機(jī)械設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案徐錦康top

1、機(jī)械設(shè)計(jì)答案第1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論1-2設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)滿足哪些基本要求？答：1、功能要求滿足機(jī)器預(yù)定的工作要求，如機(jī)器工作部分的運(yùn)動(dòng)形式、速度、運(yùn)動(dòng)精度和平穩(wěn)性、需要傳遞的功率，以及某些使用上的特殊要求(如高溫、防潮等)。2、安全可靠性要求(1)使整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)和零件在規(guī)定的外載荷和規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)，能正常工作而不發(fā)生斷裂、過(guò)度變形、過(guò)度磨損、不喪失穩(wěn)定性。(2)能實(shí)現(xiàn)對(duì)操作人員的防護(hù)，保證人身安全和身體健康。(3)對(duì)于技術(shù)系統(tǒng)的周圍環(huán)境和人不致造成危害和污染，同時(shí)要保證機(jī)器對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。3、經(jīng)濟(jì)性在產(chǎn)品整個(gè)設(shè)計(jì)周期中，必須把產(chǎn)品設(shè)計(jì)、銷售及制造三方面作為一個(gè)系統(tǒng)工程來(lái)考慮，用價(jià)值工程理論指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)

2、計(jì)，正確使用材料，采用合理的結(jié)構(gòu)尺寸和工藝，以降低產(chǎn)品的成本。設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)和零部件時(shí)，應(yīng)盡可能標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低制造成本。4、其他要求機(jī)械系統(tǒng)外形美觀，便于操作和維修。此外還必須考慮有些機(jī)械由于工作環(huán)境和要求不同，而對(duì)設(shè)計(jì)提出某些特殊要求，如食品衛(wèi)生條件、耐腐蝕、高精度要求等。1-4機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則與失效形式有什么關(guān)系？常用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有哪些？它們各針對(duì)什么失效形式？答：在設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證所設(shè)計(jì)的機(jī)械零件在正常工作中不發(fā)生任何失效。為此對(duì)于每種失效形式都制定了防止這種失效應(yīng)滿足的條件，這樣的條件就是所謂的工作能力計(jì)算準(zhǔn)則。它是設(shè)計(jì)機(jī)械零件的理論依據(jù)。常用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有：1

3、、強(qiáng)度準(zhǔn)則：確保零件不發(fā)生斷裂破壞或過(guò)大的塑性變形，是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。2、剛度準(zhǔn)則：確保零件不發(fā)生過(guò)大的彈性變形。3、壽命準(zhǔn)則：通常與零件的疲勞、磨損、腐蝕相關(guān)。4、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則：高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)注重此項(xiàng)準(zhǔn)則。5、可靠性準(zhǔn)則：當(dāng)計(jì)及隨機(jī)因素影響時(shí)，仍應(yīng)確保上述各項(xiàng)準(zhǔn)則。1-7機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟有哪些？其中哪個(gè)步驟對(duì)零件尺寸的確定起決定性的作用？答：機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟有：1、選擇零件類型、結(jié)構(gòu)；2、計(jì)算零件上的載荷；3、選擇零件的材料；4、確定計(jì)算準(zhǔn)則；5、理論設(shè)計(jì)計(jì)算；6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；7、校核計(jì)算；8、繪制零件工作圖；9、編寫計(jì)算說(shuō)明書及有關(guān)技術(shù)文件其中步驟4對(duì)零件尺寸的確定起決

4、定性的作用。第2章機(jī)械零件的強(qiáng)度2-3靜應(yīng)力計(jì)算的強(qiáng)度準(zhǔn)則是什么？計(jì)算中選取材料極限應(yīng)力和安全系數(shù)的原則是什么？答：靜應(yīng)力時(shí)零件的主要失效形式：塑性變形、斷裂，脆性材料的極限應(yīng)力為B（強(qiáng)度極限）；塑性材料的極限應(yīng)力為3（屈服極限）2-5機(jī)械零件設(shè)計(jì)中確定許用應(yīng)力時(shí)，極限應(yīng)力要根據(jù)零件工作情況及零件材料而定，試指出金屬材料的幾種極限應(yīng)力各適用于什么工作情況？答：強(qiáng)度極限和無(wú)適用于脆性材料在靜應(yīng)力作用下使用；塑性材料極限應(yīng)力為as（屈服極限）；叮一一持久極限，對(duì)稱循環(huán)為仃、工，脈動(dòng)循環(huán)時(shí)為仃0、"°0212某材料的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限仃=180MPa,取循環(huán)基數(shù)N°=

