在受工作拉力F时,剩余预紧力为F″,其螺栓所受的总拉力F0为__________。
(1)(2)(3)(4)11 承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的总拉力F0的最大值和被联接件的刚度Cm不变时,螺栓的刚度Cb愈小,则__________。
(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力的变化幅度不变(4)螺栓中的疲劳强度降低12 承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的总拉力F0的最大值和螺栓的刚度Cb不变时,被联接件的刚度Cm愈小,则__________。
(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力的变化幅度不变(4)螺栓疲劳强度愈高13 承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接,该联接中的螺_________。
(1)受剪切作用(2)受拉伸作用(3)受剪切和拉伸作用(4)既可能受剪切作用又可能受拉伸作用14 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__________。
(1)增大被联接件的刚度(2)减小被联接件的刚度(3)增大螺栓的刚度15 现有一单个螺栓联接,要求被联接件的结合面不分离,假定螺栓的刚度Cb与被联接的刚度Cm相等,联接的预紧力为F′,现开始对联接施加轴向载荷,当外载荷达到与预紧力F′的大小相等时,则__________。
(1)被联接发生分离,联接失败(2)被联接件即将发生分离,联接不可靠(3)联接可靠,但不能再继续加载(4)联接可靠,只要螺栓强度足够,外载荷F还可继续增加到接近预紧力的两倍16 有一气缸盖螺栓联接,若气缸内气体压力在0~2MPa之间循环变化,则螺栓中的应力变化规律为__________。
(1)对称循环变应力(2)脉动循环变应力(3)非对称循环变应力(4)非稳定循环变应力17 在下列四种具有相同公称直径和螺距并采用相同的配对材料的传动螺旋副中,传动效率最高的是__________。
(1)单线矩形螺纹(2)单线梯形螺纹(3)双线矩形螺纹(4)双线锯齿形螺纹18 拧紧可以使一定公称直径的普通螺栓取得一定大小的预紧力,如果要以比较小的拧紧力矩T来得到所要求的预紧力F′可采用__________。
(1)细牙螺纹(2)双线螺纹(3)加弹簧垫圈19 利用D≤M1002的圆螺母(GB812—88)和d≤100mm的止动垫圈(GB858—88)固定轴上的零件时,螺母在轴上最多旋转__________度就能碰上止动垫圈上的一个齿。
(1)20o (2)25o (3)15o (4)30o20 当一个承受变载荷的螺栓联接,其螺栓的静强度足够而疲劳强度不足时,应首先考虑采用__________来提高其疲劳强度。
(1)增加螺栓直径(2)提高螺栓材料的屈服极限(3)改用双螺(4)柔性螺母二、分析与思考题1 螺纹连接有哪些类型?各有何特点?各适用于什么场合?2 为什么螺纹连接常需要防松?按防松原理,螺纹连接的防松方法可分为哪几类?试举例说明。
3 普通螺栓连接在拧紧螺母时,螺栓处于什么应力状态下?应该按哪一种强度理论进行计算?为什么将拉力增加30%,即可按纯拉伸进行强度计算?4 对于受轴向变载荷作用的螺栓,可以采用哪些措施来减小螺栓的应力幅σa5 为什么对于重要的螺栓连接要控制螺栓的预紧力F′?控制螺栓的预紧力的方法有哪几种?6 拧紧螺母与松退螺母时的螺纹效率如何计算?哪些参数影响螺纹副的效率?7 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?8 常见螺栓的螺纹是右旋还是左旋?是单线还是多线?为什么?9 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?10 管螺纹的公称直径指的是哪个直径?为什么管子上的螺纹通常采用细牙螺纹?11 为什么螺纹联接大多数要预紧?什么叫螺纹联接的预紧力?12 常用的控制预紧力的方法有哪些?它们有哪些优缺点?为了克服这些缺点可采用什么方法?13 在拧紧螺母时,拧紧力矩T要克服哪些摩擦力矩?这时螺栓和被联接件各受到什么样的载荷?14 为什么对重要的螺栓联接不宜使用直径小于M12~M14的螺栓?一般情况下,螺栓所受到的预紧力大约是扳手上施加的力的多少倍?15 螺纹联接为什么要防松?防松的根本问题是什么?16 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?17 相同的公称直径的粗牙普通螺纹与细牙普通螺纹相比,哪个自锁性能好?哪个强度高?为什么?为什么薄壁零件的联接常采用细牙螺纹?18 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?19 为什么有自锁性能的螺旋传动其效率η小于50%?20 试问螺纹的升角为多大时,螺旋副的效率可达到最高值?21 螺纹联接的主要失效形式和计算准则是什么?22 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?23 为什么紧螺纹联接计算中,螺纹的直径愈小则其许用应力取值愈小?24 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。
24 螺栓组联接结构设计的目的是什么?应该考虑的问题有哪些?25 螺栓组联接中螺栓的附加应力是怎样产生的?为避免此附加应力,应从结构和工艺上采取哪些措施?26 进行螺栓组联接受力分析的目的是什么?27 在承受横向载荷的紧螺栓联接中,螺栓是否一定受剪切作用?为什么?28 承受横向载荷的普通螺栓联接,其预紧力是如何决定的?螺栓受到什么载荷的作用?产生什么应力?29 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?30 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?三、设计计算题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。
2 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)。
3 一钢结构托架由两块边板和一块承重板焊成的,两块边板各用四个螺栓与立柱相连接,其结构尺寸如图所示。
托架所受的最大载荷为20 kN,载荷有较大的变动。
试问:(1)此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜?(2)如采用铰制孔用螺栓连接,螺栓的直径应为多大?4 一方形盖板用四个螺栓与箱体连接,其结构尺寸如图所示。
盖板中心O 点的吊环受拉力FQ=20000N,设剩余预紧力F″=0.6F, F为螺栓所受的轴向工作载荷。
试求:(1)螺栓所受的总拉力F。
,并计算确定螺栓直径(螺栓材料为45号钢,性能等级为6.8级)。
(2)如因制造误差,吊环由O点移到O′点,且OO′=5mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F。
,并校核(1)中确定的螺栓的强度。
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。
6 一种简单的起重装置(螺旋起重器)的结构简图如图所示。
在手柄上加一个力Fp并转动手柄即可起升重物,试设计之。
已知数据如下表:(略)74 如图示,已知作用在轴承盖上的力F=10kN,轴承盖用四个螺钉固定于铸铁箱体上,螺钉材料为Q235钢,今取剩余预紧力F″=0.4F,不控制预紧力。
求所需的螺钉直径。
7 一厚度为δ=12mm的钢板用4个螺栓固连在厚度=30mm的铸铁支架上,螺栓的布置有a、b两种方案,如图所示。
已知:螺栓材料为Q235,接合面的摩擦系数f=0.15,可靠性系数Kf=1.2,外载荷KR=12000N,尺寸l=400mm,ɑ=100mm。
试问:(1)这两种螺栓组连接布置方案哪种较为合理?(2)按照螺栓组连接布置的合理方案,分别确定采用普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接时的螺栓直径。
8 图示为一液压油缸,油压p=3MPa,缸径D=160mm,为保证气密性要求,螺柱间距不得大于100mm。
试计算其缸盖的螺柱联和螺柱分布圆直径D0。
(提示:现先按气密性要求假设螺柱数目)9 图示为一气缸盖螺栓联接,缸径D=500mm,蒸气压力p=1.2MPa,螺栓分布圆直径D0=640mm,为保证气密性要求螺栓间距不得大于150mm,试设计此联接。