东北大学机械设计复习题库

2-10 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知轴传递的功率P = 9 kW，转速 n=100 r/min，轴和齿轮的材料均为钢，联轴器材料为铸铁，工作时有轻微冲击。试选择两处键的类型和尺寸，并校核其联接强度。

2-11 图示的双联滑移齿轮与轴用矩形花键联接，已知传递的转矩T＝140 N.m，齿轮在 空载下移动，工作情况良好，轴D＝34 mm，齿轮宽度L＝40 mm，轴和齿轮的材料均为钢，花键齿面热处理后硬度小于45HRC。试选择花键、校核联接强度，并写出联接的标记代号。

例 题

例2-1 如图a所示的铸铁（HT150）支架，用一组螺栓固定在钢制底座上，支架轴孔中心受一斜力P＝10000 N，P力与水平面的夹角α＝30°，轴孔中心高度 h＝250 mm，底板尺寸l1＝200 mm，l2＝400 mm，l3＝150 mm，螺栓孔中心距 l＝320 mm。试求螺栓所受的最大轴向总载荷，并校核螺栓组联接接合面的工作能力。

解 （1）螺栓受力分析

①将斜力P 分解为水平分力Px 和垂直分力Pz；再将水平分力Px简化到接合面上，得翻转力矩M 和作用在接合面上的横向力Px，见例2-1图b。支架螺栓组共受以下诸力和力矩作用：

轴向力（作用干螺栓组形心，垂直向上）

N

横向力（作用于接合面，水平向右）

N

翻转力矩（绕O 轴，顺时针方向）

N.mm

②计算每个螺栓所需要的预紧力Qp。 Px 要使底板向右滑移，受到联接接合面摩擦力的阻挡。预紧力Qp使接合面间产生摩擦力。Px 使预紧力减小。M 对摩擦力无影响，因在M作用下，底板右部的压力虽然增犬，但其左部的压力却以同样程度减小。参照式（2-9）并考虑Pz 对预紧力的影响可得底扳不滑移条件为

取Kf ＝1.2，f＝0.15（表2-3，铸铁对干燥加工表面），

（表2-5，无垫片），

则 N

③计算螺栓的工作拉力。在垂直拉力Pz作用下，螺栓所受到的工作拉力，按式（2-8）知

N

在翻转力矩M作用下，螺栓所受到的工作拉力，按式（2-17）知

N

故总工作拉力为

N

④计算螺栓总拉力。由式（2-28）得螺栓的总拉力为

N

（2）校核螺栓组联接接含面的工作能力 ①检查受载时铸铁底板右边缘处走否压溃 参照式（2-18）得

式中 接合面有效面积为

mm2

接合面的有效抗弯剖面模量为

mm3

代入得

查表2-4知铸铁（HT150）的许用挤压应力为 面右边缘处不致压溃。

②检查受载时底板左边缘处走否出现间隙 参照式（2-19）得

MPa

MPa，由于ζpmax<< [ζp]，故接合

故接合面左边缘处不会产生间隙。