机械设计课后练习.docx
- 文档编号:3058119
- 上传时间:2022-11-17
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:207.40KB
机械设计课后练习.docx
《机械设计课后练习.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械设计课后练习.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
机械设计课后练习
机械设计课后练习
3-2已知材料的力学性能为匹=260MPa,5170MPa,①c0.2,
试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解]A'(0,170)C(26,(0)
守①严2%
IO0
2(Tj.
!
■T
1+①T
2T丄2070
.%1283.33MPa
1①%10.2
得d'(283.332,283.332),即卩D'(141.67,141.67)
根据点A'(0,170),C(260,0),D'(141.67,141.67)按比例绘制该材
料的极限应力图如下图所示
3-3
H由于D/d=?
2/62=L16*r/d=3/62=0+壹教材附我3.「播值静碍和24心
夜教材附图乳h插值»0.90^
3-4圆轴轴肩处的尺寸为:
D=72mm,d=62mm,r=3mm(如用题3-2中的材料,设其强度极限<B=420MPa,精车,弯曲,站=1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解]因hP1.2,P存0.067,查附表3-2,插值得
:
严1.88,
查附图3-1得q「0.78,将所查值代入公式,即
k宀1。
一1=10.781.88-1[=1.69
d11.691d1
-112.35
g0.750.911
二A*0,17%35)C(260,0)D(141.67,141・6%35)
根据A0,72.34,C260,0,D141.67,60.29按比例绘出该零件的极限
应力线图如下图
3-5如题3-4中危险截面上的平均应力怖=20MPa,应力幅
$=20MPa,试分别按①r=C②%=C,求出该截面的计算安全系数Sea。
(1)r=C
工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的循环特性不变公式,其计算安全系数
(2)On二C
工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的平均应力不变公式,其计算安全系数
ca
O1+(Ko-©o)%仃0+(2.35-0.2o)<201g1
KooOn「2.353020"'
5-5图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。
两块边板各用4个螺栓与立柱相连接,托架所承受的最大载荷为20kN,载荷有较大的变动。
试问:
此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜?
为什么?
Q215,若用M6X40铰孔用螺栓连接,已知螺栓机械性能等级为8.8,校核螺栓连接强度。
[解]采用铰制孔用螺栓连接为宜
因为托架所受的载荷有较大变动,铰制孔用螺栓连接能精确固定被连接件的相对位置,并能承受横向载荷,增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移,而普通螺栓连接靠结合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩,连接不牢靠。
(1)确定M6X40的许用切应力[]
由螺栓材料Q215性能等级8.8,查表5-8,可知
[祠=640MPa,查表5-10,可知[S]=3.5~5.0
[Qs]
3^5T182.86~128MPa
[制瓷罟=426.67MPa
(2)螺栓组受到剪力F和力矩(T=FL),设剪力F分
在各个螺栓上的力为Fi,转矩T分在各个螺栓上的分力
11
FiF20=2.5kN
=5、、2kN
88’
F=_FL=2030010
j8r875i210’
由图可知,螺栓最大受力
FmaxfJf,Fj22FiFjcos92.52-(52)222.552cos45-9.015kN
故M6X40的剪切强度不满足要求,不可靠。
5-6已知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相连接。
托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为60kN的载荷作用。
现有如图5-50所示的两种螺栓布置形式,设采用铰制孔用螺栓连接,试问哪一种布置形式所用的螺栓直径最小?
为什么?
[解]螺栓组受到剪力F和转矩,设剪力F分在各个螺栓上的力为Fi,转矩T分在各个螺栓上的分力为Fj
(a)中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为r,即
r=125mm
11
FF60=10kN
66
FL6025010J…
6r
F=——=厂=20kN
“6x125x10&
由(b)图可知,螺栓受力最大为
102(24.39)221024.392=33.63kN
V5
5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。
若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的
70%。
螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造,求此联接
所能传递的横向载荷。
解螺栓数目为2,接台面数为1.取防滑系数为Ks=1.2,性能等级为丄8的碳
钢q=320IPa,则螺栓所需预紧力卩0为:
喉注*
得岀FW也色=112x1护射,
5-9受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。
已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F=10000N时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
解釆用橡垫电封.取壯的相对刚度代®,由敎材公式3臥蝮桂的总枚九%齐唸a
由教材公式(5*15).残余预紧力为*F1-F2-F-14000N.
