河南理工大学机械制造基础第2版课后部分习题参考答案(5)

第9章 挠性传动

9-1 什么是带传动的打滑？它与弹性滑动有何区别？打滑对传动有什么影响？打滑先发生在大带轮上还是小带轮上？

答：带沿整个接触弧面滑动的现象称为打滑，打滑时带传动的一种失效方式。 弹性滑动是带传动的固有特性，无法避免。

打滑使带迅速失效，传动将无法进行。 先发生的小轮上。

9-2 带在传动中产生哪几种应力？最大应力出现在什么位置？

答：拉应力、离心拉应力、弯曲应力。

出现在紧边开始绕上小带轮处。

9-3 从增大包角考虑，带传动设计时松边在上好还是紧边在上好？

答：松边在上。

9-4 带的最大有效拉力Fmax与那些因素有关？

答：包角、当量摩擦系数和初拉力。

9-5 与带传动相比，链传动有哪些不同？

答：与带传动相比，链传动具有以下特点：无弹性滑动和打滑现象，保持准确的平均传动比；传动效率较高（一般约为94％～98％）；无需张紧力，链条对轴的压力较小。此外，传动链可以在高温、低速、腐蚀和多尘等恶劣条件下工作。

9-6 为什么在一般条件下，链传动的瞬时传动比不是恒定值？什么条件下恒定？

答：由于多边形效应引起的运动不均匀性。

只有当z1=z2，且链传动中心距恰好是节距的整数倍时，瞬时传动比方为常数。

9-7 在链速一定的情况下，链节距的大小对链传动的动载荷有何影响？

答：节距越大，多边形效应越显著，动载荷越大。

9-8 某一液体搅拌机的普通Ｖ带传动，传递功率P＝7.5kW，带速v＝10m / s，紧边与松边拉力之比为5：1，求该带传动的有效拉力F及紧边拉力F1。

答：有效拉力F=7500/10=750N，由F1=5F2及F1-F2=750N得F1=937.5N

9-9 带传动的小带轮的基准直径dd1=100mm，大带轮的基准直径dd2=400mm。若主动小带轮转速

n1=600 r / min，V

带传动的滑动率?=2%，求从动大带轮的转速n2？

答：由公式9-15可知，4/98%=600/n2,得n2=147 r / min

9-10 已知一普通Ｖ带传动，n1=1460 r/min，主动轮dd1=180mm，从动轮转速n2=650r/min，传动中心距a≈800mm，工作有轻微振动，每天工作16 h ，采用三根Ｂ型带，试求能传递的最大功率。若为使结构紧凑，改取dd1=125mm，a≈400mm，问带所能传递的功率比原设计降低多少？

提示：由Pr?(P0??P0)K?KL可查表确定出单根B型带的功率。

9-11~13 略

9-14 已知主动链轮转速n1=950 r/min，齿数z1=21，从动链轮的齿数z2=95，中心距a=900 mm，滚子链极限拉伸载荷为55.6 kN,工作情况系数KA=1.2，试设计链条所能传递的功率。

提示：由极限拉伸载荷可确定链号为16A，然后根据图9-29和公式9-50确定功率P。

第10章 连接

10-1 螺纹的主要类型有哪几种?如何合理选用?

答：（1）三角形螺纹(即普通螺纹) 牙型角为60o，可分为粗牙和细牙，粗牙用于一般连接；细牙螺纹在相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。（2）管螺纹 多用于有紧密性要求的管件连接，牙型角为55o，公称直径近似于管子内径，属于细牙三角螺纹。（3）梯形螺纹 牙型角为30o，是应用最广泛的一种传动螺纹。（4）锯齿形螺纹 两侧牙型斜角分别为β = 3o和β′= 30o。3o的侧面用来承受载荷，可得到较高效率；30o的侧面用来增加牙根强度，适用于单向受载的传动螺旋。（5）矩形螺纹 牙型角为0o，适于作传动螺纹。

10-2 螺纹的主要参数有哪些?螺距和导程有何不同?

答：大径d，小径d1，中径d2，螺距p，线数n，导程s，升角λ，牙型角α。 对单线螺纹，s = p；对多线螺纹，s = np。

10-3 螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉在应用上有何不同?

