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试按比例绘出联接的载荷－变形图，并标出各力以及螺栓总拉力的变化范围。

4－3 一钢制压力容器的螺栓组联接，如图4－6所示。内径D＝500mm，蒸汽压力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，安装时控制预紧力，试设计此联接。

4－4 图4－36所示为边板1用3个M16×70（其螺纹部分的长度为28mm）的铰制孔用螺栓与机架2相联接。已知边板厚度为20mm，机架的联接厚度为30mm，所受载荷FR＝900N，L=300mm，a=100mm，边板和机架的的材料均为Q235，螺栓的性能等级为4.6级。要求：1）按1：1的比例画出一个螺栓联接的结构图；2）分析螺栓组中各螺栓的受力，找出受力最大的螺栓并校核其强度。

4－5 图4－37所示为齿轮与卷筒之间的螺栓组联接，8个性能等级为6.6级的螺栓，均布于直径

习题4－4图

习题4－5图

D0=500mm的圆周上。若卷筒上钢丝绳的拉力F=50kN，卷筒直径 D=400mm，齿轮与卷筒之间的摩擦因数μs

＝0.12，装配时不控制预紧力。试确定螺栓的直径，并列出螺栓的标准代号。

4－6 图4－38所示为用两个M10的螺钉固定的牵曳环，螺钉的性能等级为4.6级，装配时控制预紧力，结合面的摩擦因数μs＝0.3，取可靠性系数K=1.2。求所允许的牵曳力FR。

4－7 如图4－39所示的方形盖板用4个性能等级为6.6级的M16螺钉与箱体联接。工作中盖板上的吊环承受通过盖板中心O点的工作载荷FQ＝20kN，取剩余预紧力F″＝0.6F（F为单个螺栓的工作拉力），装配时不控制预紧力。要求：1）校核螺钉的强度；2）由于制造误差使吊环偏移，导致FQ由O点移至对角线上的O′点，OO′＝52mm。求此时受力最大的螺钉所受的工作拉力，并校核其强度。

4－8 图4－40所示为一平板零件2用螺栓组联接固定在机架1上。工作中所受载荷FΣ＝1000N，取

习题4－6图

习题4－7图

可靠性系数K＝1.2，接合面摩擦因数μs＝0.15。图中给出了由6个螺栓构成的螺栓组的两个布置方案。要求：1）分析哪个方案所需螺栓直径较小？2）计算方案Ⅰ中螺栓所需的预紧力。

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习题4－8图

4－9 图4－41所示为一铸铁支架，用四个性能等级为6.6级的M16普通螺栓，固定在混凝土立柱上。已知载荷FQ＝8kN，接合面之间的摩擦因数μs＝0.3，混凝土的许用挤压应力〔σp〕＝2.5MPa，接合面的承载面积A＝4×10mm，其抗弯截面模量W=5×10mm，取可靠性系数K＝1.2，安全系数S=3，取预紧力F′＝9kN，。要求：1）校核是否能保证支架不下滑？2）校核螺栓的强度。3）校核是否能保证联接的接合面既不会开缝也不会被压溃？

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2

6

3

习题4－9图

4－10 图4－42所示为常用的螺纹联接。a）为普通螺栓联接，b）为螺钉联接，c）为双头螺柱联接，

d）为紧定螺钉联接。指出图中的结构错误，并画出正确结构图。

4－11 试设计螺旋千斤顶（运动简图见图4－32a）的螺杆和螺母的主要尺寸。最大起重量为35kN，

习题4－10图

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最大起重高度为180mm，材料自选。

4－12 如图所示的夹紧联接柄承受载荷F=600N，螺栓个数Z=2，联接柄长度l=300mm，轴直径d=60mm，夹紧结合面摩擦系数μ=0.15，可靠性系数k=1,试确定联接螺栓的直径（螺栓材料为Q235钢）。 注：未淬火钢：[σ]=0.6σs， σs=240N/mm

2

解：由受力平衡条件 μF′Zd=Fl(可靠性系数k=1)

得 螺栓的预紧力F′为：

F′= Fl /μZd=600×300/（0.15×2×60）=10000N 螺栓直径为d1： 4×1.3 F′/πd1≤[σ]

