机械设计习题解答1

机械设计练习解题机械设计(西北工业大学第8版)3-1材料的对称弯曲循环疲劳极限，周期基准，周期数为7000、25000、62000的有限寿命弯曲疲劳极限。公式(教科书3-3)3-2已知材料的机械性质为、请绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线。解决方案取决于给定的条件周期性弯曲应力材料常数引起的诗篇可以从上面得到。可以在三点、和绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线为：3-3圆轴的轴肩大小为、材料计算强度限制、降伏限制和凸肩的弯曲有效应力集中系数。，所以请确认教科书附表3-2，确认教科书图3-1。5-4图5-48所示的一组底板螺栓受到包括轴并作用于与底板连接面垂直的平面的外力作用。为了确定哪个螺栓最有力，请分析一下螺栓组的力。确保连接安全操作需要什么条件？底板螺栓组连接的允许外力均匀转换为底面，表明底板接收轴向力、侧向力和周围的倾斜力矩。可以在图中看到。(1)底部最左侧的两个螺栓具有最大的拉力，需要检查需要抗拉应力的螺栓的抗拉强度(螺栓抗拉中断)。(2)从需要挤压应力的底面最右侧边的最大挤压压力(底部左侧压力制动)。(3)需要最小挤压应力的底板最左侧边缘的最小挤压压力(底板右侧出现间隙)。(4)在水平力下，检查底板不滑动，要求摩擦力。(请参阅：螺栓群组的总预紧力)。已知有一个5-6托架的侧板用6个螺栓连接到相邻的机架。支架平行于侧板螺栓组的垂直对称轴，作用于距离和大小载荷。如图5-50所示，通过铰链连接的两个螺栓布局中，哪个使用较小的螺栓直径？怎么了？通过等效、剪切、转矩将螺栓组的力分析到螺栓组的对称中心。剪切力为每个螺栓分割的力，转矩为每个螺栓分割的力为。(1)螺栓组按图5-50(a)放置(力方向为向下)(力的方向是螺栓所在圆的切向)如图所示，最右侧的螺栓受力最大(2)螺栓组按图5-50(b)所示放置(力方向为向下)可以通过教科书(5-13)得到如图所示，右侧的两个螺栓受力最大以上值表示图5-50(a)的放置中使用的螺栓的直径较小。5-10图5-18显示了气缸盖螺栓组连接。气缸盖和气缸体均被称为钢、直径、顶部和底部法兰的工作压力。解决方案(1)确定螺栓数和直径课本表5-4确认螺栓间距，取螺栓间距。螺栓直径：根据系列标准(2)选择螺栓性能级别根据表5-8，如果螺栓性能级别为8.8，则选择螺栓材料的屈服极限。(3)计算螺栓的负载作用于汽缸的最大压力和单一螺栓上的工作负载根据教科书P83，对于有密封要求的连接，请剩余预紧，拿走。根据公式，螺栓的总负载为：(4)材料的许用应力不控制预紧力，确定安全系数，检查教科书表5-10，安全系数，允许的应力(5)检查螺栓的强度检查手册、螺栓外径、小径、螺栓长度、公式螺栓的计算应力为：满足强度条件。螺栓以GB/T5782-86 M1670表示，螺栓数为12。在串联使用6-2扩展套筒时，为什么引入额定载荷系数？为什么扩展套和扩展套的额定载荷系数有很大区别？解决方案(1)在串联使用扩展套时，由于每个扩展程度不同，每个扩展套的承载能力不同，因此在计算中引入了额定载荷系数。(2)串联使用型延伸套时，右侧延伸套的轴向固定力受左侧延伸套的摩擦力影响，左侧延伸套和右侧延伸套的延伸程度大不相同，型延伸套的额定载荷系数小。串联使用类型扩展套时，右侧扩展套和左侧扩展套分别自我膨胀，左侧扩展套和右侧扩展套的扩展程度只有较小的差异，因此类型扩展套的额定载荷系数更大。6-4度6-27所示的法兰半耦合和圆柱齿轮分别用键连接到减速器的低速轴。选取两个键的类型和标注，并检查接头强度。已知事项：轴的材料为45钢，传递的扭矩，齿轮为锻钢，半耦合为灰口铸铁，工作时有轻微冲击。解决方案(1)确定耦合段的键图6-27，法兰半联轴器与减速器低速轴连接，选择平键。轴直径中用于检查教科书表6-1的键的截面大小为。轮毂长度为键长，优选(P105轮毂长度)，教材表6-1键长，键的标记：密钥的工作长度为：轮毂的关键点接触高度为。