5、5父106,m=9,試求循環(huán)次數(shù)N分別為7000、25000、620000次時(shí)的有限壽命彎曲疲勞極限。解：NN0=CNn-5106當(dāng)N=7000,仃為二40=9!M180=373.57MPa:N,7000當(dāng)N=25000,aN=mN。7w150-黑180=324.30MPa,N25000Nn5106當(dāng)N=620000,gn=my:；M180=226.99MPa；N.6200002.13已知某材料的J=260MPa,仃=170MPa,噂=0.2,試?yán)L制該材料的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖。解:根據(jù);二（2-1一二0）/二0二0=283.34第3章摩擦、磨損及潤(rùn)滑3.3試描述磨損的一般過(guò)程，為什么要認(rèn)真對(duì)待機(jī)

6、件的磨合階段？答：磨損過(guò)程的三個(gè)階段：磨合（跑合）階段新的零件在開始使用時(shí)一般處于這一階段，磨損率較高。穩(wěn)定磨損階段屬于零件正常工作階段，磨損率穩(wěn)定且較低。劇烈磨損階段屬于零件即將報(bào)廢的階段，磨損率急劇升高。在磨合階段，如果壓力過(guò)大，速度過(guò)高，則磨合期很短，并立即進(jìn)入劇烈磨損階段。所以要認(rèn)真對(duì)待機(jī)件的磨合階段。3.5潤(rùn)滑劑的作用是什么？常用的潤(rùn)滑劑有哪幾類？答：潤(rùn)滑的作用：降低摩擦副的摩擦、減少磨損，以及冷卻、密封、防銹和減振等。常用的潤(rùn)滑劑有：液體潤(rùn)滑劑：有機(jī)油、礦物油、合成油等潤(rùn)滑脂：皂基脂、無(wú)機(jī)脂、燒基脂和有機(jī)脂固體潤(rùn)滑劑：軟金屬，如鉛、金、銀等；無(wú)機(jī)化合物：石墨、二硫化鋁等；有機(jī)化合物

7、：聚四氟乙烯、尼龍等。氣體潤(rùn)滑劑：空氣等。第4章帶傳動(dòng)41已知一普通V帶傳動(dòng)傳遞的功率P=8KW,帶速v=15m/s,緊邊與松邊拉力之比為3:1,求該帶傳動(dòng)的有效拉力Fe和緊邊拉力F10解：PuFeJV.Fe=10001000P8000=533.33NFe=Ff=FIF2=.：F15F1=3Fe=800N242有一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的普通V帶傳動(dòng)，單班制工作，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1=1460r/min,中心距a約為370mm,dd1=140mm,dd2=400mm,中等沖擊，輕微振動(dòng)，用三根B型普通V帶傳動(dòng)，初拉力按規(guī)定給定，試求該傳動(dòng)所能傳遞的功率。解題要點(diǎn)：(1)根據(jù)題意可知傳動(dòng)比i=dd2/dd1=40

8、0/140=2.857帶長(zhǎng)Ld=2a00.5二02ddJ0.25(dd2-dd1)2/a0=23700.5二4001400.25400-1402/3701633.9mm實(shí)際選用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度'Ld=1600mm小帶輪包角1=180-dd2-dd1180/-二180-400-140180/3.14370=139.74根據(jù)帶傳動(dòng)工作條件，查表可得工作情況系數(shù)Ka=1.1;查表可得單根普通B型V帶的基本額定功率P0=2.83kW;查表可得單根普通B型V帶的基本額定功率P0=0.46kW;查表可得包角系數(shù)Ka=0.89；查表可得長(zhǎng)度系數(shù)Kl=0.92。(2)根據(jù)z=KaP/(P0十如0)(,可得該帶

