机械设计习题解答 - 图文(2)

2020-03-26 20:31

题9-18

有一链传动,小链轮主动,转速n1=900r/min,齿数z1=25,z2=75。现因工作要求,拟将大齿轮的转速降低到n2≈250r/min,链条长度不变,试问:

⑴若从动轮齿数不变,应将主动轮齿数减小到多少?此时链条所能传递的功率有何变化? ⑵若主动轮齿数不变,应将从动轮齿数增大到多少?此时链条所能传递的功率有何变化?

9-18答: 1、从动轮齿数不变,则主动小链轮齿数变为 z1?=zz/i12?z2n2/n1?75?250/900?20.8 取z1?=21。小链轮的齿数从25减少到21,齿数系数Kz增大,根据公式(9-15),在相同的计算功率Pca的情况下,链传动所能传递的功率P下降。 2、主动轮齿数不变,则从动大链轮齿数变为 z?2=z1/i12?z1n1/n2?25?900/250?90大链轮的齿数从75增加到90,其他参数不变,由公式(9-15)可知,在相同的计算功率Pca的情况下,链传动所能传递的功率P不变。

题9-21

nz960?21设计一输送装置用的链传动。已知传动的功率P=16.8KW,主动轮转速n1=960r/min,传动比i=3.5,z1?11??61.09n2a≤800mm330,水平布置。 原动机为电动机,工作载荷冲击较大,中心距

(答案略) z2?61 2az?z2z?z12pLp0?0?1?(2) p22?a0十章

题10-7

一对正确啮合的渐开线标准齿轮作减速传动时,如两齿轮的材料、热处理及齿面硬度相同,则齿根弯Lp?136Kz曲应力___ 960。 r/minn1 ?p?12.7mmσF1>σF2 (2)σF1 =σF2 (3)σF1 <σF2 Pca?(4.12)kW答: KKP1.2?1.2?6.5KP?Az??2.23(1) Pca4.2 mK?2dT1Fnd1Fn?H1.5P题10-20 Fnm?F一对圆柱齿轮传动,大、小齿轮齿面接触应力是否相等? 如大、小齿轮的材料及热处理情况相同,则z1md1d1?H其许用接触应力是否相等弯曲应力,z增大使得?? 少量减小,而m减小则使得?大量增大。因此,?增大。 1F?2?60021?6161?21212.7??()??136.312.722?60010—20 答: Lp0?2a0z1?z2z?z12Fp??(2)p22?a0F2?91021?105105?21225.4在任何情况下,大、小齿轮的接触应力都相等。若大、小齿轮的材料和热处理情况相同,许用接触 ???()??139.625.422?910应力不一定相等,这与两齿轮的接触疲劳寿命系数K是否相等有关,如果K,则两者的许?KHNHN1HN2Lp?140Kz用接触应力相等,反之则不相等。

n1?600 r/minp?25.4mm10-21答:

Pca?20kW题10-25

KPca1?20P?P1??13.n91如图所示,为使中间轴上两齿轮所两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮为左旋,转向

KAKZ1.2?1.2受轴向力互相抵消一部分,试在图中标出各齿轮的螺旋线方向,并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa、径向力Fr和圆周力Ft的方向。

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Lh?8?250?5?10000hN1?60n1jLh?60?1440?1?10000?8.64?108N2?N1z1/z2?8.64?30/93?2.79?108KHN1?1.01KHN2?1.09?Hlim1?580MPa[?H1]?[?H2]??Hlim2?390MPaSH?1.0KHN1?Hlim11.01?580??586MPaSH1KHN2?Hlim2SH?1.09?390?425MPa1KFN1?KFN2?1?Flim1?420MPa1?420?300MPa1.41?320?229MPa1.4?Flim2?320MPa10—25 解: SF?1.4[?F1]?[?F2]?SF题解10—24图

KFN1?Flim1KFN2?Flim2SF??T1Ft?2T1/d1d1?2KT1u?12.5ZEbu[?H]题解10—25图

2KT1u?12.5ZE111A题10-34 a?(d1?d2)?(1?i)d1 ? (1?i)?222bu[?H][?H]一直齿圆柱齿轮传动,已知Z1=20,Z2=60,m=4mm,B1=45mm,B2=40mm,齿轮材料为锻钢,许用接触应力, 许用弯曲应力 A[σH]1=500Mpa, [σH]2=430MpaKa?[??H][σF]1=340Mpa, [σF]2=280Mpa,弯曲载荷系数K=1.85,接触载荷系数/[?H][?]aA600K=1.4,求大齿轮所能传递的扭矩

?a??aH?100??150mm?T2(不计功率损失) a?A/[??][?]400HH10—34 解: 1.计算弯曲强度允许的输出转矩 由表10-5查得YFa1?2.80,Ysa1?1.55,YFa2?2.28,Ysa2?1.73。传动比i?z2/z1?60/20?3,将,得大齿轮的输出转矩 T1?T2/i,?d?b/d1代入公式(10-5a)biz1m2[?F1][?F2]T2?min{ ,}2KYFa1Ysa1YFa2Ysa240?3?20?42340280 ?min{ ,}2?1.852.80?1.552.28?1.73 ?736727N?mm?737N?m 2. 计算接触强度允许的输出转矩 将Ft?2T1/d1?2T2/d1i代入公式(10-8a),得大齿轮的输出转矩

