1、第 6 章 间歇运动机构6.1 某牛头刨床工作台横向进给丝杆的导程为 5 mm，与丝杆联动的棘轮齿数为 40，求此牛头刨床的最小横向进给量是多少？若要求此牛头刨床工作台的横向进给量为0.5mm，则棘轮每次能转过的角设应为多少？答：牛头刨床的横向进给量最小为 min50.124f若要求其横向进给量为 0.5mm，则棘轮每次转过的角度应为 0.5361246.2 某外啮合槽轮机构中槽轮的槽数 z=6，圆销的数目 k=1，若槽轮的静止时间，试求主动拨盘的转速 。1s2rtn答：主动拨盘的转速为： 36018rs23n6.3 在六角车床上六角刀架转位用的外啮合槽轮机构中，已知槽轮槽数 z=6，槽轮停歇
2、时间 ，运动时间 ，求槽轮机构的运动系数 及所需的圆柱销数目。15sr6tm5rt 答：运动系数531m62t所需圆柱销数目23()()zk6.4 内啮合槽轮机构能不能采用多圆柱销拨盘？答：不能。第七章 螺纹连接与螺旋传动7.1 常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合？答：常用螺纹的种类有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹，前两种主要用于联接，后三种主要用于传动。7.2 螺纹的主要参数有哪些？怎样计算？答：螺纹的主要参数有：（1）大径 d；（2）小径 d1；（3）中径 d2；（4）螺距P；（5）导程 S；（6）升角 ； ；（7）牙型角 、牙型斜角 。2tanSPd7.3 螺纹的导程
3、和螺距有何区别？螺纹的导程 S 和螺距 P 与螺纹线数 n 有何关系？答：螺距是螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，导程则是同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。导程 S、螺距 P、螺纹线数 n 之间的关系： 。n7.4 根据牙型的不同，螺纹可分为哪几种？各有哪些特点？常用的连接和传动螺纹都有哪些牙型？答：根据牙型的不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。各种螺纹特点：普通螺纹的当量摩擦系数较大，自锁性能好，强度高，广泛应用于各种紧固连接；管螺纹分圆柱管螺纹和圆锥管螺纹。圆柱管螺纹用于水、煤气、润滑管路系统等低压场合。圆锥管螺纹适用于高温、高压及
4、密封要求较高的管路连接中。常用的连接螺纹的牙型是三角形牙型。常用的传动螺纹的牙型是矩形、梯形和锯齿形牙型。7.5 螺柱连接的基本形式有哪几种？各适用于何种场合？有何特点？答：螺纹连接有四种基本类型。(1) 螺柱连接。其结构特点是被连接件的孔中不切制螺纹，装拆方便，结构简单，适用于经常拆卸、受力较大的场合。(2) 双头螺栓连接。其结构特点是被连接件中薄件制光孔，厚件制螺纹孔，结构紧凑。适用于连接一厚一薄零件，受力较大、经常拆卸的场合。(3) 螺钉连接。其结构特点是螺钉直接旋入被连接件的螺纹孔中，结构简单。适用于连接一厚一薄件，受力较少、不经常拆卸的场合。(4) 紧定螺钉连接。其结构特点是紧定螺钉
5、旋入一零件的螺纹孔中，螺钉端部顶住另一零件，以固定两零件的相对位置。适用于传递不大的力或转矩的场合。7.6 为什么螺纹连接通常要采用防松措施？常用的防松方法和装置有哪些？答：连接用的三角形螺纹都具有自锁性，在静载荷或温度变化不大、冲击振动不大时不会自行脱落。但在冲击、振动或变载的作用下，螺纹连接会产生自动松脱现象。因此，设计螺纹连接，必须考虑防松问题。常用的防柱方法有摩擦防松、机械防松、永入防松和化学防松四大类。7.7 常见的螺栓失效形式有哪几种？失效发生的部位通常在何处？答：常见的螺栓失效形式有：（1）螺栓杆拉断；（2）螺纹的压溃和剪断；（3）经常装拆时会因磨损而发生滑扣现象。失效发生的部位
