机械设计习题 第十五章

第十五章 一、填空题1．＿不承受弯矩，只承受转矩＿ ＿传动轴＿ ＿只承受弯矩，而不承受转矩＿ ＿既承受弯矩，又承受转矩＿＿ ＿转轴＿ ＿转动心轴＿ ＿固定心轴＿ 2．＿曲轴 ＿直轴＿ ＿汽油机主轴＿ ＿变速箱轴＿3． 碳钢 合金钢 淬火 、 渗碳 和＿氮化＿ 喷丸或滚压 4． 键 销 过盈配合及型面联接 5．＿轴肩＿ ＿套筒＿ ＿圆螺母＿＿二、选择题1． D 2．A 3．B 4．B 5．B 6．B 7．C 8. D 9. A 10. C 三、计算题： ⑴N mz T F t 100050002.05022=⨯⨯==N tg tg F F o t r 9702.363201000=⨯=⋅=α ⑵经计算N F NH 5001= N F NH 5002=N F NV 9851.1811=N F NV 9851.1812=两平面弯矩图及合成弯矩图，转矩图如右 ⑶显然，弯曲应力为对称循环变应力MPa W M b 5134.81025002836.219=⨯==-σ 故MPa m 0=σ，而MPa a 5134.8=σ ⑷显然，扭转剪应力为静应力MPa W T T T 11050000509=⨯==-τ 故MPa m 1=σ，而MPa a 0=σ四、结构改错：1．用编号指出下图中的错误, 并作简单说明，提出修改意见。

（轴承采用脂润滑）1）两个平键应布置在同一母线上；2）贯通轴承端盖孔与轴接触；3）贯通端盖孔无密封装置；4）贯通端盖应减少螺栓支承的加工表面；5）贯通端盖安装螺栓处应设置为通孔；6）钢衬套安装螺栓处应设置为通孔；7）箱体应设置完整的加工螺纹孔；8）箱体孔要求减少加工表面（与钢衬套配合面）；9）钢衬套要求减少外加工表面（与箱体配合面）；10）钢衬套要求减少内加工表面（与轴承配合面）11）两轴承间轴段应增加轴径，减少轴承接触的加工表面，并给轴以轴向定位；12）右轴承无法拆卸，应扩大钢衬套右孔直径；13）去处右端套筒，以避免过定位；（或增加右套筒长度）14）减少右端轴段长度，避免过定位；15）轴承内直径配合不当，应改为定义轴段公差。

15-1答滑动轴承按摩擦状态分为两种：液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。

液体摩擦滑动轴承：两摩擦表面完全被液体层隔开，摩擦性质取决于液体分子间的粘性阻力。

根据油
膜形成机理的不同可分为液体动压轴承和液体静压轴承。

非液体摩擦滑动轴承：两摩擦表面处于边界摩擦或混合摩擦状态，两表面间有润滑油，但不足以将两
表面完全隔离，其微观凸峰之间仍相互搓削而产生磨损。

15-2解（ 1）求滑动轴承上的径向载荷
（ 2）求轴瓦宽度
（ 3）查许用值
查教材表 15-1，锡青铜的，
（ 4）验算压强
（ 5）验算值
15-3解（1）查许用值
查教材表 15-1，铸锡青铜ZCuSn10P1的，
（ 2）由压强确定的径向载荷
由得
（ 3）由值确定的径向载荷
得
轴承的主要承载能力由值确定，其最大径向载荷为。

15-4解（ 1）求压强
（ 5）求值
查表 15-1，可选用铸铝青铜ZCuAl10Fe3 ，
15-5证明液体内部摩擦切应力、液体动力粘度、和速度梯度之间有如下关系：
轴颈的线速度为，半径间隙为，则
速度梯度为
磨擦阻力
摩擦阻力矩
将、代入上式。

班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期第十三章 滚动轴承三、分析与思考题13—26滚动轴承共分几大类型？写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承受何种载荷（径向或轴向）。

