----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------械零件的強(qiáng)度 某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限 180MPa，取循環(huán)基數(shù)N5106，m9，試求循環(huán) 分別為7000、25000、620000次時的有限彎曲疲勞極限[解

11

1 2

7 已知材料的力學(xué)性能為σs260MPa，σ1170MPa，Φσ0.2，試?yán)L制此材料的簡化的等 [解

A'

2σ1σσσ0σ0

2σ111

21701σ得D283.332283.332，即DA0,170)C(260,0D141.67,141.67精車，彎曲，βq=1，試?yán)L制此零件的簡化等疲勞曲線[解 因D541.2，r

1.883-1得

0.78

3 3kσ1qσσ110.781.8813-2，得εσ0.753-4βσ0.91βq1 εKσεσ

1

A0,1702.35,C260,0,D141.67,141.67如題3-4中 截面上的平均應(yīng)力σm20MPa應(yīng)力幅σa20MPa試分別按①rC②σmC，求出該截面的計算安全系數(shù)Sca。[解 由題3-4可知σ-1170MPa,σs260MPa,Φσ0.2,Kσ（1）rSca

Kσ

σ-

2.35300.2

（2）σm σ-1KσΦσσm1702.350.2σ20KKσ

σm

2.3530紋連接和螺旋傳動5-494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？Q215M6×408.8，校核螺栓[解]Q2158.85-8，可知[σs640MPa5-10，可知[S3.5~[][σs][S

3.5~

182.86~Sp[σ]Spp

640426.67MPaF和力矩（TFLFFiTFjr,即r2cos4575F1F120 Fj

8

2

2.522.52(52)222.552cosF2FF2F22FFcosiji

Fmaxd

6103

3194 F

9.015σp max

131.8[σpd0

610311.46250mm60kN5-50所示的兩種螺栓布置形式，設(shè)采用鉸制孔用螺栓[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Fi轉(zhuǎn)矩T分在各個螺栓上的分力為

16

16

602506125

由（a）FmaxFiFj1020F1F160

12560250103 1252 MrmaxFLrmax 2 24.39kNj 2

125

125

2 4 1252

2 102(24.39)22102(24.39)221024.3952F2FF2F22FFcos i

由d0

5-、花鍵、無鍵連接和銷連接6-3在一直徑d80mm的軸端，安裝一鋼制直齒圓柱齒輪（如下圖L1.5d，工作時有輕[解]根據(jù)軸徑d80mm，查表得所用鍵的剖面尺寸為b22mmhL'1.5d1.580

L鍵的標(biāo) 鍵2290GB1096- lLb9022h

k 2

[σp]

σp

2T

[σp kld[σp]768801102094N

V帶傳動的n11450

傳動min，帶與帶輪的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv0.51，包角1180，初拉力F0360N（1）該傳動所能傳遞的最大有效拉力為多少？（2）若dd1100mm[解

e

2360

e

2T

νη

14503.141000.951000601000VP7.5kW，帶速ν10msF1F2邊拉力F1、有效拉力Fe和初拉力F0[解

P

F1000P10007.5 F12Fe2750F

FFFe1500750 ，8- 有一帶式輸送裝置，其異步電動機(jī)與齒輪器之間用普通V帶傳動，電動機(jī)功率P=7kW，轉(zhuǎn)，

器輸入軸的轉(zhuǎn)速n2

，，[解 8-7KA1.2

V確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd，并驗算帶速8-68-8，取主動輪的基準(zhǔn)直徑dd1②驗算帶速ν

1809609.045msν30mdd

dd1n11ε180 V帶的中心距a①由式0.7dd1dd2a02dd1dd2，初定中心距a0550mmL0

dd

dd22550180500 2214mm 8-2Ld③實際中心距a

LdLd05502中心距的變化范圍為550~630mm驗算小帶輪上的包角α1180

dd2dd1由dd1180mmn1960ms，查表8-4aP0n1960msi3308-5得kα0.9148-2得kL1，于是PrP0P0kαkL(3.250.303)0.9141VzPca3

