機設(shè)習題答案

1、2-2某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限180MPa，取循環(huán)基數(shù) No=5X lQ6,m=9,試求循環(huán)次數(shù) N分別為7000,25000, 62000次時的有限壽命疲勞極限。解：N=7000N 25000n m普9 5 1061809 -.70002.07537180373.568MPa324.3 MPaN 62000293.167 MPa2-3材料的機械性能為s 260M Pa，i 170MPa， a 0.2，試繪制此材料的簡化極限應(yīng)力線圖參看圖 2-7A ' D' G ' C)2 1 02 1 0002 1701 0.2283.3 MPa170 A283.3/2 =141

2、.65D'45O45O283.3/2=141.65C260B 420 MPa,2-4圓軸軸肩處的尺寸為：D=54mm , d=45mm , r=3mm。如用上題中的材料，設(shè)其強度極限試繪制此零件的簡化極限應(yīng)力線圖，零件的此處解法為前者。此題可按軸受拉伸進行計算，也可按照受彎曲進行計算, 解：K式中:查圖2-8 :0.78B 420MPa,r 3mm查表2-3 :2.0145 插值 D/d 1.2,r/d0.0671 0.782.0145 11.7913查圖2-9 :0.81 B 420MPa D 54mm按D 偏平安按d偏危險：q 11綜合影響系數(shù)q2.2745 1 112.27451

3、70174.74MPaK2.27450283.362.28MPa2K2 2.27452602-5如上題中危險剖面上的平均應(yīng)力20MPa，應(yīng)力幅30MPa，試分別按：求出該截面的計算平安系數(shù)Scao解： c1702.2745 30 0.2 2017072.辺355170 曲 °220 泄 1.852.2745 20 30113.74-2如下圖為某受軸向工作載荷的螺栓聯(lián)接的載荷變形圖：1) 當工作載荷為2000N時，求螺栓所受總拉力及被聯(lián)接件間剩余預(yù)緊力。2) 假設(shè)被聯(lián)接件間不出現(xiàn)縫隙，最大工作載荷是多少？解: ( 1) Qp 4000NF(Ni打mm)F 2000NCb CmQCbCm

4、Kco 3tg b tg30 -3-tg m tg45°13/3,3,3/3 1 r3 30.577350.366Q Qp Kc F4000 0.366 20004732 NQp Q F4732 20002732 NM100向上向下向下M100向下危險螺栓2被聯(lián)接件出現(xiàn)縫隙臨界：Qp 0Qp Q FQp Kc F FQpKc 1 FQp1 Kc40001 0.3666309 N4-3如圖支承桿用三個 M12鉸制孔螺栓聯(lián)接在機架上，鉸孔直徑d0=13mm，假設(shè)螺桿與孔壁的擠壓強度足夠，試求作用于該懸壁梁的最大作用力F。不考慮構(gòu)件本身的強度，螺栓材料的屈服極限s 600MPa。取剪切平安

5、系數(shù)n 2.5解：首先分析1，2，3的受力將P轉(zhuǎn)化到1，2，3的中心2上，產(chǎn)生力矩M P 50 150 ，力P 不變螺栓1：力矩產(chǎn)生的橫向力P橫向力均布一3螺栓2:力矩不產(chǎn)生橫向力P橫向力均布一3螺栓3:力矩產(chǎn)生的橫向力橫向力均布一向下MPP7R32P-P100333maxs4d0°13p3P -do4313-132 600 342.5 7 13651 N4-4凸緣聯(lián)軸器圖14-2a，用普通螺栓六個聯(lián)接，分布在 D=100mm圓周上，接合面摩擦系數(shù)f=0.16，防滑系數(shù)Ks=1.2，假設(shè)聯(lián)軸器傳遞扭矩 150N m,試求螺栓螺紋小徑。螺栓 120MPa解：六個螺栓承受的橫向載荷MD/

6、2150 2100 10 33 103 N單個螺栓承受的橫向載荷F需要的預(yù)緊力F /630006500 NQpKsFfi1.2 5000.16 13750 N螺紋小徑4 1.3Qp4 1.3 3750120 1060.00719 m7.19 mm5-1如下圖凸緣半聯(lián)軸器及圓柱齒輪，分別用鍵與減速器的低速軸相聯(lián)接。70,113090,190。選擇鍵，并校核強度。軸為 解：查手冊，選鍵=70 處，b20 20,A型鍵L=110或125=90 處，b25 14,A型鍵L=8045鋼，T=1000N m,齒輪為鍛鋼，半聯(lián)同器為灰鑄鐵，工作時有輕微沖擊。校核強度70:2T-103ktd2 1000103

