机械设计基础复习题及答案(3)

四、 计算题

1、图示轮系中，已知各轮的齿数为：Z1=28，Z2=18，Z3 =70，试求传动比i1H

解：齿轮1-2=2′-3(H)为 周转轮系

ZZn?nH i13 H ? 1 ? ? 23n3?nHZ1Z2'

且n3= 0

Z1+Z2 = Z3－Z2′∴Z2′=24

所以i1H = = 23/8

2、图示差动轮系中，各轮齿数为：Z1=30，Z2=25的转速为200r/min(箭头向上)，齿轮3的转速为架转速的大小和方向。

解：齿轮1-2=2′-3(H)为 周转轮系 i H n 1 ? n H ? ? Z 2 Z 3 13?n

3?nHZ1Z2'且n1= 200 r/min ，n3= －50 r/min

所以nH =10.61，方向与 n1相同

3、 图示的轮系中，已知各轮的齿数为Z1=Z2=17，求nH的大小和方向。

解：齿轮1-2=3-4(H)为 周转轮系 i H n ? n H Z Z 14 ?1 n 4 ? n H ? ?24 Z 1 Z

3且n4= 0

所以nH= ?

Z2′=20， Z3=75，齿轮1

50r/min(箭头向下)，求行星

Z3=30，Z4=45，n1=200r/min ，

4、起重卷筒用8个普通螺栓与齿轮联接在一起，已知卷筒直径D0=400mm，螺栓分布直径D=500mm，接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数C=1.2，起重钢索拉力Q=10000N，螺栓许用拉伸应力[ζ]=100Mpa，试设计该螺栓组螺栓最小直径d1。

解：∵（1）T?QD0 2 （2） F 'mfz ? C 2 T

D

'1.3F（3） ?[? ]12 ?d14

∵ m =1，f = 0.12，z =8，C=1.2，[ζ]=160Mpa，D=500mm ，D0=400mm ，Q=10000N ∴由以上条件得：d1=10.174 mm

5、有一压力容器，已知容器内直径D=280mm，气体压强p=0.5Mpa，容器盖用12只普通螺栓与容器相联，试确定螺栓最小径d1，已知螺栓材料屈服极限ζS=240 Mpa，取安全系数S=2，残余预紧力为工作载荷的1.8倍。

D2 解：∵ （1）汽缸所受工作载荷 F?p?4

FF''?2.8 （2） 每个螺栓所受总载荷 F0?F?zz

（3） 1 .3 F 0

?[?] 12

4?d1∵ [ζ]= ζS/S=120Mpa ，p=0.5Mpa, D=280mm,z=12 ∴由以上条件得：d1= mm

6、图示两根梁用4个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28 kN，摩擦系数f = 0.2，可靠性系数C=1.2，控制预紧力，许用应力[ζ]=120MP，试确定所需螺栓的最小直径。

解：

FF ∵（1） F ' mfz ? CF '

1.3F（2） ?[?]

12 ?d1∵ m =2，f = 0. 2，z =4，C=1.2，[ζ]=160Mpa ，F=28KN ∴由以上条件得：d1=17.024 mm

4

7、钢制液压缸，缸体内径D＝160mm，缸内压强p＝3MPa，用８个普通螺栓锁紧缸盖，螺栓许用拉伸应力［ζ］＝180MPa，螺栓分布直径D0＝200mm，为保证气密性要求，残余预紧力取工作载荷的1．8倍， 求螺栓的最小直径。

D2解：∵ （1）汽缸所受工作载荷 F?p?4

（2） 每个螺栓所受总载荷 F?F''?F?2.8F088 1.3F0?[?]（3） 1 2

?d1 4∵ [ζ]=180Mpa ，p=3Mpa, D=160mm

∴由以上条件得：d1=13.93mm

8、图示为某转轴由一对30307型轴承支承，轴承所受径向负载Fr1 =7000N，Fr2 = 6000 N，轴上作用的轴向负载F A =1000N，试求两轴承的轴向力Fa1、Fa2 。其中FS = Fr/（2Y），Y=1.9

(1) 轴承受内部轴向力 FA FS1 = Fr1/（2Y）= 1842N FS1 FS2

FS2 = Fr2/（2Y）= 1579N

(2)由于FS1 = 1842N ＜ FA+ FS2 =2579 N Fr1 Fr2

所以轴承1被压紧，轴承2被放松， 轴承受轴向力即：Fa1 = FA+ FS2 =2579N；Fa2 = FS2 = 1579N

9、减速器低速轴采用轴承6308，已知轴承上所受径向载荷Fr 1 =2200N，Fr 2 = 1600 N，外来轴向载荷FA=800N，轴承转速n=500r/min ，e=0.23 ，Cr=25800N，工作轻微冲击fp=1.2，常温工作ft=1，

（附：当Fa/Fr＞e时，X=0.56，Y=1.9，当Fa/Fr≤e时，X=1，Y=0） 求（1）两轴承的当量载荷P1 、P2 （2）求此对轴承哪个寿命长？

解：轴承1受轴向载荷Fa1=FA=800N，

且Fa1/Fr1=0.36＞0.23，所以X=0.56，Y=1.9

则P1= fp（X Fr1 +Y Fa1）= 3302.4 N FA P2= fp Fr2 = 1920N

Fr 1 Fr 2 P1＞P2，所以轴承2寿命长

10、某设备中的一转轴，两端用30207E型轴承，如图，轴工作转速n=1450r/min，在常温下工作f t=1，轴承所受的径向载荷Fr1=3000N，Fr2=6000N，轴所受载荷FA=3000N，设计寿命Lh=1500 h，载荷系数f p=1.5，试较核该轴承是否满足寿命要求。

（附：有关30207E型轴承参数如下：C r =51500N，e = 0.68，FS=0.5Fr，当Fa/Fr≤e 时，X=1，Y=0，当Fa/Fr＞e 时 ，X=0.4，Y=1.6） (1) 轴承受内部轴向力 FA FS1 =0.5 R1 = 1500N ； Fs1 Fs2 FS2 =0.5 R2 = 3000N

(2)由于FS1 = 1500N ＜ FA+ FS2 =3300N 所以轴承1被压紧，轴承2被放松， 轴承受轴向力即：Fa1 = FA+ FS2=3300N； (3) 由于Fa1/Fr1=3300/3000=1.1＞e = 0.68，则 所以P1=f p（X Fr1+YFa1）=9720N

由于Fa2/Fr2 =3000/6000=0. 5＜e = 0.68，则 所以P2=f p Fr2 =9000N （4）Lε

h= （ ）=2980 h＞1500 h所以轴承满足寿命要求 …… 此处隐藏：1361字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……