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机械设计-连接部分习题答案.doc

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机械设计-连接部分测试题1、 填空:1、按照联接类型不同,常用的不可拆卸联接类型分为焊接 、铆接、粘接和过盈量大的配合。2、按照螺纹牙型不同,常见的螺纹分为三角螺纹、梯形螺纹 、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。其中 三角 螺纹主要用于联接,梯形 螺纹主要用于传动。3、根据螺纹联接防松原理的不同,它可分为 摩擦 防松和 机械 防松。螺纹联接的防松,其根本问题在于防止螺纹副 转动 。4、对于螺纹联接,当两被联接件中其一较厚不能使用螺栓时,则应用 双头螺柱 联接或 螺钉 联接,其中经常拆卸时选用 双头螺柱 联接。5、普通螺栓联接中螺栓所受的力为 轴向(拉) 力,而铰制孔螺栓联接中螺栓所受的力为 轴向和剪切 力。6、在振动、冲击或变载荷作用下的螺栓联接,应采用 防松 装置,以保证联接的可靠。7、在螺纹中,单线螺纹主要用于联接,其原因是 自锁 ,多线螺纹用于传动,其原因是 效率高 。8、在螺纹联接中,被联接上应加工出凸台或沉头座,这主要是为了 避免螺纹产生附加弯曲应力 。楔键的工作面是 上下面 ,而半圆键的工作面是(两)侧面 。平键的工作面是(两)侧面 。9、花键联接由 内花键 和 外花键 组成。10、根据采用的标准制度不同,螺纹分为 米 制和 英 制,我国除管螺纹外,一般都采用 米 制螺纹。圆柱普通螺纹的公称直径是指 大 径,强度计算多用螺纹的( )径。圆柱普通螺纹的牙型角为 60 度,管螺纹的牙型角为( )度。2、 判断:1、销联接属可拆卸联接的一种。 ( √ )2、键联接用在轴和轴上支承零件相联接的场合。 (√ )3、半圆键是平键中的一种。 ( × )4、焊接是一种不可以拆卸的联接。 (√ )5、铆接是一种可以拆卸的联接。 ( × )一般联接多用细牙螺纹。 ( × )6、圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的最大直径。 (√ )7、管螺纹是用于管件联接的一种螺纹。 (√ )8、三角形螺纹主要用于传动。 ( × )9、梯形螺纹主要用于联接。 ( × )10、金属切削机床上丝杠的螺纹通常都是采用三角螺纹。 ( × )11、双头螺柱联接适用于被联接件厚度不大的联接。 ( × )12、平键联接可承受单方向轴向力。 ( × )13、普通平键联接能够使轴上零件周向固定和轴向固定。 ( × )14、键联接主要用来联接轴和轴上的传动零件,实现周向固定并传递转矩。 (√ )15、紧键联接中键的两侧面是工作面。 ( × )16、紧键联接定心较差。 (√ )17、单圆头普通平键多用于轴的端部。 (√ )18、半圆键联接,由于轴上的键槽较深,故对轴的强度削弱较大。 (√ )19、键联接和花键联接是最常用的轴向固定方法。 ( × )20、周向固定的目的是防止轴与轴上零件产生相对转动。 (√ )三、选择:1、在常用的螺旋传动中,传动效率最高的螺纹是( D )。A 三角形螺纹; B 梯形螺纹; C 锯齿形螺纹; D 矩形螺纹2、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常拆卸时,往往采用( B )。A 螺栓联接; B 螺钉联接; C 双头螺柱联接; D 紧定螺钉联接3、在常用的螺纹联接中,自锁性能最好的螺纹是( A )。A 三角形螺纹; B 梯形螺纹; C 锯齿形螺纹; D 矩形螺纹4、承受横向载荷的紧螺栓联接,该联接中的螺栓受( C )作用。A 剪切; B 拉伸; C 剪切和拉伸5、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆卸时,往往采用( C )。