機(jī)械設(shè)計第八版西北工業(yè)大學(xué)課后習(xí)題答案.doc
《機(jī)械設(shè)計第八版西北工業(yè)大學(xué)課后習(xí)題答案.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計第八版西北工業(yè)大學(xué)課后習(xí)題答案.doc(38頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
機(jī)械設(shè)計課后習(xí)題答案解析 第三章 機(jī)械零件的強(qiáng)度 習(xí)題答案 3-1某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限,取循環(huán)基數(shù),,試求循環(huán)次數(shù)N分別為7 000、25 000、620 000次時的有限壽命彎曲疲勞極限。 [解] 3-2已知材料的力學(xué)性能為,,,試?yán)L制此材料的簡化的等壽命壽命曲線。 [解] 得,即 根據(jù)點(diǎn),,按比例繪制該材料的極限應(yīng)力圖如下圖所示 3-4 圓軸軸肩處的尺寸為:D=72mm,d=62mm,r=3mm。如用題3-2中的材料,設(shè)其強(qiáng)度極限σB=420MPa,精車,彎曲,βq=1,試?yán)L制此零件的簡化等壽命疲勞曲線。 [解] 因,,查附表3-2,插值得,查附圖3-1得,將所查值代入公式,即 查附圖3-2,得;按精車加工工藝,查附圖3-4,得,已知,則 根據(jù)按比例繪出該零件的極限應(yīng)力線圖如下圖 3-5 如題3-4中危險截面上的平均應(yīng)力,應(yīng)力幅,試分別按①②,求出該截面的計算安全系數(shù)。 [解] 由題3-4可知 (1) 工作應(yīng)力點(diǎn)在疲勞強(qiáng)度區(qū),根據(jù)變應(yīng)力的循環(huán)特性不變公式,其計算安全系數(shù) (2) 工作應(yīng)力點(diǎn)在疲勞強(qiáng)度區(qū),根據(jù)變應(yīng)力的平均應(yīng)力不變公式,其計算安全系數(shù) 第五章 螺紋連接和螺旋傳動 習(xí)題答案 5-5 圖5-49是由兩塊邊板和一塊承重板焊接的龍門起重機(jī)導(dǎo)軌托架。兩塊邊板各用4個螺栓與立柱相連接,托架所承受的最大載荷為20kN,載荷有較大的變動。試問:此螺栓連接采用普通螺栓連接還是鉸制孔用螺栓連接為宜?為什么?Q215,若用M640鉸孔用螺栓連接,已知螺栓機(jī)械性能等級為8.8,校核螺栓連接強(qiáng)度。 [解] 采用鉸制孔用螺栓連接為宜 因為托架所受的載荷有較大變動,鉸制孔用螺栓連接能精確固定被連接件的相對位置,并能承受橫向載荷,增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性,以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移,而普通螺栓連接靠結(jié)合面產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩,連接不牢靠。 (1)確定M640的許用切應(yīng)力[] 由螺栓材料Q215,性能等級8.8,查表5-8,可知,查表5-10,可知 (2)螺栓組受到剪力F和力矩(),設(shè)剪力F分在各個螺栓上的力為,轉(zhuǎn)矩T分在各個螺栓上的分力為,各螺栓軸線到螺栓組對稱中心的距離為r,即 由圖可知,螺栓最大受力 故M640的剪切強(qiáng)度不滿足要求,不可靠。 5-6 已知一個托架的邊板用6個螺栓與相鄰的機(jī)架相連接。托架受一與邊板螺栓組的垂直對稱軸線相平行、距離為250mm、大小為60kN的載荷作用。現(xiàn)有如圖5-50所示的兩種螺栓布置形式,設(shè)采用鉸制孔用螺栓連接,試問哪一種布置形式所用的螺栓直徑最小?為什么? [解] 螺栓組受到剪力F和轉(zhuǎn)矩,設(shè)剪力F分在各個螺栓上的力為,轉(zhuǎn)矩T分在各個螺栓上的分力為 (a)中各螺栓軸線到螺栓組中心的距離為r,即r=125mm 由(a)圖可知,最左的螺栓受力最大 (b)方案中 由(b)圖可知,螺栓受力最大為 5-10 第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接 習(xí)題答案 6-3 在一直徑的軸端,安裝一鋼制直齒圓柱齒輪(如下圖),輪轂寬度,工作時有輕微沖擊。試確定平鍵的尺寸,并計算其允許傳遞的最大扭矩。 [解] 根據(jù)軸徑,查表得所用鍵的剖面尺寸為, 根據(jù)輪轂長度 取鍵的公稱長度 鍵的標(biāo)記 鍵 鍵的工作長度為 鍵與輪轂鍵槽接觸高度為 根據(jù)齒輪材料為鋼,載荷有輕微沖擊,取許用擠壓應(yīng)力 根據(jù)普通平鍵連接的強(qiáng)度條件公式 變形求得鍵連接傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為 第八章 帶傳動 習(xí)題答案 8-1 V帶傳動的,帶與帶輪的當(dāng)量摩擦系數(shù),包角,初拉力。試問:(1)該傳動所能傳遞的最大有效拉力為多少?(2)若,其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少?(3)若傳動效率為0.95,彈性滑動忽略不計,從動輪輸出效率為多少? [解] 8-2 V帶傳動傳遞效率,帶速,緊邊拉力是松邊拉力的兩倍,即,試求緊邊拉力、有效拉力和初拉力。 [解] 8-4 有一帶式輸送裝置,其異步電動機(jī)與齒輪減速器之間用普通V帶傳動,電動機(jī)功率P=7kW,轉(zhuǎn)速,減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速,允許誤差為,運(yùn)輸裝置工作時有輕度沖擊,兩班制工作,試設(shè)計此帶傳動。 [解] (1)確定計算功率 由表8-7查得工作情況系數(shù),故 (2)選擇V帶的帶型 根據(jù)、,由圖8-11選用B型。 (3)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑,并驗算帶速 ①由表8-6和8-8,取主動輪的基準(zhǔn)直徑 ②驗算帶速 ③計算從動輪的基準(zhǔn)直徑 (4)確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度 ①由式,初定中心距。 ②計算帶所需的基準(zhǔn)長度 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度 ③實際中心距 中心距的變化范圍為。 (5)驗算小帶輪上的包角 故包角合適。 (6)計算帶的根數(shù) ①計算單根V帶的額定功率 由,查表8-4a得 根據(jù) 查表8-5得,表8-2得,于是 ②計算V帶的根數(shù) 取3根。 (7)計算單根V帶的初拉力的最小值 由表8-3得B型帶的單位長度質(zhì)量,所以 (8)計算壓軸力 (9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(略) 第九章 鏈傳動 習(xí)題答案 9-2 某鏈傳動傳遞的功率,主動鏈輪轉(zhuǎn)速,從動鏈輪轉(zhuǎn)速,載荷平穩(wěn),定期人工潤滑,試設(shè)計此鏈傳動。 [解] (1)選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù),大鏈輪的齒數(shù) (2)確定計算功率 由表9-6查得,由圖9-13查得,單排鏈,則計算功率為 (3)選擇鏈條型號和節(jié)距 根據(jù),查圖9-11,可選16A,查表9-1,鏈條節(jié)距 (4)計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距。取,相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為 取鏈長節(jié)數(shù)。 查表9-7得中心距計算系數(shù),則鏈傳動的最大中心距為 (5)計算鏈速,確定潤滑方式 由和鏈號16A,查圖9-14可知應(yīng)采用定期人工潤滑。 (6)計算壓軸力 有效圓周力為 鏈輪水平布置時的壓軸力系數(shù),則壓軸力為 9-3 已知主動鏈輪轉(zhuǎn)速,齒數(shù),從動鏈齒數(shù),中心距,滾子鏈極限拉伸載荷為55.6kN,工作情況系數(shù),試求鏈條所能傳遞的功率。 [解] 由,查表9-1得,鏈型號16A 根據(jù),查圖9-11得額定功率 由查圖9-13得 且 第十章 齒輪傳動 習(xí)題答案 10-1 試分析圖10-47所示的齒輪傳動各齒輪所受的力(用受力圖表示各力的作用位置及方向)。 [解] 受力圖如下圖: 補(bǔ)充題:如圖(b),已知標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪,標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪 ,若中間軸上兩齒輪所受軸向力互相抵消,應(yīng)為多少?并計算2、3齒輪各分力大小。 [解] (1)齒輪2的軸向力: 齒輪3的軸向力: 即 由 即 (2)齒輪2所受各力: 齒輪3所受各力: 10-6 設(shè)計銑床中的一對圓柱齒輪傳動,已知,壽命,小齒輪相對其軸的支承為不對稱布置,并畫出大齒輪的機(jī)構(gòu)圖。 [解] (1) 選擇齒輪類型、精度等級、材料 ①選用直齒圓柱齒輪傳動。 ②銑床為一般機(jī)器,速度不高,故選用7級精度(GB10095-88)。 ③材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45剛(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。 (2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 1)確定公式中的各計算值 ①試選載荷系數(shù) ②計算小齒輪傳遞的力矩 ③小齒輪作不對稱布置,查表10-7,選取 ④由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ⑤由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 ⑥齒數(shù)比 ⑦計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑧由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) ⑨計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為,安全系數(shù) 2)計算 ①計算小齒輪分度圓直徑,代入中較小值 ②計算圓周速度 ③計算尺寬 ④計算尺寬與齒高之比 ⑤計算載荷系數(shù) 根據(jù),7級精度,查圖10-8得動載荷系數(shù) 直齒輪, 由表10-2查得使用系數(shù) 由表10-4用插值法查得 由,,查圖10-13得 故載荷系數(shù) ⑥按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 ⑦計算模數(shù) 取 ⑧幾何尺寸計算 分度圓直徑: 中心距: 確定尺寬: 圓整后取。 (3)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 ①由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 ②由圖10-18取彎曲疲勞壽命。 ③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ④計算載荷系數(shù) ⑤查取齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得 ⑥校核彎曲強(qiáng)度 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式 進(jìn)行校核 所以滿足彎曲強(qiáng)度,所選參數(shù)合適。 10-7 某齒輪減速器的斜齒輪圓柱齒輪傳動,已知,兩齒輪的齒數(shù)為,8級精度,小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),壽命20年(設(shè)每年300工作日),每日兩班制,小齒輪相對其軸的支承為對稱布置,試計算該齒輪傳動所能傳遞的功率。 [解] (1)齒輪材料硬度 查表10-1,根據(jù)小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),小齒輪硬度217~269HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),大齒輪硬度217~255 HBS (2)按齒面接觸疲勞硬度計算 ①計算小齒輪的分度圓直徑 ②計算齒寬系數(shù) ③由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ,由圖10-30選取區(qū)域系數(shù) ④由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 ⑤齒數(shù)比 ⑥計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑦由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) ⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為,安全系數(shù) ⑨由圖10-26查得 ⑩計算齒輪的圓周速度 計算尺寬與齒高之比 計算載荷系數(shù) 根據(jù),8級精度,查圖10-8得動載荷系數(shù) 由表10-3,查得 按輕微沖擊,由表10-2查得使用系數(shù) 由表10-4查得 {按=1查得} 由,,查圖10-13得 故載荷系數(shù) 由接觸強(qiáng)度確定的最大轉(zhuǎn)矩 (3)按彎曲強(qiáng)度計算 ①計算載荷系數(shù) ②計算縱向重合度 ③由圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) ④計算當(dāng)量齒數(shù) ⑤查取齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得 ⑥由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 ⑦由圖10-18取彎曲疲勞壽命。 ⑧計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ⑨計算大、小齒輪的,并加以比較 取 ⑩由彎曲強(qiáng)度確定的最大轉(zhuǎn)矩 (4)齒輪傳動的功率 取由接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度確定的最大轉(zhuǎn)矩中的最小值 即 第十一章 蝸桿傳動 習(xí)題答案 11-1 試分析圖11-26所示蝸桿傳動中各軸的回轉(zhuǎn)方向、蝸輪輪齒的螺旋方向及蝸桿、蝸輪所受各力的作用位置及方向。 [解] 各軸的回轉(zhuǎn)方向如下圖所示,蝸輪2、4的輪齒螺旋線方向均為右旋。蝸桿、蝸輪所受各力的作用位置及方向如下圖 11-3 設(shè)計用于帶式輸送機(jī)的普通圓柱蝸桿傳動,傳遞效率,傳動比,由電動機(jī)驅(qū)動,載荷平穩(wěn)。蝸桿材料為20Cr,滲碳淬火,硬度。蝸輪材料為,金屬模鑄造。蝸桿減速器每日工作8h,要求工作壽命為7年(每年按300工作日計)。 [解] (1)選擇蝸桿傳動類型 根據(jù)GB/T 10085-1988的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI)。 (2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計 ①確定作用蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2 按,估取效率,則 ②確定載荷系數(shù)K 因工作載荷平穩(wěn),故取載荷分布不均勻系數(shù);由表11-5選取使用系數(shù);由于轉(zhuǎn)速不高,無沖擊,可取動載系數(shù),則 ③確定彈性影響系數(shù) 蝸輪為鑄錫磷青銅與鋼蝸桿相配,故 ④確定接觸系數(shù) 假設(shè),從圖11-18中可查得 ⑤確定許用接觸應(yīng)力 由表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 壽命系數(shù) 則 ⑥計算中心距 取中心距,因,故從表11-2中取模數(shù),蝸桿分度圓直徑。此時,從圖11-18中查取接觸系數(shù),因為,因此以上計算結(jié)果可用。 (3)蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 ①蝸桿 蝸桿頭數(shù),軸向齒距;直徑系數(shù);齒頂圓直徑;齒根圓直徑;分度圓導(dǎo)程角;蝸桿軸向齒厚。 ②蝸輪 蝸輪齒數(shù);變位系數(shù) 驗算傳動比,此時傳動比誤差,是允許的。 