答：13—27 为什么30000型和70000型轴承常成对使用？成对使用时，什么叫正装及反装？什么叫“面对面”及“背靠背”安装？试比较正装及反装的特点。

答：30000型和70000型轴承只能承受单方向的轴向力，成对安装时才能承受双向轴向力。

同时这两类轴承的公称接触角α大于零，承受径向载荷时会产生内部轴向力，为避免轴在内部轴向力作用下产生轴向移动，30000型和70000型轴承通常应成对使用。

正装和反装是对轴的两个支承而言，两个支承上的轴承外套圈薄边相对（大口径）安装叫正装，外套圈厚边相对（小口径）安装叫反装。

“面对面”和“背靠背”安装是对轴的一个支承而言，一个支承上的两个轴承大口径相对为“面对面” 安装，小口径相对为“背靠背”安装。

正装：轴热伸长可能会使轴承卡死；反装：轴热伸长会使受载滚动体个数减少。

13—28滚动轴承的寿命与基本额定寿命有何区别？按公式L=(C/P)ε计算出的L 是什么含义？ 答：轴承的寿命是指出现点蚀前的寿命（转速），是一般概念的寿命。

在一批轴承中，各个轴承的寿命离散性很大。

而基本额定寿命是指对于点蚀失效具有90%可靠度的寿命。

是一个特定意义的寿命。

L=(C/P)ε中的L 为轴承的基本额定寿命，单位为106转。

13—29 滚动轴承基本额定动载荷C 的含义是什么？当滚动轴承上作用的当量动载荷不超过C 值时，轴承是否就不会发生点蚀破坏？为什么？ 答：C 的含义见教材。

当P ≤C 时，轴承是否发生点蚀要具体分析。

当说要求的工作寿命等于(C/P)ε时，出现点蚀的概率为10%；大于(C/P)ε时，概率大于10%；小于(C/P)ε时，概率小于10%。

总有点蚀出现的可能性，仅概率大小不同。

13—30 对同一型号的滚动轴承，在某一工作状况下的基本额定寿命为L 。

《机械工程基础》机械设计部分习题集第十五章 常用机构15-1绘出图示机构的机构运动简图，并计算机构自由度。

15-2计算下列机构的自由度，并指出何处为复合铰链、局部自由度和虚约束。

a ) 卿筒机构b ) 回转柱塞泵c ) 小型压力机d ) 偏心轮机构15-3试根据图中注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是何种机构？四种机构的原动件均为AB 杆。

15-4试说明何为曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？并举例说明其应用场合。

15-5说明何为凸轮机构的刚性冲击和柔性冲击以及避免的方法？a ) 平炉渣口堵塞机构 e ) 锯木机机构 d ) 大筛机构b ) 加药泵机构c ) 测量仪表机构 f ) 冲压机构 a ) c )d ) b )A B C D A B CD AB C D A B C D15-6试比较正常齿制的标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆在什么条件下基圆大？什么条件下齿根圆大？15-7已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮的传动比为i12=2.5，z1=40，m=3mm，α=20º，h a*=1.0，试求：1）齿轮2的齿数z2和中心距a；2）这对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径以及分度圆上的曲率半径；3）两个齿轮的齿厚、齿槽宽、齿距和基圆齿距。

15-8已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮的模数m=4mm，z1=20，z2=50，试求：1）在标准安装情况下，这对齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径以及这些圆上的曲率半径和压力角；2）若实际安装中心距扩大2mm，问这对齿轮还能否正确传动？若能，则求这对齿轮的分度圆、基圆、节圆直径以及啮合角α'。

15-9如图所示，用卡尺跨三个齿测量渐开线直齿圆柱齿轮的公法线长度，试证明：只要保证卡脚与渐开线相切，无论切于何处，测量结果都相同，且值为W3=2p b+s b（式中，p b和s b分别为基圆齿距和基圆齿厚）。

