【正文】 經(jīng)鉚合后形成的不可拆卸連接。1010 機(jī)械制造中常見(jiàn)的焊接方式有幾種？都有哪些焊縫形式？焊接接頭有哪些形式？解：常用的焊接方法有電弧焊、氣焊和電渣焊等，常用的焊縫形式有對(duì)接焊縫和填角焊縫。焊接接頭有平頭型（當(dāng)被焊接件厚度不大時(shí)）、各種形式的預(yù)制坡口（當(dāng)被連接件厚度較大時(shí)）。1011 膠接接頭主要有哪幾種型式？常用的膠接粘劑有哪些？解：膠接接頭的基本形式有對(duì)接、搭接和正交。常用的膠粘劑有酚醛乙烯、聚氨脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。1012 什么是過(guò)盈連接？ 解：過(guò)盈連接是利用零件間的過(guò)盈配合來(lái)達(dá)到連接的目的，靠配合面之間的摩擦來(lái)傳遞載荷，其配合面大多為圓柱面，如軸類(lèi)零件和輪轂之間的連接等。1013 鉚接、焊接和膠接各有什么特點(diǎn)？分別適用于什么場(chǎng)合？解：鉚接的工藝簡(jiǎn)單、耐沖擊、連接牢固可靠，但結(jié)構(gòu)較笨重，被連接件上有釘孔使其強(qiáng)度削弱，鉚接時(shí)噪聲很大。目前，鉚接主要用于橋梁、造船、重型機(jī)械及飛機(jī)制造等部門(mén)。焊接強(qiáng)度高、工藝簡(jiǎn)單、重量輕，在單件生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制及復(fù)雜零件結(jié)構(gòu)情況下，采用焊接替代鑄造，可以提高生產(chǎn)效率，減少成本。但焊接后常常有殘余應(yīng)力和變形存在，不能承受?chē)?yán)重的沖擊和振動(dòng)。膠接工藝簡(jiǎn)單、便于不同材料及極薄金屬間的連接，膠接的重量輕、耐腐蝕、密封性能好；但是，膠接接頭一般不宜在高溫及沖擊、振動(dòng)條件下工作，膠接劑對(duì)膠接表面的清潔度有較高要求，結(jié)合速度慢，膠接的可靠性和穩(wěn)定性易受環(huán)境影響。1014常用的連接有哪些類(lèi)型？它們各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？各適用于什么場(chǎng)合？解：機(jī)械連接可分為兩類(lèi)：1）可拆連接，用于需拆裝的場(chǎng)合，拆裝時(shí)無(wú)需損傷連接中的任何零件，且其工作能力不遭破壞。屬這類(lèi)連接的有螺紋連接、鍵連接、銷(xiāo)連接及型面連接等。2）不可拆連接，用于不拆卸的場(chǎng)合，拆卸時(shí)至少會(huì)損壞連接中的一個(gè)零件。如鉚釘連接、焊接、膠接等均屬這類(lèi)連接。1015分析普通螺紋、管螺紋的特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明它們的應(yīng)用。解：普通螺紋有獨(dú)立的連接件（如螺栓、螺母等），用其來(lái)連接被連接件；而管螺紋是連接管子的，一般直接在被連接的管子上直接做出內(nèi)外螺紋。1016為什么大多數(shù)螺紋連接必須預(yù)緊？預(yù)緊后，螺栓和被連接件各受到什么載荷？ 解：為了保證螺紋連接的可靠性或被連接件的氣密性，在安裝時(shí)必須把螺母或螺釘擰緊。預(yù)緊后，螺栓受拉，被連接件受壓。1017普通螺栓連接和鉸制孔螺栓連接在結(jié)構(gòu)、承載原理上各有什么特點(diǎn)？解：普通螺栓連接用于連接兩個(gè)被連接件，既可承受軸向載荷，也可承受橫向載荷。螺栓與孔壁之間有間隙，故無(wú)定位作用，靠結(jié)合面間摩擦承受橫向載荷，應(yīng)用最廣泛。鉸制孔螺栓連接承受橫向載荷的兩個(gè)被連接件，靠螺栓光桿部分與孔壁之間相互擠壓來(lái)承受橫向載荷，承載能力大，并有定位作用。1018在螺紋連接中，為什么要采用防松裝置？解：連接螺紋滿足自鎖條件，按說(shuō)不會(huì)自行松脫。但在沖擊、振動(dòng)和變載荷作用下，螺紋間的摩擦力可能瞬時(shí)消失，連接有可能松脫。