[?H]240?3?202?42biz2m2u3430T2? ()?? ?()22Ku?12.5ZE2?1.403?12.5?189.8 ?168939N?mm?169N?m 大齿轮允许的输出转矩T2? 169N?m

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十一章 a?(d1?d2)/2?m(q?z2)/2?m(z1?z2)/2i??1/?2?n1/n2?z2/z1?d2/d1题11-17 F?2T/d?2Ti?/d?2Ti/dt2221212图示为简单手动起重装置。若按图示方向转动蜗杆,提升重物G,试确定: 1)蜗杆和蜗轮齿的旋向;

2)蜗轮所受作用力的方向(画出);

3)当提升重物或降下重物时,蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载。

齿面相对滑动速度大,对材料要求高,易发生磨损和胶合破坏,因此很少应用。 11—17答: 蜗杆和蜗轮均为右旋,蜗轮轮齿的受力方向如图所示。反转手柄使重物下降时,重力为驱动力,蜗轮和蜗杆的工作齿面没有改变,与提升重物时的工作齿面相同。因此蜗轮轮齿是单側受载。 题解11—17图

题11-25

试设计轻纺机械中的一单级蜗杆减速器,传递功率P1=8.5kW,主动轴转速n1=1460r/min,传动比i=20,载荷平稳,单向工作,长期连续运转,润滑情况良好,工作寿命Lh=15000h。 (答案略)

11-18答:

十二章

题12-21

对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承,试分析在仅改动下列参数之一时,将如何影响该轴承的承载能力。

(1) 转速由n=500r/min改为n=700r/min; (2) 宽径比B/d由1.0改为0.8;

(3) 润滑油由采用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油;

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(4) 轴承孔表面粗糙度由Rz=6.3μm改为Rz=3.2μm。 12-21答

(1) 由公式:F???dBCp,转速增加,角速度增加,故承载能力提高; 2???dBCp,B/d下降,Cp下降,承载能力下降。 ?2??dBCp,?上升,承载能力上升。 2?(2) 由公式:F?(3) 由公式:F?(4) 粗糙度增加,会导致轴承温升增加,粘度下降,承载能力下降。

题12-22

在设计液体润滑轴承时,当出现下列情况之一后,可考虑采取什么改进措施(对每种情况提出两种改进措施)?

(1) 当hmin<[h]时;

(2) 当条件p<[p],v<[v],pv<[pv]不满足时; (3) 当计算入口温度ti偏低时。 12-22答:

(1)hmin?r?(1??),其中???/r,??e/?

方案1:设法增加hmin,增加?,??,???hmin?,故可以加大D,或减少d;

方案2:设法减少[h],即减少表面粗糙度

(2)方案1:从结构着手,增加B(增加d虽可以使p降低,但却引起v增加) 方案2:从材料着手,采用需用值大的材料 (3)主要是控制温升?t

方案1:加大间隙; 方案2:降低粗糙度

题12-26

起重机卷筒轴采用两个不完全液体润滑径向滑动轴承支承,已知每个轴承上的径向载荷F=100kN,轴径d=90mm,转速n=90r/min。拟采用整体式轴瓦,试设计此轴承,并选择润滑剂牌号。 12-26答

解:1.选取轴承宽径比 选取宽径比为1。 2.计算轴承宽度

B=(B/d)*d=90mm 3.计算轴颈圆周速度 ???dn60?1000???90?9060?1000m/s?0.424m/s

4.计算轴承工作压力

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P?F100000N??12.35Mpa 2Bd90?90mm 5.选择轴瓦材料

查表12-2,在保证P?[P] ??[?] P??[P?] 的条件下,选材为ZCuSn10P1

6.初估润滑油动力粘度

???(n-1/37/6

s )/10?0.06 Pa·

60 7.计算相应得运动粘度

取润滑油密度?=900 Kg/m3 由式4-4得

??=

H???106 =66.6 cSt

8.选定平均温度

现取平均温度tm=50 oC

9.选牌号

参定表4-1,选牌号为L-An68

十三章

题13-2

若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转,则该轴承所受的当量动载荷 基本额定动载荷。 (1)大于 (2)等于 (3)小于 13-2答:(1)大于

题13-23

如图所示,轴上装有一斜齿元柱齿轮,轴支承在一对装的7209AC轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力Fte=8100N,径向力Fre=3052N,轴向力Fae=2170N,转速n=300r/min,载荷系数?p=1.2。试计算两轴承的基本寿命(以小时计)。(想一想:若两轴承反装,轴承的基本额定寿命将有何变化?)

(答案略)

十五章

题15-15

图示为一台二级圆锥-圆柱齿轮减速器简图输入轴由左端看为逆时针转动。已知Ft1?5000N,

Fr1?1960N,Fa1?676N,dm1?120mm,dm2?300mm,Ft3?10000N,Fr3?3751N,Fa3?2493N,d3?150mm,l1?l3?60mm,l2?120mm,l4?l5?l6?100mm。试画出输入

轴的计算简图,计算轴的支承反力,画出轴的弯矩图和扭矩图,并将计算结果标在图中。

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