9、傳動(dòng)所能傳遞的功率為P=z(P°:P0)(Kl/Ka=3(2.830.46)0.890.92/1.1=7.347kW43設(shè)計(jì)一普通V帶傳動(dòng)。已知所需傳遞的功率P=5kW電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=340r/min,載荷平穩(wěn)，兩班制工作。解題要點(diǎn):(1)確定計(jì)算功率Pca根據(jù)V帶傳動(dòng)工作條件，查表可得工作情況系數(shù)Ka=1.1,所以Pca=KAP=1.lx5=5.5kW(2)選取V帶的型號(hào)根據(jù)Pca、01,由圖4.11確定選用A型V帶。(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d2取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為d=90mm。d2=id1=1440/340*90=381mm取從動(dòng)輪基準(zhǔn)

10、直徑為400mm。驗(yàn)算帶的速度：”,51/(601000)-!二901440(601000)1-6.79m/s<25m/s故帶的速度合適。(4)確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2),可得a0應(yīng)在343980mm之間，初選中心距a0=500mm。計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：Ld=2a00.5二(d2dl)0.25(d2-d1)2/a0=25000.5二(40090)0.25(400-90)2/5001=1817.7mm選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1800mm。計(jì)算實(shí)際中心距：a=a06(Ld-Ld)/2習(xí)500(1800-1818)/2=491mm

11、(5)驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角a1a1=180-(d2-)180/(二a)=180(400-90)180/(3.14491)=143.8120故主動(dòng)輪上的包角合適。(6)計(jì)算V帶的根數(shù)zz=KaP/(P。RKaKJ由n=1440r/min,d1=90mm；i=d2/d1=4.235,查表得P0=1.06kW,R=0.17kWKa=0.9,Kl=1.01o所以z=5.5/1.06+0.17X0.9X1.01=4.9取z=5根。(7)計(jì)算預(yù)緊力FoPea/2.5'2Fo=500.11+qu2zuKaJ5.52.52Fo=500-10.16.792=148.6N56.790.9(8)計(jì)算作用在軸上

12、的壓軸力FqFq=2zF0sin(：1/2)=25148.6sin(143.8/2)=1412.5N(9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(略)。第5章鏈傳動(dòng)5.2 滾子鏈的標(biāo)記“10A-2-100GB1243-1997”的含義是什么？答：該滾子鏈為節(jié)距為15.875mm的A系列、雙排、100節(jié)的滾子鏈，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB1243-199%1 為什么鏈傳動(dòng)通常將主動(dòng)邊放在上邊，而與帶傳動(dòng)相反？答：鏈傳動(dòng)的緊邊宣布置在傳動(dòng)的上面，這樣可避免咬鏈或發(fā)生緊邊與松邊相碰撞。帶傳動(dòng)的緊邊宣布置在傳動(dòng)的下面，這樣可增大包角。試分析如何適當(dāng)?shù)剡x擇鏈傳動(dòng)的參數(shù)以減輕多邊形效應(yīng)的不良影響。答：減輕多邊形效應(yīng)的不良影響的措施：(1)n1&

13、lt;nlim;鏈傳動(dòng)盡量放在低速級(jí)；選用小p,多z的鏈傳動(dòng)。5.4如題圖所示鏈傳動(dòng)的布置形式。小鏈輪為主動(dòng)輪。在圖a、b、c、d、e與f所示的布置方式中，指出哪些是合理的？哪些是不合理的？為什么？(注：最小輪為張緊輪。)題5.4圖答：在題圖示的六種鏈傳動(dòng)的布置方式中，b、d、e是合理的；a、c、f是不合理的。這是因?yàn)殒渹鲃?dòng)的緊邊宣布置在傳動(dòng)的上面，這樣可避免咬鏈或發(fā)生緊邊與松邊相碰撞。另外，采用張緊輪張緊時(shí)，張緊輪應(yīng)裝在靠近主動(dòng)鏈輪的松邊上，這樣可增大包角。習(xí)題5.4圖5.16所示為鏈傳動(dòng)的4種布置形式。小鏈輪為主動(dòng)輪，請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出其正確的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。a)b)圖5.16甄S,4圖第6章齒輪傳動(dòng)

