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时间:2019-05-10
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1、螺纹连接典型习题1、某一受轴向力的紧螺栓联接,已知螺栓刚度C1=0.5×106N/mm,被联接件刚度C2=2×106N/mm,螺栓预紧力F0=9000N,螺栓受工作载荷F=5400N,求螺栓所受的总拉力F2及被联接件之间的残余预紧力F1。解:残余预紧力:2、如图所示为一螺栓联接的力—变形图。若保证残余预紧力F1的大小等于其预紧力F0的一半。试求该联接所能承受的最大工作载荷和螺栓所受的总拉力。解:F1=F0/2F2=F1+FF2=F0+CbF/(Cb+Cm)=2F1+F/2F1+F=2F1+F/2∴F=2F1=F0F2=3F/2=3F0/2=3F13、图示为一汽缸盖螺栓联接。已知汽缸内径D=2
2、00mm,最大工作压力p=2MPa,缸盖与缸体用8个螺栓联接,螺栓相对刚度=0.8,要求螺栓残余预紧力F1为螺栓最大工作载荷F的1.5倍,试求:1)单个螺栓所受总拉力F2的大小;2)单个螺栓所受预紧力F0为多少?3)若采用性能等级为4.6的螺栓,计算螺栓小径。(取安全因数S=1.0)解:1、螺栓总拉力F2的大小(1)汽缸盖最大载荷:(2)螺栓工作载荷F=62800/8N=7850N;(3)残余预紧力F1F1=1.5F,F1=1.5×7850N=11775N(4)螺栓总拉力F2的大小:F2=F1+F=2.5F=2.5*7850N=19600N;2、螺栓预紧力F0F2=F0+ΔF,ΔF=F=0.
3、8*7850N=6280N,F0=F2-ΔF=19600-6280N=13320N;=160MPamm3、性能等级为4.6的螺栓,屈服极限:σs=400×0.6=240MPa,许用应力:计算螺栓尺寸:4、图示支架用4个普通螺栓连接在力柱上,已知载荷P=12400N,连接的尺寸参数如图所示,结合面摩擦系数f=0.2,螺栓材料的屈服极限σs=270N/mm2,安全系数S=1.5,螺栓的相对刚度为0.3,防滑系数Ks=1.2。试求所需螺栓小径d1。解题要点:1、载荷P产生倾覆力矩M,在M的作用下,左边的两个螺栓所受轴向拉力最大,容易拉断失效,因此所需螺栓小径d1的计算应以左边两螺栓为对象;2、在
4、横向载荷P的作用下,支架可能产生滑移,使联接失效。为此,要保证在螺栓预紧力作用下,联接的结合面间产生的摩擦力大于横向载荷与防滑系数的乘积;解:在力P的作用下:1、螺栓组联接承受的倾覆力矩(顺时针方向)M=P×150=1860000N﹒cm2、在倾覆力矩M的作用下,左边螺栓受力较大,所受载荷Fmax:Fmax===5812.5N3、在横向力P作用下,支架与力柱结合面可能产生滑移,根据不滑移条件fF0z≥KsP可得F0≥=18600NF=18600+0.3×5812.5=20343.75N==13.677mm4、左边螺栓所受总拉力F2:F2=F0+5、螺栓的许用应力[σ]=σs/S=270/1.
5、5=180MPa螺栓危险截面的直径(螺栓小径d1)6、d1≥带传动典型习题1、设单根V带所能允许传递的功率P1=4.2kw,主动带轮dd1=160mm,转速n1=1450r/min,包角α=1400,带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.2。求此单根V带传递的有效拉力Fe和紧边拉力F1。解:2、单根V带传递的最大功率P=4.82KW,小带轮直径D1=180mm,大带轮直径D2=400mm,n1=1450r/min,小轮包角α1=152°,带和带轮的当量摩擦系数fv=0.25,试确定带传动的有效圆周力Fe、紧边拉力F1和张紧力F0。解:v=πD1n1/60=13.666m/s由P=FeV/1000
6、则Fe=1000P/v=352.7N由Fe=2F0(efvα-1)/(efvα+1)得F0=Fe/2(efvα+1)/(efvα-1)=551.6NF1=F0+Fe/2=727.95NF2=F0-Fe/2=375.25N3、图示为带传动简图。轮1为主动轮。试问:(1)带传动的主要失效形式有哪些?带传动工作时为什么出现弹性滑动现象?这种滑动是否可以避免?(2)带传动工作时,带处于图中哪一点应力最大?最大应力σmax=?解:(1)带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。带传动工作时,紧边与松边有拉力差,带饶在带轮上从紧边到松边其弹性变形逐渐减少,带也随之收缩,与带轮之间产生相对滑滑动。这种滑动
7、是不可避免的。(2)紧边开始绕上小轮处的a点应力最大。σmax=σ1+σb1+σc齿轮传动典型习题1、欲设计一对标准直齿圆柱齿轮传动,现有两种方案,Ⅰ方案一对齿轮的参数为:模数m=4mm,齿数Z1=20,Z2=40,α=200,齿宽b=80mm,Ⅱ方案一对齿轮参数为:模数m=2mm,齿数Z1=40,Z2=80,α=200,齿宽b=80mm。试分析这两种方案对齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、抗胶合能力和成本
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