蝸輪分度圓直徑 蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪咽喉母圓直徑 (4)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ①當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù),從圖11-19中可查得齒形系數(shù) ②螺旋角系數(shù) ③許用彎曲應(yīng)力 從表11-8中查得由制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 壽命系數(shù) ④校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度是滿足的。 (5)驗算效率 已知;與相對滑動速度相關(guān) 從表11-18中用插值法查得,,代入式得,大于原估計值,因此不用重算。 第十三章 滾動軸承 習(xí)題答案 13-1 試說明下列各軸承的內(nèi)徑有多大?哪個軸承公差等級最高?哪個允許的極限轉(zhuǎn)速最高?哪個承受徑向載荷能力最高?哪個不能承受徑向載荷? N307/P4 6207 30207 51301 [解] N307/P4、6207、30207的內(nèi)徑均為35mm,51301的內(nèi)徑為5mm;N307/P4的公差等級最高;6207承受徑向載荷能力最高;N307/P4不能承受徑向載荷。 13-5 根據(jù)工作條件,決定在軸的兩端用的兩個角接觸球軸承,如圖13-13b所示正裝。軸頸直徑,工作中有中等沖擊,轉(zhuǎn)速,已知兩軸承的徑向載荷分別為,,外加軸向載荷,作用方向指向軸承1,試確定其工作壽命。 [解] (1)求兩軸承的計算軸向力和 對于的角接觸球軸承,按表13-7,軸承派生軸向力, 兩軸計算軸向力 (2)求軸承當(dāng)量動載荷和 由表13-5查得徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)為 對軸承1 對軸承2 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷,按表13-6,取,則 (3)確定軸承壽命 由于題目中沒給出在軸承的具體代號,這里假設(shè)選用7207AC,查軸承手冊得基本額定載荷,因為,所以按軸承1的受力大小驗算 13-6 若將圖13-34a中的兩軸承換為圓錐滾子軸承,代號為30207。其他條件同例題13-2,試驗算軸承的壽命。 [解] (1)求兩軸承受到的徑向載荷和 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面(下圖b)和水平面(下圖a)兩個平面力系。其中:圖c中的為通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸線;圖a中的亦應(yīng)通過另加彎矩而平移到作用于軸線上(上訴轉(zhuǎn)化仔圖中均未畫出)。 由力分析可知: (2)求兩軸承的計算軸向力和 查手冊的30207的,, 兩軸計算軸向力 (3)求軸承當(dāng)量動載荷和 由表13-5查得徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)為 對軸承1 對軸承2 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷,按表13-6,取,則 (4)確定軸承壽命 因為,所以按軸承1的受力大小驗算 故所選軸承滿足壽命要求。 13-7 某軸的一端支點(diǎn)上原采用6308軸承,其工作可靠性為90%,現(xiàn)需將該支點(diǎn)軸承在壽命不降低的條件下將工作可靠性提高到99%,試確定可能用來替換的軸承型號。 [解] 查手冊得6308軸承的基本額定動載荷。查表13-9,得可靠性為90%時,,可靠性為99%時,。 可靠性為90%時 可靠性為99%時 即 查手冊,得6408軸承的基本額定動載荷,基本符合要求,故可用來替換的軸承型號為6408。 第十五章 軸 習(xí)題答案 15-4 圖15-28所示為某減速器輸出軸的結(jié)構(gòu)圖,試指出其設(shè)計錯誤,并畫出改正圖。 [解] (1)處兩軸承應(yīng)當(dāng)正裝。 (2)處應(yīng)有間隙并加密封圈。 (3)處應(yīng)有軸間定位。 (4)處鍵不能伸入端蓋,軸的伸出部分應(yīng)加長。 (5)處齒輪不能保證軸向固定。 (6)處應(yīng)有軸間定位。 (7)處應(yīng)加調(diào)整墊片。 改正圖見軸線下半部分。 15-7 兩極展開式斜齒圓柱齒輪減速器的中間軸(見圖15-30a),尺寸和結(jié)構(gòu)見圖15-30b所示。已知:中間軸轉(zhuǎn)速,傳動功率,有關(guān)的齒輪參數(shù)見下表: 旋向 齒輪2 3 20 112 右 齒輪3 4 20 23 右 (a) (b) [解] (1)求出軸上轉(zhuǎn)矩 (2)求作用在齒輪上的力 (3)求軸上載荷 作軸的空間受力分析,如圖(a)。 作垂直受力圖、彎矩圖,如圖(b)。 作水平受力圖、彎矩圖,如圖(c)。 作合成彎矩圖,如圖(d) 作扭矩圖,如圖(e)。 作當(dāng)量彎矩力,如圖(f)。 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動循環(huán)應(yīng)力考慮,取。 (4)按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度,校核截面B、C B截面 C截面 軸的材料為45號鋼正火, ,故安全。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 機(jī)械設(shè)計 第八 西北工業(yè)大學(xué) 課后 習(xí)題 答案
鏈接地址:http://m.zhongcaozhi.com.cn/p-6580582.html