第0章课后习题答案

1、第10章课后习题答案10-1证明 当升角与当量摩擦角 '符合E时，螺纹副具有自锁性。 当时，螺纹副的效率沪乩他.一 越业0.5 您妙+Q妙炉2毎曲弋助2所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时，其效率必小于50%。10-2 解 由教材表10-1、表10-2查得二，粗牙，螺距二二二£二，中径耳力二卫p2J甲=txrcig = arctg-= 2.48°螺纹升角益-1：M20 xl.5 ，细牙，螺距P=1.5m，螺纹升角尹钿 4x19 026=1.44°对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。10-3 解 查教材表10-1得二粗牙

2、螺距-丄心中径小径-1螺纹升角L2577m=3.17°普通螺纹的牙侧角_，螺纹间的摩擦系数1 -当量摩擦角f1110 -防驱亠 二 rctg=6,59'-'cospcos30,J拧紧力矩7=125x240 = 30000-由公式可得预紧力学的+：；：£!¥帥拉应力同M朋6647*查教材表9-1得35钢的屈服极限二二宀二;拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限，螺栓将损坏。¥=arctg = 11.08°10-4 解（1 ）升角陆 3.14x65当量摩擦角0 询咖二 arcf.l=5.?r工作台稳定上升时的效率:(2 )稳定

3、上升时加于螺杆上的力矩二 20 r/tnmV v 80071-=(3)螺杆的转速S 即 4x10螺杆的功率(4 )因河1図沪刖，该梯形螺旋副不具有自锁性，欲使工作台在载荷作用下等速下降,需制动装置。其制动力矩为“勒加$)诚1叫豊% mr)£D5肮10-5 解 查教材表9-1得Q235的屈服极限 七 ，±；：查教材表10-6得，当控制预紧力时，取安全系数M.3由许用应力查教材表10-1得口的小径二m得由公式预紧力沁丿呼世.6謝4x13由题图可知空-i，螺钉个数；，取可靠性系数 M3牵曳力C13则施加于杠杆端部作用力I；'的最大值10-6解此联接是利用旋转中间零件使两端

4、螺杆受到拉伸，故螺杆受到拉扭组合变形。查教材表9-1得，拉杆材料Q275的屈服极限取安全系数 ST ，拉杆材料的许用应力所需拉杆最小直径阿兀 i4xl,3xl3xirP 柯 y斤如2二15伽 = 315MPa查教材表10-1，选用螺纹宀一 （：、!沖）。10-7 解查教材表9-1得，螺栓35钢的屈服极限21 <查教材表10-6、10-7得螺栓的许用应力一 - 一 查教材表10-1得，一的小径 叫 打出门忙: 螺栓所能承受的最大预紧力=22拠0憾;/42欧榔1?294134x13所需的螺栓预紧拉力zFJD = WL则所需螺栓长度1=23+23+4.1+14.8+4=ffi Snmi400L

5、40010-8解 在横向工作载荷一作用下，螺栓杆与孔壁之间无间隙，螺栓杆和被联接件接触表面受到挤压；在联接接合面处螺栓杆则受剪切。假设螺栓杆与孔壁表面上的压力分布是均匀的，且这种联接的预紧力很小，可不考虑预 紧力和螺纹摩擦力矩的影响。挤压强度验算公式为：螺栓杆的剪切强度验算公式其中：表示接合面数，本图中接合面数：】：。10-9解（1 ）确定螺栓的长度由教材图10-9 a ）得：螺栓螺纹伸岀长度=0x16=ta螺栓螺纹预留长度-查手册选取六角薄螺母GB6172-86 丄“1_，厚度为 ?! r：lV''垫圈 GB93-87 16 ，厚度为 4.查手册中螺栓系列长度，可取螺栓长度&

6、#163; = 7D螺栓所需螺纹长度:1二二二二:!,取螺栓螺纹长度2 ）单个螺栓所受横向载荷27魂得53）螺栓材料的许用应力由表9-1查得被联接件HT250的强度极限一二"一'查表10-6取安全系数S=25被联接件许用挤压应力查教材表9-1得螺栓35钢的屈服极限口厂查表10-6得螺栓的许用剪切应力螺栓的许用挤压应力4）校核强度查手册，六角头铰制孔用螺栓GB28-88 J -，其光杆直径 九"螺栓的剪切强度最小接触长度:挤压强度所用螺栓合适。10-10 解(1)查教材表9-1得查教材表10-6、由许用应力查教材表由公式预紧力h=7D-30 - 23=17ffl

7、87;i空bo宓匕dJi 17x17p每个螺栓所允许的预紧力45钢的屈服极限10-7得，当不能严格控制预紧力时，碳素钢取安全系数10-1 得的小径一川即4平林溜*卿fl 134x1.3(2)每个螺栓所能承担的横向力由题图可知.'-丨，取可靠性系数 13横向力L3(4) 螺栓所需承担的横向力(5)螺栓的个数£ = 1?354=123.丨一取偶数二一 W在直径为155的圆周上布局14个.叽八的普通螺栓，结构位置不允许10-11 解 (1 )初选螺柱个数许用应力(2) 每个螺柱的工作载荷(3) 螺柱联接有紧密性要求，取残余预紧力=13=18x7536=13565/(4) 螺柱总拉力

