第九版機(jī)械設(shè)計(jì)濮良貴課后習(xí)題答案

1、第三早機(jī)械零件的強(qiáng)度p45習(xí)題答案精選3-1某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限a1180MPa，取循環(huán)基數(shù) N。5 106,m 9，試求循環(huán)次數(shù) N分別為7 000、25 000、620 000次時(shí)的有限壽命彎曲疲勞極限。1N1180単 373.6M Pa7 1039V1324.3MPaaiN3180227.0MPa3-2已知材料的力學(xué)性能為os260MPa , (T1 170MPa ,，0.2 ,試?yán)L制止匕a(0,170)a2 a 1(a2a11 2 a1C(260,0)aa材料的簡化的等壽命壽命曲線。2 170283.33MPa1 a10.2得 d(283.3%,283.3%),即卩 d(141

2、.67,141.67)根據(jù)點(diǎn)a(0,170)， C(260,0)， d(141 .67,141.67)按比例繪制該材料的極限應(yīng)力圖如下圖所示解 由于DZd72Z2sl.lS,. r煖20-溯所次.g教材PH養(yǎng)3.1插ffiS筆 心課新査教材附圖3丄 播值Sy賜3-4圓軸軸肩處的 尺寸為：D=72mm , d=62mm , r=3mm 。如用題3-2中的材料，設(shè)其強(qiáng)度極限(=420MPa，精車，彎曲，ft=1，試?yán)L制此零件的簡化等 壽命疲勞曲線。解因 7 54 1.2，d 專3-1得q 7 0.78，將所查值代入公式，即1.2，0.067，查附表3-2，插值得7 1.88，查附圖(7(7k 7

3、1 Qt 7 11 0.781.88 11.69查附圖3-2,0.75；按精車加工工藝，查附圖 3-4，得氏0.91 ,已知fq 1，則1.690.75112.350.911A0，17%35，C 260,0 ,D141.67,141.6% 35根據(jù)A 0,72.34 ,C 260,0 , D 141.67,60.29按比例繪出該零件的極限應(yīng)力線圖如下圖A 72. 3旳D(14L67, 60- 29)C (兀 0, 0 (7o3-5如題3-4中危險(xiǎn)截面上的平均應(yīng)力20MPa，應(yīng)力幅 7a 20MPa ,試分別按rCTnC ,求出該截 面的計(jì)算安全系數(shù)Sea。解由題 3-4 可知 71 170MP

4、a, 7 260MPa,7 0.2, K 7 2.35A CO. 72. 34)一-/Co. 30)/Tf I0 C?0. 0)(1)r C工作應(yīng)力點(diǎn)在疲勞強(qiáng)度區(qū)，根據(jù)變應(yīng)力的循環(huán)特性不變公式，其計(jì)算安全系數(shù)Sea1K.Oa 。m1702.35 300.2 202.28工作應(yīng)力點(diǎn)在疲勞強(qiáng)度區(qū)，根據(jù)變應(yīng)力的平均應(yīng)力不變公式，其計(jì)算安全系數(shù)Sea(71702.35 0Z 201 812.3530 20.第五章 螺紋連 接和螺旋傳動(dòng)p101習(xí)題答案5-1分析比較普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋的特點(diǎn)，各舉一例說明它們的應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用類型牙形為等力三角形，牙型角600，內(nèi)外般聯(lián)接多用粗牙螺紋，螺紋

5、螺紋旋合后留有徑向間隙，外螺紋牙根細(xì)牙螺紋常用于細(xì)小零允許有較大的圓角，以減少應(yīng)力留集中。同一公稱直徑按螺距大小，分為粗牙和細(xì)牙。細(xì)牙螺紋升角小，自鎖性較好，搞剪強(qiáng)度高，但因牙細(xì)在耐磨，容易滑扣牙型為等腰三角管聯(lián)接用細(xì)牙普件、薄壁管件或受沖擊、振動(dòng)和變載荷的連接中，也可作為微調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺紋用薄壁管件形，牙型角550，通螺紋外螺紋旋合后無徑非螺紋密封的550管接關(guān)、旋塞、閥門及其向間隙，牙頂有較圓柱管螺紋他附件大的圓角用螺紋密封的550圓錐管螺紋門及其他螺紋連接的附米制錐螺紋氣體或液體管路系統(tǒng)依靠螺紋密封的聯(lián)接螺紋梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙側(cè)角30,內(nèi)外螺紋 以錐面巾緊不 易松動(dòng)，工藝較好，牙

