发布时间 : 星期四 文章《机械设计基础》习题集及答案更新完毕开始阅读
4、答：受变载荷的紧螺栓联接，在最大应力一定时，应力幅越小，疲劳强度越高。在保持剩余预紧力不变的条件下，减小螺栓应力幅的措施有：①减小螺栓刚度；②增大被联接件刚度；③减小螺栓刚度的同时增大被联接件刚度
5、答：联接的作用是使组成机器的各个零件成为相互位置固定的一个整体，以完成一定的功能。可拆联接：允许多次装拆而无损于使用性能的联接，如螺纹联接、销联接、键联接；不可拆联接：若不损坏组成零件就不能拆开的联接，如铆接、焊接、粘接。有 如 过盈配合联接可以做成可拆联接和不可拆联接。
五、计算题
1、解：（1）根据题意和图示可知，m?2，z?4
（2）普通螺栓联接受横向载荷，应满足不滑移条件
Qpfzm?KfRQp?KfRfzm? 1.2?21000?15750N0.2?4?2（3）计算螺栓最小直径d1
d1?4?1.3Qp?4?1.3?15750?12.76mm
160?????2、 解：（1）求预紧力Qp，根据不滑移条件有
QpD1Dfzm?KfFt 22Qp?KfFtDfzmD1?1.2?400?600?8000N
0.12?1?2?150（2）计算螺栓最小直径d1
4?1.3?8000?12.1mm
??????903、 解：（1）计算螺栓轴向工作载荷
?D2??5002p??2?3.927?105N 螺栓组最大轴向载荷为Fz?44Fz3.927?105??16362.5N 单个螺栓最大轴向载荷F?Z24d1??4?1.3Qp（2）计算螺栓的总拉力Q
Q?Q?p?F?1.8F?F?2.8F?2.8?16362.5?45814.9N （3）计算螺栓最小直径d1
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d1?4?1.3Q?????4?1.3?45814.9?25.139mm
??120查GB196—81，取M30（M30的最小直径为26、211mm） （4）由于螺栓组联接工作中受变载荷作用，因此，需要进行疲劳强度校核。
校核螺栓疲劳强度
?a?CL2F2?16362.5?2?0.8??12.13MPa 2CL?CF?d126.211因为 ?a????a?20MPa，所以该螺栓满足疲劳强度要求。
4、解：（1）计算所需预紧力Qp
将毂上K点看作一铰链，轴对毂的正压力为N，则由正压力产生的摩擦力
为fN。取毂上一部分为分离体，对K点取矩，则有
dd?d?Qp?l???N?， 即Qp?N?
2?22l?d? 根据不滑移条件，得
KfQLd 2fN??KfQL，则N?，
fd2所以，Qp?N?KfQLd1.2?2000?200???20000N 2l?df?2l?d?0.15??2?50?60?（2）求螺栓的最小直径d1
d1?4?1.3Qp?4?1.3?20000?18.195mm
??100 力 被联接件 螺栓 ????
5、解：（1）螺栓的力——变形关系图
/（2）在F和Qp不变的情况下，提高螺栓
ΔF 疲
劳强度的措施有——①降低螺栓的刚度；②提
高被联接件的刚度；③降低螺栓刚度的同时提
高被联接件的刚度。 （3）当CL??CF时，
O δL Δδ δF Qp F Q Qp/ 变形 46
Q?Qp??F?Qp?CLFCL?CF
?Qp?F?800?800?1600N 当CL??CF时，Q?Qp??F?Qp?CLF?Qp?800 N
CL?CF
6、解：（1）求各方案中受力最大螺栓所受的横向载荷
F1方案一：受横向力F作用，F11??F；
z3FL200受转矩FL作用，F12??F?2F
2a2?5017螺栓3受力最大，其值为Fmax?F?2F?F?2.33F
33F1方案二： 受横向力F作用，F21??F；
z3FL200受转矩FL作用，F22??F?2F
2a2?50螺栓1，3受力最大，其值为Fmax?1?2??F???2F??2.03F ?3?2（2）从受力最大的螺栓受力分析可知，方案二更合理。
7、解：（1）选取普通A型平键尺寸
根据d?40mm，查表得键的截面尺寸b?12mm，h?8mm；由轮毂长度l?70mm，查标准取键长L?63mm。 （2）校核键的强度
轮毂为铸铁，有轻微冲击，查表得到许用挤压应力??p??53MPa 转矩T?9550P10?9550??98454N?mm n970 键的长度lL?L?b?63?12?51mm 键的挤压应力?p?4T4?98454??24.13MPa??p，故安全。 dhlL40?8?51??（3）绘制联接横断面视图
查表得t?5mm，t1?3.3mm，所以，轴槽深d?t?40?5?35mm，毂槽深d?t1?40?3.3?43.3mm，键的规格为：键12×63 GB/T1096-1990。截面图如图所示。
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六、结构题
解：
图（a）普通螺栓联接的主要错误：①螺栓装不进去，应掉头安装；②下部被联接
件孔与螺栓杆
间无间隙，而普通螺栓联接应为贯穿螺栓；③被联接件表面未加工，应做出沉头座孔；④弹簧垫圈的尺寸和开口方向不对；⑤螺栓长度不标准，应取标准长
（注：⑤、⑥的查找l?60mm；⑥螺栓中螺纹部分的长度偏短，应取长为30mm。
参考GB5785-1986）
图（b）螺钉联接结构的主要错误有：①图中上边被联接件没有制成大于螺钉大径的贯穿光孔，下边
被联接件的螺纹孔过大，且小径为细实线的画法不对；②与螺钉接触的被联接件表面未加工，应做出沉头座（b1）；③由于下边的被联接件厚度仅为20 mm，也可将螺钉联接改为普通螺栓联接（b2）。
图（c）双头螺柱联接结构的主要错误有：①双头螺柱的光杆部分不能拧进被联接件的螺纹孔内，
M12不能标注在光杆部分；②锥孔角度应为120°，而且应该从螺纹孔小径处画锥孔角；③与弹簧垫圈接触的被联接件表面未加工，应作出沉头座；④弹簧垫圈厚度尺寸3、5 mm应该为3、1mm（见GB93-1987）。
图（d）紧定螺钉结构的主要错误有：①轮毂上未制出M6的螺纹孔；②轴没有作局部剖视，未设与
螺钉端顶紧的锥坑。
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