【正文】 －44），可靠性系數(shù)β為β=+S Sσ τ?μ μr s=+ ?600 525= 2+22+2σ σ40 30rs由附表 3－12 查得對應的可靠度 R=φ()=44－1（略）4－2 答：第四章 摩擦、磨損及潤滑概述膜厚比λ是指兩滑動表面間的最小公稱油膜厚度與兩表面輪廓的均方根偏差的比值，邊界摩擦狀態(tài)時λ≤1，流體摩擦狀態(tài)時λ＞3，混合摩擦狀態(tài)時 1≤λ≤3。4－3（略）4－4 答：潤滑劑的極性分子吸附在金屬表面上形成的分子膜稱為邊界膜。邊界膜按其形成機理的不同分為吸附膜和反應膜，吸附膜是由潤滑劑的極性分子力（或分子的化學鍵和力）吸附于金屬表面形成的膜，反應膜是由潤滑劑中的元素與金屬起化學反應形成的薄膜。在潤滑劑中加入適量的油性添加劑或極壓添加劑，都能提高邊界膜強度。4－5 答：零件的磨損過程大致分為三個階段，即磨合階段、穩(wěn)定磨損階段以及劇烈磨損階段。磨合階段使接觸輪廓峰壓碎或塑性變形，形成穩(wěn)定的最佳粗糙面。磨合是磨損的不穩(wěn)定階段，在零件的整個工作時間內所占比率很小。穩(wěn)定磨損階段磨損緩慢，這一階段的長短代表了零件使用壽命的長短。劇烈磨損階段零件的運動副間隙增大，動載荷增大，噪聲和振動增大，需更換零件。4－6 答：根據(jù)磨損機理的不同，磨損分為粘附磨損，磨粒磨損，疲勞磨損，沖蝕磨損，腐蝕磨損和微動磨損等，主要特點略。4－7 答：潤滑油的粘度即為潤滑油的流動阻力。潤滑油的粘性定律：在液體中任何點處的切應力均與該處流體的速度梯度成正比（即τ = －η?u ?y）。在摩擦學中，把凡是服從粘性定律的流體都稱為牛頓液體。4－8 答：粘度通常分為以下幾種：動力粘度、運動粘度、條件粘度。按國際單位制，動力粘度的單位為 Pas（帕\u31186X），運動粘度的單位為 m2/s，在我國條件粘度的單位為 Et（恩氏度）。運動粘度νt與條件粘度ηE的換算關系見式（4－5）；動力粘度η與運動粘度νt的關系見式（4－4）。4－9 答：潤滑油的主要性能指標有：粘度，潤滑性，極壓性，閃點，凝點，氧化穩(wěn)定性。潤滑脂的主要性能指標有：錐入度（稠度），滴點。4－10 答：在潤滑油和潤滑脂中加入添加劑的作用如下：1） 提高潤滑油的油性、極壓性和在極端工作條件下更有效工作的能力。2） 推遲潤滑劑的老化變質，延長潤滑劑的正常使用壽命。3） 改善潤滑劑的物理性能，例如降低凝點，消除泡沫，提高粘度，改善其粘－溫特性等。4－11 答：流體動力潤滑是利用摩擦面間的相對運動而自動形成承載油膜的潤滑。流體靜力潤滑是從外部將加壓的油送入摩擦面間，強迫形成承載油膜的潤滑。流體靜力潤滑的承載能力不依賴于流體粘度，故能用低粘度的潤滑油，使摩擦副既有高的承載能力，又有低的摩擦力矩。流體靜力潤滑能在各種轉速情況下建立穩(wěn)定的承載油膜。4－12 答：5流體動力潤滑通常研究的是低副接觸零件之間的潤滑問題。彈性流體動力潤滑是研究在相互滾動（或伴有滑動的滾動）條件下，兩彈性體之間的潤滑問題。流體動力潤滑把零件摩擦表面視為剛體，并認為潤滑劑的粘度不隨壓力而改變。彈性流體動力潤滑考慮到零件摩擦表面的彈性變形對潤滑的影響，并考慮到潤滑劑的粘度隨壓力變化對潤滑的影響。第五章 螺紋連接和螺旋傳動5—1 大徑 ； 中徑 ； 小徑 ； 5—2 （3） ； （1） ； （1） ； （3） ；5—3 （2） ； 5—4 90 ；螺紋根部 ； 5—5 （3） ； 5—6 （4） ；5－7 答：常用螺紋有普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。前兩種螺紋主要用于連接，后三種螺紋主要用于傳動。對連接螺紋的要求是自鎖性好，有足夠的連接強度；對傳動螺紋的要求是傳動精度高，效率高，以及具有足夠的強度和耐磨性。5－8 答：螺紋的余留長度越長，則螺栓桿的剛度 Cb越低，這對提高螺栓連接的疲勞強度有利。