6、 根強(qiáng)度咼，對中性好最常用的傳動(dòng)螺紋鋸齒形螺紋牙型不為等腰梯形，工作面的牙側(cè)角30, 非工作面的牙側(cè)角300。外螺紋牙根有較大的圓角，以減少應(yīng)力集中。內(nèi) 外螺紋旋合后，大徑處無間隙，便于對中。兼有矩形螺紋傳動(dòng)效率高和梯形 螺紋牙根旨度高的特點(diǎn)只能用于單向受力的螺 紋聯(lián)接或螺旋傳動(dòng)，如螺 旋壓力機(jī)5-2將承受軸向變載荷的聯(lián)接螺栓的光桿部分做得細(xì)些有什么好處?答：可以減小螺栓的剛度，從而提高螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度。5-3分析活塞式空氣壓縮氣缸蓋聯(lián)接螺栓在工作時(shí)的受力變化情況，它的最大應(yīng)力，最小應(yīng)力 如何得出？當(dāng)氣缸內(nèi)的最高壓力提高時(shí)， 它的最大應(yīng)力，最小應(yīng)力將如何變化？解知是心兩評）最大應(yīng)力出現(xiàn)在壓縮到最

7、小體積時(shí)，最小應(yīng)力出現(xiàn)在膨脹到最大體積 時(shí)。當(dāng)汽缸內(nèi)的最高壓力 提高時(shí)，它的最大應(yīng)力增大，最小應(yīng)力不變。5-4圖5-49所示的底板螺栓組聯(lián)接受外力F藝作用在包含x軸并垂直并判斷哪個(gè)于底板接合面的平面內(nèi)。 試 分析底板螺栓組的受力情況，螺栓受力最大？堡證聯(lián)接安全工作的必要條件有哪些?一匚一JQ OtJ11 1uIJYr1B5-49辰板栓姐聯(lián)ft I I IHIH ！解；將尺力尊奴轉(zhuǎn)化到底板B上，可知底板受到抽向力,橫向力吒申傾覆 力拒軋4（1）底板最左側(cè)的煤栓受力最大，應(yīng)驗(yàn)算該螺柱的拉伸強(qiáng)度.要求竝應(yīng)力（2）應(yīng)臉?biāo)愕装逵覀?cè)邊緣的最7拼應(yīng)力要求最大擠壓應(yīng)力口*血猷三切 應(yīng)驗(yàn)算底板右惻邊緣的最小擠應(yīng)

8、力要求最小擠壓應(yīng)力礙-A 0 .（4）應(yīng)驗(yàn)算底板在橫向力作用下是否會涓移，要求摩搖力丹A巧.“5-5圖5-49是由兩塊邊板和一塊承重板焊接的龍門起重機(jī)導(dǎo)軌托架。兩塊邊板各用 4個(gè)螺栓與立柱相連接，托架所承受的最大載荷為20kN，載荷有較大的變動(dòng)。試問：此螺栓連接采用普通螺栓連接還是鉸制孔用螺栓連接為宜？為什么？Q215 ,若用M6 X 40鉸孔用螺栓連接，已知螺栓機(jī)械性能等級為8.8，校核螺栓連接強(qiáng)度。11. Ur T解采用鉸制孔用螺栓連接為宜因?yàn)橥屑芩艿妮d荷有較大變動(dòng)，鉸制孔用螺栓連接能精確固定被連接件的相對位置，并能承受橫向載荷，增強(qiáng)連接的可靠性和緊密 性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙

9、或發(fā)生相對滑移，而普通螺栓 連接靠結(jié)合面產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩，連接不牢靠。(1)確定M6X 40的許用切應(yīng)力由螺栓材料 Q215,性能等級8.8，查表5-8，可知碣640MPa，查表 5-10，可知S 3.5 5.0640S 3.5 5.0182.86 - 128 MPa%4640426.67MPaP Sp 1.5(2) 螺栓組受到剪力 F和力矩(T FL ),設(shè)剪力F分在各個(gè)螺栓上的力為Fi，轉(zhuǎn)矩T分在各個(gè)螺栓上的分力為Fj，各螺栓軸線到螺栓組對稱中心的距離為r,即r75J亦m2 cos4511Fi-F20 2.5kN883LFL20 30010 3 廠氐“Fj 一 尸35/2kNj8r

10、8757210 3由圖可知，螺栓最大受力Fmax 托Fj2 2FiFjCOS 0 忌5（5運(yùn)）22 2.5 52 cos45 9.015kNFmax9.015 103-ma 319 2 3 2 do- 6 10 344-暑6務(wù)驚103 131.8 制故M6X 40的剪切強(qiáng)度不滿足要求，不可靠。5-6已知一個(gè)托架的邊板用6個(gè)螺栓與相鄰的機(jī)架相連接。托架受與邊板螺栓組的垂直對稱軸線相平行、距離為250mm、大小為 60kN的載荷作用?，F(xiàn)有如圖5-50所示的兩種螺栓布置形式，設(shè)采用鉸制孔用螺栓連接，試問哪一種布置形式所用的螺栓直徑最?。繛槭裁?C50h型1&OkbJI I e-ej衍干氓5解螺栓組受

11、到剪力F和轉(zhuǎn)矩，設(shè)剪力F分在各個(gè)螺栓上的力為 Fi，轉(zhuǎn)矩T分在各個(gè)螺栓上的分力為Fj(a)中各螺栓軸線到螺栓組中心的距離為r，即 r=125mmF 6fF fl1-60 10kN660 250 10 3 ccz 20kN6 125 10 3由（a）圖可知，最左的螺栓受力最大FmaxFiFj 10 20 30kN（b）方案中Fi 6f60 10kNFjmaxMrmax62rii 1FLrImax 62斤i 1I260 250 10 3 J 12522 22喧4竺12522 2103-24.39kN610由（b）圖可知，螺栓受力最大為Fmax jFi2 Fj2 2FiFjCOsB1o2 (24.3

12、9)2 2 10 24.39 W 33.63kNV75可知采用（a）布置形式所用的螺栓直徑較小F=56KN,5-7圖5-52所示為一拉桿螺紋聯(lián)接。已知拉丁所受的載荷載荷穩(wěn)定，拉丁材料為 Q235鋼，試設(shè)計(jì)此聯(lián)接。II解 該題屬于松螺栓聯(lián)接的題目。拉伸強(qiáng)度條件為4b = 0 8 F = 26 13柯?3 MF按螺桿抗壓強(qiáng)度初選螺紋的內(nèi)徑。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件為但對中小尺寸的螺桿，可認(rèn)為 0燈，所以上式可簡化為%嚴(yán)1-込二1.3Q站蘭0 = Jj式中，A為螺桿螺紋段的危險(xiǎn)截面面積，A =乩卑芻宀弁、4 ;S為螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，對于傳力螺旋，S=3.5-5.0;對于傳導(dǎo)螺旋，S=2.5-4

13、.0;對于精 密螺桿或水平螺桿，S4.本題取值為5.故%二占乎M(5)綜合考慮，確定螺桿直徑。比較耐磨性計(jì)算和抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié) 果，可知本題螺桿直徑的選定應(yīng)以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，按國家 標(biāo)準(zhǔn)GB/T5796-1986選定螺桿尺寸參數(shù)：螺紋外徑d=44mm,螺紋內(nèi)徑d1=36mm,螺紋中徑d2=40.5mm,螺紋線數(shù) n=1,螺距P=7mm.(6)校核螺旋的自鎖能力。對傳力螺旋傳動(dòng)來說，一般應(yīng)確保自鎖性要求，以避免事故。本題螺桿的材料為鋼，螺母的材料為青銅，鋼對青銅的摩擦系數(shù)f=0.09(查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊)。因梯形螺紋牙型角X 了戸二礦邁,所以 歲二 arctaii 上匕 二 3*3f、% =