提示：参看表10-1

10-4 受拉螺栓的松连接与紧连接有什么区别?它们在设计计算时有何不同?

答：松螺栓连接装配时不需将螺母拧紧，即承受工作载荷之前螺栓不受预紧力。

紧螺栓连接装配时需将螺母拧紧。在拧紧力矩作用下，螺栓不仅受预紧力F′产生的拉应力ζ作用，同时还受螺纹力矩T1 产生的扭剪应力τ的作用，因此螺栓处于受拉伸和扭转的复合应力状态。对于钢制M10～M68普通螺纹，取τ≈0.5σ，根据第四强度理论，可求出螺栓危险剖面的当量应力为?e??2?3?2??2?3?(0.5?)2?1.3?。 因此，对紧螺栓连接的强度计算，只要将所受的拉应力增大30％以考虑剪应力的影响即可。

10-5 螺纹连接常用的防松方法有哪几种?它们是如何防松的?

提示：参看表10-2

10-6 在受横向载荷的螺栓组连接中，什么情况下宜采用铰制孔用螺栓?

答：有振动、冲击载荷或工作温度较高时。

10-7 受拉伸载荷作用的紧螺栓连接中，为什么总载荷不是预紧力和拉伸载荷之和?

答：在连接承受轴向工作载荷F后，由于螺栓继续受拉伸，因此被连接件则发生弹性回复，其

压缩变形量减少了△δ，相应的压力就是残余预紧力F″而非预紧力。

10-8 验算键连接时，如强度不够应采用什么措施? 如需再加一个键，这个键的位置放在何处为好？平键与楔键的位置放置有何不同?

答：采用双键布置或增加键长。

双键布置：两个平键沿周向相隔180°布置；两个半圆键应布置在同一母线上；两个楔键应布置在沿周向相隔90°～120°

10-9 平键与楔键的工作原理有何差异?

答：平键主要靠左右两侧面的相互挤压传递扭矩，而楔键是靠上下表面的挤压及摩擦力传递转

矩的。

10-10 如何选取普通平键的尺寸b×h×L? 它的公称长度 L 与工作长度l 之间有什么关系？ 根据轴的直径及轮毂宽度从标准中选取。

答：A型键：l=L-b，B型键：l=L，C型键：l=L-b/2 10-11 花键连接和平键连接相比有哪些优缺点?

答：花键连接的承载能力高、定心性和导向性好，对轴和毂的强度削弱较少。 但需要专用设备才能加工花键，成本较高。

10-12 如图10-26所示，某机构上拉杆与拉杆头用粗牙普通螺纹连接。已知拉杆所受最大载荷F =l0kN，拉杆的材料为Q235，试确定拉杆螺纹直径。

提示：本题属于松螺栓连接，材料的屈服强度为240MPa，直接应用公式 10-13即可。其中，

由表10-4安全系数可取1.5，求出小径后查表确定其大径即公称直径。

图10-26 拉杆与拉杆头连接 图10-27 凸缘联轴器

10-13 带式输送机的凸缘联轴器(参见图10-27)，用4个普通螺栓连接，D0 =125 mm，传递转矩 T =200 N·m，联轴器接合面上的摩擦系数f = 0.15，试计算螺栓直径。

提示：本题属于紧螺栓连接。4条螺栓所提供的最大静摩擦力至少为2T/D0，对个单条螺栓该值为800N。因此，通过摩擦系数0.15可以求得为确保该摩擦力而所需的预紧力F’，然后应用公式10-14即可确定螺栓直径。

10-14 有一压力容器，已知容器内直径D = 28O mm，气体压强 p = 0.5 MPa，容器盖用12只普通螺栓与容器相连接，螺栓材料为35钢，采用石棉铜皮垫，试确定螺栓直径。(参考图10-12)。

提示：本题属于承受轴向载荷的紧螺栓连接。每条螺栓的轴向工作载荷F可由已知条件（容器

内直径和缸内压力）确定，残余预紧力根据压力容器的要求选定为1.5~1.8F。然后根据10-17和10-16分别确定总载荷及螺栓直径（石棉铜皮垫的相对刚度系数0.8）。

