1、1,機(jī)械零件強(qiáng)度習(xí)題解答,2,3-18 某材料的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限-1=350MPa，屈服極限 s=550MPa，強(qiáng)度極限B=750MPa，循環(huán)基數(shù)N0=5106，m=9，試求對(duì)稱循環(huán)次數(shù)N分別為5104、5105、5107次時(shí)的極限應(yīng)力。 解:,3,3-19 某零件如圖所示，材料的強(qiáng)度極限B=650MPa，表面精車，不進(jìn)行強(qiáng)化處理。試確定-截面處的彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)K和剪切疲勞極限的綜合影響系數(shù)K。,4,解:,5,3-20 一零件由45鋼制成，材料的力學(xué)性能為：s=360MPa，-1=300 MPa，=0.2。已知零件上的最大工作應(yīng)力max=190MPa，最小工作應(yīng)力min=110

2、MPa，應(yīng)力變化規(guī)律為m=常數(shù)，彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)Kd=2.0，試分別用圖解法和計(jì)算法確定該零件的計(jì)算安全系數(shù)。,1、作圖法 (比例尺),A點(diǎn)坐標(biāo),AD的斜率,6,2、計(jì)算法,7,8,9,帶傳動(dòng)習(xí)題解答,10,8-16一帶式輸送機(jī)裝置如圖所示。已知小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=140mm，大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=400mm，鼓輪直徑D=250mm，為了提高生產(chǎn)率，擬在輸送機(jī)載荷不變(即拉力F不變)的條件下，將輸送帶的速度v提高，設(shè)電動(dòng)機(jī)的功率和減速器的強(qiáng)度足夠，且更換大小帶輪后引起中心距的變化對(duì)傳遞功率的影響可忽略不計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)這一增速要求，試分析采用下列哪種方案更為合理，為什么? (1)將大帶

3、輪基準(zhǔn)直徑dd2減小到280mm； (2)將小帶輪基準(zhǔn)直徑ddl增大到200mm； (3)將鼓輪直徑D增大到350mm。,11,但隨著工作機(jī)功率的增加，帶傳動(dòng)的功率成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 方案一：僅使包角1略有增加，但帶速?zèng)]有增加，小輪的彎曲應(yīng)力沒有減小，帶的傳動(dòng)功率沒有根本改善。 方案三：完全沒有考慮帶的傳動(dòng)能力。 方案二：由于小帶輪直徑的增加，不僅使包角1略有增加更主要的是，帶速增加，小輪的彎曲應(yīng)力明顯減小，帶的傳動(dòng)功率得到根本改善。 結(jié)論：方案二合理,解： 僅從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來看三種方案都可以提高生產(chǎn)率，而且提高的幅度是相同的。,12,13,14,15,16,鏈傳動(dòng)習(xí)題解答,17,9-18 有一鏈

4、傳動(dòng)，小鏈輪主動(dòng)，轉(zhuǎn)速n1=900r/min，齒數(shù)z1=25，z2=75。現(xiàn)因工作需要，擬將大鏈輪的轉(zhuǎn)速降低到n2250r/min，鏈條長度不變，試問： (1)若從動(dòng)輪齒數(shù)不變，應(yīng)將主動(dòng)輪齒數(shù)減小到多少?此時(shí)鏈條所能傳遞的功率有何變化? (2)若主動(dòng)輪齒數(shù)不變，應(yīng)將從動(dòng)輪齒數(shù)增大到多少?此時(shí)鏈條所能傳遞的功率有何變化?,解：新的傳動(dòng)比是 1、“減少小鏈輪齒數(shù)” 方案 此時(shí)鏈的傳動(dòng)功率下降,2、“增加大鏈輪齒數(shù)“方案 對(duì)傳動(dòng)功率影響很小。,18,9-20 單排滾子鏈傳動(dòng)，主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1=600r/min，齒數(shù)zl=21，從動(dòng)鏈輪齒數(shù)z2=105，中心距a=910mm，該鏈的節(jié)距p=25.4mm

