(1) 试比较哪种螺栓布置方案合理?
(2) 按照螺栓布置合理方案,分别确定采用受拉(普通)螺栓连接和受剪(铰制孔)螺栓连接时的螺栓直径。
图2 图3
4. 图3所示凸缘联轴器用8个受拉普通螺栓连接(M16的螺栓,d1=13.835mm)。已知:螺栓分布圆直径D0=250mm,结合面间的摩擦系数f=0.12。考虑摩擦传力的可靠性系数Ks=1.2,螺栓的许用应力[?]?160MPa,试计算该联轴器所能传递的最大转矩Tmax=?
(二). 带传动的受力分析
1. 已知V带传动所传递的最大功率P?7.5 kW,带速v = 10 m/s,现测得紧边拉力F1是松边拉力
F2的2.5倍。试求有效拉力F、初拉力F0、紧边拉力F1和松边拉力F2。
2. V带传动传递的功率P=5kW,小带轮直径dd1=140mm,转速n1=1440r/min,大带轮直径
dd2=400mm,V带传动的滑动率ε=2%,①求从动轮转速n2;②求有效拉力F。
3. 某单根V带传动,已知小轮包角α1=150°,若带与带轮间的当量摩擦因素f??0.5,预紧力F0=280N,带速v=7m/s,若不计离心力影响,试求该传动所能传递的最大功率P。
4. 有一V带传动,传动功率为P=3.2kW,带的速度为v=8.2m/s,带的根数z=4。安装时测得预紧力F0=120 N。试计算有效拉力F、紧边拉力Fl、松边拉力F2。
5. 单根普通V带传动,能传递的最大功率P=10kW,主动轮的转速n1 =1450r/min,主动轮、从动轮的基准直径分别为dd1?180mm,dd2?355mm,中心距a=630mm,带与带轮间的当量摩擦系数f??0.2,试求紧边拉力Fl和松边拉力F2。
6. V带传动两轮包角均为180°,带与带轮的当量摩擦系数为f??0.5123,若带的初拉力F0=100 N,不考虑离心力的影响,当传递有效拉力F=130 N时,带传动是否打滑?为什么?
7. B型V带传动中,已知:主动带轮基准直径d1=180mm,从动带轮基准直径d2=180mm,两轮的中心距α=630mm,主动带轮转速n1=1450 r/min,能传递的最大功率P=10kW。试求:
(1)带的紧边拉力F1和松边拉力F2的; (2)V带中各应力,并画出各应力?1、?2、?b1、
?b2及?c的分布图。
附:V带的弹性模量E=130~200MPa;V带的质量q=0.8kg/m;带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.51;B型带的截面积A=138mm2;B型带的高度h=10.5mm。
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8. 已知单根普通V带能传递的最大功率P = 6 kW,主动带轮基准直径 D1= 100 mm,转速为n1= 1460 r/min,主动带轮上的包角?1= 150°,带与带轮之间的当量摩擦系数fv?0.51。试求带的紧边拉力F1,松边拉力F2,预紧力F0及最大有效圆周力F(不考虑离心力)。
(三). 齿轮受力分析
1. 图4为一圆锥齿轮传动,
(1) 判断并在图中标出轮2的转动方向(齿轮1主动);
(2) 在图中标注各齿轮的受力。 (各力符号应与教材一致,如Ft1,Ft2等。)
图4
2. 在图5所示的传动系统中,1、2、3为斜齿圆柱齿轮,4、5为直齿锥齿轮,6为蜗杆,7为蜗轮。轴Ⅰ为输入轴,转向如图所示。要求轴Ⅲ和轴Ⅳ上由圆柱齿轮3和锥齿轮4、锥齿轮5与蜗杆6所产生的轴向力相互抵消一部分。试确定:
(1) 圆柱齿轮1、2、3的轮齿螺旋线方向,蜗杆6、蜗轮7轮齿螺旋线方向; (2) 蜗轮7的转动方向(在图中画出);
(3) 圆柱齿轮2、锥齿轮4和蜗轮7在啮合处的三个分力的方向(在图中画出)。
图5
3. 图6所示为两级斜齿轮减速器,已知电动机转动方向。为使轴Ⅱ、轴Ⅲ上的轴向力互相抵消一部分,试确定:
(1) 图中各斜齿轮的螺旋线方向;
(2) 分别画出图中两对斜齿轮、锥齿轮所受力的圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa 。
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64Ⅲ5Ⅳ3I12Ⅱn1 图6
4. 图7所示为一标准斜齿圆柱齿轮减速器,Ⅰ轴为输入轴,Ⅲ轴为输出轴,转向如图所示,已知模数mn?3mm,z1?21,z2?78,z3?29,z4?81,高速级中心距a1?150mm,低速级中心距a2?170mm。齿轮1为右旋,传递功率P?3kW,Ⅰ轴转速n1?1250r/min。忽略摩擦损失。求:
(1) 为使Ⅱ轴轴向力最小,确定各齿轮螺旋线的旋向。
(2) 齿轮z2、z3所受轴向力的大小、方向和作用点,并要求在图上画出。
图7 图8
5. 图8所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,已知Ⅰ轴的转向及第一级斜齿轮的螺旋方向。(1)为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮的螺旋方向,并画出各轮轴向力、径向力和圆周力的方向(垂直纸面向外的力用?表示,向内的力用?表示);(2)若已知第一级齿轮的参数z1?19,z2?85,mn?5mm,?n?20?,a?265mm,轮1传递的功率P?6.25kW,n1?275r/min。试求轮1上所受各
