機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

1、.Word 文檔資料.Word 文檔資料.解： 3 -4-5組成定軸輪系1-2- 2 -3-H （5）組成周轉(zhuǎn)輪系由定軸輪系 i353z55z3z55解得3z31HZ 2Z 3由周轉(zhuǎn)輪系ZZ 3H12解得 i1H31Word 文檔資料.Word 文檔資料.例 3-1如圖所示，用8 個(gè) 6.8 級(jí)普通螺栓和兩塊鋼制夾板將鋼板 1、2 聯(lián)接起來(lái)。已知作用于鋼板上的橫向載荷Fs2104 N ，結(jié)合面摩擦因數(shù)f0.15 ，安全系數(shù)S1.5 ，取可靠性系數(shù)K1.2 ，試確定所需螺栓的小徑d1 至少應(yīng)為多少？解： 1)由靜力平衡條件確定每個(gè)螺栓的預(yù)緊力F 顯然，這里 z4 ， m 2 ，每個(gè)螺栓的預(yù)緊力F

2、 KFs1.2 2 104N 2 104Nz s m40.15 22)確定螺栓的許用應(yīng)力 由 6.8 級(jí)螺栓已知條件，可推斷其公稱抗拉強(qiáng)度b 600MPa ，屈服點(diǎn) s 0.8600480MPa ，于是許用應(yīng)力s480N 320NS 1.53) 確定螺栓的小徑 d1所需螺栓的小徑d14 1.3F 4 1.3 2 104mm 10.2mm 320Word 文檔資料.解題要點(diǎn)正確解題的關(guān)鍵有四點(diǎn)：（ 1）判定聯(lián)接受力模型類型 該螺栓組屬于典型的“受橫向工作載荷的普通螺栓聯(lián)接”，即聯(lián)接在工作前后螺栓始終只受預(yù)緊力的作用。（ 2）螺栓組的受力分析 這里受力分析的關(guān)鍵是要能看出螺栓數(shù)目 z 4 ，而不是

3、 z 8 。（ 3）許用應(yīng)力的確定 為要確定許用應(yīng)力，這里的關(guān)鍵問(wèn)題是要掌握螺栓性能等級(jí)代號(hào)的含義。 當(dāng)然，許用應(yīng)力與極限應(yīng)力和安全系數(shù)之間的關(guān)系也必須清楚。（ 4）強(qiáng)度公式 受拉緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算公式，關(guān)鍵不要丟掉系數(shù)“1.3”。例 3-2 擬用四個(gè)普通六角頭螺栓將一鋼制托板固定在立柱上，布置方案如圖所示。已知圖中a200 mm ， b700 mm ，作用于托板上的力F1.3103 N 。設(shè)結(jié)合面摩擦因數(shù)s0.15 ，螺栓的許用應(yīng)力 110 MPa ，取可靠性系數(shù)K1.2 。試確定受力最大螺栓并選擇恰當(dāng)?shù)拇盅缆菟ù?hào)。普通粗牙螺紋徑向尺寸見表3-1 。Word 文檔資料.表 3-1普通粗牙

4、螺紋徑向尺寸見表公稱直徑68101216202430d中徑d25 3507 188902610 86314 70118 37622 27 721小徑d14 9176 647837610 10613 83517 29420 75226 211解 1) 螺栓組的受力分析如下圖所示為將力F 向螺栓組形心O 簡(jiǎn)化的等效受力分析圖。顯然，在將F 移向 O 點(diǎn)的同時(shí)，必然有轉(zhuǎn)矩TF (ba ) 1.3 103 (700 200)N ?mm 1.04 106 N ? mm22于是，就把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一受橫向力F 和轉(zhuǎn)矩 T 聯(lián)合作用的螺栓組聯(lián)接了。在力 F 的作用下，托板有向下移動(dòng)的趨勢(shì)，每個(gè)螺栓所受載荷均等，

5、方向均指向下方。設(shè)由F引起每個(gè)螺栓的載荷依次為Word 文檔資料.F1 , F2, F3, F4 ，則F1F1.3103N 325NF2 F3 F444在轉(zhuǎn)矩 T 作用下，托板有繞螺栓組形心O 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，每個(gè)螺栓所受載荷的方向即托板在螺栓處轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)的指向。設(shè)由轉(zhuǎn)矩 T 引起的每個(gè)螺栓的載荷依次為Ft1 , Ft 2 , Ft 3 , Ft 4 ，則Ft1Ft 2 Ft 3T1.041063Ft 4( a )2( 200)2N 1.8410 N4 ( a)24(200)22222綜合考慮橫向力F 和轉(zhuǎn)矩 T 兩種載荷的作用，則不難發(fā)現(xiàn)螺栓 2、3 所受載荷較大，這是由于其載荷之間夾角較小

6、的緣故。顯然，本題中螺栓 2、3 兩載荷之間的夾角均應(yīng)為 45o 。于是，由平行四邊形性質(zhì)和余弦定理，可求得螺栓2、3 所受載荷的合力F22F2322ooF2Ft 22F2Ft 2cos(180 45 )3252(1.84 103 ) 22325 1.84103cos135o N 2.08 103 N2) 確定螺栓的預(yù)緊力 F F KFs21.22.08103N 1.66 104 Nz sm11.0513) 由強(qiáng)度條件確定螺栓的危險(xiǎn)截面直徑d14 1.3F 4 1.3 1.66104mm 15.82mm 110查普通粗牙螺紋徑向尺寸表3-1 ，取螺栓 M20 。Word 文檔資料.例 5-2

