机械设计基础习题答案第9章
【机械设计基础】(第五版)课后习题答案4-9章答案

4.5课后习题详解4-1解分度圆直径齿顶高齿根高顶隙中心距齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚、齿槽宽4-2解由可得模数分度圆直径4-3解由得4-4解分度圆半径分度圆上渐开线齿廓的曲率半径分度圆上渐开线齿廓的压力角基圆半径基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0;压力角为。
齿顶圆半径齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径齿顶圆上渐开线齿廓的压力角4-5解正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径:基圆直径假定则解得故当齿数时,正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆;齿数,基圆小于齿根圆。
4-6解中心距内齿轮分度圆直径内齿轮齿顶圆直径内齿轮齿根圆直径4-7 证明用齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱齿轮,不发生根切的临界位置是极限点正好在刀具的顶线上。
此时有关系:正常齿制标准齿轮、,代入上式短齿制标准齿轮、,代入上式图4.7 题4-7解图4-8证明如图所示,、两点为卡脚与渐开线齿廓的切点,则线段即为渐开线的法线。
根据渐开线的特性:渐开线的法线必与基圆相切,切点为。
再根据渐开线的特性:发生线沿基圆滚过的长度,等于基圆上被滚过的弧长,可知:AC对于任一渐开线齿轮,基圆齿厚与基圆齿距均为定值,卡尺的位置不影响测量结果。
图4.8 题4-8图图4.9 题4-8解图4-9解模数相等、压力角相等的两个齿轮,分度圆齿厚相等。
但是齿数多的齿轮分度圆直径大,所以基圆直径就大。
根据渐开线的性质,渐开线的形状取决于基圆的大小,基圆小,则渐开线曲率大,基圆大,则渐开线越趋于平直。
因此,齿数多的齿轮与齿数少的齿轮相比,齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚均为大值。
4-10解切制变位齿轮与切制标准齿轮用同一把刀具,只是刀具的位置不同。
因此,它们的模数、压力角、齿距均分别与刀具相同,从而变位齿轮与标准齿轮的分度圆直径和基圆直径也相同。
故参数、、、不变。
变位齿轮分度圆不变,但正变位齿轮的齿顶圆和齿根圆增大,且齿厚增大、齿槽宽变窄。
因此、、变大,变小。
啮合角与节圆直径是一对齿轮啮合传动的范畴。
新版《机械设计基础》课后习题参考答案

机械设计基础习题参考答案机械设计基础课程组编武汉科技大学机械自动化学院第2章 平面机构的自由度和速度分析2-1画运动简图。
134522-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图,分析其运动是否确定,并提出修改措施。
43512 运动产生干涉解答:原机构自由度F=3⨯3- 2 ⨯4-1 = 0,不合理 , 改为以下几种结构均可:2-3 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA解答:a) n=7; P l =9; P h =2,F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度,D 处存在虚约束b) n=5; P l =6; P h =2,F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度,F 、C 处存在虚约束 2-4 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
BDCA(a)CDBA(b) 解答:a) n=4; P l =5; P h =1,F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3,F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-5 先计算如图所示平面机构的自由度。
并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
ABCDE解答: a) n=7; P l =10; P h =0,F=3⨯7-2 ⨯10 = 1C 处存在复合铰链。
b) n=7; P l =10; P h =0,F=3⨯7-2 ⨯10 = 1BDECAc) n=3; P l =3; P h =2,F=3⨯3 -2 ⨯3-2 = 1 D 处存在局部自由度。
