機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)答案-西北工業(yè)大學(xué).doc

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5-1: 螺紋類型 特點(diǎn) 應(yīng)用 普通螺紋 牙形為等力三角形，牙型角60o，內(nèi)外螺紋旋合后留有徑向間隙，外螺紋牙根允許有較大的圓角，以減少應(yīng)力留集中。同一公稱直徑按螺距大小，分為粗牙和細(xì)牙。細(xì)牙螺紋升角小，自鎖性較好，搞剪強(qiáng)度高，但因牙細(xì)在耐磨，容易滑扣 一般聯(lián)接多用粗牙螺紋，細(xì)牙螺紋常用于細(xì)小零件、薄壁管件或受沖擊、振動(dòng)和變載荷的連接中，也可作為微調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺紋用 管螺紋 牙型為等腰三角形，牙型角55o，內(nèi)外螺紋旋合后無(wú)徑向間隙，牙頂有較大的圓角 管聯(lián)接用細(xì)牙普通螺紋 薄壁管件 非螺紋密封的55o圓柱管螺紋 管接關(guān)、旋塞、閥門及其他附件 用螺紋密封的55o圓錐管螺紋 管子、管接關(guān)、旋塞、閥門及其他螺紋連接的附件 米制錐螺紋 氣體或液體管路系統(tǒng)依靠螺紋密封的聯(lián)接螺紋 梯形螺紋 牙型為等腰梯形，牙側(cè)角3o，內(nèi)外螺紋以錐面巾緊不易松動(dòng)，工藝較好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好 最常用的傳動(dòng)螺紋 鋸齒形螺紋 牙型不為等腰梯形，工作面的牙側(cè)角3o，非工作面的牙側(cè)角30o。外螺紋牙根有較大的圓角，以減少應(yīng)力集中。內(nèi)外螺紋旋合后，大徑處無(wú)間隙，便于對(duì)中。兼有矩形螺紋傳動(dòng)效率高和梯形螺紋牙根旨度高的特點(diǎn) 只能用于單向受力的螺紋聯(lián)接或螺旋傳動(dòng)，如螺旋壓力機(jī) 5-2 答：可以減小螺栓的剛度，從而提高螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度。 5-3 解： 最大應(yīng)力出現(xiàn)在壓縮到最小體積時(shí)，最小應(yīng)力出現(xiàn)在膨脹到最大體積時(shí)。當(dāng)汽缸內(nèi)的最高壓力提高時(shí)，它的最大應(yīng)力增大，最小應(yīng)力不變。 5-4 5-5 采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接為宜，因?yàn)橥屑芩惺艿妮d荷有較大變動(dòng)，普通螺栓聯(lián)接靠接合面產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)抵抗轉(zhuǎn)矩。 由公式 和 可求得螺栓的最小直徑，鉸制孔用螺栓時(shí)，由公式及擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度公式可以計(jì)算出此時(shí)的最小直徑，兩個(gè)直徑進(jìn)行比較可得出鉸制孔用螺栓的直徑小。 5-6 5-7 5-8 5-9 5-10 5-11 解： (1) 選作材料。螺栓材料等選用45號(hào)鋼。螺母材料選用ZCuA19Mn2,查表確定需用壓強(qiáng)[P]=15MPa. (2)確定螺紋牙型。梯形螺紋的工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好，本題采用梯形螺紋。 （3）按耐磨性計(jì)算初選螺紋的中徑。因選用梯形螺紋且螺母兼作支承，故取，根據(jù)教材式（5-45）得 1. 按螺桿抗壓強(qiáng)度初選螺紋的內(nèi)徑。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件為 但對(duì)中小尺寸的螺桿，可認(rèn)為，所以上式可簡(jiǎn)化為 式中，A為螺桿螺紋段的危險(xiǎn)截面面積，;S為螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，對(duì)于傳力螺旋，S=3.5-5.0;對(duì)于傳導(dǎo)螺旋，S=2.5-4.0;對(duì)于精密螺桿或水平螺桿，S>4.本題取值為5.故 （5）綜合考慮，確定螺桿直徑。比較耐磨性計(jì)算和抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果，可知本題螺桿直徑的選定應(yīng)以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5796-1986選定螺桿尺寸參數(shù)：螺紋外徑d=44mm,螺紋內(nèi)徑d1=36mm,螺紋中徑d2=40.5mm,螺紋線數(shù)n=1,螺距P=7mm. (6)校核螺旋的自鎖能力。對(duì)傳力螺旋傳動(dòng)來(lái)說，一般應(yīng)確保自鎖性要求，以避免事故。本題螺桿的材料為鋼，螺母的材料為青銅，鋼對(duì)青銅的摩擦系數(shù)f=0.09(查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》)。因梯形螺紋牙型角,所以 因,可以滿足自鎖要求。 注意：若自鎖性不足，可增大螺桿直徑或減沾上螺距進(jìn)行調(diào)整。 （7）計(jì)算螺母高度H.因選所以H=,取為102mm.螺紋圈數(shù)計(jì)算：z=H/P=14.5 螺紋圈數(shù)最好不要超過10圈，因此宜作調(diào)整。 一般手段是在不影響自鎖性要求的前提下，可適當(dāng)增大螺距P,而本題螺桿直徑的選定以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，耐磨性已相當(dāng)富裕，所以可適當(dāng)減低螺母高度?，F(xiàn)取螺母高度H=70mm,則螺紋圈數(shù)z=10,滿足要求。 （8）螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算。由于螺桿材料強(qiáng)度一般遠(yuǎn)大于螺母材料強(qiáng)度，因此只需校核螺母螺紋的牙根強(qiáng)度。根據(jù)教材表5-13，對(duì)于青銅螺母,這里取30MPa,由教材式（5-50）得螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切應(yīng)力為 滿足要求 螺母螺紋根部一般不會(huì)彎曲折斷，通?？梢圆贿M(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。 （9）螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算。當(dāng)軸向壓力大于某一臨界值時(shí)，螺桿會(huì)發(fā)生側(cè)向彎曲，喪失穩(wěn)定性。好圖所示，取B=70mm.則螺桿的工作長(zhǎng)度 l=L+B+H/2=305mm 螺桿危險(xiǎn)面的慣性半徑i=d1/4=9mm 螺桿的長(zhǎng)度：按一端自由，一段固定考慮，取 螺桿的柔度：,因此本題螺桿,為中柔度壓桿。棋失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷按歐拉公式計(jì)算得 所以滿足穩(wěn)定性要求。