机械设计计算题.doc

2、第五章：螺纹连接的强度计算（1）例题； （2）仅受横向载荷作用的螺纹连接。例：如图示的方形盖板用四个M16的螺钉与箱体相联接，盖板中心O点装有吊环，已知FQ20kN，尺寸如图示。要求：1）当取剩余预紧力F=0.6F（F为工作拉力）、螺钉材料的性能等级为6.6级，装配不控制预紧力时，校核螺钉的强度；2）由于制造误差，吊环由O点移至对角线上O点，且OO5mm，问哪个螺栓的受力最大？并校核其强度。解：1）在FQ作用，每个螺栓所受的轴向力（工作拉力）为：F=FQ/4=20/4=5kN单个螺栓所受的总拉力等于工作拉力与残余预紧力之和F2=F+F=0.6F+F=1.6F=1.65=8kN=8000N由已知条件知，屈服极限为s=360MPa，查表得安全系数S=4，d1=14.9 mm= s/4=360/4=90MPaMPa强度满足要求2）当移到O点后，螺栓组增加一倾覆力矩M作用，其大小为：M=FQOO= m N在倾覆力矩作用下，左上方被压紧，1螺栓杆拉力减小；右下方被放松，3螺栓杆拉力增大，工作拉力最大。在倾覆力矩作用下，3所受的拉力为：kN=1000N螺栓3所受的工作拉力合力为： N螺栓杆所受的总拉力为：N MPa 强度满足要求3、第八章带传动：（1）计算带的紧边、松边拉力（公式：8-3、8-4）；（2）图示为一带传动，标出主动轮转向，求：1）在图中标出带的紧边、松边；2）最大应力发生在何处，写出最大应力表达式；3）什么是带的弹性滑动，它与打滑有何区别？ 例 已知一V带传动，传递功率P=10kW带速v12.5m/s，现测得张紧力F0=700N。求紧边拉力F1和松边拉力F2。解： N N4、第十章齿轮传动：直齿、斜齿圆柱齿轮（力的作用点和方向、公式10-14）5、第十一章蜗杆传动：普通圆柱蜗杆传动受力分析（力的作用点和方向）例 标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向及螺旋线方向，绘出蜗杆和蜗轮在啮合点处的各分力方向(均为蜗杆主动)。解：蜗轮旋向与蜗杆导程角方向相同，转动方向和受力方向如图所示。图（d）参考前面几个判断方法Fr2Fa1Fa2Ft1Ft2Fr1Fa2Fr2Ft2Fa1Ft1Fr1Ft2Fa1Ft1Fr1Fr2Fa26、第十三章滚动轴承：3或7类轴承寿命计算（公式：13-5a、13-8a）、角接触轴承轴向力（正装和反装）计算方法。例 一对7210AC轴承,分别承受径向负荷FrA=10000N,FrB=5000N,轴上作用的外加轴向负荷FA,方向如图所示.试求当FA=2000N和FA=1000N时,各轴承的内部轴向力Fd、轴承的轴向负荷Fa和当量动负荷P的大小.设负荷系数fp=1.2.(Fd=0.68Fr)题16-70图解：(1)当FA=2000N时 FdA=0.68x10000=6800 N (方向向右)FdB=0.68x5000=3400 N （方向向左）FaA=max(FdA,FdB-FA)=max(6800,1400)=6800 NFaB=max(FdB，FdA+FA)=max(3400,8800)=8800 N (2) 对于轴承A，FaA/FrA=0.68=e 因而，X=1，Y=0 PA=fpXFrA =8160 N(3) 对于轴承BFaB/FrB=1.76eX=0.41，Y=0.87PA=fp(XFrA +YFaB)=1.2 (0.4110000 +0.878800)=14107.2 N7、第十五章：轴的结构错误分析。例 分析下图轴的结构是否合理，如不合理请说明理由并改正。3821答：1）轴直径应是中间最大，向两头递减（拆装要求）52）左轴承的右边定位太高，不利于拆卸。把右边轴台阶改为套筒定位。43）轴上键槽应布置在同一直线上。4）套筒太高，减小套筒直径765）端盖上应安装密封圈。6）此处轴长度应小于链轮轴线长度。7）链轮右端应采用轴端档圈固定。8）键太长,减小键长度。例 某齿轮减速器的输出轴轴系结构如图所示,试指出其设计错误之处,并画出正确图形.10987654321 1)键的位置和尺寸不合适；2)轴承端盖此处的直径太大；3)此处应有密封圈；4)此处应有螺钉联接（把轴承端盖和机架联接起来）；5)此处应有垫片；6)套筒直径太大，超过轴承内圈高度；7)安装齿轮处的轴的直径应小于齿轮宽度；8)轴承左端没有定位9)此处应有垫片；10)此处应有螺钉联接（把轴承端盖和机架联接起来）；例 试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。11109876543211)此处应有垫片；2)轴肩太高；3)键太长；4)安装齿轮处的轴的直径应小于齿轮宽度；5)套筒直径太大，超过轴承内圈高度；6)轴承端盖此处的直径太大；7)此处应有密封圈；8)轴承左端没有定位9)此处轴太长，轴的端面与轴端挡圈应