机械设计基础 下 (王华坤 范元勋 著) 兵器工业出版社 课后答案 23页

'课后答案网您最真诚的朋友www.hackshp.cn网团队竭诚为学生服务，免费提供各门课后答案，不用积分，甚至不用注册，旨在为广大学生提供自主学习的平台！课后答案网：www.hackshp.cn视频教程网：www.efanjy.comPPT课件网：www.ppthouse.com课后答案网www.hackshp.cn 62-2某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ=180MPa，取循环基数N0=5×10，m=9，试求循−1环次数N分别为7000，25000，62000次时的有限寿命疲劳极限。解：N=7000Nσ=m0⋅σγNγN6510×=9×1807000=2.07537180×=373.568MPa()NN=25000σ=m0⋅σγNγkhdaw.comN6510×=9×18025000=324.3MPa()NN=62000σ=m0⋅σγNγ课后答案网N6510×=9×180www.hackshp.cn62000=293.167MPa()khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 2-3已知材料的机械性能为σ=260MPa，σ=170MPa，ψ=0.2，试绘制此材料的s−1a简化极限应力线图（参看图2-7A′D′G′C）2σ−σ−10ψ=a2σσ−σ10ψ=0aσ02σ2170×−1∴σ0===283.3MPa()1+ψ10.2+aσakhdaw.com170A"G"283.3/2D"=141.65课后答案网www.hackshp.cnooσm4545283.3/2=141.65C260khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 2-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。如用上题中的材料，设其强度极限σ=420MPa，试绘制此零件的简化极限应力线图，零件的β=β=1。Bσq本题可按轴受拉伸进行计算，也可按照受弯曲进行计算，此处解法为前者。⎛k1⎞1解：σK=⎜+−1⎟σεββ⎝σσ⎠q式中：kσ=+1qσ(ασ−1)查图2-8：q=0.78(σ=420MPa,r=3mm)σB查表2-3：α=2.0145(插值)(Dd/=1.2,/rd=0.067)khdaw.comσkσ=+10.78×(2.01451−=1.7913)⎧按D偏安全查图2-9：ε=0.81(σ=420MPa)(D=54mm⎨)σB课后答案网⎩按d偏危险已知：β=1β=1qσ∴综合影响系数www.hackshp.cn⎛kσ1⎞1∴K=⎜+−1⎟σεββ⎝σσ⎠q=(2.274511+−)×1=2.2745σ170−1∴==74.74MPaK2.2745σσ283.30==62.28MPa2K22.2745×σkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 2-5如上题中危险剖面上的平均应力σ=20MPa，应力幅σ=30MPa，试分别按：①maγ=c；②σ=c，求出该截面的计算安全系数Sca。m解：①γ=cσ170170170−1S=====2.35.235caK⋅σ+ψ⋅σ2.2745300.220×+×12.23572.235σaσm②σ=cmσ−1+(Kσ−ψσ⋅σm)170+(2.27450.2−)×20211.49S====1.85cakhdaw.comKσ⋅(σm+σa)2.2745×(2030+)113.7课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 4-2如图所示为某受轴向工作载荷的螺栓联接的载荷变形图：1）当工作载荷为2000N时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力。2）若被联接件间不出现缝隙，最大工作载荷是多少？解：（1）Q=4000NpF=2000NCbK=cC+Cbm�3∵C=tgθ=tg30==0.57735bb3�C=tgθ=tg45=1mm3/33∴K===0.366ckhdaw.com3/31+33+∴Q=QP+Kc⋅F=40000.3662000+×=4732N()Q′p=Q−F=47322000−=2732N()（2）被联接件出现缝隙临界：Q′=0pQ′p课后答案网=Q−F=Q+KF−Fpcwww.hackshp.cn=Qp+(Kc−1F)QpF=1−Kc4000=10.366−=6309N()khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 4-3如图支承杆用三个M12铰制孔螺栓联接在机架上，（铰孔直径d0=13mm），若螺杆与孔壁的挤压强度足够，试求作用于该悬壁梁的最大作用力F。（不考虑构件本身的强度，螺栓材料的屈服极限σ=600MPa。取剪切安全系数n=2.5）sτ解：首先分析1，2，3的受力将P转化到1，2，3的中心2上，产生力矩M=P×(50150+，)力P（不变）M螺栓1：力矩产生的横向力向上100P横向力均布向下3khdaw.com螺栓2：力矩不产生横向力P横向力均布向下3M螺栓3：力矩产生的横向力向下100危险螺栓P横向力均布向下课后答案网3MPP7R=R=+=2P+=Pmax3100333Rστ=www.hackshp.cn≤[]τ=sπ2ndτ0413P3≤[]τπ2d04π2σs3∴≤Pd××04n13τπ26003=×13××42.57=13651N()khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 4-4凸缘联轴器图14-2a，用普通螺栓六个联接，分布在D=100mm圆周上，接合面摩擦系数f=0.16，防滑系数Ks=1.2，若联轴器传递扭矩150N·m，试求螺栓螺纹小径。