5、，工況系數(shù)KA=1.2，試求鏈傳動(dòng)所允許傳遞的功率P。,解：由節(jié)距p=25.4mm,查表9-10得該鏈型為16A 由n1=600r/min及16A型鏈在圖9-13上查得P0=25KW,該鏈傳動(dòng)所允許傳遞的功率為:,19,齒輪傳動(dòng)習(xí)題解答,20,接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式,接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式,10-33 設(shè)計(jì)一直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，原用材料的許用接觸應(yīng)力為H1=700MPa，H2=600MPa，求得中心距a =100mm；現(xiàn)改用H1=600MPa，H2=400MPa的材料，若齒寬和其它條件不變，為保證接觸疲勞強(qiáng)度不變，試計(jì)算改用材料后的中心距。,21,接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式,接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式,

6、解：,22,10-34 一直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知zl=20，z2=60，m=4mm，B1=45mm，B2=40mm，齒輪材料為鍛鋼，許用接觸應(yīng)力H1=500MPa，H2=430MPa，許用彎曲應(yīng)力F1=340MPa， F2=280MPa，彎曲載荷系數(shù)K=1.85，接觸載荷系數(shù)K=1.40，求大齒輪所允許的輸出轉(zhuǎn)矩T2(不計(jì)功率損失)。 解：,23,10-35 設(shè)計(jì)銑床中一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知功率P1=7.5kW，小齒輪主動(dòng)，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，齒數(shù)z1=26，z2=54，雙向傳動(dòng)，工作壽命Lh=12000h。小齒輪對(duì)軸承非對(duì)稱布置，軸的剛性較大，工作中受輕微沖擊，7級(jí)制造精度。,

7、24,25,26,27,28,29,30,31,32,蝸桿傳動(dòng)習(xí)題解答,33,11-15 圖示蝸桿傳動(dòng)均是以蝸桿為主動(dòng)件。試在圖上標(biāo)出蝸輪(或蝸桿)的轉(zhuǎn)向，蝸輪齒的螺旋線方向，蝸桿、蝸輪所受各分力的方向。,34,11-17 圖示為簡單手動(dòng)起重裝置。若按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，提升重物G，試確定： (1)蝸桿和蝸輪齒的旋向； (2)蝸輪所受作用力的方向(畫出)； (3)當(dāng)提升重物或降下重物時(shí)，蝸輪齒面是單側(cè)受載還是雙側(cè)受載?,35,11-22 為什么普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的承載能力主要取決于蝸輪輪齒的強(qiáng)度，用碳鋼或合金鋼制造蝸輪有何不利?,36,螺紋聯(lián)接習(xí)題解答,37,38,5-22 受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接

8、，被聯(lián)接鋼板間采用橡膠墊片。已知預(yù)緊力F0=1500N，當(dāng)軸向工作載荷F=1000N時(shí)，求螺栓所受的總拉力及被聯(lián)接件之間的殘余預(yù)緊力。 解:,39,教材第74頁,40,5-23 圖示凸緣聯(lián)軸器(GB/T5843-1986)的型號(hào)為YLDl0，允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T= 630Nm，兩半聯(lián)軸器采用4個(gè)M12的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，螺栓規(guī)格為M1260(GB/T 27-1988)，螺栓的性能等級(jí)為8.8級(jí)，聯(lián)軸器材料為HT200，試校核其聯(lián)接強(qiáng)度。,41,教材第336頁,42,解:,43,機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第38頁,44,45,46,5-26 試指出下列圖中的錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)，并畫出正確的結(jié)構(gòu)圖。,47,48,

