机设习题答案(第5章)

②受转矩T作用: T=FΣ·L=20000×0.3=6000 N·m 2. 螺栓所受剪力:

①FΣ作用下: F=/Z=20000/8=2500 N ②T作用下: rmax=ri=r=(75+75) =106 mm=0.106 m

FT=T·rmax/∑ri=T/8r =6000/8/0.106 =7075.47 N 3. 受载最大的螺栓所受到的Fmax：

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30015020kN150FTFmaxF垂直对称线右侧的两个螺栓受载最大，所受的最大作用力Fmax为： Fmax=（F+FT-2FFTcos135°）2

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=(2500+7075.47-2×2500×7075.47×cos135°)=9018.19 N 4. 螺栓直径do和d: 按栓杆的剪切强度设计

45钢、5.6级 P.83. 表5-8 σs=300 MPa 铰制孔联接、变载荷 P.84. 表5-10 Sτ=3.5～5.0 [τ]= σs/Sτ=300/(3.5～5.0)=60～85.71 MPa

do=(4Fmax/π[τ])=(4×9018.19/π/(60～85.71)) =11.574～13.834 mm 查手册,取: do=14 mm d=12 mm

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《机械设计》（第八版） 濮良贵主编 习题参考答案（第5章）

5-7．图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉杆所受的载荷F=56KN，载荷稳定，拉杆材料为Q235

钢，试设计此联接。（属松联接，材料性能等级取4.6级） 解：

1．螺栓的性能等级： 属一般联接，取4.6级

2．屈服极限σs: Q235(属中碳钢),4.6级别 P.84.表5-9 σs=240 Mpa 3. 安全系数S: 松螺栓联接 P.84.表5-10 S=1.2～1.7 4. 许用应力[σ]: [σ]=σs/S=240/(1.2～1.7)=141.18～200 MPa 5. 螺纹小径d1: d1=(4F/π[σ])=18.88～22.47mm

6. 公称直径d: 按GB196-81,取d=24mm的粗牙普通螺纹,即M24

5-9、受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N，当受

轴向工作载荷F=10000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。 解: 橡胶垫片 P.84. Cb/(Cb+Cm) = 0.9

总拉力F2: F2 = Fo+CbF/(Cb+Cm) = 15000+0.9×10000 = 24000N 残余预紧力F1: F1 = F2 -F = 24000-10000 = 14000N

6-4 图6-27所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相连接。试选择两处

键的类型及尺寸，并校核其连接强度。已知：轴的材料为45钢，传递的转矩T=1000N.m，齿轮用锻钢制成，关联轴器用灰铸铁制成，工作时有冲击。 解：

1、选类型： 1）联轴器处： 在轴端，选C型普通平键 2）齿轮处： 在轴的中部，选A型普通平键 2、定尺寸： 查P.103.表6-1

1）联轴器处： b×h×L=20×12×125 2）齿 轮 处： b×h×L=25×14×80

3、强度校核：1）联轴器处： l=L-b/2=115mm、 k=0.5h=6mm、 d=70mm

铸铁、轻微冲击 P.104.表6-2 [σp]=50～60MPa σp=2T/kld=41.41MPa＜[σp]

2）联轴器处： l=L-b=55mm、 k=0.5h=7mm、 d=90mm

锻钢、轻微冲击 P.104.表6-2 [σp]=100～120MPa σp=2T/kld=57.72MPa＜[σp]

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