11学习情境十一11情境十一

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1、【学习案例11-1】汽缸是发动机内的圆筒形空室，里面有一个由工作流体的压力或膨胀力推动的活塞，某些特殊型发动机内为类似的、但非圆筒形的部分。如图11-22所示为汽缸螺栓联接，汽缸内压力p在0-1.5MPa间变化，缸盖和缸体均为钢制，螺栓数z=10，螺柱的力学性能等级为5.6级，为保证气密性要求，试选择螺栓材料，并确定螺栓的尺寸，装配时不控制预紧力。图11-22汽缸螺栓联接【案例分析】1.确定螺栓工作载荷F每个螺栓承受的平均载荷F为2.决定螺栓总拉伸载荷根据密封性要求，对于压力容器取决于残余预紧力F1=1.8F，由式（11-11）可得F∑=F+

2、F1=2.8F=20.605KN3.选择螺栓材料，确定螺栓直径d选取螺栓材料为45钢，由表11-3查得σs=340MPa，，初步确定螺栓直径为30mm。装配时不严格控制预紧力，按表11-4，螺栓的许用拉应力为[σ]=0.15σs=0.15×340=51MPa，由式（11-15）得螺纹的小径为查GB196-81，取M30的螺栓合适。【学习案例11-2】一铸铁V带与钢轴齿轮和轴用键用A型普通平键连接。已知轴径为52mm，带轮轮毂宽100mm，传递转矩T=450N∙m，有轻微冲击。试选择键连接（键的尺寸、代号标注、强度校核）。【案例分析】1.选择键

3、连接的类型和尺寸。由案例分析可知，选用A型普通平键连接。根据轴径d=52mm从表11-6中查得键的截面尺寸为b×h=16×10，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=90mm。2.校核键连接的强度。键、轴的材料均为钢，轮毂的材料为铸铁，由表11-7查得钢的许用挤压应力[σp]=100~120MPa，铸铁的许用挤压应力[σp]=50~60MPa，取其最弱材料的许用挤压应力[σp]=55MPa。键的工作长度l=L-b=90-16=74mm，由式（11-16）可得可见，A型普通平键连接的强度足够。键的标记为键16×90GB/T1096-2003（

4、一般A型可不标“A”，对于B型和C型，则须将“键”标为“键B”或“键C”）。【学习案例11-3】已知某减速器中的齿轮安装在轴的两支点之间，构成静连接。齿轮与轴的材料均为锻钢，齿轮精度为7级，安装齿轮处的轴径d=60mm，齿轮轮毂宽度为110mm。要求传递的转矩T=2000N∙m，载荷有轻微冲击，试设计此连接。【案例分析】1.由于8级精度以上的齿轮要求一定的定心精度，故该轴毂连接应选择普通平键连接。又因为该齿轮位于两支点之间所以选择A型键（圆头）。根据键所在的轴径选择键的截面尺寸。轴径d=60mm，从表11-6查得键宽b=18mm，键高h=11

5、mm，键长l=100mm。2.键连接的强度计算因为键、轴和毂的材料均为钢，查表11-7得许用应力，取。键的工作长度l=L–b=100–18=82mm,键与轮毂的接触高度k=0.5h=0.5×11=5.5mm。由式（11-16）得可见强度不足，应修改设计。改用2个键按180º布置。强度计算时按1.5个键进行。结论：强度满足。键的标记：键18×100GB/T1096-2003(A型键不用标出A,而B或C则应标明)【学习案例11-4】已知某电动起重机的功率P=12kW，转速n=960r/min，电动机轴的直径d为40mm，试选择所需的联轴器。【案例

6、分析】1.选择联轴器的型号电动起重机在工作时要求尽量传动平稳，为缓冲减振，选择弹性套柱销联轴器。2.计算转矩Tc查表11-9可得，K=3.1，则由式（11-18）可知3.选择型号按计算转矩、已知转速、轴径，由设计手册查得，TL7型弹性套柱销联轴器的许用转矩[T]为500N∙m，许用转速[n]=2800r/min，轴径40~45mm。满足TC≤[T]、n≤[n]，适用。