机械设计课后习题答案-

第4章带传动4－1已知一普通V带传动传递的功率P＝8KW，带速v＝15m/s，紧边与松边拉力之比为3：1，求该带传动的有效拉力Fe和紧边拉力F1。解：∵PFeV533.33N15∴Fe1000P80001000VFFFFFF3Fe800N∵∴2ef1214－2有一电动机驱动的普通V带传动，单班制工作，主动轮转速n=1460r/min，中心距1a约为370mm，dd1=140mm，dd2=400mm，中等冲击，轻微振动，用三根B型普通V带传动，初拉力按规定给定，试求该传动所能传递的功率。解题要点：（1）根据题意可知传动比id/d400/1402.857d2d1带长L2a0.5(dd)0.25(dd)2/ad0d2d1d2d1023700.54001400.25400140/3701633.9mm2实际选用标准长度`Ld=1600mm180dd180/d2小带轮包角11804001d410180/3.14370139.74工作条件，查表可得工作情况系数KA=1.1;B型V带的P=2.83kW;根据带传动查表可得单根普通基本额定功率0查表可得单根普通B型V带的基本额定功率△P=0.46kW;0查表可得包角系数K0.89；a查表可得长度系数K0.92。L（2）根据zKP/[(PP)KK]，可得该带传动所能传递的功率为A00aLPz(PP)KK/K00aLA3(2.830.46)0.890.92/1.17.347kW第5章链传动5.2滚子链的标记“10A-2-100”GB1243-1997的含义是什么？答：该滚子链为节距为15.875mm的A系列、双排、100节的滚子链，标准号为GB1243-1997。5.4为什么链传动通常将主动边放在上边，而与带传动相反？答：链传动的紧边宜布置在传动的上面，这样可避免咬链或发生紧边与松边相碰撞。带传动的紧边宜布置在传动的下面，这样可增大包角。5.8试分析如何适当地选择链传动的参数以减轻多边形效应的不良影响。答：减轻多边形效应的不良影响的措施：(1)n1<nlim;链传(2)动尽量放在低速级；选用(3)小p，多z的链传动。5．4如题图所示链传动的布置形式。小链轮为主动轮。在图a、b、c、d、e与f所示的布置方式中，指出哪些是合理的？哪些是不合理的？为什么？（注：最小轮为张紧轮。）题5.4图答：在题图示的六种链传动的布置方式中，b、d、e是合理的；a、c、f是不合理的。这是因为链传动的紧边宜布置在传动的上面，这样可避免咬链或发生紧边与松边相碰撞。另外，采用张紧轮张紧时，张紧轮应装在靠近主动链轮的松边上，这样可增大包角。第6章齿轮传动思考题6.1齿轮传动常见的失效形式有哪些？闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则分别是什么？失效形式齿轮传动常见的失效形式有：1、轮齿折断；2、齿面点蚀；3、齿面磨损；4、齿面答：胶合；5、齿面塑性变形。闭式软齿面齿轮传动：按齿面接触疲劳强度设计，校核弯曲疲劳强度；闭式硬齿面齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度设计，校核齿面接触疲劳强度；开式齿轮传动：按齿根弯曲疲劳强度设计。6.3齿面点蚀首先发生在轮齿上的什么部位?为什么?为防止点蚀可采取哪此措施?答：齿面点蚀首先发生在节线附近.由于节线附近接触应力较大，且不易形成润滑油膜。为防止点蚀可采取：提高齿面硬度、合理变位和增加润滑油的粘度等。6.1有一单级直齿圆柱齿轮减速器，已知z32，z108，中心距a210mm，齿宽12b70mm，大小齿轮的材料均为45钢，小齿轮调质，硬度为250HBS，齿轮精度为8级，输入转速n＝l460r／min，电动机驱动，载荷平稳，要求齿轮工作寿命不少于10000h。1试求该齿轮传动能传递的最大功率。解：根据题意，大小齿轮的材料均为45钢，小齿轮调质，硬度为250HBS，闭式软齿面齿轮传动：按齿面接触疲劳强度设计。ma(zz)2122azzm312dmz3329611b0.73dd1uz23.373z1N60njL6014601100008.7610811hNN12.591082u查图6.6曲线2K0.92HN1K0.96HN2取S1HKHN1Hlim10.92560515H1SHKHN2Hlim20.96560537H2SH515MPa取HH1KTu1Z2d2.3211E3u[]dH根据表6.3，Z189.8E6010009614607.3m/s601000dn1根据v1K1AK1.15VK1.15KKKK1.32AVu[]22.23105Nmmd3T所以：1dH2.32Ku1Z1EPT9.551061n1P33.9kW第8章滚动轴承思考题8.1滚动轴承由哪些基本元件构成8.2球轴承和滚子轴承各有何优缺点，适用于什么场合8.3我国常用滚动轴承的类型有哪些?它们在承载能力?各有何作用??、调隙、调心等方面各有什么优缺点?答：P182表8.28.4什么是滚动轴承的基本额定寿命?在额定寿命期内，8.5什么是接触角?接触角的大小对轴承承载有何影响?8.6选择滚动轴承类型虑哪些因素?答：P188的8.3滚动轴承的类型选择8.7怎样确定一对角接触球轴承8.8什么当量动负荷?它有何作用8.9滚动轴承为什么要预紧?预紧的8.10轴承的润滑方式有何影响?8.11滚动轴承的形式有哪几种?它们分别适用于什么场合?8.12滚动轴承一个轴承是否会发生失效?时主要考或圆锥滚子轴承的轴向载荷?叫滚动轴承的?如何计算当量动负荷?方法有哪些?工作速度对选择轴承支承结构组合设计时应考虑哪些方面的问题?