14、思考題6.1齒輪傳動(dòng)常見的失效形式有哪些？閉式硬齒面、閉式軟齒面和開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則分別是什么？失效形式答：齒輪傳動(dòng)常見的失效形式有：1、輪齒折斷；2、齒面點(diǎn)蝕；3、齒面磨損；4、齒面膠合；5、齒面塑性變形。閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲疲勞強(qiáng)度；閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度；開式齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。6.3齒面點(diǎn)蝕首先發(fā)生在輪齒上的什么部位？為什么？為防止點(diǎn)蝕可采取哪此措施？答：齒面點(diǎn)蝕首先發(fā)生在節(jié)線附近.由于節(jié)線附近接觸應(yīng)力較大，且不易形成潤(rùn)滑油膜。為防止點(diǎn)蝕可采取：提高齒面硬度、合理變位和增加潤(rùn)滑油的粘度等。4

15、計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)為什么要引入載荷系數(shù)K?K由哪幾部分組成？影響各組成部分取值的因素有哪些？答：載荷系數(shù)：K=Ka、Kv、Kp、KgKa工作情況系數(shù)Kv動(dòng)載荷系數(shù)K1齒向載荷分布系數(shù)K:.齒間載荷分配系數(shù)1、工作情況系數(shù)Ka考慮了齒輪嚙合時(shí)，外部因素引起的附加動(dòng)載荷對(duì)傳動(dòng)的影響它與原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)的類型與特性，聯(lián)軸器類型等有關(guān)2、動(dòng)載荷系數(shù)Kv考慮齒輪制造誤差和裝配誤差及彈性變形等內(nèi)部因素引起的附加動(dòng)載荷的影響主要影響因素：1）齒輪的制造精度PbwPb22）圓周速度V,3、齒向載荷分布系數(shù)K:考慮軸的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形、軸承、支座彈性變形及制造和裝配誤差而引起的沿齒寬方向載荷分布不均勻的影響。影響因素：

16、1）支承情況：對(duì)稱布置，好；非對(duì)稱布置懸臂布置，差。2）齒輪寬度bbTKpK3）齒面硬度，硬度越高，越易偏載，齒面較軟時(shí)有變形退讓。4）制造、安裝精度一一精度越高，Kp越小。4、齒間載荷分配系數(shù)K-.考慮同時(shí)有多對(duì)齒嚙合時(shí)各對(duì)輪齒間載荷分配不均勻的系數(shù)。影響因素：嚙合剛度，基圓齒距誤差（Pb）,修緣量，跑合程度等。6.5圓柱齒輪傳動(dòng)中大齒輪和小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如大、小齒輪的材料及熱處理情況相同，則它們的許用接觸力是否相等？答：圓柱齒輪傳動(dòng)中大齒輪和小齒輪的接觸應(yīng)力是相等的。因?yàn)樽饔昧εc反作用力相等，面積也相等，所以仃H1與仃H2相等如大、小齒輪的材料及熱處理情況相同，則它們的許用接觸力

17、Eh與Lh2】一般不相等，它不僅與材料的性質(zhì)有關(guān)，而且與循環(huán)次數(shù)N有關(guān)。6.8、現(xiàn)有A、B兩對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，具材料、熱處理方法、精度等級(jí)和齒寬均對(duì)應(yīng)相等，并按無(wú)限壽命考慮，已知齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別為：A對(duì)m=2mm,zi=40,Z2=90;B又tm'=4mm,z；=20,z2=45。試比較在同樣工況下工作時(shí)，這兩款齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度、工作平穩(wěn)性及制造成本。提示：直齒圓柱齒輪的彎曲疲勞校核式為二F=YFaYSaY;-二FPbd1mz=20時(shí)，Yfof2.8,Ysa=1.55z=45時(shí)，Yfof2.35,Ysa=1.68z=90時(shí)，Yfof2.20,Ysof1