10-15 有一个钢制接长柄扳手，用两个普通螺栓连接。已知扳拧力F = 200 N，尺寸如图10-28所示，

试确定普通螺栓直径(装配时不控制预紧力)。如果改用铰制孔用螺栓连接，计算所需直径。接合面间的摩擦系数取f =0.15。

图10-28

解：（1）首先求解A、B两条螺栓所承受横向载荷的大小。

以扳手右半段为研究对象，其受力分析如下图所示，设A、B点分别为两条螺栓的中心。图中各力对B点取矩：800F=100FA，又FA+F=FB；得：FA=1600N，FB=1800N。

可见，螺栓B受力较大，因此以下设计均以该螺栓受力为计算依据。

FA A B

（2）按普通螺栓连接设计。

FB

要求结合面间的摩擦力不小于横向载荷，即：fF’≥CFB，其中F’为所需的预紧力，C为可靠性系数，取C=1.2

求得F’≥1.2*1800/0.15=14400N

由表10-4，[?]=?S/3=240/3=80MPa（假设螺栓材料为Q235） 因此，d1?‘4?1.3?F=17.2609mm，查表取普通螺栓M20。 ??[?]（3）按铰制孔用螺栓设计。

一方面：由于扳手连接处厚度10mm，设铰制孔螺栓与孔壁间轴向接触长度8mm， 则挤压应力?p=1800/(8*d0)≤[?p]=?S/1.25=240/1.25=192MPa （其中许用挤压应力查表10-4） 得：d0≥1.172mm；

另一方面：剪切应力??1800??[?]?S=240/2.5=96MPa（其中许用切应力查表10-4） 12.5?d024得：d0≥4.886mm。

因此，铰制孔螺栓螺杆直径应满足d0≥4.886mm，查表取铰制孔螺栓M6。

10-16 套筒联轴器用平键与轴连接。已知轴径d = 35 mm，轴径长L = 6O mm，联轴器材料为铸铁，承受静载荷。套筒外径D = 90 mm，试画出连接的结构图。计算连接传递转矩的大小。

提示：首先根据轴径尺寸选择键宽和键高，然后根据公式10-22确定转矩的大小。

第11章 轴

11-1 若轴的强度不足或刚度不足时，可分别采取哪些措施？

答：若轴的强度不足，可以将轴的材料由碳钢改为合金钢；若轴的刚度不足，应增大轴的截面积。

11-2 轴按受载情况可以分为哪三类？试分析自行车中轴的受力情况，它是什么轴？

答：分为转轴、心轴和传动轴。自行车中轴主要承受链条传动的转矩，所以是传动轴。 11-3 图11-24所示为卷筒传动装置，说出1、2、3、4轴各为何类型的轴。

图11-24 卷筒传动装置

答：1轴为传动轴；2、3轴是转轴；4轴为心轴。 11-4 试叙述设计轴的一般步骤。

答：轴的设计可按照下列步骤：1、选择轴的材料，初步确定轴的最小直径；2、拟定轴上零件的装配方案；3、确定轴各段直径和长度；4、画出轴的结构图；5、做受力分析，校核轴的强度。 11-5 轴对材料有哪些主要要求？轴的常用材料有哪些？

答：轴的材料要有足够的强度和耐磨性，常用材料有碳素钢和合金钢。

11-6 轴上零件为什么要作轴向固定和周向固定？试说明轴上零件常用的轴向定位方式。

答：为了保证轴和轴上零件有确定的工作位置，防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件都要进行轴向和周向定位。

轴上零件常用的轴向定位方式有：轴肩和轴环；套筒；圆螺母；圆锥面；轴端挡圈；弹性挡圈；紧定螺钉、锁紧挡圈

11-7为什么轴的结构设计很重要？结构设计时应注意什么问题？当采用轴肩和套筒定位时，应注意什么问题？

答：轴的结构设计要根据轴上零件的安装、定位及轴制造工艺等方面的要求，合理确定轴的结构形式和外形尺寸，轴的结构设计完成后，也就确定了轴在箱体上的安装位置及形式、轴上零件的布置和固定方式、受力情况和加工工艺等。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库河南理工大学机械制造基础第2版课后部分习题参考答案(5)在线全文阅读。