6、通常在螺纹处。7.8 被连接件受横向载荷时，螺栓是否一定受到剪切力？答：被连接件受横向载荷时，螺栓不一定全受到剪切力。只有受横向外载荷的铰制孔螺栓连接，螺栓才受剪切力。7.9 松螺栓连接与紧螺栓连接的区别何在？它们的强度计算有何区别？答：松螺栓连接在承受工作载荷前，不需把螺母拧紧，即不受预紧力。而紧螺栓连接在承受工作载荷前，必须把螺母拧紧，螺栓承受预紧力。松螺栓连接的强度按拉伸强度条件进行强度计算。紧螺栓连接中，螺纹部分受轴向力作用产生拉伸正应力 ，因螺纹摩擦力矩的作用产生扭转剪应力 ，螺栓螺纹部分产生拉伸与扭转的组合变形，根据强度理论建立强度条件进行强度计算。7.10 铰制孔用螺栓连接有何特
7、点？用于承受何种载荷？答：铰制孔用螺栓连接在装配时螺栓杆与孔壁间采用过渡配合，没有间隙，螺母不必拧得很紧。工作时螺栓连接承受横向载荷，螺栓在连接结合面处受剪切作用，螺栓杆与被连接件孔壁相互挤压。7.11 在进行紧螺栓连接的强度计算时，为什么要将螺栓拉力增加 30%？答：当螺栓拧紧后，其螺纹部分不仅受因预紧力 Fo 的作用而产生的拉伸正应力 ，还受因螺纹摩擦力矩下 T1 的作用而产生的扭转剪应力 ，使螺栓螺纹部分处于拉伸与扭转的复合应力状态。根据第四强度理论，可求出螺栓螺纹部分危险截面的当量应力，则强度条件为e1.3e.3因拉伸正应力 o214FdA则强度条件为 o21.3可见，紧螺栓连接的强度
8、计算可按纯拉伸强度计算，考虑螺纹摩擦力矩 T1 的影响，需将螺栓拉力增加 30%。7.12 判断下列说法的对错：（1）对于受轴向工作载荷的紧螺栓连接有： 。oF（2）紧螺栓连接的强度条件是按拉应力建立的，因此没有考虑剪切应力的影响。（3）受拉螺栓连接只能承受轴向载荷。答：（1）的说法不对。对于受轴向工作载荷的紧螺栓连接，螺栓所受的轴向总拉力F 应为其所受的工作载荷 F 与残余预紧力 之和，即 。0 oF（2）的说法错误。紧螺栓连接中，螺栓所受拉力会产生拉伸正应力，考虑螺纹摩擦力矩的作用而产生的扭转剪应力，螺栓螺纹部分产生接伸与扭转的组合变形，其强度条件根据强度理论建立的。（3）的说法错误。受拉
9、螺栓连接中，承受横向外载荷的紧螺栓连接采用的是普通螺栓连接，由于处于拧紧状态，螺栓受预紧力的作用，被连接件靠其结合面间的摩擦力承受横向外载荷。7.13 螺栓连接的结构设计要求螺栓组对称布置于连接接合面的形心，理由是什么？答：其理由是这样高计能保证接合面的受力比较均匀、对称，而且便于加工制造。7.14 进行螺栓组连接的受力分析时，有哪五项假说？答：进行螺栓组连接的受力分析时，有五项假说：（1）螺栓组内各螺栓的材料、结构、尺寸和所受的预紧力均相同；（2）螺栓组的对称中心与连接结合面的形心重合；（3）受载后，连接结合面仍保持为平面；（4）被连接件为刚体；（5）螺栓的变形在弹性范围内等。7.15 总结
10、四种典型螺栓组连接的受力分析情况。答：总结四种典型螺栓组连接的受力分析情况：(1)受横向载荷的螺栓组连接。普通螺栓连接。每个螺栓所受的预紧力。fRoKFzm铰制孔螺栓连接。假设各螺栓受力相等，每个螺栓所受的横向工作剪力 Rsz（2）受旋转力矩的螺栓组连接。普通螺栓连接。01020nfffFrfFrKTT铰制孔螺栓连接。距离被连接件旋转中心最远处的螺栓所受的最大工作剪力为maxmax221R nrF(3) 受轴向载荷的螺栓组连接。每个螺栓所受的轴向工作载荷为Qz(4) 受翻转力矩的螺栓组连接。距翻转轴线最远的螺栓所受的最大工作拉力为maxmax221nMlF7.16 起重滑轮松螺栓连接如题 7.