A 螺钉联接; B 螺栓联接; C 双头螺柱联接; D 紧定螺钉联接6、采用凸台或沉头座作为螺栓头或螺母的支撑面,是为了( C )。A 减少预紧力; B 减少挤压力; C 避免螺栓受弯曲应力; D 便于放置垫圈7、联接螺纹要求( C ),传动螺纹要求( B )。A 易于加工; B 效率高; C 自锁性好; D 螺距大8、只受预紧力的紧螺栓联接,在强度计算时将螺栓所受的拉力乘以 1.3,是由于( D )。A 为了保证足够的预紧力; B 增大安全系数; C 防止松脱; D 计入扭转剪应力9、公制普通螺纹的牙型角为( C )。A .30°; B. 55°; C. 60°10、楔键联接的主要缺点是( B )。A 键的斜面加工困难; B 轴与轴上的零件对中性不好; C 键不易安装; D 联接不可靠;E 易松脱11、普通平键联接的用途是使轴与轮毂之间( B )A 沿轴向固定并传递轴向力; B 沿周向固定并传递转矩; C 沿轴向可相对滑动起导向作用; D 既沿轴向固定又沿周向固定;E 同时传递轴向力和转矩12、在螺纹联接的防松装置中( AD )属于机械放松,( BC )属于摩擦放松。 (此题可选多项)A 止动垫片; B 弹簧垫片; C 双螺母; D 槽型螺母与开口销13、受横向载荷的普通螺栓所受的载荷是( B ),受横向载荷的铰制孔螺栓所受的载荷是( D ),受轴向载荷的松螺栓所受的载荷是( A ),受轴向载荷的紧螺栓所受的载荷是 ( B )。A工作载荷;B预紧力; C剩余预紧力;D工作载荷加预紧力;E工作载荷加剩余预紧力14、键的剖面尺寸通常是根据( D )按标准选择。A 传递转矩的大小; B 传递功率的大小; C 轮毂的长度; D 轴的直径15、具有相同公称直径和螺距并采用相同的配对材料的传动螺旋副中传动效率最高的是( C ) 。A 单线矩形螺纹;B 单线梯形螺纹;C 双线矩形螺纹;D 双线锯齿形螺纹16、能够构成紧键联接的两种键是( D ) 。A 楔键和半圆键; B 平键和切向键; C 半圆键和切向键;D 楔键和切向键; E 平键和楔键17、被联接件受横向载荷作用时,若采用普通螺栓联接,则载荷靠( A )来传递。A接合面之间的摩擦力; B螺栓的剪切;C螺栓与被联接件的挤压18、半圆键和切向键应用场合是( CD ) 。A 前者多用于传递较大转矩; B 后者多用于传递较小转矩; C 前者多用于传递较小转矩; D 后者多用于传递较大转矩; E 二者都用于传递较大转矩; F 二者都用于传递较小转矩。19、楔键的上表面和轮毂键槽的底部有( A )的斜度。A 1:100 B 1:50 C 1:20 D 1:1020、平键联接主要用于( BC )零件的周向定位。A 受力不大 B 传递较大转矩 C 定心精度高 D 导向性好的滑移21.为了不过于严重削弱轴和轮毂的强度,两个切向键最好布置成 。A.在轴的同一母线上 B. 180° C. 120°~ 130° D. 90°22.平键 B20×80 GB/T1096—1979 中,20 ×80 是表示 。A. 键宽 ×轴径 B. 键高×轴径 C. 键宽×键长 D. 键宽×键高23.一般采用 加工 B 型普通平键的键槽。 A. 指状铣刀 B. 盘形铣刀 C. 插刀 D. 车刀24.平键连接能传递的最大扭矩 T,现要传递的扭矩为 1.5T,则应 。A. 安装一对平键 B. 键宽 b 增大到 1.5 倍 C. 键长 L 增大到 1.5 倍 D. 键高 h 增大到 1.5 倍25.如需在轴上安装一对半圆键,则应将它们布置在 。A. 相隔 90° B. 相隔 120°位置 C.轴的同一母线上 D. 相隔 180°四:问答:1、螺纹连接预紧的目的是什么?答:预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移。 2.螺纹连接防松的方法按工作原理可分为哪几种?答:摩擦防松、机械防松(正接锁住)和铆冲防松(破坏螺纹副关系)等。