8-2V带传动传递效率P=7.5kw,带速V10ms,紧边拉力是松边拉力的两倍,即E=F2,试求紧边拉力%、有效拉力Fe和初拉力F。
。
L1000P1000汉7.5
Fe750N
V10
Fe二F1-F2且F^2F2
F^2F^2750=1500N
R=F°匕
2
Fe750
Fo二Fie=15001125N
22
8-3
解=63945*ww*
査教材图8形駅%=639mm
奁教材衣乳人取Ld=4500mm由・
二二2
-g朴殆K.0#
查數林ft85c得PTJlKW.ft&刃得血耳《059kw.查亵8-6ftKA«l3AM乳8
得KaM)96JS衣&10得K产13所乩
P=8S5KW-
10-1试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力(用受力图表示各力的作用位置及方向)。
[解]受力图如下图:
(a)
捉岛轮歯抚弯疲劳强度的扌首施m増大齿根过渡側角半钻消除加工力痕,可降低齿根应力集屮:
增大轴和支承的则度*可减小齿面前部受諏采取合适的热处理方法便轮世部具右足够的韧性;在齿根部进行喷丸、滚床等a而强度,降低齿轮表1血楸糙度,齿轮采用1E变位辱°
提高齿面抗点蚀能力的描施有:
提高齿面硬度:
降低表面祖糙度:
增人润滑抽粘度;提局加匚发装精度以减小动裁荷:
在询可范制内采用鮫人变位系数疋传动.可增天离伦传鬧的综介曲率半『上
10-6设计铣床中的一对圆柱齿轮传动,已知
R=7.5kW,m=1450r/min,乙=26,z?
=54,寿命Lh=12000h,小齿轮相对其轴的支承为不对称布置,并画出大齿轮的机构图。
[解]
(1)选择齿轮类型、精度等级、材料
1选用直齿圆柱齿轮传动。
2铣床为一般机器,速度不高,故选用7
级精度(GB10095-83
3材料选择。
由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS大齿轮材料为45刚(调质),硬度为240HBS二者材料硬度差为40HBS
dit_2.323KTiU1
(2)按齿面接触强度设计
①dU^HJ
1)确定公式中的各计算值
①试选载荷系数Kt".5
2
计算小齿轮传递的力矩
3小齿轮作不对称布置,查表10-7,选
取①d=1.0
4由表10-6查得材料的弹性影响系数
1
ZE=189.8MPa?
5由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的
接触疲劳强度极限gim1=600MPa;大齿轮
的接触疲劳强度极限OHlim^550MPa。
6齿数比=2.08
Z126
7计算应力循环次数
N^60n1jL^601450112000=1.044109
9
N2
N11.044109
0.502102.08
8由图10-19取接触疲劳寿命系数
Khn1二0.98,Khn2=1.0
9计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1
Khn1^hlim10.9860058MgPa
1
0H
KHN2^Hlim2」°3550-566.5MPa
2)计算
1计算小齿轮分度圆直径d1t'代入【。
H]中较
小值
2
计算圆周速度
3.1453.5771450
60疋1000
3计算尺宽b
b=①dd1t=153.577=53.577mm
4计算尺宽与齿高之比h
h
h=2.25mt=2.252.061=4.636mm
b53.577
h4.636
11.56
5计算载荷系数
根据V4.066ms,7级精度,查图10-8得
动载荷系数心=12
直齿轮,K^=K^=1
由表10-2查得使用系数K-1.25
由表10-4用插值法查得5=1.420
由b=11.56,Khb=1.420查图10-13得5=1.37
故载荷系数
K=KAKvKH一Kd.251.211.420=2.13
6按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径
dm诙=53.57珂荷=6°.22
7计算模数m
m=虫=6022=2.32mm
zi26
^取m=2.5
8几何尺寸计算
分度圆直径:
d^mz^=2.^2^65mm
d2二m^二2.554=135mm
中心距:
d1d265135…
a100mm
22
确定尺宽:
2KT1
~dT
22.13493972.081
2
652.08
圆整后取b2=52mm,d=57mm。
(3)按齿根弯曲疲劳强度校核
1由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限°FE1=500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限牡2=380MPa。
2由图10-18取弯曲疲劳寿命
KFN1二0.89,KFN2=0.93。
3计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4
CF
险旦二0.89500=317.86MPaS1.4
KFN2o-FE20.93500
252.43MPa
1.4
4计算载荷系数
K=KaK、.Kf:
Kf2=1.251.211.37=2.055
5查取齿形系数及应力校正系数
由表10-5查得
Yf/=2.6
YFa2=2.304
YSa1=1.595
YSa2=1.712
⑥校核弯曲强度
根据弯曲
强度条
件公式
=^^丫尸.丫5.J/进行校核
bd1m
22°55493972.31.712=94.61MPa怯
52652.5
所以满足弯曲强度,所选参数合适
13-1试说明下列各轴承的内径有多大?
哪个轴承公差等级最高?
哪个允许的极限转速最高?
哪个承受径向载荷能力最高?
哪个不能承受径向载荷?
N307/P462073020751301
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械设计 课后 练习