d) n=4; P l =5; P h =1,F=3⨯4 -2 ⨯5-1 = 1A BCDEFGG'HA BDCEFGHIJe) n=6; P l=8; P h=1,F=3⨯6 -2 ⨯8-1 = 1 B处存在局部自由度,G、G'处存在虚约束。
(完整版)机械设计课后习题答案

第一章绪论(1)1-2 现代机械系统由哪些子系统组成, 各子系统具有什么功能?(2)答: 组成子系统及其功能如下:(3)驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。
(4)传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。
第二章执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置, 或对作业对象进行检测、度量等, 按预定规律运动, 进行生产或达到其他预定要求。
第三章控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作, 并准确可靠地完成整个机械系统功能。
第四章机械设计基础知识2-2 什么是机械零件的失效?它主要表现在哪些方面?答:(1)断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时, 由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂, 如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。
(2)变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限, 零件产生塑性变形。
(3)表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。
2-4 解释名词: 静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。
答: 静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。
变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。
名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。
计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。
静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。
变应力随时间变化的应力, 可以由变载荷产生, 也可由静载荷产生。
(1)2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么?(2)答:机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题, 其基本原则如下:①材料的使用性能应满足工作要求。
使用性能包含以下几个方面:②力学性能③物理性能④化学性能①材料的工艺性能应满足加工要求。
具体考虑以下几点:②铸造性③可锻性④焊接性⑤热处理性⑥切削加工性①力求零件生产的总成本最低。
主要考虑以下因素:②材料的相对价格③国家的资源状况④零件的总成本2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项?答: 衡量润滑油的主要指标有: 粘度(动力粘度和运动粘度)、粘度指数、闪点和倾点等。
《机械设计基础》考试参考试卷及答案

《机械设计基础》课程复习参考题2013年元月第一章概论一、填空题1、在完整的机构中由三类构件组成,分别为、和机架。
2、机械装置中是运动的单元体,是制造的单元体。
3、机械零件由于某种原因丧失正常工作能力称之为。
4、机器和机构总称为。
二、简答题1、机械零件常见的失效形式有哪些?2、机械零件常用的材料有哪些?第二章平面机构的运动简图及自由度一、填空题1、构件的自由度是指。
2、两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为副,它产生个约束,而保留个自由度。
3、机构中的运动副是指。
4、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。
5、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束,而引入一个低副将引入_____个约束,构件数、约束数与·机构自由度的关系是。
6、在平面机构中,具有两个约束的运动副是副,具有一个约束的运动副是副。
7、计算平面机构自由度的公式为F=,应用此公式时应注意判断:((A))铰链,((B))自由度,((C))约束。