18、.78解題要點(diǎn)：(1)接觸疲勞強(qiáng)度。由題設(shè)條件已知di=mzi=2X40=80mmd1=mz1=420=80mm兩對(duì)齒輪di=d；,其他條件均未變，則接觸疲勞強(qiáng)度亦不變，即仃h/仃口=1(2)彎曲疲勞強(qiáng)度。根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算式(D_2KTiF1YFa1YSa1Y-FP1bd1m"二蒜YFa1Ysa丫"FP1(2)再由題設(shè)條件及計(jì)算已知d1=d；,丫總之丫名，兩對(duì)齒輪的應(yīng)力比為'F1YFa1YSa1m='F1mYFa1YSa12.81.552x42.351.68=0.5496F2_丫Fa2丫Sa2二F2mmYFa1YSa12.351.682x42.201.7

19、8=0.5041即第一對(duì)齒輪比第二對(duì)齒輪的彎曲應(yīng)力大。因它們的許用彎曲應(yīng)力相同，則其彎曲疲勞強(qiáng)度低。習(xí)題6.1有一單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，已知4=32,Z2=108,中心距a=210mm,齒寬b=70mm,大小齒輪的材料均為45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)，硬度為250HBS,齒輪精度為8級(jí),輸入轉(zhuǎn)速必=l460r/min,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，要求齒輪工作壽命不少于10000h。試求該齒輪傳動(dòng)能傳遞的最大功率。解：根據(jù)題意，大小齒輪的材料均為45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)，硬度為250HBS,閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。a二女乙Z2)二32am二Z1Z2d1=mz1=332=96bd=0.73diu=

20、3.373ziNi-60nijLh=601460110000V8.76108N_8N21-2.59108u查圖6.6曲線2Khn1=0.92Khn2=0.96取Sh=1SHKhn一Hlim1=0.92560=515SHKhn2'”Hlim2=0.96560=537l<H1l-515MPad1-2.32u1Ze工2根據(jù)表6.3,Ze=189.8601000601000二961460=7.3m/sKa=1Kv=1.15K1=1.15K=KaKvK-：=1.32d.=2.23105Nmm所以：T1-烏2.32Ku1Z6PT1=9.5510P=33.9kW6.2設(shè)計(jì)銃床中的一對(duì)直齒圓柱齒

21、輪傳動(dòng)，已知需傳遞的功率P=7.5KW,小齒輪主動(dòng)，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,齒數(shù)z1=26,z2=54,雙向傳動(dòng)，兩班制，工作壽命為5年，每年300個(gè)工作日。小齒輪對(duì)軸承非對(duì)稱布置，軸的剛度較大，工作中受輕微沖擊，7級(jí)精度。6.3某兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器傳遞功率P=40kW,高速級(jí)傳動(dòng)比i=3.3,高速軸轉(zhuǎn)速n=1460r/min,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，長(zhǎng)期雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷有中等沖擊，要求結(jié)構(gòu)緊湊，試設(shè)計(jì)該減速器的高速級(jí)齒輪傳動(dòng)。解：根據(jù)題意，現(xiàn)選用材料為20Cr2Ni46d=0.9試選P=130取kt=1.46406T1=9.551060.26106N*mm1460查表取二耽1=；Flim2=42

22、5MPa取Kfni=0.88,Kfn2=0.9,Sf=1.4,Yst=2.0上F1=Kfni二一Flim1*Yst/Sf=534.28MPa上F21=Kfn2Flim2"st/SF=546.42Mpa3一一_一一3一一一一ZV1=30/cos13=30.26,Zv2=99/cos13=99.86查表取YFa1=2.52,Ysa1=1.625丫Fa2=2.18,Ysa2=1.79因?yàn)閅Fa1*YSa1YFa2，YSa2、CT"所以須按小齒輪進(jìn)心進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)取丫；=0.7,丫一：=0.86mnt-=0.98_20.930534.2821.40.26106cos213

23、0.70.86二0.98301460，V=-2.31m/s601000cos13查表6.2取Ka=1.5,Kv=1.1,Ka=1.2,K2=1.25K=Ka*Kv*K：K?=2.475mn=0.9832.475/1.4=1.185，取mn=2mm2a=3099=132.39mm2cos1323099:=arccos=12.242132di230cos12.24=61.40mm,d2299=202.66mmcos12.24b2=d*di=0.961.40=55.02取b1=55,b2=60查圖6.8取人|而1=；，Hlim2=1350MPa取KHN1=0.9,Khn2=1.0,SH=1.0bH1