7、由錐齒輪 - 斜齒圓柱齒輪組成的二級(jí)減速傳動(dòng)如圖所示，已知?jiǎng)恿妮S輸入， 并要求輸出軸按圖示方向回轉(zhuǎn)。 試進(jìn)行以下分析：1) 畫出輸入軸的轉(zhuǎn)向2) 確定齒輪 3、4 的輪齒左、右旋向，要求軸上兩齒輪所受軸向力可以相互抵消一部分。3) 標(biāo)出齒輪 2、3 所受各分力的方向Word 文檔資料.例 9-1錐齒輪減速器主動(dòng)軸采用一對(duì)30206 圓錐滾子軸承如圖,已 知 錐 齒 輪 平 均 模 數(shù)m m =3.6mm， 齒 數(shù)z=20 ， 轉(zhuǎn) 速n=1450r/min，輪齒上的三個(gè)分力，F(xiàn)T=1300N ， FR=400N ，F(xiàn)A=250N ，軸承工作時(shí)受有中等沖擊載荷（可取沖擊載荷系數(shù)f p1.5 ），

8、工作溫度低于100 0 C，要求使用壽命不低于12000h ，試校驗(yàn)軸承是否合用。Word 文檔資料.（注： 30206 ，派生軸向力， FFr ， e=0.37 。當(dāng)Fae ， X=0.4 ， Y=1.6 ；當(dāng)Fae ，2YFrFr3X=1 ， Y=0 ?；绢~定動(dòng)載荷 Cr=43.2 10 N 。）解：（1）計(jì)算滾動(dòng)軸承上的徑向載荷Fr1 、 Fr2此題沒有直接給出滾動(dòng)軸承上的載荷，因此需通過(guò)軸系的受力分析求出軸承上的載荷。軸系的載荷是錐齒輪上的三個(gè)分力，求支反力時(shí)要分平面，且徑向力與軸向力在一個(gè)平面里。1）錐齒輪平均半徑rmrmm m z3.6 20 mm 36mm222）水平面支反力，

9、如下圖所示。Word 文檔資料.FT401300 40F1x80N=650N80F2xFT F1x（1300650）N 1.95 103 N3）垂直面支反力- FA36 FR40 - 25036 400 40F1y80N=87.5N80F2yFRF1 （40087.5） N488N4）軸承上的徑向載荷軸承 1Fr1F1x 2F1y 2650287.52 N656N軸承 2Fr2F2x 2F2y 2(1.9510 3 ) 2488 2 N2.01103 N（2）計(jì)算軸承上的軸向載荷Fa1、 Fa2Fs1Fr1656 N205N2Y21.6Fs2Fr22.01103N628N2Y21.6滾動(dòng)軸承的

10、配置為背對(duì)背，派生軸向力的方向如圖所示。2）計(jì)算軸向載荷Fs1FA(205250)N455NFs2可以判斷軸承1 為壓緊端，軸承2 為放松端。于是Fa1Fs2FA(628250)N378NFa2Fs2628N（3）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷Pr1 、 Pr2Word 文檔資料.因 e=0.37 ，則Fa13780.58e，F(xiàn)a26280.31 eFr1656Fr2 2.01 103Pr1XFr1YFa1(0.46561.6378) N 867NPr2Fr22.01103 NPr2Pr1 ，則取PrPr22.01103 N（4）計(jì)算軸承的壽命L h6631010f tC r10143.21034 h

11、L hL hh 8.21 1060nf d Pr60 14501.52.01103計(jì)算結(jié)果表明，所選軸承符合要求。例 9-2 如圖所示為渦輪軸系的結(jié)構(gòu)圖，已知渦輪軸上的軸承采用脂潤(rùn)滑，外伸端裝有半聯(lián)軸器。試指出圖中的錯(cuò)誤，并指出其正確結(jié)構(gòu)圖。Word 文檔資料.解 該軸系存在的錯(cuò)誤如圖所示。（1）軸上定位零件的定位及固定圖中 1：安裝蝸輪的軸頭長(zhǎng)度應(yīng)小于輪轂寬度，以使蝸輪得到可靠的軸向定位。（2）裝拆與調(diào)整Word 文檔資料.圖中 2：軸承端蓋與機(jī)體之間無(wú)調(diào)整墊片，無(wú)法調(diào)整軸承間隙。圖中 3：左軸承側(cè)軸肩過(guò)高無(wú)法拆卸。圖中 4：與右軸承配合處的軸頸過(guò)長(zhǎng)，軸缺少臺(tái)階，軸承拆裝不方便。圖中 5：整體式箱體不便軸系的拆裝。（3）轉(zhuǎn)動(dòng)件與靜止件的關(guān)系圖中 6：聯(lián)軸器為轉(zhuǎn)動(dòng)件，不能用端蓋作軸向固定，應(yīng)用軸肩定位。圖中 7：軸與右軸承蓋（透蓋）不應(yīng)接觸。（4）零件的結(jié)構(gòu)工藝性