8、机构中的复合铰链是指;局部自由度是指;虚约束是指。
二、选择题1、有两个平面机构的自由度都等于1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,则其自由度等于。
(A) 0;(B) 1;(C) 22、原动件的自由度应为。
(A) 1;(B) +1;(C) 03、在机构中原动件数目机构自由度时,该机构具有确定的运动。
(A) 小于;(B) 等于;(C))大于。
4、计算机构自由度时,若计入虚约束,则机构自由度就会。
(A) 增多;(B) 减少;(C) 不变。
5、构件运动确定的条件是。
(A)自由度大于1;(B) 自由度大于零;(C) 自由度等于原动件数。
6、车轮在导轨上移动时,车轮与导轨间构成。
(A)转动副(B)移动副(C)高副7、平面机构中,如引入一个转动副,将带入个约束,保留个自由度。
(A)2,1 (B)1,2 (C)1,18、平面机构中,如引入一个高副,将带入个约束,保留个自由度。
机械设计基础(机电类第三版)习题参考答案

机械设计基础(第3版)复习题参考答案第2章平面机构运动简图及自由度2-1 答:两构件之间直接接触并能保证一定形式的相对运动的连接称为运动副。
平面高副是点或线相接触,其接触部分的压强较高,易磨损。
平面低副是面接触,受载时压强较低,磨损较轻,也便于润滑。
2-2 答:机构具有确定相对运动的条件是:机构中的原动件数等于机构的自由度数。
2-3 答:计算机构的自由度时要处理好复合铰链、局部自由度、虚约束。
2-4 答:1. 虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。
2. 局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动,对整个机构的自由度不产生影响,这种局部运动的自由度称为局部自由度。
3. 说虚约束是不存在的约束,局部自由度是不存在的自由度是不正确的,它们都是实实在在存在的。
2-5 答:机构中常出现虚约束,是因为能够改善机构中零件的受力,运动等状况。
为使虚约束不成为有害约束,必须要保证一定的几何条件,如同轴、平行、轨迹重合、对称等。
在制造和安装过程中,要保证构件具有足够的制造和安装精度。
2-6 答:1.在分析和研究机构的运动件性时,机构运动简图是必不可少的;2. 绘制机构运动简图时,应用规定的线条和符号表示构件和运动副,按比例绘图。
具体可按教材P14步骤(1)~(4)进行。
2-7 解:运动简图如下:2-8 答:1. F=3n-2P L-P H=3×3-2×4-0=1。
该机构的自由度数为1。
2.机构的运动简图如下:2-9答:(a)1.图(a)运动简图如下图;2.F=3n-2P L-P H=3×3-2×4-0=1,该机构的自由度数为1CB4(b)1.图(b)运动简图如下图;2. F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1。
该机构的自由度数为1。
2-10 答:(a)n=9 P L=13 P H=0F=3n-2P L-P H=3×9-2×13-0=1该机构需要一个原动件。
机械设计基础(杨可桢版)1-18章答案(全)

机械设计基础(杨可桢版)1-18章答案(全)机械设计基础习题答案第八章回转件的平衡8-1解:依题意该转子的离心力大小为该转子本身的重量为则,即该转子的离心力是其本身重量的倍。
8-2答:方法如下:( 1)将转子放在静平衡架上,待其静止,这时不平衡转子的质心必接近于过轴心的垂线下方;( 2)将转子顺时针转过一个小角度,然后放开,转子缓慢回摆。
静止后,在转子上画过轴心的铅垂线1;( 3)将转子逆时针转过一个小角度,然后放开,转子缓慢回摆。
静止后画过轴心的铅垂线2;( 4)做线1和2的角平分线,重心就在这条直线上。
8-3答:( 1)两种振动产生的原因分析:主轴周期性速度波动是由于受到周期性外力,使输入功和输出功之差形成周期性动能的增减,从而使主轴呈现周期性速度波动,这种波动在运动副中产生变化的附加作用力,使得机座产生振动。
而回转体不平衡产生的振动是由于回转体上的偏心质量,在回转时产生方向不断变化的离心力所产生的。
(2)从理论上来说,这两种振动都可以消除。
对于周期性速度波动,只要使输入功和输出功时时相等,就能保证机械运转的不均匀系数为零,彻底消除速度波动,从而彻底消除这种机座振动。
对于回转体不平衡使机座产生的振动,只要满足静或动平衡原理,也可以消除的。
(3)从实践上说,周期性速度波动使机座产生的振动是不能彻底消除的。
因为实际中不可能使输入功和输出功时时相等,同时如果用飞轮也只能减小速度波动,而不能彻底消除速度波动。
因此这种振动只能减小而不能彻底消除。
对于回转体不平衡产生的振动在实践上是可以消除的。
对于轴向尺寸很小的转子,用静平衡原理,在静平衡机上实验,增加或减去平衡质量,最后保证所有偏心质量的离心力矢量和为零即可。
