机械设计螺纹衬套范文(共2篇)
篇1:机械设计螺纹衬套范文
模块二 轴的结构设计
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一、轴的各部分名称
1.轴颈 与轴承配合的轴段。轴颈的直径应符合轴承的内径系列 2.轴头 支撑传动零件的轴段。轴头的直径必须与相配合零件的轮毂内径一致,并符合轴的标准直径系列。
3.轴身 连接轴颈和轴头的轴段。
4.轴肩和轴环 阶梯轴上截面变化之处。
二、零件在轴上的固定
在考虑轴的结构时,应满足三个方面的要求,即:安装在轴上的零件,要牢固而可靠地相对固定;轴的结构应便于加工和尽量减少应力集中:轴上的零件要便于安装和拆卸。
1.轴上零件的轴向定位与固定
这种固定的作用和目的是为了保证零件在轴上有确定的轴向位置。防止零件作轴向移动,并能承受翰向力。一般采用的方法是,利用轴肩、轴环、轴套、圆螺母和轴端挡圈也称为压板等零件,作为轴上零件的轴向固定用。
①轴肩或轴环固定
这是一种常用的轴向固定方法,它具有结构简单,定位可靠和能够承受较大轴向力等优点。
②用轴端挡圈、轴套和圆螺母等固定
轴端挡圈只适用于轴端零件的固定,而且是受轴向力不大的部位。但它可以承受振动和冲击载荷
为了防止轴端挡圈和螺钉的松动,应采用带有锁紧装置的固定形式,对于无轴肩的,可采用锥形轴端和轴端挡圈联合使用来固定零件。
圆螺母固定零件:一般在无法采用轴套,或嫌轴套太长而选用的,这种方法通常用在轴的中部或端部。用圆螺母的优点是装拆方便,固定可靠,能承受较大的轴向力。缺点是要在轴上切制螺纹,而且螺纹的大径要比套装零件的孔径小,所以一般都切制细牙螺纹。为了防止圆螺母的松脱,常采用双螺母或加止退垫圈来防松。
轴套(也称套筒)用来作为轴向固定零件,一般用在两个零件的间距较小的场合,主要是依靠位置己定的零件来固定。利用轴套定位,可以减少轴的直径的变化,在轴上也不需要开槽、钻孔或切制螺纹等,所以可使轴的结构简化,避免削弱轴的强度。
③其它一些轴向固定形式
对受轴向力不大的或是为了防止零件偶然沿轴向窜动的场合,可用圆锥销固定、紧定螺钉固定和弹性挡圈固定等形式。
2.轴上零件的周向固定 这种固定的作用和目的,是为了保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动。在使用时,大多数是采用键或过盈配合等固定形式。
①用键作周向固定
采用键联接作为轴上零件的周向固定应用最广,平键、半圆键、楔键和花键等都有应用。
用平键作周向固定,制造简单、装拆方便和对中性好,可用于较高精度、较高转速及受冲击或变载荷作用下的固定联接。应用平键联接时,为了加工方便,对于在同一轴上轴径相差不大轴段的键槽,应尽可能采用同一规格的键槽尺寸,并且要安排在同一加工直线上。
②用过盈配合作周向固定
用过盈配合作周向固定常用于轴与轮毂之间的联接,与孔之间产生压力,工作时依靠此压力所产生的摩擦力来传递扭矩这种联接,结构简单,对轴的削弱少,对中性好,但配合面的加工精度要求也较高。过盈配合的装配,如过盈量不大,一般可用压入法;当过盈量较大时,常用温差法装配。为了装配方便,轴与孔的接口处的倒角尺寸,均有一定的要求。
模块三 轴的材料及其选择
轴的材料选用原则,要根据使用条件来选择,应具有足够的强度,疲劳强度,刚度和耐磨性,对应力集中的敏感性小。
轴的材料一般多用中碳钢,如35,45,50等优质中碳钢,其中以45钢应用最广,因为这类钢材价格便宜,对应力集中的敏感性较好,采用适当的热处理方法(调质、正火、淬火)可以改善和提高机械性能,而且还有良好的切削性能。
轴的材料有时用合金钢,如20Cr、40Cr等,用这类材料制成轴,具有承受载荷较大,强度较高,重量较轻及耐磨性较好等特点。
轴的材料还可以用球墨铸铁,它以吸振性、耐磨性和切削加工性能都很好,对应力集中不敏感,强度也能满足要求,可代替钢制造外形复杂的曲轴和凸轮轴,但铸件的品质不易控制,可靠性较差。
篇2:机械设计螺纹衬套范文
螺纹联接及螺旋传动
一、选择题
6-
1、当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。
(1)双头螺柱联接
(2)螺栓联接
(3)螺钉联接
(4)紧定螺钉联接
6-
2、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆装时,往往采用__________。
(1)螺栓联接
(2)螺钉联接
(3)双头螺柱联接
(4)紧定螺钉联接 6-
3、普通螺纹的牙型角α为60o,当摩擦系数μ=0.10时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__________。
(1)0.105
(2)0.115
(3)0.1115
(4)0.104 6-
4、在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很大方法,例如__________。
(1)增加拧紧力