7、0.5 12110 207052.9 或45.35minP鍵7p聯(lián)P滿足擠壓強度要求min110,110,555590:32T 10ktd2 1000 1030.5 1480 259057.7minP鍵7P齒輪p滿足擠壓強度要求min 110,110,1101107- 2 V帶傳動傳遞的功率F1,有效圓周力Fe和預(yù)緊力F。解: Fe 30P=7.5KW，平均帶速 v=10m/s ,緊邊拉力是松邊拉力的兩倍F1=2F2,試求緊邊拉力7.5 100010750 NF27501500 N750 N2FFoFi1125 N7-3 V帶傳遞的功率 P=5KW，小帶輪直徑 Di=140mm，轉(zhuǎn)速ni=14

8、40r/min，大帶輪直徑 D2=400mm，滑動率 =2% , 求：從動輪轉(zhuǎn)速 n2；有效圓周力 Fe。解:nQD1 11440 1402%400493.92 r/min vD2 r2 /60 1000400 493.92/ 60 1000 10.344 m/sP 1000 5 1000Fe483.37 Nv 10.3448- 1 一鏈式運輸機采用套筒滾子鏈，鏈節(jié)距p=25.4mm，主動鏈輪齒數(shù)Z1=17，從動鏈輪齒數(shù)Z2=69 ,n 1=960r/min。求：1鏈條平均速度v；2 鏈條 vmax, vmin ；3平均傳動比。解: 1vn憶p60 1000960 17 25.460 1000

9、6.9088 m/s2vmax v10O2d12 q2 60 1000 d1 n160 1000Q diPsin 180o / z-i25.4sin 180o/1725.4sin 10.59°證378 138.2 mmVmax138.2 3.14 96060 10003.947 m/svminv1 COS180oz(3) inn2Z2Z169174.0596.947 cos10.59O 6.947 0.983 6.829 m/s9- 5蝸桿右旋為主動件，為使軸n、川上傳動件軸向力相互抵消，求:(1) 蝸桿的轉(zhuǎn)向；(2) 一對斜齒輪3、4輪齒的旋向；(3) 軸n上傳動件受力情況。III

10、II弓III解：(1)蝸桿順時針轉(zhuǎn)動(2) 3右旋；4左旋。z2=40 , mn1=5mm ,1 15°第二對齒輪：Z3=17, z4=20 ,mn2=7mm ,今使軸n上傳動件的軸向力相互抵消，試確定:1. 斜齒輪3、4的螺旋角 2的大小及齒輪的旋向。2 用圖表示軸n上傳動的件的受力情況(用各分力表示)解：1.齒輪3左旋齒輪4右旋T；9.55106Q R9.559.55106RiF2p12P06PP1d2 diT2 T1 iF aiF a3d1mtzi紐tand1mn1Z1COS 1tan 1mn1cos 1Z1sin 1mn1Z1紐tand3Z1d3mtZ3min2cos 2Z3

11、mn2COS 2Z32sin 2mn2Z3sin 2g2Z32mMZ1sin7 172 5 20sin 158.862. 軸n受力如圖10- 5分析蝸桿各軸轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒螺旋線方向及蝸桿輪所受各力的作用位置及方向。2蝸輪右旋4蝸輪右旋2/ 、10-6手動絞車， 問：1欲使2fv=0.2.m=9， q=8， zi=1， Z2=40， D=200mm。上升1米，手柄轉(zhuǎn)多少圈，轉(zhuǎn)向？求傳動齒合效率 1 =?機構(gòu)自鎖否?解: (1) iZ240(2)1tgn2i1 n2=1圈，重物上開 Dn2 = ？重物 上開1000mm10001000D628100040=63.7(圈)628手柄轉(zhuǎn)向如圖tgn2乙

12、i當200 mmtgZ1q7.125°10.1258varctgfv arctg0.211.31°v自鎖0.125tg 7.125° 11.31°需 °375 g11- 2某減速器輸出軸的結(jié)構(gòu)圖，指出其設(shè)計錯誤，并畫改正圖。J0 -.q1- 3L§ / /- 1Tl/Y fnrrHljrjrl題1卜2圖軸的結(jié)構(gòu)解：1 聯(lián)軸器沒有軸向固定；2 鍵太長；3固定件與旋轉(zhuǎn)件直接接觸;4 定位套筒過高；5 齒輪定位不可靠；6滾動軸承內(nèi)圈未定位；7加調(diào)整墊片；8 加密封件，毛氈圈；9 厚邊定位；10安裝距離安裝軸承太長。12- 1非全液體潤滑滑動

13、軸承驗算p、v、pv三項指標的物理本質(zhì)是什么？為什么液體動力潤滑滑軸承設(shè)計時首先也要驗算此三項指標？答：p防止在載荷作用下出現(xiàn)潤滑油被完全擠出而導致軸承過度磨損。v當p較小，p及pv在許可范圍內(nèi)，也可能由于滑動速度過高而加速磨損。Pv限制單位面積上的摩擦功耗與發(fā)熱，控制軸承溫計。由于液體的壓潤滑的滑動軸承，在起動和停車過程中往往處于混合潤滑狀態(tài)。因此，在設(shè)計時，常用以上 三個條件性計算作為初步計算。12-2試以雷諾方程來分析流體動力潤滑的幾個根本條件。 答：p 6 vh 3h°xh3A點左側(cè)：h>ho代入上式p0，油壓隨x增加xA點右側(cè)：h<ho代入上式_p0，油壓隨x降