习题8.1一农用水泵轴用深沟球轴承支承，轴颈直径d=35mm，转速n＝2900r／rain，径向负荷F=1770N，轴向负荷F=720N，要求预期寿命6000h，试选择轴承的型号。ra8.2某减速器主动轴用两个圆锥滚子轴承30212支承，如图8.30所示。已知轴的转速n＝960r／min，F=650N，F=4800N，F=2200N，工作时有中等冲击，正常工作aer1r2温度，要求轴承的预期寿命为15000h。试判断该对轴承是否合适。附：30212的有关参数如下：C102kN，e0.4，X0.4，Y1.44，SF/(2Y)rr4800Fr11600N解：（1）S2Y21.4412200SF2Y21.44733.3Nr22、方向如图示。SS12SF16006502250NS21ae所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。FS1600N，FSF2250NaA11A21A1160048000.333e，A222002250eFFFFr1r2PfXFYF)1.048004800N所以(A11p1r11Pf(XFYF)1.2(0.422001.442250)4120N2p2r22A2以大的计算。（2）L106(fC)t60nPhfC)60960(11.51020004800L106(10610)3119436.2ht60nPh>L15000h，该对轴承合适。h108.3如图8.31所示，轴支承在两个7207ACJ轴承上，两轴承压力中心间的距离为240mm，轴上负荷F=2800N，F=750N，方向和作用点如图所示。、试计算轴承CD所受的轴reae向负荷F、F。acad附：7207ACJ的有关参数如下：C20.9kN，C19.2kN，e0.68，X0.41，0.87，S0.68FYr0rr解：轴承反安装根据受力平衡2800FFrerC933.33N333re228001866.67NF2FrD3F0.68F634.7NSCrCF0.68F1269.4NSDrD由于：FF1269.47502019.4N634.7N(F)SDaeSC所以：轴承C被压紧，轴承D被放松F2019.4NaCF1269.4NaD第11章轴11.2下图所示为某减速器输出轴的结构与装配图，试指出其设计错误并画出正确的结构与装配图。解：（1）左端的轴（1）左端的轴（2）左端的轴承端盖与轴之间应加密封毡圈。（3）左端的轴（4）左端的轴（5）齿轮相配合的轴段左端应略小于齿轮宽度，以便定位可靠。承端盖与箱体间没有加调整垫片。承端盖不能与轴直接接触，要有间隙。承与轴的配合长度太长，不易安装。承的内圈高度与套简的高度相同，不易拆御。（6）右端轴（7）制图错误（8）右端的轴（9）轴（10）左轴端的键槽太长，不应在轴承端盖部位。（11）右键槽长，其（12）轴承应该正装（13）轴承无轴向定位，有砂轮越程槽。承端盖与箱体间应加调整垫片。承安装错误。右端加工困难。承盖端面有凹槽由题意作出轴的结构与装配图如下图所示。第13章螺纹连接与螺旋传动思考题1.常用螺栓材料有哪些?选用螺栓材料时主要应考虑问题2.松螺栓连接和紧螺栓连接的区别是什么?计算中应如何考虑这些区别?3.实际应用中绝大多数螺纹连接都要预紧，试问预紧的目的是什么?4.拧紧螺母时，拧紧力矩了要克服摩擦阻力矩?这时螺栓和被连接件各受什么载荷作用??5.为什么对于重要的螺栓连接要控制螺栓的预紧力F？预紧力F的大小由哪些条件00决定?控制预紧力的方法有哪些?6.螺纹连接松脱的原因是什么?试按3类防松原理举例说明螺纹连接的7.设计螺栓组连接的结构时一般应考虑方面的问题各种防松措施。?8.螺栓组连接承受的载荷与螺栓组内螺栓的受力有什么关系?若螺栓组受横向载荷，螺栓是否一定受到剪切?9.对于常用的普通螺栓，预紧后螺栓承受拉伸和扭转的复合应力，但是为什么只要将轴向拉力增大30％就可以按纯拉伸计算螺栓的强度?10.对于受轴向载荷的紧螺栓连接，若考虑螺栓和被连接件刚度的影响，螺栓受到的总拉力是否等于预紧力F与工作拉力F之和?为什么?011.提高螺纹连接强度的常用措施有哪些?12.对于受变载荷作用的螺栓，可以采取措施来减小螺栓的应力幅?13.螺栓中的附加弯曲应力是怎样产生的?为避免产生附加弯曲应力，从结构或工艺上可采取措施?习题

13.1试分析图示紧定螺钉连接和普通螺栓连接拧紧时各连接零件(螺栓、螺母、螺钉)a为M10螺钉，d=6mm，F=5.6kN，螺纹副间的的受力，并分别画出其受力图。若图0Q摩擦因子f=0.15，螺钉底端与零件间的摩擦因子f=0.18，试判断最大应力发生在哪个截面处(列出必要的公式)?13.2起重卷筒与大齿轮间用双头螺柱连接，起重钢索拉力F50kN，卷筒直径QD400mm，8个螺柱均匀分布在直径D=500mm的圆周上，螺栓性能等级4.6级，接合0面摩擦因子f0.12，可靠度系数k1.2。试确定双头螺柱的直径。f普通螺栓，横向载荷13.3图示气缸盖连接中，已知气缸内压力p在02MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布在直径D=650mm的圆周上，为保证气密性要求，剩余预紧力F=1.8F。'00试设计此螺栓组连接。普通螺栓，轴向载荷13.4螺栓组连接的3种方案如图所示，外载荷F及尺寸相同，试分析确定各方案LR中受力最大螺栓所受力的大小，并指出哪个方案比较好。普通螺栓，横向载荷，旋转力矩解：FLFF2a3maxL3212aFL2F2FFFF23a3max13FLFLF3a3FmaxF2cos150