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《机械设计基础习题范例(1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、说明本习题范例包插本课程学习期间应完成的全部设计性的课外习题，提供了这些习题训练的重点、分析解决问题的一些思考、人致的设计步骤（数据rh同学们根据自己的设计确定）。此外，还提供了一些重要章节的典型的思考题，期望在学时较少的情况下，对同学们掌握本课程的知识、提高分析解决问题的能力有所帮助。如果其中存在任何不足或谬谋之处，请同学们一定将意见反馈给老师我，在此先行谢过！题2.2钢制扳手的手柄用两个螺栓联接如图所示。已知扳紧力P=200N。试设计此螺栓联接（要求采用普通螺栓和饺制孔用螺栓两种方案，并分析比较结果）。评价要点止确的受力分析；正确确定螺栓尺寸；挤压高度的正确确定；若能提出
2、从受力角度的改进意见则应加分（具求异思维）。解答参考①螺栓处承受的工作载荷设螺栓处承受的工作载荷分别为厲、F2,分别对点1、2取矩，有:Plx=F2l2F2=P（ll+l2）=FJ2—厲=由于螺疵1处工作载荷较大，设计应以1皿的载前为准。②采用普通螺栓取可靠性系数钩・=,由表取摩擦系数“=,根据静力平衡条件可得F=KfFW=拟用4.6级的螺栓，为便于装配，考虑不严格控制预紧力，暂定安全系数［S］二，则许用应力为［<71=240/o依强度条件可得：d^>j4Xl-3%a］=查手册可知，取M合理。对照表，初定［S］=是适当的。③采用饺制孔用螺栓螺栓仍然用4.6级，被联接件材料与螺
3、栓相同，由表冇：［T］=（TS/,o根据剪切强度条件可得:-mm挤压强度相对较弱，因此可将螺栓直径稍微取大些，本例查手册取M的较制孔用螺栓，其光杆直径心=，光杆长度为，故挤压高度力=，挤压应力为MPa^fcrJ如图所示，铸铁轴承托架用四个螺栓紧周在钢制立柱上。已知轴承载荷P=5kN,67=60°。试设计此螺栓纟fl.联接。解答参考根据力的分解和简化原理，载荷対螺栓组联接的作用可用作用于底板中心的水平力/?〃、铅垂力心/及倾覆力矩M的联合作用來代替，其中：RH=Psma=N,Rv=Pcosa=由/?〃引起的螺栓工作拉力F{=Nmm,NoMPa挤压强度足够。从承载的角度看，钱制孔
4、川螺栓联接更能发挥螺栓材料的潜能，在同样的载荷下,较制孔用螺栓的尺寸比普通螺栓的尺寸小。题2.7N,M=50(RH+Ry)=N,由M引起的螺栓的工作拉力F2=M/(4X140)=No1.根据托架不下滑的条件4(F—心有尸匕笛生+片，取“=,©=,可求得F'24〃J2.根据上侧不出现间隙、下侧不被压溃条件的条件确定预紧力底板接触面积A=mm2底板抗弯截面模量W=mm3由4(F—FJ引起的压应力为q,
5、=4(F—FJ/A由M引起的拉、压应力为(7i)2=M/W=上侧不应出现间隙，即Op—Op22°，因此：F'MXA/4+F]=No设托架材料为HT150,贝I」其最小抗压强度极
6、限為帅=330MPa,设立柱材料为ZG200-400,其最小屈服极限0}?2/w.=200MPa,取铸铁安全系数[S]=,钢的安全系数[S]=,则许用挤压应力为MPaMPa。N切］=MPa［空戶因［勿］＜［空］,故取许用挤压应力=由'卜•侧不压溃条件+q,2W［qj可得：FW（132-0・465）xA
7、F—41综合上述悄况有WFW,最终取F=No1.螺栓强度计算上部螺栓受力最大，最大工作载荷为Finax=F+Fi=N因工作载荷与预紧力相比很小，故可以不考虑相对刚度问题，直接取螺栓总拉力Fo=F'+F,g=No考虑螺栓采用4.6级，拧紧时控制预紧力，取安全系数［S］=,则许用
8、应力Q］=160MPa,于是有：心f2%6=mm,查手册取M的螺栓可矣。题2.9图示为刚性联轴器的螺栓组联接。已知4个M16的较制孔用螺栓均布在直径为155mm的圆周上，螺栓的性能级别为4.6级；联轴器传递转矩T=1500Nm,联轴器->s31JL飞■t1*・—“一JL令为钢制。试校核螺栓的强度并确定螺栓的长度。评价要点正确、合理的受力分析；螺栓尺寸的确定；挤压高度的确定。解答参考每个螺栓处的横向剪切力为T2p=_^_zD4.6级螺栓的屈服极限为MPa,设被联接件材料为Q235钢，其屈服限为o；2=235MPa,由表有：MPa。查手册：対于M16的钞制孔用螺栓，其心=,相应的
9、螺母厚度为（薄螺母）或（普通螺母），故螺栓长度为厶$2X23+mm,取L=mmmim对应的光杆长度为/0=mm,因此挤压高度h=丁是^=%0/2=MPa＜［£］无论采用普通螺母或薄螺母，挤压强度都足够。题3・1图示为某减速器上的联轴器。已知:联轴器传递转矩T=200Nm,轴径d=55mm,轮毂宽度B=100mm,联轴器材料为Q235钢，轴、键的材料均为45钢，工作时有轻微冲击。试选择键联接并验算联接的强度。评价要点挤压强度和剪切强度的强弱；许用挤压应力应取谁的？能否正确确定键长？根据d杳手册确定键的截而