第十六章机械的调速与平衡16-l机械在何种情况下会出现周期性速度波动？它有何危害？如何调节？16-2何谓机器运转的“平均角速度”和“不均匀系数”？在设计飞轮时是否选取越小的不均匀系数越好了为什么？16-3为了减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在何处？为什么？举出你看到的安装飞轮的机器，并说明飞轮在机器运转时所起的作用？16-4何谓静平衡？何谓动平衡？满足动平衡的回转件是否一定满足静平衡？反之亦然吗？16-5举例说明常用的动、静平衡实验设备。

15.1 弹簧主要有哪些功能？试举例说明。

答：弹簧的主要功能有（1）缓冲和减振，如车辆中的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧；（2）控制运动，如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧；（3）储蓄能量，如钟表中的弹簧；（4）测力，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。

15.2 分析图示自行车，它采用了那些弹性连接？采用这些连接有什么优点？
答：采用了弹簧、油压减震器。

主要有点就是减振。

15.3 查找资料，写出有关“空气弹簧”结构及工作原理的调研报告。

参考：
空气弹簧是在一个密封的容器中充入压缩空气，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用气体可压缩性实现其弹性作用。

空气弹簧具有较理想的非线性弹性特性，加装高度调节装置后，车身高度不随载荷增减而变化，弹簧刚度可设计得较低，乘坐舒适性好。

但空气弹簧悬架结构复杂、制造成本高。

空气弹簧按气囊的结构型式可分成囊式、膜式和复合式三种。

通常在初始状态下，空气弹簧充气到规定压力，当载荷发生变化时，在高度
题15.2图 山地自行车
调整阀的配合下，自动调整空气弹簧内的气压与之适应，以维持车体高度不发生变化。

如车体静载荷增加时，车体高度降低，高度控制阀控制向空气弹簧充气，空气弹簧内气压升高，使车体恢复到原来平衡的高度。

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F R 。

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F R 。

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 =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d 1=8.376mm由教材式（11—13）： 1.3F ′/（πd 21/4）≤[σ] MPa 得：F ′=[σ]πd 21/（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N =7535 N （2） 求牵引力F R ：由式（11—25）得F R =F ′fzm/K f =7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8 N （取K f =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υρ也较大（βρυυcos arctan arctan ff ==），分析螺纹的效率()υρη+ψψ=tan tan 和自锁条件 Ψυρ≤，可知三角形螺纹效率较低，但自锁条件较好，因此用于连接。

十五章轴键练习题一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1 为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置成。

