机械设计期中大题ppt课件.ppt

1 图示为一冷扁钢与槽钢用3个M12 d1 10 106mm 的普通螺栓连接 螺栓材料的许用拉应力 80Mpa 接合面间的摩擦系数f 0 12 防滑系数Ks 1 2 试求能作用在扁钢图示位置上的最大载荷F 扁钢和槽钢的强度都足够 解 1 求螺栓所受的预紧力 2 求能作用在扁钢图示位置上的最大载荷F 在各螺栓连接的接合面处所受的摩擦力方向如图所示 F T 因横向载荷F作用每个螺栓接合面受到摩擦力FfF 因转矩T作用每个螺栓接合面受到摩擦力FfT 螺栓1处接合面间所受摩擦力最大 2 一托架的边板与相邻机架用4个均布的普通螺栓连接 螺栓均布直径为200mm 托架所受载荷如图所示 边板与机架接合面间摩擦系数f 0 16 防滑系数KS 1 2 螺栓的许用拉伸应力 280MPa 试计算螺栓的小径d1 解 1 求螺栓所受的预紧力 螺栓组受力分析如图所示 F 8kNT 8 150 1200kN mm 螺栓3处接合面所受摩擦力最大 因横向载荷F 作用每个螺栓接合面受到摩擦力FfF 因转矩T作用每个螺栓接合面受到摩擦力FfT 2 计算螺栓小径 3 已知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接 托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行 距离为250mm 大小为60kN的载荷作用 现有如图所示的两种螺栓布置形式 设采用铰制孔用螺栓连接 试问哪一种布置形式所用的螺栓直径较小 为什么 P102习题5 6 1 受力类型 承受工作剪力的紧螺栓连接 2 将外载荷P向螺栓组中心简化 力的平移定理 螺栓组受到的横向载荷 P 60kN螺栓组受到的转矩 T 60000 0 25 15000N m 3 螺栓的受力分析a图因横向载荷作用单个螺栓受到工作剪力FiP P 6 10kNa图因转矩作用单个螺栓受到工作剪力FiT T 6r 20kN由图可知螺栓1所受的工作剪力最大Fmax F1P F1T 30kN P T b图因横向载荷作用单个螺栓受到工作剪力 FiP P 6 10kNb图因转矩作用螺栓1 3 4 6受到工作剪力最大且相等 由此可知a图中螺栓受到的最大工作剪力小于b图中螺栓受到的最大工作剪力 故采用a图的布置形式所用的螺栓直径较小 由图可知螺栓3 4所受的 工作剪力最大 30 作业 P P102习题5 5 4 图示两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架 两块边板各用4个螺栓与立柱相连接 托架所承受的最大载荷为20kN 载荷有较大的变动 已知f 0 16 Ks 1 1 1 3 试问此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜 为什么 普通螺栓连接所受的预紧力 铰制孔用螺栓连接所受的工作剪力 1 将外载荷P向螺栓组中心简化螺栓组受到的横向载荷 P 20000N螺栓组受到的转矩 T 20000 300 6000000N mm 2 铰制孔用螺栓连接的受力分析横向载荷作用每个螺栓受到的横向力FiP P 8 2500N转矩作用每个螺栓受到的横向力FiT T 8r 7071N由图可知螺栓1 2所受的横向载荷最大 45 3 普通螺栓连接受力分析横向载荷作用每个螺栓接合面受到摩擦力FfiP KsP 8 1 2 2500 3000N转矩作用每个螺栓接合面受到摩擦力FfiT KsT 8r 1 2 7071 8485N由图可知 螺栓1 2处接合面间所受摩擦力最大 45 螺栓1受到的预紧力 F01 Ff1 f 67600N 由此可知 普通螺栓连接所受的预紧力F01大于铰制孔用螺栓连接所受的工作剪力 故用铰制孔用螺栓连接为宜 F01 5 在一直径d 80的轴端 安装一钢制直齿圆柱齿轮 如图所示 轮毂的宽度L 120mm 工作时有轻微冲击 试确定平键连接的尺寸 并校核其挤压强度 1 选择键的类型由图可知选择A型平键 2 确定键的截面尺寸根据轴径由表5 6查得键宽b 22mm 键高h 14mm 3 确定键的长度轴头长度 轮毂宽度L 2 3 mm 取轴头长度 118mm键的长度L 轴头长度 5 10 mm 且为标准值由表5 6查得键的长度L 110mm 4 键的标记键的标记为 GB T1096键22 14 110 5 校核键的强度键的工作长度l L b 110 22 88mm根据齿轮材料为钢 载荷有轻微冲击 由表5 7查得许用挤压应力 p 110MPa 则其挤压强度 满足挤压强度 题8 2 6 V带传动传递的功率P 7 5kW 带速v 10m s 紧边拉力是松边拉力的两倍 即F1 2F2 试求紧边拉力F1 有效拉力Fe和初拉力F0 1 求有效拉力Fe 1000P v 1000 7 5 10 750N 2 求紧边拉力由Fe F1 F2和F1 2F2得F1 2Fe 2 750 1500N 3 求初拉力由F0 F1 F2 2 1500 750 2 1125N 7 如图所示为带传动简图 轮1为主动轮 试问 1 带传动的主要失效形式有哪些 说明设计准则 2 带传动工作时为什么出现弹性滑动现象 这种滑动是否可以避免 3 带传动工作时 带处于图中哪一点应力最大 最大应力 max 答 1 过载打滑 带的疲劳破坏 带传动的设计准则是 在保证带传动不打滑的条件下 使带具有一定的疲劳强度和寿命 2 带的弹性和带轮两边的拉力差 不可避免 3 A1处 max 1 c b1 8 如图所示V的带传动 已知小轮为主动 直径dd1 100mm 转速n1 1460r min 请完成以下内容 1 标出两轮合理的转动方向 2 标出两轮的包角 1 2 3 画出V带与带轮接触处的弯曲应力分布图 并比较 b1与 b2的大小 4 载荷过大时 打滑首先出现在大带轮处还是小带轮处 为什么 5 验算V带的圆周速度是否合理 并说明判断理由 3 V带与带轮接触处的弯曲应力分布如图所示 b1 b2 4 载荷过大时 打滑首先出现在小带轮处 由于小带轮上的包角小于大带轮上的包角 因此小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力 故打滑首先出现在小带轮处 2 两轮的包角 1 2如图所示 解 1 两轮的合理转向 1 2如图所示 带速在5 25m s范围内 带速合适 5 b1 b2 3 9 图示为两级斜齿轮传动 由电机带动的齿轮1转向及轮齿旋向如图所示 今欲使轴 上传动件轴向力完全抵消 试确定 斜齿轮3 4轮齿的旋向 斜齿轮3 4螺旋角的大小 用图表示轴 上传动件受力情况 各分力用FrFtF