14、 /ctan 尤二 arctan - = 519 cos P因0莖厲,可以滿足自鎖要求。注意：若自鎖性不足，可增大螺桿直徑或減沾上螺距進(jìn)行調(diào)整。(7)計(jì)算螺母高度 H.因選 TS所以h=101Je,取為102mm.螺 紋圈數(shù)計(jì)算：z=H/P=14.5 螺紋圈數(shù)最好不要超過 10圈，因此宜作調(diào)整。P而本題般手段是在不影響自鎖性要求的前提下，可適當(dāng)增大螺距螺桿直徑的選定以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，耐磨性已相當(dāng)富裕，所以可適當(dāng)減低螺母高度?，F(xiàn)取螺母高度H=70mm,則螺紋圈數(shù)z=10,滿足要求。(8)螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算。由于螺桿材料強(qiáng)度一般遠(yuǎn)大于螺母材料強(qiáng)度，因此只需校核螺母螺紋的牙根強(qiáng)度。根據(jù)教材表5

15、-13，對于青銅螺母T = 30-402fl,這里取30MPa,由教材式(5-50)得螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪 切應(yīng)力為匸二- = 6.36M-Fa - 11才-20 = Minnp由公式6-1)J擠壓應(yīng)力20007 2000x1000暫，=;=F “ -C = 52,9MF 且 ?-. JtiJ 6 X ?0x 70*s足強(qiáng)度條件.久曙走齒輪處鍵的類辣尺寸.選A型平鍵，根據(jù)軸徑= 90in.m 查表5-1.得籬的St面尺寸為：b = 25mni , A = I +in m j聰鍵長 i=S0mm,鍵的標(biāo)記Xb S 25X SO GB/Tl09（5-2003.4.校核連撐退ffi齒銳和軸的材料均決J

16、H 查恚 Z 取ILOXIPa, A: = 0.5A = 0.5xl4 = 7inni ： i=L-b -S0-15-55m3ni 由公式（6-1）,擠壓力1K7 iOOOxl-OOOr ,CT = 57JlIPa f = i- 0-9 = Slmni ,由公式（h 榕壓應(yīng)力12000x157,5滿足強(qiáng)度條件.6-6第八章帶傳動(dòng)p164習(xí)題答案8-1 V帶傳動(dòng)的n1 1450 r/min，帶與帶輪的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv 0.51，包角1 180，初拉力Fo 360N。試問：（1）該傳動(dòng)所能傳遞的最大有效拉力為多少？（ 2）若ddi 100mm，其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少？（3）若傳動(dòng)效率為0.95，彈

17、性滑動(dòng)忽略不計(jì)，從動(dòng)輪輸出效率為多少?解1Fec2F0埠1尹10.51e1105360478.4Ne2TF ec 478.4Ml 23.92N mm2Fecrn ddiFee v? n ? n1000 1000 60 1000478.4 1450 3.14 100 門 c廠 0.951000 60 10003.45kW8-2 V帶傳動(dòng)傳遞效率P 7.5kW，帶速V 10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即FiF2，試求緊邊拉力F1、有效拉力Fe和初拉力F0。FeFeV10001000P 1000 7.5 750N 10FeFiF2 且 Fi 2F2Fi2Fe7501500NFiF0F0FiFe

18、2Fe21500 更 1125N28-3査教材圖 89?Sc/j3=639mm.S數(shù)林衣丸取LM500mm由*/：.P畫=SIS數(shù)材襄 8-5c 得 pg 91KWJR &兄得儘=0 5弧w.晝我 a-6 ft KA=&88-4有一帶式輸送裝置，其異步電動(dòng)機(jī)與齒輪減速器之間用普通兩班制工帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率P=7kW，轉(zhuǎn)速ni 960“min，減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速n2 330r/min，允許誤差為5%，運(yùn)輸裝置工作時(shí)有輕度沖擊，作，試設(shè)計(jì)此帶傳動(dòng)。解(1)確定計(jì)算功率Pca由表8-7查得工作情況系數(shù)Ka 1.2，故FCaKaP 1.2 7 8.4kW(2) 選擇V帶的帶型根據(jù)Pca、ni，由圖8-