9、滑動(dòng)軸承習(xí)題解答,49,12-21 對(duì)已設(shè)計(jì)好的液體動(dòng)力潤滑徑向滑動(dòng)軸承，試分析在僅改動(dòng)下列參數(shù)之一時(shí)，將如何影響該軸承的承載能力。 (1)轉(zhuǎn)速由n=500r/min改為n=700r/min； (2)寬徑比B/d由1.0改為0.8； (3)潤滑油由用46號(hào)全損耗系統(tǒng)用油改為68號(hào)全損耗系統(tǒng)用油； (4)軸承孔表面粗糙度由Rz=6.3m改為Rz=3.2m。,答：（1）承載能力提高 （2）承載能力下降 （3）承載能力提高 （4）承載能力提高,50,12-22 在設(shè)計(jì)液體潤滑軸承時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一后，可考慮采取什么改進(jìn)措施(對(duì)每種情況提出兩種改進(jìn)措施)? (1)當(dāng)hminh時(shí)； (2)當(dāng)條件pp

10、，vv，pvpv不滿足時(shí)； (3)當(dāng)計(jì)算入口溫度ti偏低時(shí)。,答：（1）提高、降低Rz、提高B、提高d （2）提高、提高B、降低d、更換軸瓦材料 （3）提高、降低Rz、降低B/d、提高,51,12-26 起重機(jī)卷筒軸采用兩個(gè)不完全液體潤滑徑向滑動(dòng)軸承支承，已知每個(gè)軸承上的徑向載荷F=100kN，軸頸直徑d=90mm，轉(zhuǎn)速n=90r/min。擬采用整體式軸瓦，試設(shè)計(jì)此軸承，并選擇潤滑劑牌號(hào)。,解：1、取寬徑比B/d=0.9 則 B=0.9*90=81 取 B=80 mm,2、計(jì)算p、pv、v值,52,3、選擇軸瓦材料 ZCuSn10P1（錫青銅） p=15 MPa pv=15 MPa m/s v

11、=10m/s,4、選擇配合 90 H9/d9,5、選擇潤滑劑 3號(hào)鈣基潤滑脂 防水 軸頸圓周速度 Vd小于1m/s 最高工作溫度75,6、軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（略）,53,12-28 一液體動(dòng)力潤滑徑向滑動(dòng)軸承，承受徑向載荷F=70kN，轉(zhuǎn)速n=1500r/min，軸頸直徑d=200mm，寬徑比B/d=0.8，相對(duì)間隙=0.0015，包角=180，采用32號(hào)全損耗系統(tǒng)用油(無壓供油)，假設(shè)軸承中平均油溫tm=50，油的粘度=0.018Pas，求最小油膜厚度hmin。,解：1、計(jì)算承載量系數(shù)Cp,2、確定偏心率 （表12-7）,3、確定最小油膜厚度hmin,54,滾動(dòng)軸承習(xí)題解答,55,13-1 說明

12、下列型號(hào)滾動(dòng)軸承的類型、內(nèi)徑、公差等級(jí)、直徑系列和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：6306、51316、N316/P6、30306、6306/P5、30206，并指出其中具有下列特征的軸承： (1)徑向承載能力最高和最低的軸承分別是_N316/P6_和_51316_； (2)軸向承載能力最高和最低的軸承分別是_51316_和_N316/P6_； (3)極限轉(zhuǎn)速最高和最低的軸承分別是_6306/P5_和_51316_； (4)公差等級(jí)最高的軸承是_6306/P5_； (5)承受軸向徑向聯(lián)合載荷的能力最高的軸承是_30306_。,56,13-23 如圖所示，軸上裝有一斜齒圓柱齒輪，軸支承在一對(duì)正裝的7209AC軸承上。