因此，承受變載荷和沖擊載荷的螺栓連接，要求有較長的余留長度。5－9（略）5－10 答：普通螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿螺紋部分斷裂，設計準則是保證螺栓的靜力拉伸強度或疲勞拉伸強度。鉸制孔用螺栓連接的主要失效形式是螺栓桿和孔壁被壓潰或螺栓桿被剪斷，設計準則是保證連接的擠壓強度和螺栓的剪切強度。5－11 答：螺栓頭、螺母和螺紋牙的結構尺寸是根據(jù)與螺桿的等強度條件及使用經(jīng)驗規(guī)定的，實踐中很少發(fā)生失效，因此，通常不需要進行強度計算。5—12 答：普通緊螺栓連接所受軸向工作載荷為脈動循環(huán)時，螺栓上的總載荷為不變號的不對稱循環(huán)變載荷，0 r 1；所受橫向工作載荷為脈動循環(huán)時，螺栓上的總載荷為靜載荷， r = 1。5－13 答：螺栓的性能等級為 級，與其相配的螺母的性能等級為 8 級（大直徑時為 9 級），性能等級小數(shù)點前的數(shù)字代表材料抗拉強度極限的 1/100（σB/100），小數(shù)點后面的數(shù)字代表材料的屈服極限與抗拉強度極限之比值的 10 倍（10σS/σB）。5－14 答：在不控制預緊力的情況下，螺栓連接的安全系數(shù)與螺栓直徑有關，螺栓直徑越小，則安全系數(shù)取得越大。這是因為扳手的長度隨螺栓直徑減小而線性減短，而螺栓的承載能力隨螺栓直徑減小而平方性降低，因此，用扳手擰緊螺栓時，螺栓直徑越細越易過擰緊，造成螺栓過載斷裂。所以小直徑的螺栓應取較大的安全系數(shù)。5－15 答：降低螺栓的剛度或增大被連接件的剛度，將會提高螺栓連接的疲勞強度，降低連接的緊密性；反之則降低螺栓連接的疲勞強度，提高連接的緊密性。5－16 答：6降低螺栓的剛度，提高被連接件的剛度和提高預緊力，其受力變形線圖參見教材圖 5－28c。5－17 答：在螺紋連接中，約有 1/3 的載荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺紋牙幾乎不承受載荷。因此采用螺紋牙圈數(shù)過多的加厚螺母，并不能提高螺紋連接的強度。采用懸置螺母，環(huán)槽螺母，內斜螺母以及鋼絲螺套，可以使各圈螺紋牙上的載荷分布趨于均勻。5－18 答：滑動螺旋的主要失效形式是螺紋磨損，滑動螺旋的基本尺寸為螺桿直徑和螺母高度，通常是根據(jù)耐磨性條件確定的。5－19（略）5—20 答：1．公式中螺栓數(shù) z = 8 錯誤，應當取 z = 4 。2．螺紋由 d1≥ 圓整為 d = 10mm 錯誤，應當根據(jù)小徑 d1≥ ，由螺紋標準中查取螺紋大徑 d 。5—21 解： 級螺栓的屈服極限σs=480MPa，許用應力［σ］＝σs/s＝480/3＝160MPa。由式（5－28），螺栓上的預緊力σ［ ］ πd2160 π 2 NF0≤1== 9872由式（5－9），最大橫向力F5—22（略）5—23 解：1．計算單個螺栓的工作剪力≤ 4F0fziKs= 49872 2 1=3291 NF =2T=2 630103=2423N2．確定許用應力zD4 130聯(lián)軸器的材料為鑄鐵 HT200，σB= 200MPa ，設聯(lián)軸器工作時受變載荷，查表 510，取 Sp= 3 。螺栓的性能等級為 級， σs= 640MPa ，查表 510，取Sτ=5 ，許用應力σσB200τ σs640[ ] = ==；[ ] = == 128MPa3．驗算連接強度pSp3Sτ5查手冊，鉸制孔用螺栓 GB/T 2788 M1260，光桿部分的直徑 d0= 13mm ，光桿部分的長度為 60－22＝38mm，因此連接處的最小擠壓高度 Lmin= 18mm ，由公式（535），接合面的擠壓應力σp=Fd L0 min2423=13 18=σ [p]由公式（536），螺栓桿的剪切應力4Fτ = π120d24020滿足強度條件。