.. .. .. ..
降低螺栓的刚度，提高被连接件的刚度和提高预紧力，其受力变形线图参见教材图 5－28c。 5－17 答：
在螺纹连接中，约有 1/3 的载荷集中在第一圈上，第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。因此采用 螺纹牙圈数过多的加厚螺母，并不能提高螺纹连接的强度。
采用悬置螺母，环槽螺母，内斜螺母以及钢丝螺套，可以使各圈螺纹牙上的载荷分布趋于均匀。 5－18 答：
滑动螺旋的主要失效形式是螺纹磨损，滑动螺旋的基本尺寸为螺杆直径和螺母高度，通常是根据耐 磨性条件确定的。
5－19（略） 5—20 答：
1．公式中螺栓数 z = 8 错误，应当取 z = 4 。
2．螺纹由 d1≥ 9.7mm 圆整为 d = 10mm 错误，应当根据小径 d1≥ 9.7mm ，由螺纹标准中查取螺纹大 径 d 。
5—21 解：
6.8 级螺栓的屈服极限σs=480MPa，许用应力［σ］＝σs/s＝480/3＝160MPa。 由式（5－28），螺栓上的预紧力
2 2 σ 160 × × N
［ ］ π 10.106 πd F ≤ × 1 = × = 9872
由式（5－9），最大横向力
0
1.3 4
9872 × 0.2 × 2Ffzi N F ≤ = 3291 1 K
0
1.3 4
s5—22（略） 5—23 解：
1．计算单个螺栓的工作剪力
1.2 3
×=
2．确定许用应力
BF = 2T=2 × 630×10= 2423N zD ×
4 130
联轴器的材料为铸铁 HT200，σ= 200MPa ，设联轴器工作时受变载荷，查表 5-10，取 Sp= 3 。螺 栓的性能等级为 8.8 级， σ= 640MPa ，查表 5-10，Sτ=5 ，许用应力
s取
σ
[
σB
] =
200 = 3
= 66.7MP； a τ σs
[ ] =
640 = 5
= 128MPa
3．验算连接强度
pSp
Sτ
查手册，铰制孔用螺栓 GB/T 27-88 M12×60，光杆部分的直径 d0= 13mm ，光杆部分的长度为 60 －22＝38mm，因此连接处的最小挤压高度 Lmin= 18mm ，由公式（5-35），接合面的挤压应力
2423 = σ p = F σ
d L = 10.35MPa < [p]
0 min
×
13 18
由公式（5-36），螺栓杆的剪切应力
4F
参考.资料
τ=
π
.. .. .. ..
--
12= × 2400
d
02
= 4 2423 π ×13
2
18.25MPa < [ ]
τ
满足强度条件。
5—24 解：
采用橡胶垫片密封，螺栓的相对刚度
Cb
bm
+
= 0.9 ，由公式（5-32），螺栓的总拉力
C
C
参考.资料
7
.. .. .. ..
C
F20
= 1500 + 0.9×1000 = 2400N
= F +Cb+bCmF
由公式（5-29），残余预紧力 5—25 解：
1．计算方案一中螺栓的受力 为 Fj，则 Fi和 Fj分别为
1 F1= F2? F = 2400? 1000 = 1400N
螺栓组受到剪力 F 和转矩T (T = FL) ，设剪力 F 分在各螺栓上的力为 Fi，转矩 T 分在各螺栓上的力
FL Fj
300 Fi= F ；
3
由图 a 可知，螺栓 3 受力最大，所受1 5 17 力
F3= FiFj + = F + F = 6 F = 2.83
F 3 2
2．计算方案二中螺栓的受力
= =×
2a 2 60
F
= 5 2
F
螺栓上的 =1，
F Fi
3
5
Fj=
2
F ，由图 b 可知，螺栓 1 和 3 受力最大，所受力
= =
3
+
1
= (
2
2
+
5
2
= 2.52F
F
1
F F
2
i
F
j
3．计算方案三中螺栓的受力
=F ； Fi 3
1
3
F) ( F ) 2 300
FL F=3a×
j= 5
=
F
3 60
3
F
由图 c 可知，螺栓 2 受力最大，所受 力
=
2
2
1 (
2
+ 5 × 1
5
cos150
i j
F
2
F + F ? 2F F
i
j
=
3 F )
比较三个方案可以看出，方案三较好。
题解 5—25 图
( 3 F )2? 2 ( 3 )( ) cos 150 = 1.96
F F F 3
5—26 解：
参考.资料
.. .. .. ..
将 Fe力等效转化到底板面上，可知底板受到轴向力 F1，横向力 F2和倾覆力矩 M 。 1）底板最左侧的螺栓受力最大，应验算该螺栓的拉伸强度，要求拉应力 σ ≤ [σ ] 。 2）应验算底板右侧边缘的最大挤压应力，要求最大挤压应力σPmax ≤ [σp] 。 3）应验算底板左侧边缘的最小挤压应力，要求最小挤压应力σmin>0 。
P4）应验算底板在横向力作用下是否会滑移，要求摩擦力 Ff> F2。
8
参考.资料
.. .. .. ..
题解 5—26 图
5—27 答：
a) 参见教材图 5-3b； b）参见教材图 5-3a ； c）参见教材图 5-2b，螺栓应当反装，可以增大
Lmin；
d)参见教材图 5-4；e) 参见教材图 5-6；f）参见教材图 5-3b，螺钉上方空间应增大，以便装拆螺钉。改 正图从略。
第六章 键、花键、无键连接和销连接
6—1 （4） ；6—2 接合面的挤压破坏 ；接合面的过度磨损 ；
6—3 （4） ；6—4 小径 ；齿形 ；6—5 （4） ； 6－6 答：
薄型平键的高度约为普通平键的 60％～70％，传递转矩的能力比普通平键低，常用于薄壁结构， 空心轴以及一些径向尺寸受限制的场合。
6－7 答：
半圆键的主要优点是加工工艺性好，装配方便，尤其适用于锥形轴端与轮毂的链接。主要缺点是轴 上键槽较深，对轴的强度削弱较大。一般用于轻载静连接中。
6—8 答：
两平键相隔 180°\?7X置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加弯矩，受
力状态好。
两楔键相隔 90 ~ 120 布置。若夹角过小，则对轴的局部削弱过大；若夹角过大，则两个楔键的总 承载能力下降。当夹角为 180°\?2X，两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载能力。因此，
两个楔键间的夹角既不能过大，也不能过小。
半圆键在轴上的键槽较深，对轴的削弱较大，不宜将两个半圆键布置在轴的同一横截面上。故可将 两个半圆键布置在轴的同一母线上。通常半圆键只用于传递载荷不大的场合，一般不采用两个半圆键。
6－9 答：
轴上的键槽是在铣床上用端铣刀或盘铣刀加工的。轮毂上的键槽是在插床上用插刀加工的，也可以 由拉刀加工，也可以在线切割机上用电火花方法加工。
6－10 答：
因为动连接的失效形式为过度磨损，而磨损的速度快慢主要与压力有关。压力的大小首先应满足静 强度条件，即小于许用挤压应力，然后，为了使动连接具有一定的使用寿命，特意将许用压力值定得较 低。如果动连接的相对滑动表面经过淬火处理，其耐磨性得到很大的提高，可相应地提高其许用压力值。
参考.资料