对于轴向尺寸较大的转子,用动平衡原理,在动平衡机上,用双面平衡法,保证两个平衡基面上所有偏心质量的离心力食量和为零即可。
8-4图 8 . 7解:已知的不平衡质径积为。
设方向的质径积为,方向的质径积为,它们的方向沿着各自的向径指向圆外。
机械设计基础(陈立德第三版)课后答案(章全)

a目录第1章机械设计概述 (1)第2章摩擦、磨损及润滑概述 (3)第3章平面机构的结构分析 (12)第4章平面连杆机构 (16)第5章凸轮机构 (36)第6章间歇运动机构 (46)第7章螺纹连接与螺旋传动 (48)第8章带传动 (60)第9章链传动 (73)第10章齿轮传动 (80)第11章蜗杆传动 (112)第12章齿轮系 (124)第13章机械传动设计 (131)第14章轴和轴毂连接 (133)第15章轴承 (138)第16章其他常用零、部件 (152)第17章机械的平衡与调速 (156)第18章机械设计CAD简介 (163)第1章机械设计概述1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
1.2常见的失效形式有哪几种?答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。
1.3什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
1.4标准化的重要意义是什么?答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述2.1按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
西安交大《机械设计基础》课后习题答案综合版

机械设计基础复习大纲2011、4、3第1章绪论掌握:机器的特征:人为的实物组合、各实物间具有确定的相对运动、有机械能参与或作机械功机器的组成:驱动部分+传动部分+执行部分了解:机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件和部件的概念课程内容、性质、特点和任务第2章机械设计概述了解:与机械设计有关的一些基础理论与技术,机器的功能分析、功能原理设计,机械设计的基本要求和一般程序、机械运动系统方案设计的基本要求和一般程序、机械零件设计的基本要求和一般程序,机械设计的类型和常用的设计方法第3章机械运动设计与分析基础知识掌握:构件的定义(运动单元体)、分类(机架、主动件、从动件)构件与零件(加工、制造单元体)的区别平面运动副的定义、分类(低幅:转动副、移动副;高副:平面滚滑副)各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置机构运动简图的画法(注意标出比例尺、主动件、机架和必要的尺寸)机构自由度的定义(具有独立运动的数目)平面运动副引入的约束数(低幅:引入2个约束;高副:引入1个约束)平面机构自由度计算(F=3n-2P5-P4)应用自由度计算公式时的注意事项(复合铰链、局部自由度、虚约束、公共约束)机构具有确定运动的条件(机构主动件数等于机构的自由度)速度瞬心定义(绝对速度相等的瞬时重合点)瞬心分类:绝对瞬心(绝对速度相等且为零的瞬时重合点,位于绝对速度的垂线上)相对瞬心(绝对速度相等但不为零的瞬时重合点,位于相对速度的垂线上)速度瞬心的数目:K=N(N—1)/2速度瞬心的求法:观察法:转动副位于转动中心;移动副位于垂直于导轨的无穷远;高副位于过接触点的公法线上三心定理:互作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心,且位于同一直线上用速度瞬心求解构件的速度(关键找到三个速度瞬心,建立同速点方程,然后求解)了解:运动链的定义及其分类(闭式链:单环链、多环链;开式链)运动链成为机构的条件(具有一个机架、具有足够的主动件)机动示意图(不按比例)与机构运动简图的区别第6章平面连杆机构掌握:平面连杆机构组成(构件+低副;各构件互作平行平面运动)──低副机构平面连杆的基本型式(平面四杆机构)、平面四杆机构的基本型式(铰链四杆机构)铰链四杆机构组成(四构件+四转动副)铰链四杆机构各构件名称(机架、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、固定铰链、活动铰链)铰链四杆机构的分类:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构铰链四杆机构的变异方法:改变构件长度、改变机架(倒置)铰链四杆机构的运动特性:曲柄存在条件:①最长杆长度+最短杆长度≤其余两杆长度之和②连架杆与机架中有一杆为四杆中之最短杆曲柄摇杆机构的极限位置(曲柄与连杆共线位置)曲柄摇杆机构的极位夹角θ(两极限位置时曲柄所夹锐角)曲柄摇杆机构的急回特性及行程速比系数平面四杆机构的运动连续性铰链四杆机构的传力特性:压力角α:不计摩擦、重力、惯性力时从动件受力方向与受力点速度方向间所夹锐角传动角γ:压力角的余角许用压力角[]︒=40α~︒50、许用传动角[]︒=50γ~︒40曲柄摇杆机构最小传动角位置(曲柄与机架共线的两位置中的一个)死点位置:传动角为零的位置(︒=0γ)实现给定连杆二个或三个位置的设计实现给定行程速比系数的四杆机构设计:曲柄摇杆、曲柄滑块和摆动导杆机构了解:连杆机构的特点、铰链四杆机构以及变异后机构的特点及应用、死点(止点)位置的应用和渡过 