11、16 图所示。已知作用在螺栓上的工作载荷 FQ=50kN，螺栓材料为 Q235，试确定螺栓的直径。题 7.16 图解：（1）确定螺栓的许用应力。根据螺栓材料 Q235，查表 7.1 得 s=215MPa;查教材表 7.8，取 S=1.4,则2153.7MPa.4sS（2）确定螺栓直径 d。由式（7.4）得3102.6m15.Fd查手册，得螺栓大径为 d=24mm，其标记为螺栓 GB/T5780 M24 长度。7.17 用两个普通螺栓连接长扳手，尺寸如题 7.17 图所示。两件接合面间的摩擦系数f=0.15，扳拧力 F=200N，试计算两螺栓所受的力。若螺栓的材料为 Q235，试确定螺栓的直径。
12、题 7.17 图解：（1）计算两螺栓所受的力。此连接为承受横向外载荷的紧螺栓连接。计算 A、B 螺栓承受的横向载荷 FR。分析右扳手受力，画受力图如题 7.17 答案图。根据平衡条件可求出： ， ，则螺栓承受的横向载荷 180NA160BFRA=FA,FRB=FB。计算螺栓承受横向载向载荷所需的预紧力。取 Kf=1.2，则R0RA01.28045.6N01fAfBKmF（2）确定螺栓直径。根据螺栓材料 Q235 查表 7.7 得 ，根据表 7.8，20SMPa控制预紧力取 S=1.4，则许用应力20157MPa.4s根据紧螺栓连接的强度条件021.34eFd得 0014.341.341.301
13、2.3m57AFdd1 为螺栓小径，查阅螺纹标准，取螺栓直径 d=16mm。7.18 如题 7.18 图所示为普通螺栓连接，采用 2 个 M10 的螺栓，螺栓的许用应力，被连接合面间的摩擦系数 f=0.2，若取摩擦传力可靠性系数 Kf=1.2，试计60MPa算该连接允许传递的最大静载荷 KR。题 7.18 图解：（1）求满足螺栓螺纹部分强度条件的预紧力 F。由式（7.5）得可得 021.34Fd210.34dF（2）计算承受横向外载荷不产生滑移的预紧力 。 由式（7.14）得0f0RKFmz（3）计算允许传递的最大静载荷 FR。根据螺栓的强度条件和承受横向外载荷不产生滑移条件可得 21f.34
14、RdFz根据螺栓 M10，查手册得 d1=8.376mm。则212.83760.2.451NRfmzk该连接只许传递的最大静载荷 FR 为 4518.86N。7.19 某气缸的蒸气压强 p=1.5MPa,气缸内径 D=200mm。气缸与气缸盖采用螺栓连接（如图 7.26 所示） ，螺栓分布圆直径 Do=300mm。为保证紧密性要求，螺栓间距不得大于80mm，试设计此气缸盖的螺栓组连接。解：（）确定螺栓数目 z。由螺栓间距 08mDtz得 ，取 z=12。1.75z（）确定每个螺栓所受的轴向工作载荷 。2201.539N4DPFZ（）计算单个螺栓所受的总拉力。 0.82825109F（4）确定螺
15、栓的对称直径 d。 螺栓材料选用 35 号钢，由表 7.7 查得 s=315MPa，若装配时不控制预紧力，假定螺栓直径 d=16mm，由表 7.9 查得 S=3，则许用应力3150MPasS 由式（7.10）确定螺栓小径 d1。s14903.7m5Fd根据 d1 计算值，查螺纹标准得螺栓公称直称 d=16mm,与假定值相等。此气缸盖螺栓为螺栓 M16L GB5782-86。7.20 如题 7.20 图所示，机座用 4 个螺栓固定在混凝土壁面上。已知拉力 F=4kN,作用在宽度为 140mm 的中间平面上， ，混凝土的许用挤压应力 ，接5 2MPap合面间摩擦系数 f=0.3，试设计此连接。题
16、7.20 图解：如题 7.20 图所示，螺栓数 z=4，对称布置。（1） 螺栓受力分析。 在工作载荷 F 作用下，螺栓组连接承受以下各力和倾覆力矩的作用：轴向力 1sin40sin528N横向力 2coco倾翻力矩 12610458mMFA 在轴向力 F1 作用下，各螺栓所受工作拉力12870N4pz在倾覆力矩 M 的作用下，上两个螺栓受到加载作用下两个螺栓受到减载作用。螺栓所受载荷 maxax21452870L13ziP上面螺栓所受的轴向工作载荷为 1max70857N在横向力 的作用下，底板接合面不产生滑移的条件为2F0c12ffzKF根据连接条件取 。则各螺栓所需要的预紧力为f.,.f2
17、c10 .810.28339.6N4Fz 螺栓所受轴向总拉力 max0P根据式（7.11） 0c1FKP可得 0c整理后可得 max039.602157309N（2） 定螺栓直径。选择螺栓材料为 Q235，由表 7.7 取 s=205MPa ，s=1.3。螺栓材料的许用应力 s2518MPa.S由式(7.10)计算螺栓的小径 d114.34.37096.24m5Fd查阅螺纹标准，选用粗牙普通螺纹，公称直径 d=88mm。（3）校核螺栓组连接接合面的工作能力。 连接接合面下端的挤压应力不超过许用值。pmax0c1 2p114580439.610.2813320 6.4MPMzFKAW故连接接合面下端不能被压溃。 连接接合面上端不出现间隙，即 pmin0pmax0c1 2114580439.610.21332 6.63MPzFKAW故连接接合面上端不能出现间隙。（3） 确定各螺纹紧固件（略） 。
