②计算每个螺栓所需要的预紧力Qp。 Px 要使底板向右滑移,受到联接接合面摩擦力的阻挡。预紧力Qp使接合面间产生摩擦力。Px 使预紧力减小。M 对摩擦力无影响,因在M作用下,底板右部的压力虽然增犬,但其左部的压力却以同样程度减小。参照式(2-9)并考虑Pz 对预紧力的影响可得底扳不滑移条件为
取Kf =1.2,f=0.15(表2-3,铸铁对干燥加工表面),
(表2-5,无垫片),
则 N
③计算螺栓的工作拉力。在垂直拉力Pz作用下,螺栓所受到的工作拉力,按式(2-8)知
N
在翻转力矩M作用下,螺栓所受到的工作拉力,按式(2-17)知
N
故总工作拉力为
N
④计算螺栓总拉力。由式(2-28)得螺栓的总拉力为
N
(2)校核螺栓组联接接含面的工作能力 ①检查受载时铸铁底板右边缘处走否压溃 参照式(2-18)得
式中 接合面有效面积为
mm2
接合面的有效抗弯剖面模量为
mm3
代入得
查表2-4知铸铁(HT150)的许用挤压应力为 面右边缘处不致压溃。
②检查受载时底板左边缘处走否出现间隙 参照式(2-19)得
MPa
MPa,由于ζpmax<< [ζp],故接合
故接合面左边缘处不会产生间隙。
例2-2 试选定蜗轮与轴的键联接。已知:蜗轮为8级精度,蜗轮轮毂材料为HT200,轴的材料为45钢,蜗轮与轴的配合直径为50 mm,蜗轮轮毂长为80 mm,传递转矩T=480 N2m。载荷平稳。蜗轮沿轴向固定。
解 (1)选择键联接的类型及其尺寸
由于蜗轮为8级精度要求有较高的对中性,故选用平键联接。又因是静联接,选圆头普通平键,由手册查得,当d=44~50 mm 时,键的剖面尺寸为:宽 b=14 mm,高 h=9 mm。参考轮毂长度选键长L=70 mm。键的材料选45钢。
(2)键联接的强度计算 联接的主要失效形式是轴、轮毂和键三个零件中较弱零件的压溃和键的剪断。由于蜗轮轮毂材料是铸铁,故应按轮毂进行挤压强度校核计算。键的工作长度l=L—b=70-14=56 mm,由表2-10查得联接的许用挤压应力 [ζp]=80 MPa(因载荷平稳,取大值)。由式(2-37)得键联接工作面上的挤压应力
MPa
由于 ζp < [ζp],故所选键联接强度足够。
例2-3 设计蜗轮轮毂与轴的过盈配合联接。已知: 联接传递的最大转矩T=780 N.m;轴向力F=3500N; 轴和轮毂联接处尺寸如例2-5图所示。采用平键作辅助 联接。蜗轮轮毂材料为ZG310-570,其屈服强度极限 ζs2=320 MPa;轴材料为45钢,其屈服强度极限ζs1= 360 MPa。轴和毂孔的表面粗糙度参数故分别为Rz1= 6.3μm和Rz2=12.5μm。拟用压入法装配。
解 在此轴毂联接中,平键为辅助联接。故计算 时假定全部载荷均由过盈配合联接传递。但考虑到平 键辅助联接的有利因素,取较大的摩擦糸数。
(1)确定最小压强 pmin
取 f=0.1(表2-12有润滑的情况下),由式(2-40)可求得
MPa
(2)确定最大压强Pmax
由式(2-43)和(2-44)知: 被包容件
MPa
包容件
MPa
最大压强取两零件中较小值,故取 pmax=89 MPa。 (3)确定最小过盈量δ’min
由表2-13查得:E1=2.13105 MPa;v1=v2=0.26。 由式(2-45)得
mm
根椐式(2-47)确定δmin
(4)确定允许的最大过盈量δ’max 按式(2-49)得
mm
’
(5)选择配含
mm
,轴为
。计算出
由公差配合标准中选H7/t6基孔制过盈配合,查得孔最大、最小的装配过盈量为
mm> δ’min
mm< δmax
结论:所选配合满足要求。 (6)计算装拆力
为了得到足够的装拆力,我们忽略装配时擦平的影响。即按装配时出现的最大过盈量计算压强。
MPa
N 选用250 kN压力机即可。
例2-4在图示的夹紧联接中,柄部承受载荷P=600 N,柄长L=350 mm,轴直径db=60mm,螺栓个数 z=2,接合面摩擦系数 f=0.15,试确定螺栓直径。
按夹紧面受集中压力R 考虑。
(1)求预紧力QP 取可靠性糸数 Kf =1.2,根据平衡条件,则
fRdb,=Kf PL
所以
N
N
(2)确定螺栓直径
螺栓机械性能等级为8.8,则屈服强度极限 ζs=640 MP。查表2-8a,取S=1.5,螺栓材料的许用应力为
MPa
根据式(2-25),螺栓的最小直径为
mm
查粗牙普通螺纹基本尺寸标准GB196-81,选用M10的螺拴,其小径d1=8.376>7.37 mm。
第三章 带 传 动
思 考 题
3-1 带传动有何特点?在什么情况下宜采用带传动?
3-2 在相同条件下,V 带传动与平带传动的传动能力有何不同?为什么? 3-3 常见V带剖面结构有几种?它们由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 3-4 根据欧拉公式,用什么措施可使带传动能力提高?
3-5 带传动弹性滑动是如何产生的?它和打滑有什么区别?对传动产生什么影响?