2013年机械设计考试试题及答案

6.螺旋副自锁条件是什么？哪种螺纹牙型自锁性最好？为什么？

自锁条件为.螺旋线升角小于等于当量摩擦角，即?≤?v；三角螺纹自锁性最好，原因是其牙侧角最大。

五、综合应用：

1．一个托架1用三个铰制孔用螺栓与机架2相连接。已知：螺栓材料许用剪切应力

????100MPa，横向载荷FR?900N，L?300mm，a?100mm。确定受力最大螺栓及所受

剪力Fmax??，判断布置形式是否合理；并按剪切强度确定所需螺栓剪切面的最小直径

d0??

解：1）将FR平移至螺栓组中心，附加扭矩T?2.7?10N?mm 在FR作用下每个螺栓所受剪力为FF?5FR900??300N Z3T2.7?105??1350N 在T作用下两侧螺栓所受剪力为FT?2a2?100右侧螺栓受力最大，Fmax?FF?FT?1650N，布置形式不合理。

2)受剪切面最小直径d0? 2.图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷FQ＝100000N，螺栓材料许用应力[σ]=100MPa，取残余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。

4Fmax?????4?16500?4.6mm

??140 5 解：1）单个螺栓受工作拉力F?FQZ?100000?50000N 22）残余预紧力F1?0.4F?0.4?50000?20000N

3) 单个螺栓受总拉力F2?F1?F?20000?50000?70000N 4) 所需螺栓最小直径d1?5.2F2?????4?70000?34mm

??1003. （本题10分）如图所示的螺栓组联接（凸缘联轴器）。4个普通螺栓均匀的分布在

D?200mm的圆周上，传递的转矩T?8?105N?mm。螺栓材料许用拉应力为

????160MPa，被联接件表面的摩擦因数f?0.15，联接的可靠性系数Ks?1.2，确定安装

时所需预紧力及所需的螺栓的最小直径d1??

解：1）每个螺栓所受的的预紧力

KsT1.2?8?105F0???16000N

2Df2?200?0.152）所需的螺栓的最小直径

d1?5.2F0?????5.2?16000?22.8mm

3.14?1604．图示紧螺栓连接，已知横向载荷R=36000N，接合面i=1，摩擦系数f=0.12，联接的可

2靠性系数Ks?1.2，螺栓数量z=4，螺栓材料许用应力????100N/mm,试计算所需螺

栓直径d1=?（10分）

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解：1）每个螺栓所受的的预紧力

F0?KsR1.2?36000??90000N zif4?1?0.122）所需的螺栓的最小直径

d1?5.2F0?????5.2?90000?12.2mm

3.14?100 5．（10分）图示紧螺栓连接，采用两个M16（d1=13.835mm）普通螺栓，已知摩擦系数f=0.12，防滑系数Ks?1.2，螺栓材料许用应力????100N/mm2,试计算连接所能传递的横向载荷R=?

解：1）预紧力的最大值

F0??d12???3.14?13.8352?1004?1.3?4?1.3?11558N

2）所能传递横向载荷的最大值

R?F0zf11558?2?0.12??2312N Ks1.26．（10分）图示轴承盖用4个螺钉固定于铸铁箱体上，已知作用于轴承盖上的力FQ＝10.4kN，螺钉材料许用应力????80N/mm，取残余预紧力为工作拉力的0.4倍，求螺栓所需最小

2直径。

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解：1）每个螺栓所受轴向工作载荷 F?FQ4?10.4?2.6kN 42）每个螺栓总拉力 F2?F?F1?1.4F?1.4?2.6?3.64kN 3）所需螺栓直径 d1?

7．（12分）气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D=250mm，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹小径15.294mm，许用拉应力???=120MPa，取残余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强。 4?1.3F2????4?1.3?3.64?103??8.68mm

3.14?80 解：1）每个螺栓总拉力 F2?? ?d12???3.14?15.2942?1204?1.34?1.3?16949N

2）每个螺栓所受轴向工作载荷 由于F2?F?F1?2.5F 所以F?F216949??6780N 2.52.53）最大压力 p?4FZ4?6780??1.66mpa ?D23.14?2502 第六章

一、选择填空：

1.B型普通平键其端部形状为______。B A.圆头 B.方头 C.单圆头 D.钩头 2.轴的键槽加工方式通常采用______。D A.插削 B.拉削

C.钻及铰 D.铣削

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