机械设计第八版课后习题答案及解析最新参考答案及解析.docx

1、机械设计第八版课后习题答案及解析最新参考答案及解析31某材料得对称循环弯曲疲劳极限,取循环基数,试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时得有限寿命弯曲疲劳极限。解 32已知材料得力学性能为,试绘制此材料得简化得等寿命寿命曲线。解 得,即 根据点,按比例绘制该材料得极限应力图如下图所示34 圆轴轴肩处得尺寸为:D=72mm,d=62mm,r=3mm。如用题32中得材料,设其强度极限B=420MPa,精车,弯曲,q=1,试绘制此零件得简化等寿命疲劳曲线。解 因,查附表32,插值得,查附图31得,将所查值代入公式,即查附图32,得;按精车加工工艺,查附图34,得,已知,则根据

2、按比例绘出该零件得极限应力线图如下图35 如题34中危险截面上得平均应力,应力幅,试分别按,求出该截面得计算安全系数。解 由题34可知 (1) 工作应力点在疲劳强度区,根据变应力得循环特性不变公式,其计算安全系数 (2) 工作应力点在疲劳强度区,根据变应力得平均应力不变公式,其计算安全系数 53 分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时得受力变化情况,它得最大应力,最小应力如何得出？当气缸内得最高压 力提高时,它得最大应力,最小应力将如何变化？解:最大应力出现在压缩到最小体积时,最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内得最高压力提高时,它得最大应力增大,最小应力不变。54 图549所示得底板螺

3、栓组联接受外力F作用在包含x轴并垂直于底板接合面得平面内。试分析底板螺栓组得受力情况,并判断哪个螺栓受力最大？堡证联接安全工作得必要条件有哪些？59受轴向载荷得紧螺栓联接,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F10 000N时,求螺栓所受得总拉力及被联接件之间得残余预紧力。采用橡垫片密封,取螺栓得相对刚度 螺栓得总拉力:残余预紧力为:510图524所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内得工作压力P=01MPa,缸盖与缸体均为钢制,直径D1=350mm,D2=250mm、上、下凸缘厚均为25mm、试设计此联接。101 试分析图1047所示得齿轮传动各齿轮所受

4、得力(用受力图表示各力得作用位置及方向)。解 受力图如下图:102如图,ABC得材料为中碳钢调制,其硬度:齿轮A为240HBS,B:260HBS,C:220HBS,试确定齿轮B得许用接触应力与许用弯曲应力、假定:1)齿轮B为“惰轮”(中间轮)齿轮A为主动轮,齿轮C为从动轮,设;2)齿轮B为在主动轮,齿轮A与齿轮C均为从动,设103对于做双向传动得齿轮来说,她得齿面接触应力与齿根弯曲应力各属于什么循环特性？在做强度计算时应怎么考虑104齿轮得精度等级与齿轮得选材及热处理方法有什么关系105 要提高齿轮得抗弯疲劳强度与齿面抗点蚀能力有那些关系措施107 某齿轮减速器得斜齿轮圆柱齿轮传动,已知,两齿

5、轮得齿数为,8级精度,小齿轮材料为(调质),大齿轮材料为45钢(调质),寿命20年(设每年300工作日),每日两班制,小齿轮相对其轴得支承为对称布置,试计算该齿轮传动所能传递得功率。解 (1)齿轮材料硬度 查表101,根据小齿轮材料为(调质),小齿轮硬度217269HBS,大齿轮材料为45钢(调质),大齿轮硬度217255 HBS (2)按齿面接触疲劳硬度计算 计算小齿轮得分度圆直径 计算齿宽系数 由表106查得材料得弹性影响系数 ,由图1030选取区域系数由图1021d按齿面硬度查得小齿轮得接触疲劳强度极限;大齿轮得接触疲劳强度极限。齿数比 计算应力循环次数 由图1019取接触疲劳寿命系数

6、计算接触疲劳许用应力 取失效概率为,安全系数 由图1026查得计算齿轮得圆周速度 计算尺宽与齿高之比 计算载荷系数 根据,8级精度,查图108得动载荷系数 由表103,查得 按轻微冲击,由表102查得使用系数 由表104查得 按=1查得 由,查图1013得故载荷系数 由接触强度确定得最大转矩 (3)按弯曲强度计算 计算载荷系数 计算纵向重合度 由图1028查得螺旋角影响系数 计算当量齿数 查取齿形系数及应力校正系数 由表105查得 由图1020c查得小齿轮得弯曲疲劳强度极限;大齿轮得弯曲疲劳强度极限。由图1018取弯曲疲劳寿命。计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 计算大、小齿轮得,并加以