24、.1-0.91350=1215MPa,!H2-1.01350=1350MPa1HLLh1LI,1/2=1282.5MPa查圖6.19取ZH=2.48,Z=0.9,Z.=0.987,Ze=189.18.mpa22.4750.261063.31二H=2.480.90.986189.185561.4023.3由于-H-l;''H】故接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。1185.236.4兩級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪減速器如下圖所示。以知主動(dòng)輪1為左旋,軸上兩齒輪所受軸向力互相抵消一部分，試在圖中標(biāo)出各齒輪的螺旋線方向,合點(diǎn)處標(biāo)出齒輪的軸向力Fa,徑向力Fr和圓周力Ft方向。轉(zhuǎn)向如圖示，為使中間并在各齒輪

25、分離體的嚙解：按要求標(biāo)出各齒輪的螺旋線方向如上圖所示，各分離體的受力情況如上圖所標(biāo)。6.5圖示一圓錐一一圓柱齒輪減速器，功率由I軸輸出，不計(jì)摩擦損失。已知直齒錐齒輪傳動(dòng)Z1=20,Z2=50,m=5mm,齒寬b=40mm;斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)Z3=23,Z4=92,mn=6mm。試求口軸上軸承所受軸向力為零時(shí)斜齒輪的螺旋角個(gè)分力表示）P,并作出齒輪各嚙合點(diǎn)處作用力的方向（用3題圖題圖解解：由題意當(dāng)Fa3=Fa2時(shí)，此時(shí)口軸上軸承所受軸向力為零。2*Tcos:x-T*sin:Fa3=Ft3tan:=tan:mz3323tan、2z=2.5則、2-68.2,、1-90一、2-21.8ZiR=r12r

26、22=；.(520)2(550)2=134.6400.297134.6Fa2=Ft2，tan-*sin、2=2T5201-0.5Rtan20sin21.8令Fa2=Fa3則有T*sin:2T3235201-0.50.297tan20sin21.8sinP=0.21909，則P=12.7。第7章蝸桿傳動(dòng)思考題7.1蝸桿傳動(dòng)有哪些類型？答：蝸桿傳動(dòng)有：1圓柱蝸桿傳動(dòng)：(1)普通圓柱蝸桿傳動(dòng)：阿基米德蝸桿(ZA)、漸開線蝸桿(ZI)、法向直廓蝸桿(ZN)、錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(ZK)(2)圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)2環(huán)面蝸桿傳動(dòng)3錐蝸桿傳動(dòng)習(xí)題7.1如圖所示蝸桿一一斜齒輪傳動(dòng)中，為使軸口上所受軸向例，抵詡t的劇物

27、怖幅3ft船瞰旋向向蝸桿及蝸輪與斜齒輪3所受軸向力的方向。解：按要求標(biāo)注出相關(guān)內(nèi)容如上所示。7.3已知一蝸桿減速器，m=10mm,d1=50mm,Z2=60,蝸桿材料為40Cr,高頻淬火，表面磨光，蝸輪材料為ZCuSn10P1,砂模鑄造，蝸輪的轉(zhuǎn)速n2=46r/min,預(yù)計(jì)使用壽命為15000h。試求：蝸桿能夠彳遞的最大扭矩T2和輸入功率Pi。(要點(diǎn)提示：因?yàn)槲仐U傳動(dòng)的承載能力主要取決于蝸輪齒面接觸強(qiáng)度，故可(7H<(7HP求解Pi0即：首先根據(jù)二H-ZE9KaT2,m2diZ2222,md1Z2W。HP求出T2W一二9KA然后由P=T1n16求得Pi)9.55106解答：1)求T2：T

28、2<2_2md1Z2二HP9KaZe式中：d1=50mmZ2=60Ka因載荷平穩(wěn)，取Ka=1Ze青銅蝸輪與鋼制蝸桿配對(duì)Ze=155JMPa,仃hp=0HpZn仃Hp根據(jù)蝸輪材料為ZCuSn10P1砂模鑄造，由表查得oHp=200MPaN2=60n2Lh=604615000=4.141071107_二hp=87200MPa,4.14102_2md1Z2T2max=丁29Ka_2HPzT2_2105060An，mm<155J=497270.05Nmm2)求：工=五i=(0.950.96)tantan=Z1/q=2/10=0.2=arctan0.2=11.3v1.d1n1二501440V

