吉林大学机械设计典型习题ppt课件

1、习题2-2MPab1105 . 1KSa / MPam / MPa450460280图示40钢的极限应力图。知用此资料制成的转动心轴，任务时危险截面的最大弯曲应力，综合影响系数求轴的计算平安系数。L例例1：一横板用两个普通螺栓联在立柱上，知：一横板用两个普通螺栓联在立柱上，知P=4000N，L=200mm，a=100mm, f=0.15, , 试求螺栓小径试求螺栓小径.2 . 1KS ,MPa300 aPPLa当两个螺栓程度放当两个螺栓程度放置时的计算过程置时的计算过程D=150mmDT例：联轴器用例：联轴器用6个普通螺栓联接。传送的扭矩个普通螺栓联接。传送的扭矩T=150NM,螺栓资料的许用

2、应力螺栓资料的许用应力 =140 , f=0.15, ，求螺栓小径。，求螺栓小径。2 . 1KS FZDT2F 横向载荷横向载荷FKfFSP 不滑移条件：不滑移条件：强度条件：强度条件： p1F43 . 1d例例2:2:图示气缸盖用图示气缸盖用6 6个普通螺栓联接个普通螺栓联接, ,知气缸压知气缸压力力p=2MPap=2MPa，D=80mm,D=80mm,取取 试求试求: 1: 1、螺栓小径、螺栓小径; ; 2 2、安装时预紧力、安装时预紧力。PFpD ,MPa160 ,C2C,F5 . 1Fbm,P HLLP例例3 3：图示支座用：图示支座用2 2个螺钉联接个螺钉联接, ,知知P=800NP

3、=800N，H=120mm,L=80mm, H=120mm,L=80mm, 取摩擦系数取摩擦系数 f=0.15, f=0.15, 防滑系数防滑系数 试求螺栓小径试求螺栓小径. ., 2 . 1KS ,MPa120 , 3 . 0CCCmbb D=100mmp螺栓资料的极限应力图螺栓资料的极限应力图m / MPaa / MPa20010015010050500450250300350图示气缸用图示气缸用10个个M10小径小径d1 = 8.3mm普通螺栓联接。知气缸普通螺栓联接。知气缸直径直径D=100mm，任务压力，任务压力p = 0 4 MPa，螺栓衔接的相对刚度，螺栓衔接的相对刚度cb /c

4、b+cm= 0.86，安装预紧力，安装预紧力Fp = 5410N。螺栓资料的极限应力。螺栓资料的极限应力图如图示。试：图如图示。试：1、假设取平安系数、假设取平安系数S = 1.5，验算螺栓静强度；，验算螺栓静强度；2、在极限应力图上，标出螺栓的任务应力点、在极限应力图上，标出螺栓的任务应力点W，确定其极限应力点，确定其极限应力点W。5-12例：一对规范直齿圆柱齿轮传动，参数见表，试分析哪例：一对规范直齿圆柱齿轮传动，参数见表，试分析哪个齿轮接触强度高；个齿轮接触强度高； 哪个齿轮弯曲强度高。哪个齿轮弯曲强度高。解：由于相啮合齿轮接触应力相等，所以解：由于相啮合齿轮接触应力相等，所以 大大 的

5、接触强度高，既齿轮的接触强度高，既齿轮 1 接触强度高。接触强度高。 H 3904501.732.286045324205001.522.97175031ZBm齿轮齿轮FaYSaY F H 3 .9052.197.2420YY1Sa1Fa1F 由于相啮合齿轮由于相啮合齿轮 值不相等，值不相等， 值大的弯曲强度高，求：值大的弯曲强度高，求： SaFaFYY SaFaFYY 8 .9873.128.2390YY2Sa2Fa2F 所以齿轮所以齿轮 2 弯曲强度高。弯曲强度高。例题：一对直齿圆柱齿轮传动，在传动比、中心距和其他条件例题：一对直齿圆柱齿轮传动，在传动比、中心距和其他条件不变的情况下，如减