（螺栓[]τ=120MPa）解：六个螺栓承受的横向载荷MF=ΣD/21502×=−310010×3=×310N()单个螺栓承受的横向载荷3000F=FΣ/6==500N()khdaw.com6需要的预紧力KFsQ=Pfi1.2500×=课后答案网0.161×=3750N()螺纹小径www.hackshp.cn41.3×Qpd≥1πσ[]41.33750××=6π×12010×=0.00719m()=7.19mm()khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 5-1如图所示凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相联接。(φ70,l=130)(φ90,l=90。选择键，并校核强度。轴为)45钢，T=1000N·m，齿轮为锻钢，半联同器为灰铸铁，工作时有轻微冲击。解：查手册，选键φ=70处，bh×=2020×，A型键L=110或125φ=90处，bh×=2514×，A型键L=80校核强度32T×10φ70：σ=pktd3khdaw.com2100010××=0.512××(11020−×70)=52.9(或45.35)[]σ=min{σ[],σ,[]σ}=min110,110,55[]{=55}pp轴p键p联课后答案网σ≤⎡σ⎤满足挤压强度要求p⎣p⎦32T×10σ=pwww.hackshp.cnktd32100010××φ90：=0.514××(8025−×90)=57.7[]σ=min{σ[],σ,[]σ}=[]min110,110,110{}=110pp轴p键p齿轮σ≤⎡σ⎤满足挤压强度要求p⎣p⎦khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 7-2V带传动传递的功率P=7.5KW，平均带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍（F1=2F2），试求紧边拉力F1，有效圆周力Fe和预紧力F。P×1000解：F=ev7.51000×=10=750N()⎧F1−F2=750⎧⎪F1=1500N()⎨⇒⎨⎩F1=2F2⎪⎩F2=750N()FFeeF=F+⇒F=F−100122khdaw.com750=1500−2=1125N()课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 7-3V带传递的功率P=5KW，小带轮直径D1=140mm，转速n1=1440r/min，大带轮直径D2=400mm，滑动率ε=2%，求：①从动轮转速n2；②有效圆周力Fe。n1D2nD11(1−ε)解：①i==⇒n=2n2D1(1−ε)D21440140××(12%−)=400=493.92r/min()②v=πDn/601000×22=π400493.92/60100010.344m/s××=()khdaw.comP×100051000×Fe===483.37N()v10.344课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 8-1一链式运输机采用套筒滚子链，链节距p=25.4mm，主动链轮齿数z1=17，从动链轮齿数z2=69，n1=960r/min。求：（1）链条平均速度v；（2）链条v,v；maxmin（3）平均传动比。解：（1）nzp11v=601000×9601725.4××=601000×=6.9088m/s()khdaw.com�（2）v=v(β=0)max1d1=⋅ω12d2πn11=×课后答案网2601000×dnπ11=601000×www.hackshp.cnp25.425.425.4∵d1=�=�=�==138.2mm()sin180/(z1sin180/17)(sin10.59)0.18378138.23.14960××∴vmax==3.947m/s()601000×�⎛ϕ180⎞1v=vcosβ⎜β=±=±⎟min12z⎝1⎠�=6.947cos10.59×=6.9470.9836.829m/s×=()nz6912（3）i====4.059nz1721khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 9-5蜗杆右旋为主动件，为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件轴向力相互抵消，求：（1）蜗杆的转向；（2）一对斜齿轮3、4轮齿的旋向；（3）轴Ⅱ上传动件受力情况。khdaw.com解：（1）蜗杆顺时针转动（2）3——右旋；4——左旋。（3）如下图课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com �9-6图示两级斜齿轮传动，已知第一对齿轮：z1=20，z2=40，mn1=5mm，β1=15；第二对齿轮：z3=17，z4=20，mn2=7mm，今使轴Ⅱ上传动件的轴向力相互抵消，试确定：1．斜齿轮3、4的螺旋角β的大小及齿轮的旋向。22．用图表示轴Ⅱ上传动的件的受力情况（用各分力表示）。解：1.齿轮3——左旋齿轮4——右旋⎛6P1⎞T=9.5510×⎜1⎟P∵P=P⎜P11⎟⎛⎛126P1⎞⎞⎜TT1==9.55109.5510××6⎜1⎟6P2⎟⎜1⎜TP=9.5510⎟×⎟=⎜P211⎟∵∵PP1=PP2⎜⎝11⎟P12⎠12⎜P⎟khdaw.com⎜⎜T=9.5510T×n66P22⎟⎟d⎜T2=∴9.55102×=1==i⎟2T=Ti⋅⎝⎝2PP1212⎠⎠21Tnd121TndT2n1d2∴2=1==i2T=Ti⋅∴===iT2=Ti1⋅Tnd21T1n2d1121F=F课后答案网a1a32T2Ti11∴tanβ=tanβ12ddwww.hackshp.cn13mmn1n2d=mz=zd=mz=z1t113t33cosβcosβ12z2tanβ2tanβz11=mmn1n2zz13cosβcosβ12sinβ2sinβ12∴=mzmzn11n23∴sinβ2mzn23=sinβ2mzn117×17�=sin152×5×20�β=.8862．