8、恥&+肚滋+1加=211加(5) 确定螺柱直径选取螺柱材料为 45钢，查表9-1得屈服极限'二查教材表10-6得，当不能严格控制预紧力时，暂时取安全系数-S -螺栓小径4x L 近Mx 13x21101118是合查教材表10-1取叮螺栓(hl)由教材表10-7可知取安全系数适的。D讦 D+2 外 160+2x(20 +36)=2炉212曲(6) 确定螺柱分布圆直径由题10-11图可得(7) 验证螺柱间距"乩空巴=82 5mm<45d =4.5x20 = 90mm 28所选螺柱的个数和螺柱的直径均合适。(2)在翻转力矩作用下，此时结合面不应岀现缝隙。托架有绕螺栓组

9、形心轴线0-0翻转的趋10-12 解 (1 )在力；'作用下，托架不应滑移，设可靠性系数1 ,接合面数：_ ,此时每个螺栓所需的预紧力= 4x1x0/势，上小了边两个螺栓被拉伸，每个螺栓的轴向拉力增大了，下边两个螺栓被放松，每个螺栓的轴向力减，则有力的平衡关系二7；二-,故可得FS=om为使上边两个螺栓处结合面间不岀现缝隙，也即残余预紧力刚为零，则所需预紧力(3)每个螺栓所需总的预紧力=+"=375+0 = 45540(4)确定螺栓直径选取螺栓材料为 35钢，查教材表9-1屈服极限查教材表10-6得,当不能严格控制预紧力时，暂时取安全系数5=3许用应力螺栓小径查教材表10-1

10、 ，取 二匕 螺栓(©)，由教材表10-7可知取安全系数 S=3 也 是合适的。10-13解(1)计算手柄长度查手册,梯形螺纹GB5796-86 ，公称直径一呼，初选螺距一则中径儿 "''p8尸册您一二肃您=3.04°螺纹升角当量摩擦角0-arctg = arrfg'' - = 8.83° cos/J cosl5fl所需的转矩查表10-8 螺旋副的许用压强-'',取卜，1 '门卑WM) +必=世畔叫帥+瀚=加2丽T 2D2 一 »0.80 踰上 808mm则，手柄的长度F 250(2) 确

11、定螺母的高度初取螺纹圈数_ 一，则螺母的高度 H=zP=8x8=64m这时=Vi=133处于1.22.5的许可范围内。10-14 解选用梯形螺纹。(1 )根据耐磨性初选参数初选查手册，选取梯形螺纹GB5796-86，选取公称直径-，中径：一',小径螺距:（2）初选螺母初步计算螺母的高度Jh她川曲诃加fl取二血10?jtx33x3x9=io.7m则螺栓与螺母接触的螺纹圈数 螺母的高度 K=zP=9x6=34»iffl系数八一二一（3）校核耐磨性螺纹的工作高度h5P=05Mm则螺纹接触处的压强合适。，螺杆危险截面的惯性半径（4）校核螺杆的稳定性起重器的螺母端为固定端，另一端为自由

12、端，故取，八 ：'丿.亠：，螺杆的最大工作长度 一口吮，则螺杆的长细比临界载荷(妙取安全系数4 =，2W>F_=3OKN，不会失稳(5 )校核螺纹牙强度对于梯形螺纹皿併血65x6如曲30xl03r =换他 处29x3,9x9对于青铜螺母I -:-'，合适。10-15 解 (1 )初选螺纹直径M3F9曲4X13X25X103 =22.74查手册，选取梯形螺纹GB5796-86 ，选取公称直径匚 一，中径八 丄：；二，小径(2)验证其自锁性甲=arctg=arctg=377°螺纹升角当量摩擦角I/ = -J，所以满足自锁条件。(3) 校核其耐磨性设螺栓与螺母参加接触

13、的螺纹圈数二二,则螺母的高度 二二 ；匸 ：_丁：，一L1 J，J 一'门，处于1.22.5的许可范围内。螺纹的工作高度 h=OJP=OJx6»3iflffl则螺纹接触处的压强25xlO3jtx29姑述查教材表10-8，钢对青铜许用压强1 ' ，合适。(4) 校核螺杆强度取；，则所需扭矩丁 =罟期+0)+/恥字晾0+©)+£】25x103 x29 xlO*3二"u ；su祁 7r +6 &狎+O j=iow m 2则危险截面处的强度职2% 10叮加2$ j对于45钢正火，其许用应力.I，J，故合适。(5) 校核螺杆的稳定性压力机的

14、螺母端为固定端，另一端为铰支端，故取r ，螺杆危险截面的惯性半径 :一、，螺杆的最大工作长度二厂T，则螺杆的长细比=16.3 <40625不会失稳。(6 )校核螺纹牙强度对于梯形螺纹 6=0.6iP=0.65x6=35ffln25 xlOJjtx25x3,9 x8=102MPa对于青铜螺母一一二，合适。(7 )确定手轮的直径由T =匚二二二二得门 104000D 朋朋20010-16解(1 )选用A型平键，查教材表10-9，由轴的直径可得平键的截面尺寸' "If ，!一丨丨叮；由联轴器及平键长度系列，取键的长度- 丄F。其标记为：键16x90GB1096-79（2）验算平键的挤压强度由材料表10-10查得，铸铁联轴器的许用挤压应力齐卜加80何P应A型键的工作长度 Z 加90 “6町伽二峨JT JxliHixlO3石F 55x10x74-，使用平键挤压强度不够，铸铁轴壳键槽将被压溃。这时可使轴与联轴器孔之间采用过盈配合，以便承担一部分转矩，但其缺