机械设计带传动习题解答作业讲评.ppt

1 带传动习题解答 2 8 16一带式输送机装置如图所示 已知小带轮基准直径dd1 140mm 大带轮基准直径dd2 400mm 鼓轮直径d 250mm 为了提高生产率 拟在输送机载荷不变 即拉力f不变 的条件下 将输送带的速度v提高 设电动机的功率和减速器的强度足够 且更换大小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计 为了实现这一增速要求 试分析采用下列哪种方案更为合理 为什么 1 将大带轮基准直径dd2减小到280mm 2 将小带轮基准直径ddl增大到200mm 3 将鼓轮直径d增大到350mm 3 但随着工作机功率的增加 带传动的功率成为关键环节 方案一 仅使包角 1略有增加 但带速没有增加 小轮的弯曲应力没有减小 带的传动功率没有根本改善 方案三 完全没有考虑带的传动能力 方案二 由于小带轮直径的增加 不仅使包角 1略有增加更主要的是 带速增加 小轮的弯曲应力明显减小 带的传动功率得到根本改善 结论 方案二合理 解 仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率 而且提高的幅度是相同的 4 链传动习题解答 5 9 18有一链传动 小链轮主动 转速n1 900r min 齿数z1 25 z2 75 现因工作需要 拟将大链轮的转速降低到n2 250r min 链条长度不变 试问 1 若从动轮齿数不变 应将主动轮齿数减小到多少 此时链条所能传递的功率有何变化 2 若主动轮齿数不变 应将从动轮齿数增大到多少 此时链条所能传递的功率有何变化 解 新的传动比是1 减少小链轮齿数 方案此时链的传动功率下降 2 增加大链轮齿数 方案对传动功率影响很小 6 9 20单排滚子链传动 主动链轮转速n1 600r min 齿数zl 21 从动链轮齿数z2 105 中心距a 910mm 该链的节距p 25 4mm 工况系数ka 1 2 试求链传动所允许传递的功率p 解 由节距p 25 4mm 查表9 10得该链型为16a由n1 600r min及16a型链在图9 13上查得p0 25kw 该链传动所允许传递的功率为 7 齿轮传动习题解答 8 10 33设计一直齿圆柱齿轮传动 原用材料的许用接触应力为 h 1 700mpa h 2 600mpa 求得中心距a 100mm 现改用 h 1 600mpa h 2 400mpa的材料 若齿宽和其它条件不变 为保证接触疲劳强度不变 试计算改用材料后的中心距 9 接触疲劳强度的校核公式 接触疲劳强度的设计公式 解 10 10 34一直齿圆柱齿轮传动 已知zl 20 z2 60 m 4mm b1 45mm b2 40mm 齿轮材料为锻钢 许用接触应力 h 1 500mpa h 2 430mpa 许用弯曲应力 f 1 340mpa f 2 280mpa 弯曲载荷系数k 1 85 接触载荷系数k 1 40 求大齿轮所允许的输出转矩t2 不计功率损失 解 11 蜗杆传动习题解答 12 11 15图示蜗杆传动均是以蜗杆为主动件 试在图上标出蜗轮 或蜗杆 的转向 蜗轮齿的螺旋线方向 蜗杆 蜗轮所受各分力的方向 13 11 17图示为简单手动起重装置 若按图示方向转动蜗杆 提升重物g 试确定 1 蜗杆和蜗轮齿的旋向 2 蜗轮所受作用力的方向 画出 3 当提升重物或降下重物时 蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载 14 11 22为什么普通圆柱蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗轮轮齿的强度 用碳钢或合金钢制造蜗轮有何不利 15 螺纹联接习题解答 16 17 5 22受轴向载荷的紧螺栓联接 被联接钢板间采用橡胶垫片 已知预紧力f0 1500n 当轴向工作载荷f 1000n时 求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力 解 18 教材第74页 19 5 23图示凸缘联轴器 gb t5843 1986 的型号为yldl0 允许传递的最大转矩t 630n m 两半联轴器采用4个m12的铰制孔用螺栓联接 螺栓规格为m12 60 gb t27 1988 螺栓的性能等级为8 8级 联轴器材料为ht200 试校核其联接强度 20 教材第336页 21 解 22 机械设计课程设计手册第38页 23 5 26试指出下列图中的错误结构 并画出正确的结构图 24 25 滑动轴承习题解答 26 12 21对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承 试分析在仅改动下列参数之一时 将如何影响该轴承的承载能力 1 转速由n 500r min改为n 700r min 2 宽径比b d由1 0改为0 8 3 润滑油由用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油 4 轴承孔表面粗糙度由rz 6 3 m改为rz 3 2 m 答 1 承载能力提高 2 承载能力下降 3 承载能力提高 4 承载能力提高 27 12 22在设计液体润滑轴承时 当出现下列情况之一后 可考虑采取什么改进措施 对每种情况提出两种改进措施 1 当hmin h 时 2 当条件p