6、小模数不变的情况下，如减小模数m并相应地添加齿数并相应地添加齿数z1、z2，试问：，试问：1对其弯曲疲劳强度和接触疲劳强度各有何影响？对其弯曲疲劳强度和接触疲劳强度各有何影响？2在闭式传动中，假设强度允许减小模数在闭式传动中，假设强度允许减小模数m和添加齿数和添加齿数z1有何有何益处？益处？Fa11FYmbdKT2 YYSau1ubdKT2ZZZ211HEH 模数减小，弯曲应力增大，弯曲强度降低。模数减小，弯曲应力增大，弯曲强度降低。接触应力不变，接触强度不变。接触应力不变，接触强度不变。 答：答：1 1 相啮合的大、小齿轮齿面接触应力相啮合的大、小齿轮齿面接触应力H H 相等，相等，故两齿轮

7、接触强度相等；故两齿轮接触强度相等； 2 2 两齿轮齿数不等，系数两齿轮齿数不等，系数 Y YF Fa Ya YS Sa a 不相等，齿数不相等，齿数少，则系数少，则系数 Y YF Fa Ya YS Sa a 大，齿根弯曲应力大，故小齿轮齿大，齿根弯曲应力大，故小齿轮齿根弯曲强度低。根弯曲强度低。 答：对闭式软齿面齿轮传动，普通都希望在保证弯曲答：对闭式软齿面齿轮传动，普通都希望在保证弯曲强度的条件下，采用较多的齿数即较小的模数。强度的条件下，采用较多的齿数即较小的模数。 对普通工业用齿轮传动，对普通工业用齿轮传动， z1 20 40 。对于速。对于速或对噪声有严厉要求的齿轮传动，建议取或对噪

8、声有严厉要求的齿轮传动，建议取 zl 25 。 闭式硬齿面齿轮、开式齿轮和铸铁齿轮，因齿根弯曲闭式硬齿面齿轮、开式齿轮和铸铁齿轮，因齿根弯曲强度往往是薄弱环节，应取较少齿数以保证齿轮具较强度往往是薄弱环节，应取较少齿数以保证齿轮具较大的模数，以提高轮齿抗弯才干。大的模数，以提高轮齿抗弯才干。普通取普通取 zl 17 25 。 为防止出现轮齿根切景象，对规范直齿圆柱齿轮，应为防止出现轮齿根切景象，对规范直齿圆柱齿轮，应取取 zl 17 。 6-13解：解： 1 齿面接触应力总是脉动循环齿面接触应力总是脉动循环 r =0 。动力由齿。动力由齿轮轮 1 输入，齿轮输入，齿轮 2 为双齿面任务，故齿根

9、弯曲应力为对称循为双齿面任务，故齿根弯曲应力为对称循环环 ( r = 1) 。 2 动力由齿轮动力由齿轮 2 输入，齿轮输入，齿轮 2 为单齿面任务，故齿根弯为单齿面任务，故齿根弯曲应力为脉动循环曲应力为脉动循环r =0) ；齿轮；齿轮 2 转一转，接触应力变化转一转，接触应力变化 2 次，在确定许用接触应力次，在确定许用接触应力 H 时，接触应力循环次数多，时，接触应力循环次数多，寿命系数小，许用接触应力小；齿根弯曲应力为对称循环时寿命系数小，许用接触应力小；齿根弯曲应力为对称循环时的许用应力为脉动循环许用应力的的许用应力为脉动循环许用应力的 0.7 倍。倍。 6-206-21知二级斜齿轮传

10、动，知二级斜齿轮传动，1 轮自动，转向和旋向如图，试轮自动，转向和旋向如图，试：1、为使、为使轴轴向力小，合理确定各齿轮旋向；轴轴向力小，合理确定各齿轮旋向； 2、画出各齿轮受力方向。、画出各齿轮受力方向。结论：结论：轴轴上两斜齿轮上两斜齿轮旋向一样时旋向一样时，轴轴向轴轴向力小。力小。nn21341aF2tF2aF2rF1tF1rF3tF3aF4rF4aF3rF4tF1n21341nnn留意：留意：1、力画在啮合线、力画在啮合线 附近；附近；2、标明各力符号；、标明各力符号；3332223a2atgdT2tgdT2FF 33n322n2zmsinzmsin 222n33n3sinzmzmar

