《机械设计基础》杨晓兰版(机械工业出版社)课后习题答案⏺
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发布时间：2025-07-16 17:38:02
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答案：答:拉杆螺纹的直径为M20。5-5 解:该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:
,查教材表5-2可知,M16的螺栓的小径d1=13.835mm。取C=1.2,则:
答:该螺栓组能承受的横向载荷应不大于18.49kN。5-6 解:该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:
各螺栓所受轴向工作载荷
各螺栓所受残余预紧力FR=0.6FE,各螺栓所受总轴向拉力Fa=FE FR=1.6 FE =1.6×5500=8800N拉杆材料为Q235,其
,取安全系数S=1.5,则:
则:
查教材表5-2可知,选小径d1=10.106mm,公称直径d=12mm的粗牙普通螺纹。答:所求螺栓直径为M12。5-7 解:该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:
材料为35钢,其
,取安全系数S=1.5,则:
查教材表5-2可知,M16的螺栓的小径d1=13.835mm。则:
,
答:允许承受的最大载荷不大于24.27kN。5-8*解:(1)确定螺杆的直径该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:
Fa=W=20kN材料为45钢,其
,该连接不需严格控制预紧力,取安全系数S=4,则:
查教材表5-2可知,选小径d1=20.752mm,公称直径d=24mm的粗牙普通螺纹。(2)确定扳手手柄的最小长度查教材表5-2可知公称直径d=24mm粗牙普通螺纹中径d2=22.051mm,则:
,取L=1103mm答:(1)螺杆直径为M24。(2)扳手手柄的最小长度为1103mm。5-9解:(1)校核螺栓的剪切和挤压强度该螺栓连接为受横向工作载荷的铰制孔螺栓连接:剪切强度条件为:
;挤压强度条件为:
查教材表5-3可知:8.8级的螺栓的σbp=800Mpa;σs=640Mpa;查教材表5-4可知:sτ=2.5,sp=2.5则:
;
;
答:所用螺栓满足剪切和挤压强度要求(2)平键的选择及强度校核选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b =16mm,h = 10mm,L = 70mm。键的标记为:键 16×70 GB/T 1096 —2003。
答:所选择的键不满足强度要求。5-10解:该螺栓连接为受横向工作载荷的普通螺栓连接,其强度条件为:
8.8级的螺栓的
,取安全系数S=1.5,则:
取C=1.2,则:
则:
查教材表5-2可知,可选小径d1=8.376mm,公称直径d=10mm的粗牙普通螺纹。答:螺栓直径为M10。5-11*解:该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:
受力分析如图所示
将外载荷P向螺栓组中心简化得螺栓组所受的转矩T和横向载荷P横向载荷P= 10000N;转矩T =10000
300 = 3000000 N·mm,方向如图所示由于横向载荷作用每个螺栓受到的横向力
由于转矩作用每个螺栓受到的横向力
由图可知,螺栓1、2所受的横向力相等,螺栓3、4所受的横向力相等,且螺栓1、2所受的横向力最大,其值为
m=1,取C=1.2,则:
查设计手册可知,可选小径d1=31.67mm,公称直径d=36mm的粗牙普通螺纹。答:该螺栓组螺栓的小径须大于30.54,可选M36的螺栓。5-12* 解:(略)5-13解:(1)确定螺柱直径该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:
每个螺栓平均承受的轴向工作载荷:
取残余预紧力FR=1.6FE,则各螺栓所受总轴向拉力Fa=FE FR=2.6 FE =2.6×7536=19593.6N5.8级螺栓的
,按控制预紧力取安全系数S=1.5,则:
则:
查教材表5-2可知,可选小径d1=13.835mm,公称直径d=16mm的粗牙普通螺纹。(2)确定螺柱分布直径取螺柱间距为5d,则
,取D0=200mm答:连接螺栓直径可选M16的粗牙普通螺纹,分布直径为200mm。5-14解:(1)平键类型和尺寸选择安装齿轮处的键:选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 25mm,h = 14mm,L =80mm。键的标记为:键 25×80 GB/T 1096 —2003。安装联轴器处的键:选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 20mm,h = 12mm,L =100mm。键的标记为:键 20×100 GB/T 1096 —2003。(2)平键连接强度的校核安装齿轮处平键强度校核:
安装联轴器处平键强度校核:
所选择的平键满足强度要求答:所选择的平键满足强度要求5-15解:(1)平键类型和尺寸选择选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 22mm,h = 14mm,L =100mm。此键的标记为:键 22×100 GB/T 1096 —2003。(2)传递的最大扭矩查教材表5-7得[σp] =(100 ~ 120)Mpa,取[σp] =120Mpa