當(dāng)溫度變化較大時(shí)，由于熱變形等原因，也可能發(fā)生螺紋的松脫現(xiàn)象。為了保證連接的可靠性和安全，必須在設(shè)計(jì)時(shí)考慮螺紋連接的防松問(wèn)題。1019鍵連接有哪些類(lèi)型？解：鍵連接的主要類(lèi)型有：平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。1020平鍵連接與楔鍵連接在結(jié)構(gòu)和使用性能上有什么不同？ 解：平鍵連接中鍵與鍵槽底部有間隙，故軸與輪轂的對(duì)中性好，而楔鍵與鍵槽底面楔緊，必然使軸與輪轂軸線產(chǎn)生偏斜。1021花鍵連接與平鍵連接相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？解：與平鍵連接相比，花鍵連接的導(dǎo)向性好，齒根處的應(yīng)力集中較小，適用于傳遞載荷大、定心精度要求高或者經(jīng)常需要滑移的連接。但花鍵制造成本高。1022銷(xiāo)的基本類(lèi)型及其功用有哪些？解：圓柱銷(xiāo)、圓錐銷(xiāo)和槽銷(xiāo)等, 其功用有定位、連接和安全保護(hù)。1023型面連接有何特點(diǎn)？解：型面連接應(yīng)力集中小，能傳遞大扭矩，裝拆方便，但是加工工藝復(fù)雜，需要專(zhuān)用設(shè)備。1024試比較鉚接、焊接、膠接的特點(diǎn)及其應(yīng)用。解：鉚接的工藝簡(jiǎn)單、耐沖擊、連接牢固可靠，但結(jié)構(gòu)較笨重，被連接件上有釘孔使其強(qiáng)度削弱；焊接強(qiáng)度高、工藝簡(jiǎn)單、重量輕，但焊接后常常有殘余應(yīng)力和變形存在，不能承受?chē)?yán)重的沖擊和振動(dòng)；膠接工藝簡(jiǎn)單、便于不同材料及極薄金屬間的連接，膠接的重量輕、耐腐蝕、密封性能好；但是，膠接接頭一般不宜在高溫及沖擊、振動(dòng)條件下工作，膠接劑對(duì)膠接表面的清潔度有較高要求，結(jié)合速度慢，膠接的可靠性和穩(wěn)定性易受環(huán)境影響。1025一齒輪裝在軸上，采用A型普通平鍵連接。齒輪、軸、鍵均用45鋼，軸徑d=80mm，輪轂長(zhǎng)度L=150mm，傳遞傳矩T=2 000 Nm，工作中有輕微沖擊。試確定平鍵尺寸和標(biāo)記，并驗(yàn)算連接的強(qiáng)度。解：Qd=80，b180。h=22180。14, L=150，k=h/2=7, [s]bs=110MPa, l=Lb=15022=128，sbs2T2180。2000180。103=== MPa kdl7180。80180。128平鍵標(biāo)記：鍵A 22X14 GB/T—1096—79，鍵長(zhǎng)L=150mm，sbs= MPa，[s]bs=110MPa，滿足連接的強(qiáng)度。1026題1026圖所示剛性聯(lián)軸器用螺栓連接，聯(lián)軸器材料為鑄鐵（HT250），若傳遞載荷T=1 500 。1)采用4個(gè)M16的鉸制孔用螺栓，螺栓光桿處的直徑ds= 17mm，受壓的最小軸向長(zhǎng)度d= 14 mm，試校核其連接強(qiáng)度；2)若采用M16的普通螺栓連接，當(dāng)接合面間摩擦因數(shù)f =，安裝時(shí)不控制預(yù)緊力，試確定所需螺栓數(shù)目（取偶數(shù)）。題1026圖解：F=2T1）[t]=4180。155=，ss=640 MPa，St=ss=640=240MPa，[s]bs==111 MPa t=F4180。FFF== MPa，s=== MPa bs22d0d17180。14dp180。17p04滿足連接強(qiáng)度。2）d1=，[s]=ss3= MPa，[s]pd12155zFQf=KsT，163。[s]，F(xiàn)Q163。= N（取Ks=)，p224180。180。103z==，取z=8。FQf180。