19、11選用B型。ni(3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd，并驗(yàn)算帶速V由表8-6和8-8，取主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑dd1 180mm 驗(yàn)算帶速Vddlnl180 960.V 9.0432 m/s60 1000 60 10005m/s V 30m/s帶速合適 計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑330dd2180 960 1 O.。5 497.45mmn2(4)確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Ld由式 0.7 dd1 dd 2a02 dd1dd 2，初定中心距a0550mm。 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度Ld0 2a0 - dd1 dd2dd2/ dd124a02500 1802 550 - 180 50024 5502214mm由表8

20、-2選帶的基準(zhǔn)長度 Ld 2240 mmLd Ld02240 2214a 30 550 563mm550 630mm。2中心距的變化范圍為驗(yàn)算小帶輪上的包角a 180 dd2 dd1a57.3 “c ucc “c 57.3 180 500 180 a56314790故包角合適。計(jì)算帶的根數(shù)z 計(jì)算單根V帶的額定功率3.25kW0.303kW由 dd1 180mm和 rn 960m/s ,查表 8-4a 得 p。根據(jù) m 960m/s,i 960 2.9和B型帶，查表得 P。330查表8-5得ka 0.914，表8-2得kL 1,于是PrP0P0 k a kL (3.25 0.303) 0.91

21、4 1 3.25kW 計(jì)算V帶的根數(shù)z取3根。(7)計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值F0 min由表8-3得B型帶的單位長度質(zhì)量q 018kg/m，所以F0 min 500 2.5 k a PCa q V2 5002.5 0.914 8.4 0.18 9.04322 283Nk aZv0.914 3 9.0432(8)計(jì)算壓軸力147sin1628N2aFp 2z F0 min sin 亍 2 3 283(9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(略)第九章鏈傳動(dòng)p184習(xí)題答案9-1:內(nèi)堆抽線乩譏祥人同M沿血制內(nèi)卜丘h堰大卜4醴的右公*1舍齒蠶裱少.腎砥傳功灌力 脫栄施：1、斑樂 中貯跖：趴J【丙盤輪：弭荷輪諭扁駕描俺

22、ni9-2某鏈傳動(dòng)傳遞的功率 P 1kW，主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1 48min，從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n2 14r/min，載荷平穩(wěn)，定期人工潤滑，試設(shè)計(jì)此鏈傳動(dòng)4819 6514解(1)選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)Z1 19，大鏈輪的齒數(shù)Z2 iz1西Z1n2由表9-6查得Ka 1.0，由圖9-13查得Kz 1.52，單排鏈，則計(jì)算功率為FCa KAKz P 1.0 1.52 11.52kW(3) 選擇鏈條型號和節(jié)距根據(jù) Pea 1.52kW及ni 48r/min ， 查圖9-11，可選 16A，查表 9-1，鏈條節(jié)距P 25.4mm(4) 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距 ao (30 50) P (30 - 50

23、)25.4762 -1270 mm。取 a0900mm，相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為2,c a。Z1 Z2Z2Z1PLp02?丁-290019 6525.422a。265 19225.4900114.3114 節(jié)。查表9-7得中心距計(jì)算系數(shù)f1 0.24457，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為a fZLp z1 z20.24457 25.4 2 114 19 65895mm(5) 計(jì)算鏈速V,確定潤滑方式48 19 25.4/V 0.386 m s60 1000 60 1000由V 0.386 m/s和鏈號16A，查圖9-14可知應(yīng)采用定期人工潤滑。有效圓周力為Fe 1000 - 1000VFpKgFe 1.15