轴Ⅱ受力如图khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com khdaw.com课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 10-5分析蜗杆各轴转向、蜗轮轮齿螺旋线方向及蜗杆轮所受各力的作用位置及方向。khdaw.com2蜗轮——右旋4蜗轮——右旋课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 10-6手动绞车，m=9，q=8，z1=1，z2=40，D=200mm。问：（1）欲使ω上升1米，手柄转多少圈，转向？（2）fv=0.2，求传动齿合效率η=？机构自锁否？1nz解：（1）2i===40nz21∴n=ni12当n2=1圈，重物ω上开πD=200×πmmn=？重物ω上开1000mm210001000∴n==khdaw.com2πD6281000∴n=40=63.7()×圈1628手柄转向如图tgλ（2）η=课后答案网1tg(λϕ+1)z11tgλ===0.125www.hackshp.cnq8�λ=7.125�ϕ=arctgf=arctg0.211.31=vvλ<ϕ自锁v0.1250.125η===0.37537.5%=��tg(7.125+11.31)0.333khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 11-2某减速器输出轴的结构图，指出其设计错误，并画改正图。解：khdaw.com1——联轴器没有轴向固定；2——键太长；3——固定件与旋转件直接接触；4——定位套筒过高；5——齿轮定位不可靠；6——滚动轴承内圈未定位；课后答案网7——加调整垫片；8——加密封件，毛毡圈；9——厚边定位；www.hackshp.cn10——安装距离（安装轴承）太长。khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 12-1非全液体润滑滑动轴承验算p、v、pv三项指标的物理本质是什么？为什么液体动力润滑滑轴承设计时首先也要验算此三项指标？答：p——避免在载荷作用下出现润滑油被完全挤出而导致轴承过度磨损。v——当p较小，p及pv在许可范围内，也可能由于滑动速度过高而加速磨损。Pv——限制单位面积上的摩擦功耗与发热，控制轴承温计。由于液体的压润滑的滑动轴承，在起动和停车过程中往往处于混合润滑状态。因此，在设计时，常用以上三个条件性计算作为初步计算。khdaw.com课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 12-2试以雷诺方程来分析流体动力润滑的几个基本条件。答：∂phh−0=6ηv3∂xhA点左侧：h>h0代入上式∂p>0，油压随x增加∂xA点右侧：hh0h0=0<0h=xxxkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 12-3某不完全液体润滑径向滑动轴承，已知：轴径直径d=200mm，轴承宽度B=200mm，轴颈转速n=300r/min，轴瓦材料为2CuSn10P1，试问它可以承受的最大径向载荷是多少？解：查表12-12CuSn10P1的[p]=15(MPa)[v]=10(m/s)[pv]=15(MPa·m/s)1．根据平均比压Fp=≤[]pdB⋅6−3−3⇒F≤[]p×⋅dB=1510××20010××200103×−5=×610N()khdaw.com2．根据pv值Fπdnpv⋅=F×πdn≤[pv⋅]pv⋅=dB⋅×601000×≤[pv⋅]dB⋅601000×601000×⇒F≤[pv⋅]×⋅60dB×1000=⇒⇒FF≤[≤pv[pv]⋅dB]×⋅dB=601000π×dnπdnπdn6−3−3601000×课后答案网=1510××20010××20010××601000×=1510×6×20010×−3×20010×−3×π×200300×5π×200300×=1.910N×()5www.hackshp.cn=1.910N×()∴它可承受的最大径向载荷为1.9×105（N）khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 13-1试说明下列滚动轴承的类型、公差等级、游隙、尺寸系列和内径尺寸：6201、N208、7207C/P4答：6201——深沟球轴承，公差等级为普通级（0级），游隙为0组，宽度为0系列，直径为2（轻）系列，内径为12mm。N208——圆柱滚子轴承，公差等级为普通级（0级），游隙为0组，宽度为0系列，直径为2（轻）系列，内径为40mm。7207C/P4——角接触球轴承，公差等级为4级，游隙为0组，宽度为0系列，直径为2�（轻）系列，内径为35mm，接触角为α=15khdaw.com课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 13-2试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承的公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？只个承受径向载荷能力最大？哪个不能承受径向载荷？答：6208/P2302085308/P6N2208内径均为40mm6208/P2公差等级最高6208/P2允许的极限转速最高N2208承受径向载荷能力最大5308/P6不能承受径向载荷khdaw.com课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com'