(2)增加扳手力臂(3)使用测力矩扳手或定力矩扳手 6-
5、螺纹联接防松的根本问题在于__________。
(1)增加螺纹联接的轴向力
(2)增加螺纹联接的横向力(3)防止螺纹副的相对转动
(4)增加螺纹联接的刚度 6-
6、螺纹联接预紧的目的之一是__________。
(1)增强联接的可靠性和紧密性(2)增加被联接件的刚性(3)减小螺栓的刚性 6-
7、承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的总拉力F0的最大值和被联接件的刚度Cm不变时,螺栓的刚度Cb愈小,则__________。
(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大
(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力的变化幅度不变
(4)螺栓中的疲劳强度降低
6-8承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的总拉力F0的最大值和螺栓的刚度Cb不变时,被联接件的刚度Cm愈小,则__________。
(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大
(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力的变化幅度不变
(4)螺栓疲劳强度愈高 6-
9、承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接,该联接中的螺_________。
(1)受剪切作用
(2)受拉伸作用
(3)受剪切和拉伸作用(4)既可能受剪切作用又可能受拉伸作用
6-
10、对受轴向变载荷的紧螺栓联接,在限定螺栓总拉力的情况下,提高螺栓疲劳强度的有效措施是__________。
(1)增大被联接件的刚度(2)减小被联接件的刚度(3)增大螺栓的刚度
6-
11、现有一单个螺栓联接,要求被联接件的结合面不分离,假定螺栓的刚度Cb与被联接的刚度Cm相等,联接的预紧力为F′,现开始对联接施加轴向载荷,当外载荷达到与预紧力F′的大小相等时,则__________。
(1)被联接发生分离,联接失败(2)被联接件即将发生分离,联接不可靠(3)联接可靠,但不能再继续加载
(4)联接可靠,只要螺栓强度足够,外载荷F还可继续增加到接近预紧力的两倍 6-
12、有一气缸盖螺栓联接,若气缸内气体压力在0~2MPa之间循环变化,则螺栓中的应2
力变化规律为__________。
(1)对称循环变应力
(2)脉动循环变应力
(3)非对称循环变应力(4)非稳定循环变应力
6-
13、当一个承受变载荷的螺栓联接,其螺栓的静强度足够而疲劳强度不足时,应首先考虑采用__________来提高其疲劳强度。
(1)增加螺栓直径
(2)提高螺栓材料的屈服极限
(3)改用双螺
(4)柔性螺母
6-
14、为了改善螺纹牙上的载荷分部,通常都以_________的方法来实现。
(1)采用双螺母
(2)采用加高的螺母
(3)采用减薄的螺
(4)减少螺栓和螺母的螺距变化差
6-
15、被联接件受横向载荷作用时,若采用一组普通螺栓联接,则载荷靠__________来传递。
(1)接合面之间的摩擦力
(2)螺栓的剪切和挤压
(3)螺栓的剪切和被联接件的挤压
6-
16、设计螺栓组联接时,虽然每个螺栓的受力不一定相等,但对该组螺栓仍均采用相同的材料、直径和长度,这主要是为了__________。
(1)外形美观
(2)购买方便
(3)便于加工和安装
6-
17、设计紧螺栓联接时,其直径愈小,则许用安全系数应取得愈大,这是由于直径愈小时,__________。
(1)螺纹部分的应力集中愈严重
(2)加工螺纹时愈易产生缺陷(3)拧紧时愈易拧断
(4)材料的力学性能愈不易保证
二、分析与思考题
6-
1、螺纹的主要参数有哪些?各参数间的关系如何?在设计中如何应用? 6-
2、常用的螺纹牙型有哪几种?试说明各自的特点及主要用途。6-
3、按用途螺旋副分为哪两大类?
6-
4、根据螺纹线数的不同,螺纹可以分为哪几种?它们各有何特点?
6-
5、为什么单线普通三角螺纹主要用以联接?而多线梯形、矩形和锯齿形螺纹主要用以传动?
6-
6、根据螺纹旋向的不同,螺纹可以分为哪几种?如何判断螺纹的旋向? 6-
7、常见螺栓的螺纹是右旋还是左旋?是单线还是多线?为什么?
6-
8、圆柱螺纹的公称直径指的是哪个直径?计算螺纹的摩擦力矩时使用哪个直径?计算螺纹危险截面时使用的是哪个直径?
6-
9、管螺纹的公称直径指的是哪个直径?为什么管子上的螺纹通常采用细牙螺纹? 6-
10、为什么螺纹联接大多数要预紧?什么叫螺纹联接的预紧力?
6-
11、常用的控制预紧力的方法有哪些?它们有哪些优缺点?为了克服这些缺点可采用什么方法?
6-
12、在拧紧螺母时,拧紧力矩T要克服哪些摩擦力矩?这时螺栓和被联接件各受到什么
样的载荷?