基本设计命题:实现给定的运动要求:连杆有限位置、连架杆对应角位移、轨迹满足各种附加要求:曲柄存在条件、运动连续条件、传力及其他条件实验法设计实现给定连杆轨迹的四杆机构,解析法设计实现给定两连架杆对应位置的四杆机构第7章 凸轮机构掌握:凸轮机构的组成(凸轮+从动件+机架)──高副机构凸轮机构的分类:按凸轮分类:平面凸轮(盘形凸轮、移动凸轮),空间凸轮按从动件分类:端部形状:尖端、滚子、平底、曲面运动形式:移动、摆动安装方式:对心、偏置按锁合方式分类:力锁合、形锁合基圆(理论廓线上最小向径所作的圆)、理论廓线、实际廓线、行程从动件运动规律(升程、回程、远休止、近休止)刚性冲击(硬冲:速度突变,加速度无穷大)、柔性冲击(软冲:加速度突变)运动规律特点:等速运动规律:速度为常数、始末两点存在硬冲、用于低速等加速等减速:加速度为常数、始末中三点存在软冲、不宜用于高速余弦加速度:停─升─停型:始末两点存在软冲、不宜用于高速升─降─升型:无冲击、可用于高速正弦加速度:无冲击、可用于高速反转法绘制凸轮廓线的方法:对心或偏置尖端移动从动件,对心或偏置滚子移动从动件滚子半径的选择、基圆半径的确定、运动失真及其解决的方法了解:凸轮机构的特点、凸轮机构的应用、凸轮机构的一般命名原则四种运动规律的推导方法和位移曲线的画法运动规律的基本形式:停─升─停;停─升─降─停;升─降─升运动规律的选择原则,平底从动件凸轮廓线的绘制方法及运动失真的解决方法机构自锁、偏置对压力角的影响,压力角α、许用压力角[]α、临界压力角c α三者关系:[]c ααα<≤max第8章 齿轮传动掌握:齿轮机构的组成(主动齿轮+从动齿轮+机架)──高副机构圆形齿轮机构分类:平行轴:直齿圆柱齿轮机构(外啮合、内啮合、齿轮齿条)斜齿圆柱齿轮机构(外啮合、内啮合、齿轮齿条)人字齿轮机构相交轴:圆锥齿轮机构(直齿、斜齿、曲齿)相错轴:螺旋齿轮机构、蜗轮蜗杆机构齿廓啮合基本定律(两轮的传动比等于公法线割连心线线段长度之反比)定传动比条件、节点、节圆、共轭齿廓渐开线的形成、特点及方程一对渐开线齿廓啮合特性:定传动比特性、啮合角和啮合线保持不变、可分性渐开线齿轮各部分名称:齿数、模数、压力角、顶隙、分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆齿顶高、齿根高、齿全高、齿距(周节)、齿厚、齿槽宽标准直齿圆柱齿轮的基本参数:齿数z 、模数m 、压力角α(︒20)齿顶高系数*a h (1.0、0.8)、顶隙系数*c (0。
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9-1 仔细观察自行车,写出下列各处采用什么联接,(1)车架各部分;(2)脚踏轴与曲拐;(3)曲拐与链轮;(4)曲拐与中轴;(5)车轮轴与车架。
答:(1)焊接;(2)螺纹联接;(3)成形联接;(4)成形联接或销联接;(5)螺纹联接 9-2 螺栓联接、螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接四种联接的结构特点有什么不同?各用于什么场合?
答:1.螺栓联接 普通螺栓联接的通孔为过孔,加工精度低,被联接件不切制螺纹,用于能从被联接件两边进行装配的场合,使用不受被联接件材料的限制,构造简单,装拆方便,成本低,应用最广。
铰制孔螺栓联接,螺栓杆与孔之间紧密配合,有良好的承受横向载荷的能力和定位作用。
2.双头螺柱联接 双头螺柱的两端都有螺纹,其一端紧固地旋入被联接件之一的螺纹孔内,另一端与螺母旋合而将两被联接件联接。
用于被联接件之一太厚不便穿孔或受结构限制而不能用螺栓联接且需经常装拆的场合。
3.螺钉联接 不用螺母,直接将螺钉拧入被联接件之一的螺纹孔内,应用与双头螺栓联接相似,但不能用在经常装拆或受力太大的场合。
4.紧定螺钉联接 将紧定螺钉旋入一零件的螺纹孔中,并以其末端顶住另一零件的表面或嵌入相应的凹坑中,以固定两个零件的相对位置,并传递不大的力或扭矩。
9-3 在实际应用中,绝大多数螺纹联接都要预紧,预紧的目的是什么?
答:预紧的目的是增加联接刚度、紧密性和提高防松能力。
9-4 某圆柱形压力容器的端盖采用8个M20的普通螺栓联接。
已知工作压力p=3 MPa ,螺栓位于D 0 = 280mm 的圆周上,试问该联接的紧密性是否满足要求?