A.在轴的同一母线上B. 180°C. 120°~ 130°D. 90°2 平键B20×80 GB/T1096—1979中，20×80是表示。

A. 键宽×轴径B. 键高×轴径C. 键宽×键长D. 键宽×键高3 能构成紧连接的两种键是。

A. 楔键和半圆键B. 半圆键和切向键C. 楔键和切向键D. 平键和楔键4 一般采用加工B型普通平键的键槽。

A. 指状铣刀B. 盘形铣刀C. 插刀D. 车刀5 设计键连接时，键的截面尺寸b×h通常根据由标准中选择。

A. 传递转矩的大小B. 传递功率的大小C. 轴的直径D. 轴的长度6 平键连接能传递的最大扭矩T，现要传递的扭矩为1.5T，则应。

A. 安装一对平键B. 键宽b增大到1.5倍C. 键长L增大到1.5倍D. 键高h增大到1.5倍7 如需在轴上安装一对半圆键，则应将它们布置在。

A. 相隔90°B. 相隔120°位置C.轴的同一母线上D. 相隔180°8 花键连接的主要缺点是。

A. 应力集中B. 成本高C. 对中性与导向性差D. 对轴削弱二、填空题9 在平键联接中，静联接应校核强度；动联接应校核强度。

10 在平键联接工作时，是靠和侧面的挤压传递转矩的。

11 花键联接的主要失效形式，对静联接是，对动联接是。

12 键联接，既可传递转矩，又可承受单向轴向载荷，但容易破坏轴与轮毂的对中性。

13 平键联接中的静联接的主要失效形式为，动联接的主要失效形式为；所以通常只进行键联接的强度或计算。

14 半圆键的为工作面，当需要用两个半圆键时，一般布置在轴的。

三、简答题15 试述普通平键的类型、特点和应用。

16 平键连接有哪些失效形式？17 试述平键联接和楔键联接的工作原理及特点。

第十五章轴一、选择题15-1 工作时承受弯矩并传递转矩的轴,称为___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-2 工作时只承受弯矩,不传递转矩的轴,称为___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-3 工作时以传递转矩为主,不承受弯矩或弯矩很小的轴,称为___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-4 自行车的前轴是___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-5自行车的中轴是___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴15-6 题15-6图表示起重绞车从动大齿轮1和卷筒2与轴3相联接的三种形式,图中a为齿轮与卷筒分别用键固定在轴上,轴的两端支架在机座轴承中;图中b 为齿轮与卷筒用螺栓连接成一体,空套在轴上,轴的两端用键与机座联接;图中c为齿轮与卷筒用螺栓连接成一体,用键固定在轴上,轴的两端支架在机座轴承中,以上三种形式中的轴,依次为___.(1)固定心轴,旋转心轴,转轴 (2)固定心轴,转轴,旋转心轴（3）旋转心轴,心轴,固定心轴 (4)旋转心轴,固定心轴,转轴 (5)转轴,固定心轴,旋转心轴 (6)转轴,旋转心轴,固定心轴15-7 如图所示,主动齿轮1通过中间齿轮2带动从动轮3传递功率,则中间齿轮2的轴O2是___.(1)心轴 (2)转轴 (3)传动轴题 15-6图题15-7图1-大齿轮 2-卷筒 3-轴 1-主动齿轮 2中间齿轮 3-从动齿轮15-8 轴环的用途是___.(1)作为轴加工时的定位面 (2)提高轴的强度 (3)提高轴的刚度 (4)使轴上零件获得轴向定位15-9 当轴上安装的零件要承受轴向力时,采用___来进行轴向固定,所能承受的轴向力较大.(1)螺母 (2)紧定螺钉 (3)弹性挡圈15-10 增大轴在截面变化处的过渡圆角半径,可以___.(1)使零件的轴向定位比较可靠 (2)降低应力集中,提高轴的疲劳强度 (3)使轴的加工方便15-11 轴上安装有过盈配合的零件时,应力集中将发生在轴上___.(1)轮毂中间部位 (2)沿轮毂两端部位 (3)距离轮毂端部为1/3轮毂长度处15-12 采用表面强化如碾压、喷丸、碳氮共渗、氧化、渗氮、高频活火焰表面淬火等方法,可显著提高轴的___.(1)静强度 (2)刚度 (3)疲劳强度 (4)耐冲击强度15-13 在轴的初步计算中，轴的直径是按___来初步确定的.(1)抗弯强度 (2)扭转强度 (3)复合强度 (4)轴段上零件的孔径15-14 减速器中,齿轮轴的承载能力主要受到___的限制.(1)短期过载下的静力强度 (2)疲劳强度 (3)脆性破坏 (4)刚度15-15 转轴上载荷和支店位置都已经确定后，轴的直径可以根据___来进行计算或校核.