力的大小。
6. 图9所示为二级闭式圆柱齿轮减速器。已知齿轮2的参数为:mn2?2.5mm,z2?43,
?2?15?20?10?? ,齿轮旋向为左旋;齿轮3的参数为:mn3?4mm,z3?20;啮合传动时齿轮2上的圆
周力Ft2?1000N。
(1) 确定齿轮3的螺旋方向,使轴Ⅱ上两个齿轮所受的轴向力Fa2和Fa3方向相反。
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(2) 计算齿轮3的螺旋角?3,使轴Ⅱ上两个齿轮所受的轴向力Fa2和Fa3大小相等。
图9
(四). 轴承寿命计算
1. 一对7210AC角接触球轴承分别受径向载荷Fr1 = 8000 N,Fr2 = 5200 N,轴向外载荷Fx的方向如图10所示。试求下列情况下各轴承的派生轴向力Fd和轴向载荷Fa 。①Fx =2200 N;②Fx =900 N;③ Fx =1904 N。
图10
2. 一对7207AC轴承,外圈宽边相对安装。已知两轴承的径向载荷Fr1?5000N,Fr2?4500N,外加轴向载荷FX?2600N,方向如图11所示。判别系数e?0.68,当Fa/Fr?e,X?1,当Fa/Fr?eY?0;时,X?0.41,Y?0.87,内部轴向力FS?0.68Fr。试画出两轴承内部轴向力Fs1、Fs2的方向,并计算轴承的当量动载荷P1、P2。
图11 图12
3. 一工程机械的传动装置中,根据工作条件拟在某传动轴上安装一对型号为7307AC的角接触球轴承,如图12所示。已知两轴承的径向载荷Fr1?1000N,Fr2?2060N,外加轴向载荷FX?880N,内部轴向力FS?0.68Fr,判别系数e?0.68,当Fa/Fr?e,X?1,当Fa/Fr?e时,X?0.41,。Y?0;Y?0.87,试画出两轴承内部轴向力Fs1、Fs2的方向,并计算轴承的当量动载荷P1、P2。
4. 设某斜齿轮轴根据工作条件在轴的两端反装两个角接触球滚子轴承,如图13所示。已知轴承所受径向力Fr1=2000N,径向力Fr2=4000N,轴向力Fx=800N,初选两个轴承型号为7308AC, 其基本额定动载荷和静载荷分别为Cr=38500N,C0r=30500N,计算系数e=0.68,X=0.41,Y=0.87。运转平稳,载荷系数fd=1.2。试确定:
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(1) 轴承的附加轴向力FS1,FS2,并画图表示方向; (2) 轴承的轴向力Fa1,Fa2;
(3) 轴承的当量动载荷P1,P2,并指出哪个轴承最危险? (4) 若轴承预期寿命为15000h, 说明轴承寿命应满足什么条件。
图13
5. 有一滚动轴承,型号为30210, 其基本额定动载荷Cr=73300N,已知工作温度在100°C以下,运转较平稳,载荷系数fd=1.1,径向载荷Fr=6000N,轴向载荷Fa=2500N,转速n=900r/min。(30210其它参数:e=0.4,X=0.4,Y=1.4)
(1) 试计算轴承的当量动载荷P。 (2) 试预测轴承寿命。
6. 有一滚动轴承,型号为7214C, 其基本额定动载荷Cr=62900N,当量动载荷P=9300N,转速n=500 r/min,已知工作温度在100°C以下。
(1) 该轴承是什么类型?内径为多少? (2) 试预测轴承寿命。
(3) 若轴承预期寿命为10000h,说明该轴承是否满足要求。
(五). 轴系结构分析
1. 试分析图14中的结构错误,分别说明理由,并画出正确的结构图。
图14
2. 图15所示为用一对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。指出图中的其它结构错误(不
少于5处)。(注:润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)
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图15
3. 指出图16所示轴上结构标明处有哪些不合理的地方?
图16
4. 如图17所示为轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。按示例①所示,指出其他错误(不少于7外)。(注:不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角)
示例:①—缺少调整垫片
图17
5. 试指出图18中的轴系结构错误(除1外,不少于5处)。(参照示例在错误处写出序号,并在图下方空白处按序号简要说明错误内容,不必在图上改正。其中润滑方式、倒角和圆角忽略不计。)
示例:①—缺少调整垫片
图18
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