1、计算题螺栓 1已知：承受交变工作载荷的液压缸，其内交变比压为 02N/mm2，缸体内截面积A= 240mm2,其缸座与缸盖用四个螺栓均布联接，要求每个螺栓的残余预紧力为 60N,预紧力为 150N。 （15 分）求：1）单个螺栓内承受的最大轴向载荷；Qmax=60+2*240/4=180(N)2）单个螺栓内承受的最小轴向载荷；Qmin=150(N)3）螺栓内应力循环特性系数；=min/max=(150/A)/( 180/A)=5/6。螺栓2、 （本题 10 分）一铸铁支架用四个 M16(d1=13.875mm)的普通螺栓安装在混凝土立柱上，尺寸如图示，已知载荷 F8kN，接合面摩擦系数 f0.
2、3，防滑系数 Ks1.2，螺栓材料的屈服极限 s360MPa，安全系数 S3，如果螺栓的预紧力F09kN，联接的相对刚度 。2.0mbC试问：1)所给螺栓的预紧力能否满足支架不滑移的条件？2)校核螺栓强度。解.(1)将外载荷 F 平移到联接面 ,不滑移条件 ；KsFfzi0；kNskNfzi 6.982.1;8.10943.0此连接满足不滑移条件。(2)每个螺栓应承受的工作载荷： ,kLlMlFzizi 42.04.12max12ax 单个螺栓承受的最大载荷 kNCmb 8.9.02 螺栓的计算应力： ，MPa3.8475.13942许用应力 ， 螺栓满足强度要求。Pa036齿轮 1、欲设计一
3、标准直齿圆柱齿轮传动 ,中心距限制为 a=1605 mm，传动比为 i=4，模数为 m =3mm。试求大、小齿轮的齿数 Z2、Z 1 和实际中心距 a 的值。 （10 分）解:根据 a=m(z +z )/2 i=Z /Z 代入各已知数，解得 Z =21.3 取整数得 Z =21 ，Z = i*Z =84，中心距 a= m(z +z )/2 =3(21+84)/2=157.5（mm） 符合要求。齿轮 2、 （本题 10 分）一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知 m=5mm、Z1=25、Z2=60，通过计算得出，F2=300 Mpa ，YFa1=2.72，YSa1=1.65，YFa2=2.32，YSa2
4、=1.76，F1 =360Mpa，F2=350 Mpa。 （注： ）12131SaFdFYZmKT试问：（1） 、哪个齿轮的齿根弯曲疲劳强度高？（2） 、两齿轮工作是否安全？解:（1）由 可得：12131SaFdFYZmKT；bmKFdTYtddSaF 1212131 同理： bmKFtSaF22因为 所以 ；bmKtt1 21SaFSaFY则有： .76.325211SaFY上式说明齿轮 1 的齿根弯曲应力大，所以齿轮 2 的齿根弯曲疲劳强度高。（2）因为 MPaFSaF 36001.221 两个齿轮均安全。五、受力分析1、图示为一个两级斜齿圆柱齿轮减速箱。已知：齿轮 4 的螺旋角方向和主动
5、轴的转向如图所示。齿轮 2 的参数：mn2=3mm，Z2=57，2=14，b2=50mm；齿轮 3 的参数：mn3=5mm，Z3=21，3=10，b3=80mm。求：1）为使轴轴向力最小，各齿轮螺旋角旋向如何确定?2）图示齿轮 2、3 所受 Fr2、Ft2、Fa2 和 Fr3、Ft3、Fa3 的方向。3）如不计任何损失，试判断轴所受轴向力的方向。解答：如图所示。222tgdTtFa 3332tgdTtFa不计各种损失时，T 2=T3所以： 23223232 0.)()( TmZttgTdtTnna Fa2-Fa3e 时，X=0.41，Y=0.87 ；当 Fa/FrFd1，轴承 1 被压紧Fa1
6、=2768N ， Fa2=1768N由于 Fa1/Fr1=1.85e，所以 X1=0.41，Y1=0.87由于 Fa2/Fr2=0.68=e，所以 X2=1，Y2=0则有：P1=1.2(0.411500+0.872768)=3628N P2=1.2(1.02600+01768)=3120NP1P2 ，应该用 P1=3628N 计算轴承的寿命。当外加轴向力 Fae 的方向与 1 号轴承派生轴向力方向一致时，2Fae+Fd1=2020Fd2 轴承 2 被压紧Fa1=1020N Fa2=2020N此时，由于 Fa1/Fr1=0.68=e，所以 X1=1，Y1=0由于 Fa2/Fr2=0.777e，所以 X2=0.41，Y2=0.87则有：P1=1.2(11500+01020)=1800NP2=1.2(0.412600+0.872020)=3388.1NP1P2 ，应该用 P2=3388.1N 计算轴承的寿命。结论：根据上面分析，当外加轴向力 Fae 的方向与 1 号轴承（载荷较小者）派生轴向力方向一致时，两个轴承的最大当量动载荷较小，可以使轴承的寿命较长。（3）轴系支撑简图 正 装反 装（4）估算轴承的寿命当轴承的可靠度为 90%时，其计算寿命约为： )(10429.382014566013hPCfnLth