(1)抗弯强度 (2)扭转强度 (3)扭转刚度 (4)复合刚度15-16 已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是___.15-17 已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是___.15-18 已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是___.15-19 已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是___.题15-16图题15-17图题15-18图15-20 一展开式两级齿轮减速器的传动简图如图所示,高速轴ab右端与电动机相连,则高速轴的转矩图是___.题15-19图题15-20图15-21 上题图中齿轮减速器的中间轴cd的转矩图是___.15-22 一分流式两级齿轮减速器的传动简图如图所示, 高速轴ab右端与电动机相连,则高速轴的转矩图是___.15-23 上题图中齿轮减速器的中间轴cd的转矩图是___.15-24 如图所示,轴上安装一斜齿圆柱齿轮,分度圆直径d=400mm,齿轮的圆周力Ft=2000N,轴向力Fx=320N,径向力Fr=800N,则轴在垂直平面(即图纸平面)内的弯矩图是___.15-25 某轴的合成弯矩和转矩图如图所示,设扭剪应力按对称循环变化,则最大当量弯矩Me是___N·m.(1)224 (2)337 (3)450 (4)559题15-21图题15-22图题15-23图题15-24图题15-25图二、分析与思考题15-26 轴的常用材料有那些?各适用于何种场合?如何选择?15-27 在同一工作条件下,若不改变轴的结构和尺寸,仅将轴的材料由碳钢改为合金钢,为什么只提高了轴的强度而不能提高轴的刚度?15-28 轴的设计应考虑哪些方面的问题?其中哪些问题是必须考虑的?哪些问题有特殊要求时才考虑?15-29 轴结构设计主要内容有哪些?15-30 轴上零件的轴向固定方法有哪些种?各有什么特点?15-31 轴上零件的轴向固定方法有哪些种?各有什么特点?15-32 为什么转轴常设计成阶梯形结构?15-33 轴的强度设计方法有那几种?它们各适用于何种情况?15-34 利用公式估算轴的直径时,应如何选取c值,对计算所得结果应如何最后取值?15-35 按当量弯矩计算轴的强度时,公式中,的含义是什么?如何取值?15-36 轴受载以后,如果产生过大的弯曲变形或扭转变形,对机器的正常工作有什么影响?试举例说明.15-37 如何提高轴的疲劳强度?如何提高轴的刚度?15-38 图示为轴上零件的两种布置方案,功率由齿轮A输入,齿轮1输出转矩T1,齿轮2输出转矩T2,且T1>T2,试比较两种布置方案中各段轴所受转矩的大小.题15-38图题15-39图15-39 图示带式运输机的两种传动方案,若工作情况相同,传递功率一样,试比较:(1)按方案a设计的单级减速器,如果改用方案b,减速器的哪根轴的强度要重新核验,为什么?(2)两种方案中,电动机轴受力是否相同?(方案a中V带传动比等于方案b中开式齿轮传动比).15-40 校核轴的强度时,如何判断轴的危险截面?怎样确定轴的许用应力?15-41 如需要对轴的疲劳强度的精确校核,应具备什么条件?15-42 何谓轴的共振?何谓轴的临界转速?15-43 什么叫刚性轴?什么叫挠性轴?设计高速运转的轴时,应如何考虑轴的工作转速范围?三、设计计算题15-44 有一离心水泵,由电动机经联轴器带动,传递功率P=3KW,转速n=960r/min,轴的材料为45钢调质,试按强度要求计算轴所需的最小直径?15-45 已知一传动轴直径d=32mm,转速n=900r/min,如果轴上的扭剪应力不允许超过70MPa,问该轴能传递多大功率?15-46 直径d=75mm的实心轴与外径do=85mm的空心轴的扭转强度相同,设两轴的材料相同,试求该空心轴的内径di和减轻重量的百分率?15-47 试确定一传动轴的直径.已知:轴的材料为Q255钢,传递功率P=15KW,转速n=80r/min.(1)按扭转强度计算;(2)按扭转刚度计算.(设其扭转变形在1000mm长度上不允许超过0.5°)15-48 试设计一单级直齿圆柱齿轮减速器的主动轴,轴的材料用45钢,调质处理.已知:轴单向转动,工作时有振动,传递转矩T1=1.75×105N·mm,齿轮模数m=4mm,齿数z=20,啮合角α=20°,齿宽b=80mm,轴输入端与联轴器相联,轴承间距为160mm.15-49 试设计一圆锥齿轮传动的小齿轮轴,并校核Ⅰ—Ⅰ截面(只受转矩)以及靠近齿轮的轴承的安全系数.