3、为了提高螺栓的疲劳强度,在螺栓的最大应力一定时,可采取哪些措施来降低应力幅?并举出三个结构例子。答:可采取减小螺栓刚度或增大被连接件刚度的方法来降低应力幅。1)适当增加螺栓的长度;2)采用减小螺栓杆直径的腰状杆螺栓或空心螺栓;3)在螺母下面安装弹性元件。4.螺纹连接设计时均已满足自锁条件,为什么设计时还必须采取有效的防松措施?答:在静载荷及工作温度变化不大时,连接一般不会自动松脱。但在冲击、振动、载荷变化、温度变化较大或高温下均造成连接间摩擦力减小或瞬时消失或应力松驰而发生连接松脱。5.普通平键连接的主要失效形式是什么?答:其主要失效形式是工作面被压溃。五、分析计算:1. 有一受预紧力 F0 和轴向工作载荷 F=1000 N 作用的紧螺栓连接,已知预紧力F0=1000N,螺栓的刚度 Cb 与被连接件的刚度 Cm 相等。试计算该螺栓所受的总拉力 F2 和残余预紧力 F1。在预紧力 F0 不变的条件下,若保证被连接件间不出现缝隙,该螺栓的最大轴向工作载荷 Fmax 为多少?2. 题 4-52 图所示为一圆盘锯,锯片直径 D=500 mm,用螺母将其夹紧在压板中间。已知锯片外圆上的工作阻力 Ft=400N,压板和锯片间的摩擦因数 f=0.15,压板的平均直径D0=150mm,可靠性系数 Ks=1.2,轴材料的许用拉伸应力[σ]=60MPa。试计算轴端所需的螺纹直径。 (提示:此题中有两个接合面,压板的压紧力就是螺纹连接的预紧力。 )3. 题 4-53 图所示为一支架与机座用 4 个普通螺栓连接,所受外载荷分别为横向载荷FR=5000N,轴向载荷 FQ=16000N。已知螺栓的相对刚度 Cb/(C b+Cm)=0.25,接合面间摩擦因数,f =0.15,可靠性系数 Ks=1.2,螺栓材料的机械性能级别为 8.8 级,最小屈服点σ min=640MPa,许用安全系数[S]=2,试计算该螺栓小径 d1 的计算值。4 一受拉紧螺栓联接,预紧力为 F’,受工作拉力 F 后的螺栓的总拉力为 F0,被联接件之间的剩余预紧力为 F’’。请在如下的力与变形关系图中将上述各力标示出来(图 4) 。图 45、 设螺栓的相对刚度 ,被联接件的相对刚度 ,若 ,预紧力bCmCb8=1KN,外载荷 F=1.1KN,试求螺栓中的总拉力 和残余预紧力 。0F2F11. 解题要点: N 50 10.5N 102 FCmb .- 01mb或 50N 1-50 21 F为保证被连接件间不出现缝隙,则 ≥0。由1≥0FCFmb01得 F ≤ N 2.5-1 /0b所以 N 02maxF2. 解题要点:(1)计算压板压紧力 。由0220DFKfts得 N 3.5 1.400fFts(2 )确定轴端螺纹直径。由≥1d m 12.30 60π3.5.4][3.0 查 GB196—81,取 M16(d 113. 835 mm>12.30 mm)3. 解题要点:(1)螺栓组连接受力分析这是螺栓组连接受横向载荷 FR 和轴向载荷 FQ 联合作用的情况,故可按结合面不滑移计算螺栓所需的预紧力 F0,按连接的轴向载荷计算单个螺栓的轴向工作载荷 F,然后求螺栓的总拉力 F2。计算螺栓的轴向工作载荷 F。根据题给条件,每个螺栓所受轴向工作载荷相等,故有 0N 4 164Q2)计算螺栓的预紧力 F0。由于有轴向载荷的作用,接合面间的压紧力为残余预紧力 F1,故有 RsFKf14而 Cmb01联立解上述两式,则得 N 013 40.25-1N 5.0421140 FCfFKmbRs3)计算螺栓的总拉力 F2。N 140 25.0 3102 FCFmb(2 )计算螺栓的小径 d1螺栓材料的机械性能级别为 8.8 级,其最小屈服点 ,故其许用拉伸应力MPa 640minS 32Pa 640][minS所以 m 8.510 3201.1d题 4-52 图 题 4-53 图
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