东北大学《机械设计基础》习题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/26 1:14:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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。

例2-2 试选定蜗轮与轴的键联接。已知:蜗轮为8级精度,蜗轮轮毂材料为HT200,轴的材料为45钢,蜗轮与轴的配合直径为50 mm,蜗轮轮毂长为80 mm,传递转矩T=480 N2m。载荷平稳。蜗轮沿轴向固定。

解 (1)选择键联接的类型及其尺寸

由于蜗轮为8级精度要求有较高的对中性,故选用平键联接。又因是静联接,选圆头普通平键,由手册查得,当d=44~50 mm 时,键的剖面尺寸为:宽 b=14 mm,高 h=9 mm。参考轮毂长度选键长L=70 mm。键的材料选45钢。

(2)键联接的强度计算 联接的主要失效形式是轴、轮毂和键三个零件中较弱零件的压溃和键的剪断。由于蜗轮轮毂材料是铸铁,故应按轮毂进行挤压强度校核计算。键的工作长度l=L—b=70-14=56 mm,由表2-10查得联接的许用挤压应力 [ζp]=80 MPa(因载荷平稳,取大值)。由式(2-37)得键联接工作面上的挤压应力

MPa

由于 ζp < [ζp],故所选键联接强度足够。

例2-3 设计蜗轮轮毂与轴的过盈配合联接。已知: 联接传递的最大转矩T=780 N.m;轴向力F=3500N; 轴和轮毂联接处尺寸如例2-5图所示。采用平键作辅助 联接。蜗轮轮毂材料为ZG310-570,其屈服强度极限 ζs2=320 MPa;轴材料为45钢,其屈服强度极限ζs1= 360 MPa。轴和毂孔的表面粗糙度参数故分别为Rz1= 6.3μm和Rz2=12.5μm。拟用压入法装配。

解 在此轴毂联接中,平键为辅助联接。故计算 时假定全部载荷均由过盈配合联接传递。但考虑到平 键辅助联接的有利因素,取较大的摩擦糸数。

(1)确定最小压强 pmin

取 f=0.1(表2-12有润滑的情况下),由式(2-40)可求得

MPa

(2)确定最大压强Pmax

由式(2-43)和(2-44)知: 被包容件

MPa

包容件

MPa

最大压强取两零件中较小值,故取 pmax=89 MPa。 (3)确定最小过盈量δ’min

由表2-13查得:E1=2.13105 MPa;v1=v2=0.26。 由式(2-45)得

mm

根椐式(2-47)确定δmin

(4)确定允许的最大过盈量δ’max 按式(2-49)得

mm

(5)选择配含

mm

,轴为

。计算出

由公差配合标准中选H7/t6基孔制过盈配合,查得孔最大、最小的装配过盈量为

mm> δ’min

mm< δmax

结论:所选配合满足要求。 (6)计算装拆力

为了得到足够的装拆力,我们忽略装配时擦平的影响。即按装配时出现的最大过盈量计算压强。

MPa

N 选用250 kN压力机即可。

例2-4在图示的夹紧联接中,柄部承受载荷P=600 N,柄长L=350 mm,轴直径db=60mm,螺栓个数 z=2,接合面摩擦系数 f=0.15,试确定螺栓直径。

按夹紧面受集中压力R 考虑。

(1)求预紧力QP 取可靠性糸数 Kf =1.2,根据平衡条件,则

fRdb,=Kf PL

所以

N

N

(2)确定螺栓直径

螺栓机械性能等级为8.8,则屈服强度极限 ζs=640 MP。查表2-8a,取S=1.5,螺栓材料的许用应力为

MPa

根据式(2-25),螺栓的最小直径为

mm

查粗牙普通螺纹基本尺寸标准GB196-81,选用M10的螺拴,其小径d1=8.376>7.37 mm。

第三章 带 传 动

思 考 题

3-1 带传动有何特点?在什么情况下宜采用带传动?

3-2 在相同条件下,V 带传动与平带传动的传动能力有何不同?为什么? 3-3 常见V带剖面结构有几种?它们由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 3-4 根据欧拉公式,用什么措施可使带传动能力提高?

3-5 带传动弹性滑动是如何产生的?它和打滑有什么区别?对传动产生什么影响?