6-
13、为什么对重要的螺栓联接不宜使用直径小于M12~M14的螺栓?一般情况下,螺栓所受到的预紧力大约是扳手上施加的力的多少倍? 6-
14、螺纹联接为什么要防松?防松的根本问题是什么?
6-
15、防松的基本原理有哪几种?具体的防松方法和装置各有哪些?
6-
16、相同的公称直径的粗牙普通螺纹与细牙普通螺纹相比,哪个自锁性能好?哪个强度高?为什么?为什么薄壁零件的联接常采用细牙螺纹?
6-
17、什么叫螺纹的自锁现象?自锁条件如何?螺旋副的传动效率又如何计算? 6-
18、为什么有自锁性能的螺旋传动其效率η小于50%? 6-
19、试问螺纹的升角为多大时,螺旋副的效率可达到最高值? 6-20、螺纹联接的主要失效形式和计算准则是什么?
6-
21、何为松螺纹联接?何为紧螺栓联接?它们的强度计算方法有何区别?
三、设计计算题
1、受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。已知预紧力为1500N,当轴向工作载荷为1000N时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
2、图示汽缸螺栓联接,汽缸内压力p在0-1.5MPa间变化,缸盖和缸体均为钢制,为保证气密性要求,试选择螺栓材料,并确定螺栓数目和尺寸。
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3、图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接,梁受到的拉力F=28kN,摩擦系数f=0.2,控制预紧力,试确定所需螺栓的直径。4
4、图示YLD10凸缘联轴器,允许传递的最大转矩为630N·m,两半联轴器采用4个M12×60的铰制孔螺栓,性能等级为8.8级,联轴器材料为HT200,试校核联接强度。
6-4 6-5
5、铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示,已知L=300mm,a=60mm,试求三个方案中,受力最大的螺栓所受的力各为多少?哪个方案较好?
6、图示底板螺栓组联接受外力Fe作用,外力Fe作用在包含x轴并垂直于底板结合面的平面内。试分析螺栓组受力情况,并判断哪个螺栓受载最大?保证联接安全的必要条件有哪些?
7、图示刚性联轴器取4个M16小六角头铰制孔用螺栓,螺栓材料为45钢,受剪面处螺栓直径为φ17mm,其许用最大扭矩T=1.5kN·m(设为静载荷),试校核其强度。联轴器材料HT250。
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8、上题的刚性联轴器中,若采用M16受拉螺栓,靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩,螺栓材料为45钢,接合面间的摩擦系数f=0.16,安装时不控制欲紧力,试决定螺栓数(螺栓数应为双数)。
9、缸径D=500mm,蒸汽压力p=1.2MPa,螺栓分布圆直径D0=640mm。为保证气密性要求,螺栓间距不得大于150mm。试设计此汽缸盖螺栓组联接。
6-9 6-10
6-
10、设图示螺栓刚度Cb,被联接件的刚度Cm,若Cm=8Cb,预紧力F′=1kN,外载荷F=1.1kN,试求螺栓中的总拉力F0和被联接件中的剩余预紧力F″。
6-
11、如图示为一吊环与机架用一单个螺栓联接,已知机架的重量为5kN装配螺栓时的预紧力F′=5kN,问吊环将机架吊起后纸垫A能否抽出? 6
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6-12 6-
12、图示为一凸缘轴,通过凸缘上的六个35钢制螺栓与另一凸缘轴相联接。轴的转速n=720r/min,额定功率P=30kW,短期作用的最大功率为额定规律的2.5倍。试按普通螺栓和铰制孔用螺栓的直径并比较两者的优缺点。已知凸缘接触面间的摩擦系数μs=0.2,可靠系数K=1.2,螺栓材料的屈服点σs=320MPa,拉应力的安全系数Sσ=1.5,剪应力的安全系数St=2.5,挤压应力的安全系数Sp=1.2。
6-
13、如图示的方形盖板用四个M16的螺钉与箱体相联接,盖板中心O点装有吊环,已知FQ=20kN,尺寸如图示。要求:1)当取剩余预紧力F″=0.6F(F为工作拉力)、螺钉材料的性能等级为6.6级装配不控制预紧力时,校核螺钉的强度;2)由于制造误差吊环由O点移至对角线上O′点,且OO′=52mm,问哪个螺栓的受力最大?并校核其强度。
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14、某钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上,螺栓组由四个普通螺栓组成,它们的螺纹直径均为d,长度为l,每个螺栓的预紧力为F′,螺栓布置形式如图。试问:1)吊架承受垂直拉力F时,螺栓组中的每个螺栓承受的载荷为多大?2)在强度足够以及d、F′和被联接件的刚度Cm一定时,为提高该螺栓组联接的工作可靠性,螺栓用细长些好?还是粗短些好?(用螺栓组联接的力-变形图来说明)
6-15如图示的扳手柄,用两个普通螺栓联接,已知手柄上的推力F=200N,两个被联接件之间的摩擦系数μs=0.15,若螺栓材料为Q235钢,可靠系数K=1.2,装配时不控制预紧力。试求普通螺栓的直径。若改为铰制孔用螺栓,计算所需直径。
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