29、s=m/s=3.68m/scos60000cos11.360000cos11.3由表查得Pv=1=6=1.47°=0.95tantan(：v)0.95tan11.3tan(11.31.47)=0.8843)求P1：P2maxT2maxn2Z69.5510497270.0546Z69.5510kW=2.19kWPimaxP2max2.190.884kW=2.71kW第8章滾動(dòng)軸承思考題滾動(dòng)軸承由哪些基本元件構(gòu)成？各有何作用？球軸承和滾子軸承各有何優(yōu)缺點(diǎn)，適用于什么場(chǎng)合？我國(guó)常用滾動(dòng)軸承的類型有哪些？它們?cè)诔休d能力、調(diào)隙、調(diào)心等方面各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：P182表8.2什么是滾動(dòng)軸承的基本

30、額定壽命？在額定壽命期內(nèi)，一個(gè)軸承是否會(huì)發(fā)生失效？什么是接觸角？®觸角的大小對(duì)軸承承載有何影響？選擇滾動(dòng)軸承類型時(shí)主要考慮哪些因素？答：P188的8.3滾動(dòng)軸承的類型選擇怎樣確定一對(duì)角接觸球軸承或圓錐滾子軸承的軸向載荷？什么叫滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷？它有何作用？如何計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷？滾動(dòng)軸承為什么要預(yù)緊？緊的方法有哪些？軸承的工作速度對(duì)選擇軸承潤(rùn)滑方式有何影響？滾動(dòng)軸承的支承結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？它們分別適用于什么場(chǎng)合？滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些方面的問(wèn)題？習(xí)題一農(nóng)用水泵軸用深溝球軸承支承，軸頸直徑d=35mm,轉(zhuǎn)速n=2900r/rain,徑向負(fù)荷Fr=1770N,軸向負(fù)荷Fa=720N

31、,要求預(yù)期壽命6000h,試選擇軸承的型號(hào)。某減速器主動(dòng)軸用兩個(gè)圓錐滾子軸承30212支承，如圖8.30所示。已知軸的轉(zhuǎn)速n=960r/min,Fae=650N,FM=4800N,F.2=2200N,工作時(shí)有中等沖擊，正常工作溫度，要求軸承的預(yù)期壽命為15000h。試判斷該對(duì)軸承是否合適附：30212的有關(guān)參數(shù)如下：Cr=102kN,e=0.4,X=0.4,Y=1.44,S=F/(2Y)圖8.30題8.2圖解：（1）s=Fri4800上=1600N2Y21.44S2=Fr22Y21.442200=733.3NS、S2方向如圖示。S1Fae=1600650=2250N.S2所以軸承2被“壓緊”，

32、軸承1“放松”。FA1=S1=1600N,FA2=S1+Fa=2250NFA1Fr116004800=0.333:二e,FA22250Fr2-2200所以R二fp(X1Fr1Y1Fa1)=1.04800=4800NP2=fP(X2Fr2Y2FA2)=1.2(0.422001.442250)=4120N以大的計(jì)算(2)Lh106(ftC；60nP106(ftC;60nP=119436.2h附：7207ACJ的有關(guān)參數(shù)如下:解：軸承反安裝圖8.31Cr=20.9kN,C0r=19.2kN,e=0.68,根據(jù)受力平衡2800=933.33N3322800=1866.67N332FreFrCFreX=

33、0.41,Y=0.87,S=0.68FrFSC=0.68FrC=634.7NFsd=0.68FrD=1269.4N由于：FsdFae=1269.4750=2019.4N.634.7N（Fsc）所以：軸承C被壓緊，軸承D被放松FaC=2019.4NFaD=1269.4N第9章滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)一蝸輪軸的不完全油膜徑向滑動(dòng)軸承。已知蝸輪軸轉(zhuǎn)速n=60Hmin,軸頸直徑d=80mm,徑向載荷Fr=7000N,軸瓦材料為錫青銅，軸的材料為45鋼。解：根據(jù)所要求的內(nèi)容，為了裝折方便，現(xiàn)將軸承采用對(duì)開式結(jié)構(gòu)。根據(jù)表9.2選取了P】=20MPa,V】=60m/s,PV】=15MPa-m/s試選取Bld=0.8則B