答:能传递的最大扭矩不大于2620.8N·m。5-16解:(1)平键类型和尺寸选择选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 25mm,h = 14mm,L = 90mm。此键的标记为:键 25×90 GB/T 1096 —2003。(2)平键连接强度的校核
所选择的平键满足强度要求答:所选择的平键为键 25×90 GB/T 1096 —2003。经验算该键满足强度要求。
,查教材表5-2可知,M16的螺栓的小径d1=13.835mm。取C=1.2,则:答:该螺栓组能承受的横向载荷应不大于18.49kN。5-6 解:该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:各螺栓所受轴向工作载荷各螺栓所受残余预紧力FR=0.6FE,各螺栓所受总轴向拉力Fa=FE FR=1.6 FE =1.6×5500=8800N拉杆材料为Q235,其,取安全系数S=1.5,则:则:查教材表5-2可知,选小径d1=10.106mm,公称直径d=12mm的粗牙普通螺纹。答:所求螺栓直径为M12。5-7 解:该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:材料为35钢,其,取安全系数S=1.5,则:查教材表5-2可知,M16的螺栓的小径d1=13.835mm。则:,答:允许承受的最大载荷不大于24.27kN。5-8*解:(1)确定螺杆的直径该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:Fa=W=20kN材料为45钢,其,该连接不需严格控制预紧力,取安全系数S=4,则:查教材表5-2可知,选小径d1=20.752mm,公称直径d=24mm的粗牙普通螺纹。(2)确定扳手手柄的最小长度查教材表5-2可知公称直径d=24mm粗牙普通螺纹中径d2=22.051mm,则:,取L=1103mm答:(1)螺杆直径为M24。(2)扳手手柄的最小长度为1103mm。5-9解:(1)校核螺栓的剪切和挤压强度该螺栓连接为受横向工作载荷的铰制孔螺栓连接:剪切强度条件为:;挤压强度条件为:查教材表5-3可知:8.8级的螺栓的σbp=800Mpa;σs=640Mpa;查教材表5-4可知:sτ=2.5,sp=2.5则:;;答:所用螺栓满足剪切和挤压强度要求(2)平键的选择及强度校核选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b =16mm,h = 10mm,L = 70mm。键的标记为:键 16×70 GB/T 1096 —2003。答:所选择的键不满足强度要求。5-10解:该螺栓连接为受横向工作载荷的普通螺栓连接,其强度条件为:8.8级的螺栓的,取安全系数S=1.5,则:取C=1.2,则:则:查教材表5-2可知,可选小径d1=8.376mm,公称直径d=10mm的粗牙普通螺纹。答:螺栓直径为M10。5-11*解:该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:受力分析如图所示将外载荷P向螺栓组中心简化得螺栓组所受的转矩T和横向载荷P横向载荷P= 10000N;转矩T =10000300 = 3000000 N·mm,方向如图所示由于横向载荷作用每个螺栓受到的横向力由于转矩作用每个螺栓受到的横向力由图可知,螺栓1、2所受的横向力相等,螺栓3、4所受的横向力相等,且螺栓1、2所受的横向力最大,其值为m=1,取C=1.2,则:查设计手册可知,可选小径d1=31.67mm,公称直径d=36mm的粗牙普通螺纹。答:该螺栓组螺栓的小径须大于30.54,可选M36的螺栓。5-12* 解:(略)5-13解:(1)确定螺柱直径该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接,其强度条件为:每个螺栓平均承受的轴向工作载荷:取残余预紧力FR=1.6FE,则各螺栓所受总轴向拉力Fa=FE FR=2.6 FE =2.6×7536=19593.6N5.8级螺栓的,按控制预紧力取安全系数S=1.5,则:则:查教材表5-2可知,可选小径d1=13.835mm,公称直径d=16mm的粗牙普通螺纹。(2)确定螺柱分布直径取螺柱间距为5d,则,取D0=200mm答:连接螺栓直径可选M16的粗牙普通螺纹,分布直径为200mm。5-14解:(1)平键类型和尺寸选择安装齿轮处的键:选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 25mm,h = 14mm,L =80mm。键的标记为:键 25×80 GB/T 1096 —2003。安装联轴器处的键:选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 20mm,h = 12mm,L =100mm。键的标记为:键 20×100 GB/T 1096 —2003。(2)平键连接强度的校核安装齿轮处平键强度校核:安装联轴器处平键强度校核:所选择的平键满足强度要求答:所选择的平键满足强度要求5-15解:(1)平键类型和尺寸选择选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 22mm,h = 14mm,L =100mm。此键的标记为:键 22×100 GB/T 1096 —2003。(2)传递的最大扭矩查教材表5-7得[σp] =(100 ~ 120)Mpa,取[σp] =120Mpa答:能传递的最大扭矩不大于2620.8N·m。5-16解:(1)平键类型和尺寸选择选A型平键,根据轴径和轴头长度,从设计手册中查得键的尺寸b = 25mm,h = 14mm,L = 90mm。此键的标记为:键 25×90 GB/T 1096 —2003。(2)平键连接强度的校核所选择的平键满足强度要求答:所选择的平键为键 25×90 GB/T 1096 —2003。经验算该键满足强度要求。