13、齒輪輪齒上受到圓周力Fte=8100N，徑向力Fre=3052N，軸向力Fae=2170N，轉(zhuǎn)速n=300 r/min，載荷系數(shù)fP=1.2。試計(jì)算兩個(gè)軸承的基本額定壽命(以小時(shí)計(jì))。(想一想：若兩軸承反裝，軸承的基本額定壽命將有何變化?),解:1)計(jì)算兩軸承的徑向載荷Fr1、Fr2,？支點(diǎn)位置,57,2）確定軸載荷 Fa1、Fa2 先計(jì)算派生軸向力 （7000AC Fd=0.68Fr ),2#被“壓緊” 1#被“放松”,3）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 (由表13-5 e=0.68),X1=1 Y1=0 X2=0.41 Y2=0.87,58,4)計(jì)算軸承壽命 (=3 C=36.8KN n=300r/min

14、),反裝后 Fr幾乎不變 Fa發(fā)生較大變化 Fae+Fd2=2170+2720=4890NFd1 2#放松a2=Fd2=2720N 1#壓緊Fa1=Fae+Fd2=4890 ,59,13-26 按要求在給出的結(jié)構(gòu)圖中填畫合適的軸承(圖中箭頭示意載荷方向)。,a)單向固定支承 b)雙向固定支承 c)游動(dòng)支承,60,d)游動(dòng)支承 e)單-向固定支承 f)承受單向推力支承,61,滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算習(xí)題,（教材334頁，習(xí)題13-5） 根據(jù)工作條件： 決定在軸的兩端選用=25的兩個(gè)角接觸球軸承, 如圖13-13b所示為正裝。 軸頸直徑d=35mm， 工作中有中等沖擊，轉(zhuǎn)速n=1800r/min， 已知兩

15、軸承徑向載荷分別為Fr1=3390N，F(xiàn)r2=1040N， 外加軸向力Fae=870N，作用方向指向軸承1。 試確定其工作壽命。,62,2#,1#,Fr1=3390N,Fr2=1040N,Fae=870N,Fd2,Fd1,d=35 n=1800n/min 中等沖擊,63,解：由表13-7 角接觸球軸承7000AC 派生軸向力Fd=0.68Fr,Fd1=0.68Fr1=0.68*3390=2305 N Fd2=0.68*Fr2=0.68*1040=707 N Fd2+Fae=707+870=1577Fd1 1# 放松 Fa1=Fd1=2305 N 2# 壓緊 Fa2=Fd1-Fae=2305-8

16、70=1480 N Fa1/Fr1=2305/3390=0.69 Fa2/Fr2=1480/1040=1.4 由表13-5 當(dāng)e0.68時(shí): X=0.14 Y=0.87 1#當(dāng)量動(dòng)載荷 P1=fp(X1*Fr1+Y1*Fa1)=1.5*(0.41*3390+0.87*2305)=5093 N 2#當(dāng)量動(dòng)載荷 P2=fp(X2*Fr2+Y2*Fa2)=1.5*(0.41*1040+0.82*1480)=2460 N P1P2 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 7407AC的基本額定動(dòng)載荷 Cr=42.5KN 因此,軸承的壽命為: L=(C/P1) =(42.5/5.09) 3 =572*106 ( r )=5300 ( H),64,65,鍵聯(lián)接習(xí)題解答,66,67,68,6-16 圖示減速器的低速軸與凸緣聯(lián)軸器及圓柱齒輪之間分別采用鍵聯(lián)接。已知軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=1000Nm，齒輪的材料為鍛鋼，凸緣聯(lián)軸器材料為HT200，工作時(shí)有輕微沖擊，聯(lián)接處軸及輪轂尺寸如圖示。試選擇鍵的類型和尺寸，并校核聯(lián)接的強(qiáng)度。,69,解:,70,71,72,軸習(xí)題解答,73,五、結(jié)構(gòu)分析題（20） 試用“圓圈-引線”的符號(hào)方式 ，在圖示的小圓錐齒輪軸系中的各個(gè)錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)位置處畫“圓圈”，并用文字在“引線”后說明錯(cuò)誤的原因；最后在軸中心線的下側(cè)畫出正確的結(jié)構(gòu)圖。,74, ,75,參見機(jī)械設(shè)計(jì)319頁 圖1