14、低xA點：h=ho處，最大油壓油楔內(nèi)部壓力高于入口，出口形成動壓油膜的條件 相對運動的兩外表間必須形成收斂的楔形油膜；其運動方向必須使?jié)櫥蛷拇罂诹鬟M，小口流出; 被油膜分開的兩外表必須有一定的相對滑動速度, 潤滑油要有一定粘度，供油要充分。一 v移動件y靜止件>0=0<012-3某不完全液體潤滑徑向滑動軸承,：軸徑直徑d=200mm，軸承寬度 B=200mm，軸頸轉(zhuǎn)速 n=300r/min，軸瓦材料為2CuSn10Pi，試問它可以承受的最大徑向載荷是多少?解：查表 12-1 2CuS n10P1 的p=15(MPa)v=10(m/s)pv=15(MPa m1 根據(jù)平均比壓p d6

15、3315 10200 10200 10 356 10 N2.根據(jù)pv值1515F dFB d B6d B00 "d106106dn60 d00060c160010000 d000dn3 20010 3 200Bn200 102001031.9 105 N51.9 10 N60 10006Q0000300200 300它可承受的最大徑向載荷為1.9 X 105 ( N)13- 1試說明以下滾動軸承的類型、公差等級、游隙、尺寸系列和內(nèi)徑尺寸：6201、N208、7207C/P4答：6201 深溝球軸承，公差等級為普通級(0級)，游隙為0組，寬度為0系列，直徑為2 輕系列，內(nèi)徑為 12mm

16、。N208 圓柱滾子軸承，公差等級為普通級0級，游隙為0組，寬度為0系列，直徑為2 輕系列，內(nèi)徑為 40mm。7207C/P4角接觸球軸承，公差等級為4級，游隙為0組，寬度為0系列，直徑為2輕系列，內(nèi)徑為 35mm，接觸角為15o13-2試說明以下各軸承的內(nèi)徑有多大？哪個軸承的公差等級最高？哪個允許的極限轉(zhuǎn)速最高？只個承受徑向 載荷能力最大？哪個不能承受徑向載荷？答：6208/P2302085308/P6N2208內(nèi)徑均為40mm6208/P2公差等級最咼6208/P2允許的極限轉(zhuǎn)速最高N2208承受徑向載荷能力最大5308/P6不能承受徑向載荷2022年春機械設(shè)計根底下第一次小測驗1.鍵的剖

17、面尺寸通常根據(jù) 按標準選取。a軸的材料 b功率大小c軸的直徑 d傳遞扭矩大小2 設(shè)計鏈傳動時，為了降低動載荷，一般采用的措施是。a較少的鏈輪齒數(shù)和較小的節(jié)距b較多的鏈輪齒數(shù)和較小的節(jié)距c較多的鏈輪齒數(shù)和較大的節(jié)距d較少的鏈輪齒數(shù)和較大的節(jié)距3.受軸向變載荷緊螺栓聯(lián)接，進行螺栓的疲勞強度計算時，螺栓的應(yīng)力變化規(guī)律應(yīng)按以下哪種情況計算。a應(yīng)力循環(huán)特性為常數(shù)c最小應(yīng)力為常數(shù)4.選擇V帶的型號是根據(jù) a名義功率 b大帶輪轉(zhuǎn)速b平均應(yīng)力為常數(shù)d任意 和小帶輪轉(zhuǎn)速。c計算功率d小帶輪直徑1.3是為了5緊螺栓聯(lián)接強度計算中，將螺栓所受軸向拉力乘a平安可靠c防止松脫6受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，為保證聯(lián)接件不出現(xiàn)

18、縫隙，要求因此 a剩余預(yù)緊力Qp應(yīng)小于零c剩余預(yù)緊力Qp應(yīng)等于零b保證足夠的預(yù)緊力d計入扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的影響b剩余預(yù)緊力Qp應(yīng)大于零 d預(yù)緊力Qp應(yīng)大于零1 如圖示為一等截面圓形轉(zhuǎn)軸，軸徑d=40mm其上沿軸線作用有軸向拉力Fa 3000N，徑向載荷Fr引起的最大彎矩為400Nm1軸危險截面上的循環(huán)變應(yīng)力的圓軸的抗彎模量為 W d3試求：32max, min, a, m和應(yīng)力循環(huán)特性丫各是多少?2如軸材料的疲勞極限和靜強度極限C-1=170MPa T 0=280MPa和C s=270MPa以及影響零件疲勞極限的綜合影響因素 &=2,試繪制簡化的零件極限應(yīng)力線圖。該轉(zhuǎn)軸應(yīng)該按照 哪種典型的應(yīng)力變化規(guī)律來計算？并用解析法計算該軸危險截面處的平