計算V帶的初拉力的最小值F08-3B型帶的單位長度質(zhì)量q

mF

5002.5kαPcaqν25002.50.9148.40.189.043220

kα

0.9143F2zF sinα123283sin147 0 傳動9-2P1kW，主動鏈輪轉(zhuǎn)速n148rmin，從動鏈輪轉(zhuǎn)速n214rmin，載荷平[解]（1）z119，大鏈輪的齒數(shù)9-6KA1.09-13Kz1.52PcaKAKzP1.01.521

min9-1116A9-1pa030~50p30~

。取a0900mm 2a0z1z2z2p 29001965 Lp114節(jié)9-7f10.244571paf1p

計算鏈速νν

481925.40.38由ν0.386ms16A9-14

F1000

1000 KFp1.15FpKFpFe1.159-3n1850rminz121z299a900mm55.6kNKA1[解]Flim55.6kW9-1p25.4mmp25.4mm，n1850rmin9-11Pcaz1219-13KzKAP

KAKz

24.14kW輪傳動10-110-47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]（b

20,

0.3,T24105Nmmmn6z324β2、3[解 （1）齒輪2的軸向力

22

tanαsinδ

R2a tR2

m1 3

tanβ2T3tanβd

m

tanβ

m

sin3Fa2Fa3,α20,T2

n3 ncosβ

sinm10.5ΦR mn即sinβmnz3tanαsinm10.5ΦR

z250

2 2 sinβmnz3tanαsinδ2624tan200.928 m10.5ΦR 510.50.3β（2）2

24 Ft2 2

N

m10.5ΦR

510.50.3

3.765103tan200.3710.508103N3.765103tan200.9281.272103N Ft2

3

2 Ft3 3 2cosβ

N mnz3

6 cosβFtan

5.408103tan Fr3t ncos

2.022

N3Fa3Ft3tanβ3

5.408103tan20

1.272

N n cosαcosn

3.765cos20

5.889

N設(shè)計銑床中的一對圓柱齒輪傳動，已知P17.5kWn11450rminz126z254Lh12000h[解](1)88質(zhì)240HBS40HBS。 u1 d1t2.323 1 E σHKt95.5105T1 1

95.5105

49397N10-7，選取Φd110-6ZE189.8MPa⑤由圖10-21dσHlim1600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2550MPa。

u

54 60n N21u

系

KHN10.98,KHN2取失效概率為1%Sσ

KHN1σHlim10.98600H

KHN2σHlim

1.03550566.5MPa①計算小齒輪分度圓直徑d1t，代入σH中較小d1t

KT1u②計算圓周速度

3.1453.577③計算尺寬bΦdd1t153.577bhtmd1t53.577t h2.25mt2.252.061b53.577 根據(jù)ν4.066ms，710-8KvKHKF10-2KA10-4KHβbh11.56KHβ1.42010-13KFβb

KKAKvKHKHKKd1d1tKKt

53.577

⑦計算模數(shù)md160.22 取md1mz12.526

d2mz22.554ad1d265135 u12.5Zb 1 Edu H σdu H22.13

2.5189.8

①由圖10-20cσFE1500MPaσFE2380MPa

KFN10.89KFN20.93Sσ

KFN1σFE10.89500Fσ

KFN

0.93500F

KKAKKFKF1.251.211.3710-5

FF

FaF

SS

SaS

σ2KT1Y

進(jìn)行校FF

Fa 2KT1

99.64MPa

F 2KT1

94.61MPa

F某齒輪器的斜齒輪圓柱齒輪傳動，已

n1750r

，兩齒輪的齒數(shù)為

922mn6mmb160mm，8級精度，小齒輪材料為38SiMnMo（調(diào)質(zhì)大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)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[解]（1）鋼（調(diào)質(zhì)217~255Φεd

T1d

u

HZHZEd1

cos

246

bdΦdbd1

ZE189.8MPa210-30選取區(qū)域系數(shù)ZH10-21dσHlim1730MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2550MPa。⑤齒數(shù)比uz2108 N1

NN1

1.2 系

KHN11.04,KHN2取失效概率為1%Sσ

KHNσHlim111.04730

H

KHN2σHlim

1.1550605MPa⑨由圖10-26ε10.75ε20.88,則εε1ε2ν 60

3.14145.9560bh d1cosβ145.95cosz1 z1h2.25mnt2.256b160 根據(jù)ν5.729ms，810-8Kv10-3KHKF10-2KA由表10-4查得KHβ {按Φd=1查得bh11.85KHβ1.38010-13KFβ

KKAKvKHKHΦεd

T1d

u11.0962Φεd σT1d n

KKAKKFKF

Yβzv1

cos3

cos

zv1

cos3

cos

⑤查取齒形系數(shù)YFa及應(yīng)力校正系數(shù)10-5

YFa1

YFa2YSa2⑥由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE1520MPaσFE2430MPa