联接材料为灰口铸铁，载荷有轻微冲击，检查教科书表6-2，允许的挤压应力注：键、轴、轮毂材料的允许挤压应力，根据一般平键联接的强度计算公式，挤压强度为满足挤压强度。(2)确定齿轮段的键在图6-27中，正齿轮连接到减速器的低速轴，选择平键。轴直径中用于检查教科书表6-1的键的截面大小为。轮毂长度为密钥长度，教科书表6-1密钥长度，密钥标记：密钥的工作长度为：轮毂的关键点接触高度为。根据齿轮材料的钢，如果负载受到轻微冲击，请检查教科书表格6-2，以允许允许的挤出应力注意事项：键、轴、轮毂材料的最弱允许的挤出应力，并且根据一般平键连接的强度计算公式，挤出强度为满足挤压强度。7-1图7-27所示的焊接接头是焊接材料为钢、承受静态负载并使用焊条手动焊接，以检查接头的强度。如图7-27所示，有两种对接焊缝和搭接接头。(1)确定允许的应力焊接零件的材料，教科书表7-3审查：允许的拉伸应力，允许的剪切应力。(2)焊缝强度校核根据对接熔接的抗拉强度条件公式，对接熔接可以承受的负载包括：根据搭接焊缝的剪切强度条件公式，搭接焊缝可承受的载荷如下：可在接头中间切削的焊接的完整负载为所以满足强度条件。7-5图7-28所示的铸造锡-青铜蜗轮蜗杆啮合和铸铁车轮芯使用干涉连接，连接零件本身具有足够的强度，使用标准配合试验接头允许的最大扭矩(摩擦系数)。解决方案(1)最小干涉计算表格可确认：蜗轮与轮芯接合的轴的公差和孔的公差。最小有效干涉。请查看课本表7-6。最小干涉为：挤压方法：膨胀和收缩方法：(2)计算配合面之间的最小半径压力拿着，刚度系数分别为：根据压力连接转移负载所需的最小干涉公式如下：以两种方式装配。配合面之间的最小半径压力为：挤压方法：膨胀和收缩方法：(3)计算可以传递的最大转矩根据接合转移扭矩公式，贴合面之间转移的最大扭矩为：挤压方法：膨胀和收缩方法：8-1 V皮带驱动、与皮带皮带轮的等效摩擦系数、角度和初始拉伸。(1)电动机能传递的最大有效张力是多少？(2)传递的最大扭矩是多少？(3)驱动器效率为0.95时，灵活的滑动忽略，从动轮输出功率是多少？解决方案(1)临界有效张力根据临界有效拉伸公式(类型8-6)，临界有效拉伸为(2)最大转移力矩的确定(3)输出功率计算根据皮带驱动功率公式在8-4中，请设计异步电动机和齿轮减速器之间的普通v波段驱动器、电动机功率、速度、减速器输入轴速度、容差、运行运输装置时轻微冲击的两班作业、此驱动器。解决方案(1)计算功率确定教科书表8-7工作条件系数确认和功率计算(2)选取v型皮带模型据，教科书也确认8-11，选择b型。(3)确定皮带轮的基准直径，并检查皮带速度课本表8-4a中驱动轮基准直径，从动轮直径请查看课本表8-8。从动轮实际速度速度错误检查：速度误差在容差范围内。检查乐队的速度绳子速度合理。(4)确定皮带的长度和中心距离根据，预备中央街。根据标注栏长度公式，标注栏长度为教科书表8-2检查皮带基准长度。实际中心距离为(5)检查活动控制盘的角度凭证对了。(6)计算皮带的根数和核对清单8-4a、和b带，表8-4b请查看课本表8-5。请查看课本表8-2。根据标注栏数公式(样式8-26)，标注栏数为拿走。(7)初始张力计算教科书表8-3 死b波段单位长度质量检查，标准(8-27)(8)轴压力计算(样式8-28)(9)皮带轮结构设计(略)。9-1链传动装置配置，其中小链轮已驱动，且具有中心距离，如图9-16所示。在显示的布局中，旋转到哪个方向才合理？两个车轮轴位于同一垂直面(图c)的缺点是什么？应该采取什么措施？在图a，b所示的布局中，链轮逆时针旋转是合理的(紧边在上面，松边在下面)。两轮轴放置在同一垂直面上，挠曲量增加，下轮有效啮合齿数减少，从而降低传动能力。需要采取的措施是(1)增加中心距离。(2)添加张紧轮；(3)两轮偏置等措施。您可以使用从9-2链传动装置传输的功率、驱动链轮速度、从动链轮速度、稳定负载和定期手动润滑来设计此链传动装置。解决方案(1)选择链轮齿数使用小齿轮的齿数，小齿轮的齿数为(2)计算功率的确定教科书表9-6，教科书图9-13，单行链计算如下：(3)选取链模型和节距据此，教科书也是9-11路得：选择1