24、2591 2980N9-3已知主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1 850r/min，齒數(shù)乙21，從動(dòng)鏈齒數(shù)z? 99，中ni心距 a 900mm，滾子鏈極限拉伸載荷為55.6kN，工作情況系數(shù)Ka1，(6)計(jì)算壓軸力Fp1 2591N 0.386Fp鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)Kf. 1.15 ,則壓軸力為試求鏈條所能傳遞的功率。解由 Fiim 55.6kW，查表 9-1 得 P 25.4mm，鏈型號 16A根據(jù)P 25.4mm,厲850r/min，查圖9-11得額定功率FU 35kW由Z121查圖9-13 得 Kz 1.45且 Ka 1P -5ca-KaKz3524.14kW11.459-4幫壓軸力ttW. W

25、iSEffl力P刁 “Wa三=12旳.814V技朮平傳劫，取壓軸力系數(shù)心9 15則a軸力第十章齒輪傳動(dòng)p236習(xí)題答案10-1試分析圖10-47所示的齒輪傳動(dòng)各齒輪所受的力 （用受力圖表示各力的作用位置及方向）。Fti主動(dòng)、）Fn7精選Fd；FT?10 2解（1慶輪A溝主動(dòng)輪.輪I1為惰槍.也就a說齒輪R既足工動(dòng)槍 史迪從動(dòng)輪.當(dāng)歯輪甘與中功輪A哺合時(shí)，件歯面星十側(cè)，*1齒輪從動(dòng)輪 C瞻合時(shí)工作祈m足為側(cè).對于一個(gè)輪歯來講是雙齒而工作雙齒血覺載， 駕曲應(yīng)力是対稱循環(huán).按觸力楚脈幼循環(huán)，取奩教材圖1S21（4）需接披勞強(qiáng)度鞭限&力 = ClWfa r晝材圖 10.20（C）得 a *5QMP 則

26、其應(yīng)力及許用應(yīng)力井別為r 巧th 0 7刃7 315AfFit%U險(xiǎn)遜里二610劇I訃=210咖（2）輕B為主動(dòng)輪，A和C同為從動(dòng)輪時(shí)，齒輪B推渤齒輪Aft CftTfr齒面 為同1齒解面，ftWffilE力和接融應(yīng)力均劃廉動(dòng)儲環(huán).仍取務(wù)“5務(wù)=2* CT沖=450Ai?ij r則其許用應(yīng)力分別為 g卜 K曽4 = coMftiW 3魯；必而接tt應(yīng)力是脈動(dòng)料壞，齒彎1111應(yīng)力見對稱循環(huán).任作彎曲強(qiáng)度 計(jì)第時(shí)，胸將圖屮ff出的極限向力值乘以t1. 7.lC-4容：一加6輪材料序饒選川鍛鋼（碳鋼或全僉鋼.前+搟惟瞬求餃低的 越輪，將齒輪屯坯經(jīng)匸火或調(diào)質(zhì)處理圧切齒即為成.這時(shí)粘度可達(dá)H級，粘切介

27、 金刪主喪處港碳用怦火.戴后進(jìn)行滾齒笞祐加工K棒廈可達(dá)八或R級. 肘十尺寸較大的備輪.nj ifljli鑄鉗或球?qū)ｈT鐵，正火后切情也可達(dá)”績耕te。lC-5提鬲輪肉掀彎?？琳沟拿枋㏕L tfik齒根過渡岡衣 消除扔工刀抿，可降 低齒根應(yīng)力集屮仲人軸和支瑕的則咯旳誡小齒M同部愛我；采取合適的熱處 理方袪使倫趾部貝冇定煽的捌性吐齒觀部辻疔啖丸.滾1亡寸衣而強(qiáng)應(yīng)，障舐齒 輪認(rèn)#11和糙惟伐輪采用iL知於花捉譎齒面抗點(diǎn)蝕遞力的措施町=炎哥齒而映麼：拜低顯E和槌燻；增人潤滑汕 和度：捉簡加工、發(fā)邀聊曬W減小禺載荷 化創(chuàng)、町增人祐綸心扇的綜件曲率半鼠；在iT吋范國內(nèi)采m鞍大變位系數(shù)疋補(bǔ)充題m 5,Zi20