1551027一鋼制液壓油缸，缸內(nèi)油壓p=4 MPa，油缸內(nèi)徑D = 160 mm（圖107），沿凸緣圓周均布8個(gè)螺栓，裝配時(shí)控制預(yù)緊力。試確定螺栓直徑。解：FS=p180。p4D2=4180。p4180。1602=F=FSFS==10053N z8Fp/，F(xiàn)Q=F+Fp/=，ss=640，S=，[s]==474，s=163。[s]，d1179。180。4p[s]=，螺栓直徑d=8mm。1028試為題1026圖所示聯(lián)軸器選擇平鍵連接的尺寸并校核其強(qiáng)度。11，L=108，l=Lb=90，k=，sbS=解：bh=182T/60=101 MPa，lk[s]bS=75 MPa，強(qiáng)度不足。1029一鋼制齒輪與軸采用靜連接，軸徑d = 100 mm，齒輪輪轂寬度為180 mm，工作時(shí)有輕微沖擊。試確定普通平鍵連接尺寸，并計(jì)算其能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。解：鍵A 28X16GB/T—1096—79，鍵長(zhǎng)L=176mm，l=Lb=160，k=h/2=8，[s]bs=110MPa，sbs=2T2T=163。[s]bs，kdl8180。100180。160T163。[s]bs180。8180。100180。160/2=7040Nm第十一章軸承 思考題和練習(xí)題111滑動(dòng)軸承的摩擦狀況有哪幾種？它們有何本質(zhì)差別？解：分為四種：干摩擦狀態(tài)，當(dāng)兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間無(wú)任何介質(zhì)時(shí)，兩摩擦表面直接接觸，摩擦因數(shù)大，兩表面的磨損快，摩擦功率損耗也較大；邊界摩擦狀態(tài)，兩摩擦表面上吸附有一層極薄的潤(rùn)滑介質(zhì)薄膜，兩摩擦表面被薄膜隔開(kāi)，但在載荷作用下，有部分表面上的凸峰會(huì)刺破薄膜而形成直接接觸，因此這種狀態(tài)下摩擦因數(shù)和磨損都比較大；液體摩擦狀態(tài)，當(dāng)兩表面之間存在液體介質(zhì)，同時(shí)液體介質(zhì)的厚度足以將兩表面完全隔開(kāi)，在這種狀態(tài)下，兩表面之間的摩擦完全來(lái)自液體介質(zhì)內(nèi)部，摩擦因數(shù)很小，磨損幾乎為零；混合摩擦狀態(tài)，當(dāng)兩表面之間液體介質(zhì)的厚度較小，使兩摩擦表面之間一些地方形成液體摩擦，而在另一地方形成邊界摩擦?；瑒?dòng)軸承的摩擦狀況本質(zhì)差別在于摩擦系數(shù)和磨損不同。112徑向滑動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？各有何特點(diǎn)？解：有整體式、剖分式和調(diào)心式。整體式滑動(dòng)軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但在裝拆時(shí)需要軸承或軸作較大的軸向移動(dòng)，故裝拆不便。而且當(dāng)軸頸與軸瓦磨損后，無(wú)法調(diào)整其間的間隙。剖分式軸承裝拆方便，且通過(guò)調(diào)整墊片的厚薄，可以調(diào)整軸瓦和軸頸間的間隙，以補(bǔ)償磨損造成的間隙增大。調(diào)心式軸承軸瓦外表面為球面，起調(diào)心作用，以適應(yīng)軸的偏斜。113非液體摩擦滑動(dòng)軸承的主要失效形式是什么，試從下面選擇正確解案？(a)點(diǎn)蝕(b)膠合 √(c)磨損(d)塑性變形114常用軸瓦材料有哪些，適用于何處？為什么有的軸瓦上澆鑄一層減磨金屬作軸承襯使用？解：軸承合金，常用來(lái)做軸承襯材料；青銅，常用來(lái)整體軸瓦。能同時(shí)滿足軸承材料要求的是難找的，為使各種軸承材料在性能上取長(zhǎng)補(bǔ)短，在工藝上可以用澆鑄或壓合方法，將具有減磨作用的薄層材料粘附在軸瓦基體上。115形成滑動(dòng)軸承動(dòng)壓油膜潤(rùn)滑要具備什么條件？