7、比较 取由弯曲强度确定得最大转矩 (4)齿轮传动得功率 取由接触强度与弯曲强度确定得最大转矩中得最小值 即 第十一章 蜗杆传动p272习题答案111 试分析图1126所示蜗杆传动中各轴得回转方向、蜗轮轮齿得螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力得作用位置及方向。解 各轴得回转方向如下图所示,蜗轮2、4得轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受各力得作用位置及方向如下图113 设计用于带式输送机得普通圆柱蜗杆传动,传递效率,传动比,由电动机驱动,载荷平稳。蜗杆材料为20Cr,渗碳淬火,硬度。蜗轮材料为,金属模铸造。蜗杆减速器每日工作8h,要求工作寿命为7年(每年按300工作日计)。解 (1)选择蜗杆传动类型

8、 根据GB/T 100851988得推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。(2)按齿面接触疲劳强度进行设计 确定作用蜗轮上得转矩T2 按,估取效率,则 确定载荷系数K 因工作载荷平稳,故取载荷分布不均匀系数;由表115选取使用系数;由于转速不高,无冲击,可取动载系数,则 确定弹性影响系数 蜗轮为铸锡磷青铜与钢蜗杆相配,故确定接触系数 假设,从图1118中可查得确定许用接触应力 由表117中查得蜗轮得基本许用应力 应力循环系数 寿命系数 则 计算中心距 取中心距,因,故从表112中取模数,蜗杆分度圆直径。此时,从图1118中查取接触系数,因为,因此以上计算结果可用。(3)蜗杆与蜗轮得主要参数与几何尺寸

9、蜗杆 蜗杆头数,轴向齿距;直径系数;齿顶圆直径;齿根圆直径;分度圆导程角;蜗杆轴向齿厚。蜗轮 蜗轮齿数;变位系数 验算传动比,此时传动比误差,就是允许得。 蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 蜗轮咽喉母圆直径 (4)校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数 根据,从图1119中可查得齿形系数螺旋角系数 许用弯曲应力 从表118中查得由制造得蜗轮得基本许用弯曲应力 寿命系数 校核齿根弯曲疲劳强度 弯曲强度就是满足得。(5)验算效率 已知;与相对滑动速度相关 从表1118中用插值法查得,代入式得大于原估计值,因此合格131 试说明下列各轴承得内径有多大？哪个轴承公差等级最高？哪个允许得极限转速最高

10、？哪个承受径向载荷能力最高？哪个不能承受径向载荷？ N307/P4 6207 30207 51301解 N307/P4、6207、30207得内径均为35mm,51301得内径为5mm;N307/P4得公差等级最高;6207承受径向载荷能力最高;N307/P4不能承受径向载荷。135 根据工作条件,决定在轴得两端用得两个角接触球轴承,如图1313b所示正装。轴颈直径,工作中有中等冲击,转速,已知两轴承得径向载荷分别为,外加轴向载荷,作用方向指向轴承1,试确定其工作寿命。解 (1)求两轴承得计算轴向力与 对于得角接触球轴承,按表137,轴承派生轴向力, 两轴计算轴向力 (2)求轴承当量动载荷与

11、由表135查得径向动载荷系数与轴向动载荷系数为 对轴承1 对轴承2 因轴承运转中有中等冲击载荷,按表136,取,则 (3)确定轴承寿命 由于题目中没给出在轴承得具体代号,这里假设选用7207AC,查轴承手册得基本额定载荷,因为,所以按轴承1得受力大小验算 136 若将图1334a中得两轴承换为圆锥滚子轴承,代号为30207。其她条件同例题132,试验算轴承得寿命。解 (1)求两轴承受到得径向载荷与 将轴系部件受到得空间力系分解为铅垂面(下图b)与水平面(下图a)两个平面力系。其中:图c中得为通过另加转矩而平移到指向轴线;图a中得亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上(上诉转化仔图中均未画出)。由

12、力分析可知: (2)求两轴承得计算轴向力与 查手册得30207得, 两轴计算轴向力 (3)求轴承当量动载荷与 由表135查得径向动载荷系数与轴向动载荷系数为 对轴承1 对轴承2 因轴承运转中有中等冲击载荷,按表136,取,则 (4)确定轴承寿命 因为,所以按轴承1得受力大小验算 故所选轴承满足寿命要求。137 某轴得一端支点上原采用6308轴承,其工作可靠性为90%,现需将该支点轴承在寿命不降低得条件下将工作可靠性提高到99%,试确定可能用来替换得轴承型号。解 查手册得6308轴承得基本额定动载荷。查表139,得可靠性为90%时,可靠性为99%时,。 可靠性为90%时 可靠性为99%时 即 查手册,得6408轴承得基本额定动载荷,基本符合要求,故可用来替换得轴承型号为6408。154 图1528所示为某减速器输出轴得结构图,试指出其设计错误,并画出改正图。解 (1)处两轴承应当正装。 (2)处应有间隙并加密封圈。 (3)处应有轴间定位。 (4)处键不能伸入端盖,轴得伸出部分应加长。 (5)处齿轮不能保证轴向固定。 (6)处应有轴间定位。 (7)处应加调整垫片。 改正图见轴线下半部分。