28、, Z2 50,R 0.3,T24 105 N mm，標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪mn 6,Z3 24 ,若中間軸上兩齒輪所受軸向力互相抵消，B應(yīng)為多少？并計(jì)算2、3齒輪各分力大小。解(1)齒輪2的軸向力:2T2Fa2Ft2tan asin 5 tan asin 5dm2m 1 0.5R Z2tan asin $已知標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪即B 13.231精選齒輪3的軸向力:Fa3Ft3tan B 兀tan B d32T3陀3cos Btan2T3sin B mnZ3Fa 2 Fa3, a 20 衛(wèi) T3tan asin 5 m 1 0.5OR z22T3.sinmnZ3即 sin BmnZ3tan asin0.5Or z

29、2sin Btan 5Z1mn z3 tan asin50202.56 24 tan 20sin 50.928cos 50.371m 1 0.5Or z251 0.5 0.350輕 0.2289(2) 齒輪2所受各力:2T22T22 41053.765103N3.765kNdm2 m 1 0.5R z251 0.50.350Ft2ta n acos3.765103tan 200.3710.508103N0.508kNFt2 tan as in3.765103tan 200.9281.272103N1.272kNFt23.765 103 4kNFn2Fr2Fa2Ft2cos a cos20齒輪3

30、所受各力:Ft32T32T22T2ccos p d3mnZ3mnZ3cos p2 46空cos13.231245.408103N 5.408kNFr3Ft3 tan acos p5.408 103 tan 20cos12.3212.022 1 03N2.022kNFa3Ftatan p5.408 103 tan5408310 tan 20COS12.3211.272 103N 1.272kNFn3Ft3cos a cos p3.765 103廠 ccc “3“5.889 103 N cos20 cos12.3215.889kN10-6 設(shè)計(jì)銃床對圓柱齒輪傳動(dòng)P 7.5kW ,ni1450 r/

31、min,乙26, Z254，壽命Lh 12000h，小齒輪相對其軸的支承為不對稱布置，并畫出大齒輪的機(jī)構(gòu)圖。解(1)選擇齒輪類型、精度等級、材料選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。銃床為一般機(jī)器，速度不高，故選用7級精度(GB10095-88)。 材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS大齒輪材料為45剛(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS二者材料硬度差為40HBS(2) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1566.5 MPa精選d1t2323b 互 2H d uOH1)確定公式中的各計(jì)算值試選載荷系數(shù)Kt 1.5計(jì)算小齒輪傳遞的力矩T 95.5 105P95.5 105 7.5T1:ni49

32、397N mm1450小齒輪作不對稱布置，查表10-7，選取d 1.01Ze 189.8 MPa2由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)由圖 10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限bHlim1 600MPa ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim 2550 MPa O齒數(shù)比 uZ 54 2.08z126109計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1 jLh 60 1450 1 120001.0449N2 ?當(dāng) 0.502 109由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KhN 1O.98, K HN2 rOK hN1 咎 lim1SK hN2 咎 lim 2S588 MPa計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%

33、，安全系數(shù)S0.98 60011.03 55012)計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t，代入中較小值2KT1 u 1Ze* 2.32V duOH2.323 士空空V 12.08竺 253.577mm566.5計(jì)算圓周速度d1tn13.14 53.577V 60 1000 計(jì)算尺寬b145060 10004.066 m/sb Odd1t 1 53.57753.577mm 計(jì)算尺寬與齒高之比mtZ1沁 2.061mm262.25mt 2.25 2.0614.636mm53.57711.564.636bh根據(jù)V 4.066m/s， 7級精度，查圖10-8得動(dòng)載荷系數(shù)Kv 1.2 計(jì)算載荷系數(shù)直齒輪，Kh