解:计算螺栓间距 9.1098280
0=⨯==ππZ t D
mm
查表9-7,p=3 MPa ,t 0<4.5d=4.5×20=90mm ,因此,不能慢紧密性的要求。
9-5 某气缸的蒸汽压强p=1.5MPa ,气缸内径D=200mm ,。
气缸与气缸盖采用普通螺栓联接,螺栓分布在直径D 0 =300mm 的圆周上。
为保证紧密性要求,螺栓间距不得大于80mm ,试设计此气缸盖的螺栓组联接。
解:题目要求螺栓分布在直径D 0 =300mm 的圆周上,间距不得大于80mm 。
由此确定螺栓的个数。
80300
0≤⨯==Z Z t D
ππ
得:Z ≥11.8,取Z=12。
螺栓联接为受轴向载荷的普通螺栓,应利用公式(9-17)进行设计计算。
[]σπF d ∑⨯≥3.141
1. 确定每个螺栓的总拉力F ∑
按公式(9-15)计算总拉力 F ∑= F 0'+F
(1)根据气缸盖螺栓联接的紧密性要求,取残余预紧力F 0'=1.8F ,
(2)确定每个螺栓所受的轴向载荷F
39251245
.1420022=⨯⨯⨯==ππZ p
F D N
(3)计算总拉力F ∑
F ∑= F 0'+F=2.8F=10990 N
2.确定许用应力 [σ]
螺栓材料选用35钢,查表9-4得σS =315MPa ,根据表9-5,装配时不控制预紧力,则[]S
s σσ=,S 和螺纹直径有关,应采用试算法。
假定螺纹公称直径d=16mm ,查表9-1得其小径d 1=13.84。
查表9-6,S=3。
3.确定螺栓的公称直径d []16.13105
109903.143.141=⨯⨯⨯=⨯≥∑πσπF d mm 根据d 1≥13.16mm 查表9-1得其小径d 1=13.84mm ,公称直径d=16mm ,与假定相符。
查表9-7,t 0<7d=140mm ,螺纹间距符合要求。
9-6 图示为普通螺栓联接,采用2个M10的螺栓,螺栓的许用应力[σ]=160MPa ,被联接接合面间的摩擦系数f=0.2,若取过载系数
K=1.2。
试计算该联接所能传递的最大横向载荷F R 。
习题9-6图
解:由图可知,螺栓为受横向载荷的普通螺栓,要保证其工作可靠应满足
[]σπσ≤=d F 21
0413.1 题目采用M10的螺栓,查表9-1,其小径d 1=8.38mm ,带入公式得
1604
13.1413.138.820210≤⨯==ππσF d F F 0≤8400N
又因为 f z m K F F
S ≥0 得到 K fzm F F S 0≤ 将各已知量带入公式得到
2
.1222.084000⨯⨯⨯=≤=K fzm R F F F S =5600N 9-7 选择某机床中电动机轴与带轮间的平键联接。
已知电动机的功率P=7.5kW ,转速n 1=1450r/min ,轴径d = 38mm ,铸铁带轮,轮毂长85mm ,载荷有轻微冲击。
解:1.键的类型与尺寸选择
带传动要求两带轮的安装精度,以免带承受附加载荷的作用,因此选用平键联接。
选A 型平键,根据轴的直径d =38 mm ,及轮毅长度B=85 mm ,由表9-8查得键的尺寸为:b=10 mm ,h =8mm ,L = 80 mm 。
2.验算键联接的挤压强度
A 型普通的有效工作长度 l=L —b=80—10=70mm 。
由表9-9查得许用挤压应力[σP ]=55MPa , 1450
5.795509550101033⨯⨯=⨯
=n P T =49397N ·mm 由公式(9-21) 708384939744⨯⨯⨯==
dhl T P σ=9.28MPa <[σP ] 因此,挤压强度足够。
9-8 联轴器与离合器的主要区别是什么?
答:联轴器只能保持两轴的接合,只有在机器停车后,拆卸才能使两轴分离;而离合器却可在机器的工作中随时完成两轴的接合和分离。
9-9 某电动机与油泵之间用弹性套柱销联轴器联接,功率P=7.5kW ,转速n=970r/min ,两轴直径均为42mm ,试选择联轴器的型号。
解:1.由表9-10查得工作情况系数K=2.5
计算转矩
10101053385.1970
5.795505.29550⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯==n P K KT T c N ·mm 2.根据轴的直径d=42mm ,查标准选用联轴器型号为TL7,其许用最大转矩[T ]=500N ·m,最高转速[n ]=2800r/min 。
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