2

4?1.3?100004?1.3F==10.72mm

??0.6?240??0.6?S根据d1≥10.72mm查螺纹标准，可得出该螺栓的公称直径M16

4－13 图示A板用4个性能等级为6.8级的普通螺栓固定在槽钢上，A板受力F＝2400N，安装时，各螺栓的预紧力皆为F?＝3000N，螺栓与被联接件的刚度之比为Cb＝1.5。问：选M12（d1＝10.106mm）的螺栓是否安全？

:Cm?1:5，取螺栓的安全系数

S

解：（1）将F向螺栓组形心平移得 轴向力F＝400（N）和翻转力矩M，

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M＝F（400＋75）＝2400×475＝1.14×10（N·mm）。 （2）工作拉力

F2400??600（N） z4MrM1.14?106?3800（N） M作用下 F2＝2?4r4?754rF作用下 F1＝

最大工作拉力为 Fmax＝F2－F1＝3800－600＝3200（N）

（3）总拉力

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F0＝F??CbCb/CmFmax?F??Fmax

Cb?CmCb/Cm?11515 ＝3000??1?3200?3533.3（N）

（4）许用应力［?］＝

?sS?480?320（MPa） 1.5（5）螺栓的工作应力

??

1.3?4F0?d12＝

1.3?4?3533.3?57.3（MPa）≤［?］＝320（MPa）

??10.1062故，选M12的螺栓是安全的。

第五章 键、花键、销和形面联接

思 考 题

5-1 键联接的功用是什么？

5-2 松键联接和紧键联接在工作原理上有什么不同？比较它们的特点和各自的适用场合。 5-3 A、B、C型三种普通平键在轴上的键槽怎样加工？它们的应用情况如何？ 5-4 同样用于动联接的导向平键和滑键有什么区别？ 5-5 半圆键联接有何特点？

5-6 根据什么选择平键的截面尺寸和长度？ 5-7 平键联接的主要失效形式是什么？

5-8 为什么双键联接的强度计算只能按1.5个键计算? 5-9 花键联接有哪些特点？

5-10 矩形花键的定心方式为什么优选小径定心?

5-11 渐开线花键与矩形花键比较有何优点?其中45°压力角渐开线花键主要用于什么场合? 5-12 花键联接的主要失效形式有哪些？ 5-13 销联接有哪些主要用途？

习 题

5-1 有一直径d=80mm的轴端,安装一钢制直齿圆柱齿轮（图5-21），轮毂宽度L′=1.5d，工作时有轻微冲击。试确定平键联接的尺寸，并计算其允许传递的最大转距。

. 题5-1图 .下载可编辑

题5-2图

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5-2 图5-22所示为减速器的低速轴。轴端装有凸缘联轴器，两轴承之间装有圆柱齿轮，它们分别用键与轴相联。已知传递的转矩T=1000N·m，轴的材料为45钢，齿轮的材料为锻钢，联轴器的材料为灰铸铁，工作时有轻微冲击。试选择两处键的类型和尺寸，并校核键联接强度。

5-3 图5-23所示为变速箱中的双联滑移齿轮，传递的额定功率P=4kW，转速n=250r/min。齿轮在空载下移动，工作情况良好。试选择花键的类型和尺寸，并校核其花键联接强度。

题5-3图

第六章 过盈联接、弹性环联接及铆、焊、粘接

思 考 题

6－1 过盈联接是怎样承受并传递外载荷的？其有何特点？主要应用于什么场合？ 6－2 过盈联接有哪几种装配方法？每种装配方法有何优缺点？

6－3 在圆柱面过盈联接的设计中，需解决的两个主要问题是什么？如何确定联接所需的最小过盈 量？如何选择配合公差？如何计算被联接件的强度？

6－4 弹性环联接是如何实现的？有何特点？

6－5 铆接、焊接和粘接各自有哪些特点？各自适用于什么场合？ 6－6 铆缝和焊缝各自有哪几种结构形式？

习 题

6－1 一齿轮套装在轴上，齿轮和轴的材料均为45钢，其σs＝360MPa，尺寸如图6-15所示，采用H7／p6配合，孔与轴配合面的粗造度均为Rz = 3.2μm，采用压入法装配。试：1）计算配合面间可能产生的最大压强；2）计算装配所需的最大压入力；3）校核两个零件的强度。

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习题6-1图