KFN10.88KFN20.90Sσ

KFN1σFE10.88520Fσ

KFN

0.90430F

σF

305.07 66.052.17FσF取

σF

,σF

Y Y Fa

Sa2T nβ β即P

第十一章桿傳動[解]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11-3P15.0kW,n1960rmin，傳動比i23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58HRC。蝸輪材料為ZCuSn10P1，金屬模鑄造。蝸桿器每日工作8h，要求工作為7年（每年按300工作日計。[解]（1）（ZI332ZEa①確定作用蝸輪上的轉(zhuǎn)矩z12，估取效率η0.82T9.55106P29.552

9.55106

915208Ni5Kβ111-5KA1KV1.05KKAKβ

111.05

蝸輪為鑄錫磷青銅與鋼蝸桿相配，故ZEd10.3511-18中可查得 ⑤確定許用接觸應(yīng)力σH

H11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力σ'H

NKHN

609601730084.2110788 σ σ'0.8355268 31.0591520831.059152081602.9223.914取中心距a200mmi23，故從表11-2中取模數(shù)m8mm，蝸桿分度圓直徑d80mm。此時d1800.4，從圖11-18中查取接觸系數(shù)Z'2.74，因為Z'Z

蝸桿頭數(shù)z12，軸向齒距pam825.133q10；齒頂圓直徑da1

af2h*m96mmaf

2h*mc60.8mm；分度圓導(dǎo)aγ1118'36；蝸桿軸向齒厚Sa0.5m12.567mmaz247x2驗算傳動比i

23.5 23.5，此時傳動比誤 2.17%，是允許的

d2mz2847

d2mh*x3762810.5a

df2d22hf23762810.50.2

rg2a2da22002376σ1.53KT2

Yσ dd

Fa2 1

zv

cos3

ax20.5zv249.8511-19中可查得齒形系數(shù)a

Y1 1

③許用彎曲應(yīng)力σFσF11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力σF'9系9

σFσF'KFN560.66σ1.531.059152082.750.919215.445σ 80376 驗算效率η0.95~

tanγtanγv已知γ1118'36";varctanfvfv與相對滑動速度vava

601000cos

80960

4.099m滾動軸承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 N307/P、 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。根據(jù)工作條件，決定在軸的兩端用α2513-13bd35mmn1800rminFr13390NFr23390N，外加軸向載荷Fae870N，作用方向指向軸承1，試確定其工 ]對于α2513-7Fd0.68FreFd10.68Fr10.683390Fd20.68Fr20.681040求軸承當(dāng)量動載荷P1和1Fa12305.20.68

Fa21435.21.38

X1X2

Y213-6fp1.5由于題目中沒給出在軸承的具體代號，這里假設(shè)選用7207ACC29000NP1P21L 若將圖13-34a中的兩軸承換為圓錐滾子軸承，代號為 [解]（1）Fr1Fr將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面（b）和水平面（a）兩個平面力系。其中：圖c中的Fte為通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸aFae亦應(yīng)通過另加彎矩而平移到作用于Fr1V

200Fae ddFr2VFreFr1V

200

200Fr2HFteFr1H

.8462200 22 22 22r 22r r674.622

30207的e0.37Y1.6C Fr1875.65

Fr

21512.62472.69N21.6Fa1maxFd1,FaeFd2max273.64,400472.69Fa2maxFd2,Fd1Faemax472.69,273.64400Fa1872.690.9966

0.3125

X1X2

Y213-6fp1.5

fpX1Fr1Y1Fa11.50.4875.651.6872.69fpX2Fr2Y2Fa21.511512.620472.69106C 54200Lh

283802.342hLh

60

2619.846某軸的一端支點上原采用6308軸承，其工作可靠性為90%，現(xiàn)需將該支點軸承在不降低的條件99%，試確定可能用來替換的軸承型號。[解]6308軸承的基本額定動載荷C40800N13-990%a11，可靠性為99%時a10.21。10aC 1061

10 1 6nP 60n 106aC 1060.21C

1 L10

P

P106140800 1060.21C 60n

P3即C 36408軸承的基本額定動載荷C65500N640815-4圖15-28所示為某器輸出軸的結(jié)構(gòu)圖，試其設(shè)計錯誤，并畫出改正圖[解]（1）777 3245630a，軸轉(zhuǎn)速n2180rminP5.5kW，有關(guān)的齒輪參數(shù)見下表：mnzβ3右4右 [解]（1）T9.55106P9.551065.5291805.56Nn

d2

3112

d3

mncos

323

2291805.561706.57N2291805.566259.24NF

2 t2cos2

F

3 t3cos3

Fa2Ft2tanβ21706.57