濮良贵第九版版机械设计习题答案

1、第三章机械零件的强度习题答案31某材料的对称循环弯曲疲劳极限=180MPa,取循环基数/Vo=5xl0 m = 9,试求循坏次数N分別为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。=180x?5xl067xlO3=373.6MPa=180x?5xl062.5 xlO4= 324.3MPa=180x?5xl066.2x10=227.0MPa332已知材料的力学性能为= 260MPa, <7= 170MPa, 0, =0.2,试绘制此材料的简化的等寿命寿 命曲线。解A(0J70)C(260,0)£283.3%),即 0 (141.67,141.67)勺= 2

2、x170 = 283.33MPa °1 + 死 1 + 0.2得 D(283.3根据点A (0,170) , C(260,0), D (141.67,14167)按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-3 圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm, d=62mm, ,=3mm。材料为40CrNi,设其强度极限0B=900MPa,屈服极限= 750MPa试il算周健的弯曲有效应力集中系数匕。解因_ = 1.16, - = 0.048 ,查附表32 插值得乙=1.995,查附图3得弘a 0.78,将所查值代 dd入公式，即ka =1 + (-1) = 1+0.78x(1.995-1) = 1.

3、89634圆轴轴肩处的尺寸为:D=54mm,厶45mm, c3mnu如用题32中的材料，设其强度极限OB=420MPa, 试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。D 54r3解因一 =一 =12, - = = 0.067,查附表32 插值得 =1.88,査附图31得爲"78,将 d 45d 45所查值代入公式，即k。=l + g仏l)=l + 078x(l88 l)=l69査附图32 得=0.7：按精车加工工艺，查附图34 得=0.91 已知几=1,则丄竺+丄一 1厶2.51札 10.70.91 丿 1"(0,17% 51)2(260,0),0(141.67,141.6% 5)根

4、据4(0,67.73),C(260,0)0(141.67,56.44)按比例绘出该零件的极限应力线图如下图求出该截而的讣算安全系数二八解由题 34 可知 j =170 MPa,近=260 MPa曳=02,K& =2.35工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数° 170小一S =j= 0 14"+甥入 2.51x30 + 0.2x20(2) %=C 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数S = d +(心刽)5 _ 170 + (2.51 0.2 )x20 _ 】化 心(s+”m)_2.51x(30 + 20

5、)_ 第五章螺纹连接和螺旋传动5-6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5-50所示的两种螺栓布宜形式，设采用狡制孔用螺栓 连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小？为什么？6解螺栓组受到剪力F和转矩，设剪力F分在各个螺栓上的力为F转矩T分在各个螺栓上的分力为竹（a）中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为儿即/-125mm1 _ 6=尸1 - 6X 60 = 10kX=20kNFL = 60 x 250 x 10人 6? _ 6 x 125 x IO-3由（a）图可知，最左的螺栓受力最大代疵

6、=斤+巧=10 + 20 = 30小（b）方案中冷卡6皿60x250xl0"xJ F 一_权 2仃 max661-1/-+125 2 x 10"2x1252+ 4x125T+ 1252= 24.39kNxlO"由（b）图可知，螺栓受力最大为FmM = JF+F,+2 斥坊 cos0 = (102 + (24.39)2 + 2xl0x 24.39 x-= 33.63kN可知采用（J布置形式所用的螺眩径较小 71 T第八章带传动8-1 V带传动的n = 1450 r/nin ,带与带轮的当量摩擦系数fY = 0.51 ,包角a, = 180° , 初拉力耳=

7、360N。试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？ （2）若 ddl=100mn，英传递的最大转矩为多少？ （3）若传动效率为0.95,弹性滑动忽略不计， 从动轮输出效率为多少？1!_1_!_解（1）7 =2 佗一=2x360x一= 478.4N（2卩= FecL = 478.4x "蔦一.=23.92N mm2 2（3） 空"=殳沁“' 710001000x60x100047S.4x1450x3.14x100x0951000x60x1000= 3.45kW8-2 V带传动传递效率P = 75kW,带速v = 10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍，即F=F“

8、试求紧边拉力有效拉力巴和初拉力10001000P = 1000x75 =750Nv10.Fe = F-F2 且耳=2坊F|=2£.=2x750 = 1500N佗+¥F750佗=片一一=1500= 1125N2 2第十章齿轮传动10-1试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示各力的作用位置及方 向）。5第十一章蜗杆传动11-1试分析图126所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所解各轴的回转方向如下图所示，蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受 各力的作用位置及方向如下图(b)第十三章滚动轴承13-1试说明下列各轴承的内径

9、有多大？哪个轴承公差等级最髙？哪个允许的极限转速最 高？哪个承受径向载荷能力最高？哪个不能承受径向载荷？N307/P462073020751301解N307/P4、6207、30207 的内径均为 35mm, 51301 的内径为 12mm： N307/P4 的公差 等级最髙：6207允许的极限转速最高，N307/P4受径向载荷能力最高：51301不能承受 径向载荷。13-6若将图13-34a中的两轴承换为圆锥滚子轴承,代号为30207。其他条件同例题13-2, 试验算轴承的寿命。解（1）求两轴承受到的径向载荷耳和Frl将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂而（下图b）和水平面（下图a）两个平而

10、力系。其中：图c中的疗，为通过另加转矩而平移到指向轴线：图a中的氏亦应通 过另加弯矩而平移到作用于轴线上（上诉转化仔图中均未画出）。3? 1 丫FrovFriv(c)由力分析可知:作 X 200- X C 900X 200-400x =L = 225.38N200 + 320520第 2V =作一锋w =900 - 225.38 = 674.62NF-=Fx2200=846J5N£ 2H = Fte 一 ©H = 2200 一 846 15 = 1353 .85NFrX = Q F财 + f；1H2 = a/225.382+846.152 = 875.65NFr2 = J

11、Fjj + 斥汕2 = x/674622 + 1353.822 = 1512.62N（2）求两轴承的计算轴向力&和巧2查手册的 30207 的a = O37, r = 1.6, C = 54200NFdi = 2Y = 2?xL6 =273-64N"鋅需?"72.69N两轴订算轴向力 Fae+Fd2>Fdl所以轴承1被压紧，轴承2被放松。FaX= Fae + 巧 2= 400 + 472.69 = 872.69NFa2 = Fd2= 472.69 = 472.69N（3）求轴承当量动载荷R和*872.69"875.65= 0.9966Fal _ 47

12、2.6977" 1512.62= 0.3125 均=0因轴承运转中有中等冲击载荷,按表136取/P=1.5,则由表135 （P317）载荷系数和轴向动载荷系数为对轴承 1 X =0.4 Y, =1.6对轴承2P=fd (X| 巴 +”巧 J = 1.5 x (0.4 x 875.65 +1.6 x 872.69) = 2619.846N鬥=/ ( X?铃2 + 5 巴2) = 1 5 x (1 x 1512.62+0 x 472.69) = 2268.93N(4) 确定轴承寿命因为p>p2,所以按轴承1的受力大小验算Lh =io6fc?10660x52054200 <2619.846；=283802342h > L/第十五章轴习题答案15-4图15-28所示为某减速器输岀