5—24 解：Cb=4 2423π 132=τ [ ]采用橡膠墊片密封，螺栓的相對剛度b+mC C= ，由公式（532），螺栓的總拉力7F20C= 1500 + 1000 = 2400N= F +Cb+bCmF由公式（529），殘余預緊力F1= F2? F = 2400? 1000 = 1400N5—25 解：1．計算方案一中螺栓的受力螺栓組受到剪力 F 和轉矩T (T = FL) ，設剪力 F 分在各螺栓上的力為 Fi，轉矩 T 分在各螺栓上的力為 Fj，則 Fi和 Fj分別為1FL300=5Fi= F ；Fj= =F F3由圖 a 可知，螺栓 3 受力最大，所受力152a2 60172F3= FiFj2．計算方案二中螺栓的受力螺栓上的 =1， 5+ = F + F =3 26F=FFiFFj= F ，由圖 b 可知，螺栓 1 和 3 受力最大，所受力32= =+ =2 2(12+52=F FF FF) (F )1 33．計算方案三中螺栓的受力ij32=1F ；FL300=5Fi3Fj=3a=3 60F F3由圖 c 可知，螺栓 2 受力最大，所受力= 2 2 cos150F F + F ? 2F F =(12+5152iji j3F ) (3F )2? 2 (3)(F F3) cos 150 = F比較三個方案可以看出，方案三較好。5—26 解：題解 5—25 圖將 Fe力等效轉化到底板面上，可知底板受到軸向力 F1，橫向力 F2和傾覆力矩 M 。1）底板最左側的螺栓受力最大，應驗算該螺栓的拉伸強度，要求拉應力 σ ≤ [σ ] 。2）應驗算底板右側邊緣的最大擠壓應力，要求最大擠壓應力σPmax ≤ [σp] 。3）應驗算底板左側邊緣的最小擠壓應力，要求最小擠壓應力σPmin0 。4）應驗算底板在橫向力作用下是否會滑移，要求摩擦力 Ff F2。85—27 答：題解 5—26 圖a) 參見教材圖 53b； b）參見教材圖 53a ； c）參見教材圖 52b，螺栓應當反裝，可以增大 Lmin；d)參見教材圖 54；e) 參見教材圖 56；f）參見教材圖 53b，螺釘上方空間應增大，以便裝拆螺釘。改正圖從略。第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接6—1 （4） ；6—2 接合面的擠壓破壞 ；接合面的過度磨損 ；6—3 （4） ；6—4 小徑 ；齒形 ；6—5 （4） ；6－6 答：薄型平鍵的高度約為普通平鍵的 60％～70％，傳遞轉矩的能力比普通平鍵低，常用于薄壁結構，空心軸以及一些徑向尺寸受限制的場合。6－7 答：半圓鍵的主要優(yōu)點是加工工藝性好，裝配方便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的鏈接。主要缺點是軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大。一般用于輕載靜連接中。6—8 答：兩平鍵相隔 180176。\u24067X置，對軸的削弱均勻，并且兩鍵的擠壓力對軸平衡，對軸不產(chǎn)生附加彎矩，受力狀態(tài)好。兩楔鍵相隔 90 ~ 120 布置。若夾角過小，則對軸的局部削弱過大；若夾角過大，則兩個楔鍵的總承載能力下降。當夾角為 180176。\u26102X，兩個楔鍵的承載能力大體上只相當于一個楔鍵的承載能力。因此，兩個楔鍵間的夾角既不能過大，也不能過小。半圓鍵在軸上的鍵槽較深，對軸的削弱較大，不宜將兩個半圓鍵布置在軸的同一橫截面上。故可將兩個半圓鍵布置在軸的同一母線上。通常半圓鍵只用于傳遞載荷不大的場合，一般不采用兩個半圓鍵。6－9 答：軸上的鍵槽是在銑床上用端銑刀或盤銑刀加工的。輪轂上的鍵槽是在插床上用插刀加工的，也可以由拉刀加工，也可以在線切割機上用電火花方法加工。6－10 答：因為動連