p v v pv pv 不满足时 3 当计算入口温度ti偏低时 答 1 提高 降低rz 提高b 提高d 2 提高 提高b 降低d 更换轴瓦材料 3 提高 降低rz 降低b d 提高 28 12 26起重机卷筒轴采用两个不完全液体润滑径向滑动轴承支承 已知每个轴承上的径向载荷f 100kn 轴颈直径d 90mm 转速n 90r min 拟采用整体式轴瓦 试设计此轴承 并选择润滑剂牌号 解 1 取宽径比b d 0 9则b 0 9 90 81取b 80mm 2 计算p pv v值 29 3 选择轴瓦材料zcusn10p1 锡青铜 p 15mpa pv 15mpam s v 10m s 4 选择配合 90h9 d9 5 选择润滑剂3号钙基润滑脂防水轴颈圆周速度vd小于1m s最高工作温度75 6 轴承的结构设计 略 30 12 28一液体动力润滑径向滑动轴承 承受径向载荷f 70kn 转速n 1500r min 轴颈直径d 200mm 宽径比b d 0 8 相对间隙 0 0015 包角 180 采用32号全损耗系统用油 无压供油 假设轴承中平均油温tm 50 油的粘度 0 018pa s 求最小油膜厚度hmin 解 1 计算承载量系数cp 2 确定偏心率 表12 7 3 确定最小油膜厚度hmin 31 滚动轴承习题解答 32 13 1说明下列型号滚动轴承的类型 内径 公差等级 直径系列和结构特点 6306 51316 n316 p6 30306 6306 p5 30206 并指出其中具有下列特征的轴承 1 径向承载能力最高和最低的轴承分别是 n316 p6 和 51316 2 轴向承载能力最高和最低的轴承分别是 51316 和 n316 p6 3 极限转速最高和最低的轴承分别是 6306 p5 和 51316 4 公差等级最高的轴承是 6306 p5 5 承受轴向径向联合载荷的能力最高的轴承是 30306 33 13 23如图所示 轴上装有一斜齿圆柱齿轮 轴支承在一对正装的7209ac轴承上 齿轮轮齿上受到圆周力fte 8100n 径向力fre 3052n 轴向力fae 2170n 转速n 300r min 载荷系数fp 1 2 试计算两个轴承的基本额定寿命 以小时计 想一想 若两轴承反装 轴承的基本额定寿命将有何变化 解 1 计算两轴承的径向载荷fr1 fr2 支点位置 34 2 确定轴载荷fa1 fa2先计算派生轴向力 7000acfd 0 68fr 2 被 压紧 1 被 放松 3 计算当量动载荷 由表13 5e 0 68 x1 1y1 0x2 0 41y2 0 87 35 4 计算轴承寿命 3c 36 8knn 300r min 反装后fr几乎不变fa发生较大变化fae fd2 2170 2720 4890n fd12 放松 a2 fd2 2720n1 压紧fa1 fae fd2 4890 36 13 26按要求在给出的结构图中填画合适的轴承 图中箭头示意载荷方向 a 单向固定支承b 双向固定支承c 游动支承 37 d 游动支承e 单 向固定支承f 承受单向推力支承 38 滚动轴承寿命计算习题 教材334页 习题13 5 根据工作条件 决定在轴的两端选用 25 的两个角接触球轴承 如图13 13b所示为正装 轴颈直径d 35mm 工作中有中等冲击 转速n 1800r min 已知两轴承径向载荷分别为fr1 3390n fr2 1040n 外加轴向力fae 870n 作用方向指向轴承1 试确定其工作寿命 39 2 1 fr1 3390n fr2 1040n fae 870n fd2 fd1 d 35n 1800n min中等冲击 40 解 由表13 7角接触球轴承7000ac派生轴向力fd 0 68fr fd1 0 68fr1 0 68 3390 2305nfd2 0 68 fr2 0 68 1040 707n fd2 fae 707 870 1577 fd1 1 放松fa1 fd1 2305n2 压紧fa2 fd1 fae 2305 870 1480nfa1 fr1 2305 3390 0 69fa2 fr2 1480 1040 1 4由表13 5当e 0 68时 x 0 14y 0 871 当量动载荷p1 fp x1 fr1 y1 fa1 1 5 0 41 3390 0 87 2305 5093n2 当量动载荷p2 fp x2 fr2 y2 fa2 1 5 0 41 1040 0 82 1480 2460np1 p2由设计手册查得7407ac的基本额定动载荷cr 42 5kn因此 轴承的寿命为 l c p1 42 5 5 09 3 572 106 r 5300 h 41 键联接习题解答 42 43 44 6 16图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键联接 已知轴传递的转矩t 1000n m 齿轮的材料为锻钢 凸缘联轴器材料为ht200 工作时有轻微冲击 联接处轴及轮毂尺寸如图示 试选择键的类型和尺寸 并校核联接的强度 45 解 46 47 48 轴习题解答 49 五 结构分析题 20 试用 圆圈 引线 的符号方式 在图示的小圆锥齿轮轴系中的各个错误结构位置处画 圆圈 并用文字在 引线 后说明错误的原因 最后在轴中心线的下侧画出正确的结构图 50 51 参见 机械设计 319页图13 14 52 2 在图示的传动系统中 件1 件2为斜齿轮 件3为蜗杆 件4为蜗轮