机械设计基础陈秀宁第四版课后答案

[大] [中] [小] 发布人：达聪学习网发布日期：2022-05-10 共214人浏览过

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第二章联接

题2-1 螺旋线和螺纹牙是如何形成的？螺纹的主要参数有哪些？螺距与导程、牙形角与工作面牙边倾斜角有何不同？螺纹的线数和螺旋方向如何判定？答：（1）如图2-1，将一张剪成底角为λ的直角三角形abc的纸片绕在直径为d2的圆柱面上，其底边ab和圆柱底面周边相重合，则斜边ac在圆柱面上形成的即为am1c1一条螺旋线。再取一个平面图形，例如矩形，使其沿螺旋线移动，移动时保持该平面通过圆柱面的轴线，该矩形在空间划过的轨迹即形成相应的矩形螺纹；选取其他形状的平面图形即可得到不同牙型的螺纹。
（2）螺纹的主要参数有大径d、小径d1、中径d2、螺距P、导程S、牙型角α、螺纹升角λ。
（3）螺距P是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，导程S是指螺纹上任一点沿螺旋线转一周所移动的轴向距离，对于单线螺纹，S＝P；对于螺旋线数为n的螺纹，S＝nP。
牙形角是指螺纹轴向剖面螺纹牙形两侧边间的夹角；锯齿形螺纹（e图）中，工作面牙边倾斜角是径向面与工作螺牙面夹角，大小为3°，非工作面牙边倾斜角为30°，牙形角为非工作面牙边倾斜角与工作面牙边倾斜角之差。
（4）根据螺纹的线数不同可分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹，线数的确定主要看头部，螺纹线数与头部缺口数目相等。根据螺纹线的绕行方向分为左旋螺纹与右旋螺纹，符合右手四指握旋转方向，动点沿拇指指向上升的称为右螺旋线；符合左手四指握旋转方向，动点沿拇指指向下降的称为左螺旋线。

图2-1 螺旋线与螺纹牙形
题2-2 已知一普通粗牙螺纹，大径d＝24mm；中径d2＝22.051mm（普通粗牙螺纹的线数为1，牙形角为60°），螺纹副间的摩擦系数f＝0.15。试求：①螺纹升角λ；②该螺纹副能否自锁；③用作起重时的效率为多少？
答：①经查阅资料，M24普通粗牙螺纹螺距P＝3mm，螺纹升角计算为

②螺纹的当量摩擦角为

因，故可以自锁。
③起重时的效率计算公式为

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陈秀宁《机械设计基础》（第4版）课后习题和考研真题详解

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题2-3 螺纹联接的基本类型有哪些？各适用于什么场合？螺纹联接防松的意义及基本原理是什么？请指出图2-2中螺纹联接的结构错误。

图2-2
答：（1）螺纹联接的基本类型和适用场合：
①螺栓联接：应用最广，多用于被联接件不太厚并需经常拆卸的场合。
②螺钉联接：用于被联接件之一较厚、不便加工通孔的场合，但不能经常装拆，否则因螺纹孔磨损而导致被联接件报废。
③双头螺柱连接：用于被联接件之一太厚不便穿孔、且需经常拆卸或结构上受限制不能采月普通螺栓的场合。
④紧定螺钉：用于传递力以及力矩不大的情况。
（2）螺纹联接防松的意义及基本原理：
在静载荷和温度变化不大的情况下，联接所用的三角形螺纹都具有自锁性，但在冲击振动和受变载荷的作用以及温度变化较大的情况下，联接有可能松动、甚至松脱，这不仅影响机器正常工作，有时还会造成严重事故，所以在设计螺纹联接时，必须考虑防松。
三种螺纹放松方式的基本原理是附加摩擦力防松、直接锁住防松以及破坏螺纹副关系防松。
（3）图2-2中螺纹联接的结构错误：
（a）图中沉头孔直径应大于螺钉头的直径；底板孔应存在45°锥孔；上侧板光孔直径应略大于螺钉大径；（b）图中上侧板光孔直径应略大于双头螺柱大径；底板孔应存在45°锥孔；底板孔螺纹深度应大于螺柱螺纹深度；（c）图中上下板结合面处缺少轮廓线；应使用铰制孔螺栓。
题2-4 如图2-3所示，拉杆端部采用普通粗牙螺纹联接。已知拉杆所受最大载荷F＝15kN，载荷很少变动，拉杆材料为Q235钢，试确定拉杆螺纹的直径。

图2-3
答：取安全系数[Ss]＝1.6，计算普通粗牙螺纹的许用拉应力

因为载荷很少变动，取松连接，则拉杆螺纹的小径d1为

根据教材表2-1，可使用M14粗牙普通螺纹。