解：形成液體動(dòng)壓油膜需要具備以下條件：(1)軸頸和軸瓦工作表面間必須有一個(gè)收斂的楔形間隙。(2)軸頸和軸瓦工作表面間必須有一定的相對(duì)速度，且它們的運(yùn)動(dòng)方向必須使?jié)櫥瑒拇罂诹魅?，從小口流出?3)要有一定粘度的潤(rùn)滑劑，且供應(yīng)要充分。116選擇下列正確解案。液體滑動(dòng)軸承的動(dòng)壓油膜是在一個(gè)收斂間楔、充分供油和一定條件下形成的。√(a)相對(duì)速度(b)外載(c)外界油壓(d)溫度 117校核鑄件清理滾筒上的一對(duì)滑動(dòng)軸承，已知裝載量加自重為 18000 N，轉(zhuǎn)速為 40 r/min，兩端軸頸的直徑為 120 mm，軸瓦材料為錫青銅ZCuSn10Pl，用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。解：F=18000/2=9000N，l=1180。d=120，[p]=，[pv]=，[v]=10F9000== MPa ld120180。120Fpdnpv=180。= 180。1000pdnv== m/s 60180。1000p=118驗(yàn)算一非液體摩擦的滑動(dòng)軸承，已知軸轉(zhuǎn)速n=65r/min，軸直徑d=85mm，軸承寬度B=85mm，徑向載荷R=70kN，軸的材料為45號(hào)鋼。R70180。103== MPa 解：p=ld85180。85v= pdn60180。1000= m/s pv=Rpdn180。= 180。1000滑動(dòng)軸承的材料為ZCuZn16Si4。119一起重用滑動(dòng)軸承，軸頸直徑d=70mm，軸瓦工作寬度B=70mm，徑向載荷R=30000N，軸的轉(zhuǎn)速n=200r/min，試選擇合適的軸瓦材料。解：p=R30000== MPa ld70180。70pdnv== m/s 60180。1000pv=Rpdn180。= 180。1000滑動(dòng)軸承的材料為ZCuZn16Si4。1110已知一支承起重機(jī)卷筒的非液體摩擦的滑動(dòng)軸承所受的徑向載荷R=25000N，軸頸直徑d=90mm，寬徑比B/d=1，軸頸轉(zhuǎn)速n=8r/min，試選擇該滑動(dòng)軸承的材料。解：p=R25000== MPa ld90180。90pdnv== m/s 60180。1000pv=Rpdn180。= 180。1000滑動(dòng)軸承的材料為HT150。1111 滾動(dòng)軸承主要類(lèi)型有哪幾種？各有何特點(diǎn)？試畫(huà)出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。解：見(jiàn)表11—2 1112 說(shuō)明下列型號(hào)軸承的類(lèi)型、尺寸、系列、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及精度等級(jí)：32210E，52411/P5，61805，7312AC，NU2204E。解：32210E：圓錐滾子軸承，d=50，直徑系列2，寬度系列2，普通級(jí)精度 52411/P5：推力球軸承，d=55，直徑系列4，寬度系列2，5級(jí)精度 61805：深溝球軸承，d=55，直徑系列8，寬度系列1，普通級(jí)精度 7312AC：角接觸球軸承，d=60，直徑系列3，寬度系列0，普通級(jí)精度 NU2204E：圓柱滾子軸承，d=20，直徑系列2，寬度系列2，普通級(jí)精度 1113 選擇滾動(dòng)軸承應(yīng)考慮哪些因素？試舉出1~2個(gè)實(shí)例說(shuō)明之。解：主要應(yīng)考慮如下三方面的影響因素來(lái)確定。1．軸承承受的載荷軸承的類(lèi)型選擇主要決定于載荷的大小、方向和性質(zhì)。1)由于球軸承元件之間是點(diǎn)接觸，而滾子軸承是線接觸，所以在同樣的載荷下球軸承的接 觸應(yīng)力要比滾子軸承大，因此當(dāng)載荷輕而平穩(wěn)時(shí)，宜選球軸承；而當(dāng)載荷大、有沖擊時(shí)則宜選用滾子軸承。