11、csin coszmd,TTn323、计算：、计算：作业作业6 616161aF2tF2aF2rF1tF1rF3tF3aF4rF4aF3rF4tF知直齿锥齿轮知直齿锥齿轮斜齿圆柱齿轮传动，输出轴斜齿圆柱齿轮传动，输出轴转向如图转向如图，试：，试：1、画出各齿轮受力方向；、画出各齿轮受力方向；2、为使、为使轴轴向力小，合理确定齿轮轴轴向力小，合理确定齿轮3、4 的旋向。的旋向。课堂举例：习题课堂举例：习题6 6171712344rF1aF1tF3tF4aFnn n1rF2tF2rF2aF3aF3rF4tF留意：当留意：当 n 反向时，反向时，轴轴向力大。轴轴向力大。课堂举例：题课堂举例：题710

12、71012344n1n旋旋右右2n1tF1rF4tF3aF2aF1aF2tF2rF3tF3rF4aF4rF结论结论: :为使为使轴轴向轴轴向力小力小, , 轴上两齿轴上两齿轮同旋向。轮同旋向。mm.N8145TT21 iN352tgFFF2t2r1r N967dT2FF222t1a 297. 0tgtgv v 01117.30555.0dzmtg 0v1v4.7ftg mm.N1500002/GDT2 有自锁性有自锁性作业作业7 71111N181dT2F111t 4aF4rFGD1n1tF1rF1aF2aF2rF2tF3 31 10 0m mz zd d2 22 2 7-97-10二、回答以

13、下问题二、回答以下问题1、齿轮传动的失效方式有哪些？2、 螺纹联接防松的根本问题是什么？试举出一种防松的方法。3、某传动系统由链传动、带传动、齿轮传动组成，如何排序较为合理，为什么？4、试述带传动产生弹性滑动和打滑的缘由是什么？5、将蜗杆头数由1改为2以后。问1对蜗杆传动性能有何影响？2原有的蜗轮能否继续运用，为什么？10、带传开任务时，带中将产生 、 、 三种应力。最大应力发生在 。11、为提高轴的刚度，把轴的资料由45钢改为合金钢能否有效？ 。3 3、求、求P PhL4 4、求、求1 1、求、求rF2 2、求、求aF1rFAF2rF2SF1SF1SF2SFAF21反装背对背反装背对背r1F

14、r2F1AF2SFr2Fr1F1SF2求求P P给给出出不不给给出出0Y, 0X, eFF;0Y, 1X, eFFrara ）（arpYFXFfP 10hL求求 PCn16667L10h3 球轴承，球轴承，310 滚子轴承，滚子轴承， PCL10图示钻床主轴采用一端固定、一端游动式支承，固定端图示钻床主轴采用一端固定、一端游动式支承，固定端采用采用6307轴承，游动端采用轴承，游动端采用N307E轴承。知钻头上轴向轴承。知钻头上轴向载荷载荷FA=540N，驱动带轮作用在轴上的力，驱动带轮作用在轴上的力FQ=3000N。6307轴承的根本额定静载荷轴承的根本额定静载荷C0r=18000N，根本额

15、定动载，根本额定动载荷荷C=33000N。取载荷系数。取载荷系数fp=1.3，不计温度系数。试求：，不计温度系数。试求： 1、每个轴承的当量动载荷、每个轴承的当量动载荷P1 、P2； 2、6307轴承的根本额定寿命轴承的根本额定寿命L10X、Y系数见表。系数见表。FAFQL2L轴轴承承2轴轴承承1Fa /C0reFa / Fr eFa / Fr eXYXY0.0140.190.562.30100.0300.221.990.0560.261.71参考课堂举例参考课堂举例例例1：矫正图中轴系构造设计错误：矫正图中轴系构造设计错误例例2：矫正图中轴系构造设计错误：矫正图中轴系构造设计错误例例3：矫正图中轴系构造设计错误：矫正图中轴系构造设计错误 2 2、轴承的轴向固定、轴承的轴向固定轴承的放置，缺、过定轴承的放置，缺、过定位位3 3、轴承组合的调整、轴承组合的调整端盖处的垫片端盖处的垫片1 1、轴承的装拆、轴承的装拆阶梯轴、轴肩高度阶梯轴、轴肩高度4 4、密封、密封密封件密封件2 2