34、=0.880mm=64mmP=7000=1.37MPaPldB8064PvFn19100B7000601910064=0.34MPam/sl-FV1V=0.25m/sV1二dn二8060100060100060由于P、PV、V均未超過(guò)許用范圍，則設(shè)計(jì)的軸承滿足工作能力要求。有一完全油膜徑向滑動(dòng)軸承，軸頸直徑為d=60mm,軸承寬度B=60mm,軸瓦材料為錫青銅1）驗(yàn)算軸承的工作能力。已知載荷Fr=36000N、轉(zhuǎn)速n=150r/min.2）計(jì)算軸的允許轉(zhuǎn)速no已知載荷Fr=36000N。3）計(jì)算軸承能承受的最大載荷Fmax。已知轉(zhuǎn)速n=900r/min.4）確定軸所允許的最大轉(zhuǎn)速nmax.解：

35、根據(jù)所給要求查表9.2得P=20MPa,V】=60m/s,句=15MPam/sF3600.i(1)P=一=1MPa(pdB6060F，n3600150PV0.47MPam/sPV119100B1910060二dn二60150V=0.47m/sVI100060100060所以不滿足軸承的工作能力要求。/c、Fn3600*n=_Pzl=15MPam/s19100B1910060則軸的允許轉(zhuǎn)速n<4775r/min.由P=土=F,P1dB6060得F=P】6060=206060=72000N即軸承能承受的最大載荷為72000N。(4)由(2)計(jì)算分析可知軸所允許的最大轉(zhuǎn)速nmax=4775r/

36、min.第11章軸11.2下圖所示為某減速器輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖，試指出其設(shè)計(jì)錯(cuò)誤并畫出正確的結(jié)構(gòu)與裝配圖。解：(1)左端的軸承端蓋與箱體間沒(méi)有加調(diào)整墊片。左端的軸承端蓋不能與軸直接接觸，要有間隙。左端的軸承端蓋與軸之間應(yīng)加密封氈圈。左端的軸承與軸的配合長(zhǎng)度太長(zhǎng)，不易安裝。左端的軸承的內(nèi)圈高度與套簡(jiǎn)的高度相同，不易拆御。齒輪相配合的軸段左端應(yīng)略小于齒輪寬度，以便定位可靠。右端軸承無(wú)軸向定位，有砂輪越程槽。制圖錯(cuò)誤右端的軸承端蓋與箱體間應(yīng)加調(diào)整墊片。軸承安裝錯(cuò)誤。左軸端的鍵槽太長(zhǎng)，不應(yīng)在軸承端蓋部位。右鍵槽長(zhǎng)，其右端加工困難。軸承應(yīng)該正裝軸承蓋端面有凹槽由題意作出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖如下圖所示。第1

37、3章螺紋連接與螺旋傳動(dòng)思考題.常用螺栓材料有哪些？選用螺栓材料時(shí)主要應(yīng)考慮哪些問(wèn)題？.松螺栓連接和緊螺栓連接的區(qū)別是什么研算中應(yīng)如何考慮這些區(qū)別？.實(shí)際應(yīng)用中絕大多數(shù)螺紋連接都要預(yù)緊，試問(wèn)預(yù)緊的目的是什么？.擰緊螺母時(shí)，擰緊力矩了要克服哪些摩擦阻力矩？這時(shí)螺栓和被連接件各受什么載荷作用？.為什么對(duì)于重要的螺栓連接要控制螺栓的預(yù)緊力F。？預(yù)緊力F。的大小由哪些條件決定？空制預(yù)緊力的方法有哪些？.螺紋連接松脫的原因是什么？試按3類防松原理舉例說(shuō)明螺紋連接的各種防松措施。.設(shè)計(jì)螺栓組連接的結(jié)構(gòu)時(shí)一般應(yīng)考慮哪些方面的問(wèn)題？.螺栓組連接承受的載荷與螺栓組內(nèi)螺栓的受力有什么關(guān)系？若螺栓組受橫向載荷，螺栓是否一定受到剪切？.對(duì)