2)當(dāng)軸承載荷的方向?yàn)榧儚较驎r(shí)，應(yīng)選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。而當(dāng)載 荷方向?yàn)榧冚S向時(shí)，則應(yīng)選用推力球軸承。3)若軸承同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，且軸向載荷較小時(shí)，可選用深溝球軸承；而當(dāng)軸向荷較大時(shí)，則可選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。2．軸承的轉(zhuǎn)速1)由于球軸承比滾子軸承的滾動(dòng)阻力小，所以在尺寸、精度相同時(shí)，球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。2)在軸承內(nèi)徑相同情況下，不同的滾動(dòng)體尺寸對(duì)應(yīng)于不同的軸承尺寸系列。滾動(dòng)體的尺寸 愈大，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力也愈大，對(duì)軸承的強(qiáng)度和壽命影響也隨之增大，因此滾動(dòng)體小的軸承更適合于高速轉(zhuǎn)動(dòng)下工作。3)推力軸承的滾道對(duì)滾動(dòng)體的約束能力很小，在較高轉(zhuǎn)速時(shí)滾動(dòng)體很容易脫離滾道位置而失效，所以推力軸承的極限轉(zhuǎn)速都很低。3．軸承的調(diào)心性能 當(dāng)軸的跨距較大、彎曲剛度較小或由于加工安裝等原因造成軸兩端的軸承有較大不同心時(shí)，應(yīng)采用具有自動(dòng)調(diào)心性能的調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。1114 滾動(dòng)軸承的主要失效形式是什么？應(yīng)怎樣采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？解：疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的主要失效形式，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是驗(yàn)算當(dāng)量動(dòng)載荷以避免在要求壽命內(nèi)發(fā)生點(diǎn)蝕；當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，很大的靜載荷或沖擊載荷會(huì)使軸承滾道和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生塑性變形，使?jié)L道表面形成變形凹坑，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是驗(yàn)算當(dāng)量靜載荷以避免發(fā)生塑性變形。1115 試按滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算公式分析：（1）轉(zhuǎn)速一定的7207C軸承，其額定動(dòng)載荷從C增為2C時(shí)，壽命是否增加一倍？（2）轉(zhuǎn)速一定的7207C軸承，當(dāng)量動(dòng)載荷從P增為2P時(shí)，壽命是否由Lh下降為L(zhǎng)h/2？（3）當(dāng)量動(dòng)載荷一定的7207C軸承，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速由n增為2n時(shí)，其壽命有何變化？ 解：（1）否，應(yīng)是原來(lái)的8倍（2）否，應(yīng)是Lh/8（3）轉(zhuǎn)數(shù)壽命不變，時(shí)間壽命縮小一半。第十二章 軸和聯(lián)軸器 思考題和練習(xí)題