34、 Kf 1由表10-2查得使用系數(shù)Ka1.25由表10-4用插值法查得Kh 31.42011.56 , Kh 31.420，查圖10-13 得 Kfb 1.37故載荷系數(shù)K KaKvKh Kh1.25 1.2 1 1.4202.13 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑” KJ 2 13d1 蘇3忻 53.577 Vtf 60.22 計(jì)算模數(shù)mm 蟲匹22.32mmZ126取 m 2.5幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑:d1mz-i 2.5 26 65mmd2mz22.5 54135mm中心距:d1 d2225 100mm2由表10-5查得YFa1 2.6冷2 2.304精選確定尺寬:22.5Zeb 2

35、KT1 ub . 2 d1 u2 2.13 493972.08 16522.0822.5 189.8 51.74mm 566.5圓整后取b252mm, d 57mm。(3) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限0FE1500MPa ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(tFE2 380MPa。Kfn1 QFe1SKFN 2 咎E2斥2計(jì)算載荷系數(shù)OF 1K KAK Kf Kf1.25 1.2 1 1.372.055由圖10-18取彎曲疲勞壽命 Kfn1 0.89,Kfn2 0.93。 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S 1.4317.86 MPa1.40.93 500

36、 252.43MPa1.4查取齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)Ysa11.595Ysa21.712 校核彎曲強(qiáng)度精選根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式2KT1YFa7Sao進(jìn)行校核bd1m a a2KT1 bd1m7 72 2.055 49397YF a 1 YSa1ZT TZ _ _52 65 2.52.6 1.59599.64MPao 12.3 1.71294.61MPaOF 22KT1 7 72 2.055 49397bchm Fa2 Sa252 65 2.5所以滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。10-7某齒輪減速器的斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)，已知n-i750 r/min，兩齒輪的齒數(shù)為 z124,z2108,卩 9 22

37、,mn 6mm, b 160mm ,Z18級精度，小齒輪材料為38SiMnMo （調(diào)質(zhì)），大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），壽命20年（設(shè)每年300工作日），每日兩班制，小齒輪相對其軸的支承為對稱布置，計(jì)算該齒輪傳動(dòng)所能傳遞的功率。解（1）齒輪材料硬度查表10-1，根據(jù)小齒輪材料為38SiM nMo （調(diào)質(zhì)），小齒輪硬度217269HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），大齒輪硬度217255 HBS(2)按齒面接觸疲勞硬度計(jì)算.32T d * uOH1 2K u 1 ZhZe計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d1Z1mn 24 6145.95mmcos 卩 cos9 22計(jì)算齒寬系數(shù)d b1.096d1145.

38、95由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)1Ze 189.8MPa，由圖詈 11-85精選10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh 2.47 由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限OH lim2 550M Pa。bHiim1 730MPa ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限齒數(shù)比Z2u亠竺4.5 z,24計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)叫 60n1jLh 60 750 1 300 205.4 108N2Ni 5衛(wèi)1 1.2 1084.5由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K HN 11 .04, K HN2 1 . 1計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)K HN 1 OH lim11.04 730759.2MPa

39、S1K HN2 lim 21.1 550由圖10-26查得605M Pa 10.75, 20.88,則 gj 21.63計(jì)算齒輪的圓周速度卯1V 60 10003.14 145.95 750 5.729 ms60 1000b3計(jì)算尺寬與齒高之比d1 cos pmnt 145.95 cos9 22 6mmZ1262.25mnt 2.2513.5mm計(jì)算載荷系數(shù)Kv 1.22根據(jù)V 5.729 ms ,8級精度，查圖10-8得動(dòng)載荷系數(shù) 由表10-3，查得Kh Kf 1.4按輕微沖擊，由表10-2查得使用系數(shù)Ka 1.25由表10-4查得Khp 1.380按d=1查得由 b 11.85 , Kh p 1.380，查圖 10-13 得 K h故載荷系數(shù)k kakvkh khF p 1.331.25 1.22 1.4 1.3802.946o由接觸強(qiáng)度確定的最大轉(zhuǎn)矩d；u min cH2K u 11.096 1.63 145.9532 2.946 1284464.096N(3)按彎曲強(qiáng)度計(jì)算1，務(wù)2Zh Ze4.5