已知:传递功率P=35KW,轴的转速n=940r/min,单向回转,传动比i=2,齿数z1=20,模数m=6mm,齿宽b=50mm,轴的材料为45钢,正火处理.题15-48图题15-49图15-50 设计如图所示的斜齿圆柱齿轮减速器的输入轴.已知该轴输入功率P=37.5KW,转速n=960r/min,小齿轮节圆直径d1=150mm,模数mn=4mm,齿宽b=150mm,螺旋角β=15°20′,法向压力角αn=20°,轴的材料为45钢正火.电动机轴径为65mm,初选组合代号303的圆锥滚子轴承.15-51 根据题15-50的计算结果,校核小齿轮处轴的挠度(用等效直径法和变形能法).15-52 一渐开线直齿圆柱齿轮减速器的中间轴的尺寸和布置如图所示,已知其传递的转矩T=400N·m,大小齿轮压力角均为α=20°的标准齿轮,轴的材料为45钢,调质处理,轴需双向运转,齿轮与轴均采用配合并采用圆头普通键联接.轴上圆角半径均为r=1.5mm,试验算此轴的疲劳强度.题15-50图题15-52图15-53 根据题15-52的计算结果,校核图15-52所示截面Ⅱ—Ⅱ处轴的挠度.许用挠度[y]=0.003Lmm,L为支店间的距离.15-54 设计如图所示的单级斜齿圆柱齿轮减速器的低速轴.已知:电动机额定功率P=4KW,转速n1=750r/min,n2=130r/min,大齿轮节圆直径d2′=300mm,齿宽b2=90mm,轮齿螺旋角β=12°,法面压力角αn=20°.工作机为输送带,载荷平稳.要求: (1)完成轴的全部结构设计;(2)根据弯扭合成理论验算轴的强度;(3)精确校核轴的危险截面的安全系数.15-55 一传动轴直径为55mm,转矩由轮1输入,T1=11.52×105N·mm,分别由轮2和轮3输出,轮2输出转矩T2=6.91×105N·mm,轮3输出转矩T3=4.61×105N·mm.求轮2相对轮3的扭转角.15-56 如图所示,钢轴直径d=25mm,圆盘重W=150N,试计算轴的第一阶临界转速nε1.15-57 一直径为50mm的钢轴上装有两个圆盘,布置如图所示.不计轴本身重量,试计算此轴的第一阶临界转速.若已知轴的工作转速n=960r/min,分析此轴属于刚性轴还是挠性轴?轴工作时的稳定性如何?题15-54图题15-55图题15-56图题15-57图四、结构设计题15-58 试分析题图15-58a、b、c、d中的结构错误,分别说明理由,并画出正确地结构图.15-59 指出图中轴的结构设计有哪些不合理,并画出改正后的轴结构图.题15-58图题15-59图15-60 齿轮轴上各零件的结构及位置如图所示,试设计该轴的外形并定出各段的直径.题15-60图15-61 图示滑轮的直径D=400mm,轴支点跨距L=160mm,起重量W=10000N.要求: (1)确定轴的直径,轴的材料用45钢,调质处理.(2)画出滑轮轴的结构图.题15-61图15-62 为了改进轴的结构,减少应力集中,提高轴的疲劳强度,在下列情况下应采取什么措施?并绘图说明.(1)设计轴肩时:①为了能使轴上零件得到可靠的定位,其轴肩的过渡圆半径r与相配零件的圆角半径R或倒角尺寸C的结构形式.②当与轴相配的零件必须采用很小的圆角半径R时,可采用哪些结构形式.(2)如轴上有直角凹槽、键槽、花键等,应采用的结构措施.(3)如轴与轴上零件为过盈配合时,应采用的结构措施.。

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F R 。

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F R 。

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 =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d 1=8.376mm由教材式（11—13）： 1.3F ′/（πd 21/4）≤[σ] MPa 得：F ′=[σ]πd 21/（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N =7535 N （2） 求牵引力F R ：由式（11—25）得F R =F ′fzm/K f =7535×0.15×2×1/1.2N=1883.8 N （取K f =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υρ也较大（βρυυcos arctan arctan ff ==），分析螺纹的效率()υρη+ψψ=tan tan 和自锁条件 Ψυρ≤，可知三角形螺纹效率较低，但自锁条件较好，因此用于连接。