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1、. . . .机械设计基础A2（第五版）课后习题10-16章答案10-7解 查教材表 10-5 P147得，螺栓的屈服极限s320MPa。 当不能严格控制预紧力时，查教材表 10-7得S=23取S=2.5螺栓的许用应力 ,查教材表 10-1得， 的小径 螺栓所能承受的最大预紧力 所需的螺栓预紧拉力 则施加于杠杆端部作用力 的最大值 10-9解 （ 1）确定螺栓的长度 由教材图 10-9 a）得：螺栓螺纹伸出长度 螺栓螺纹预留长度 查手册选取六角薄螺母 GB6172-86 ，厚度为 垫圈 GB93-87 16，厚度为 则所需螺栓长度 查手册中螺栓系列长度，可取螺栓长度 螺栓所需螺纹长度 ， 取螺
2、栓螺纹长度 （ 2）每个螺栓所承担的横向力 F=2T/zD=2630/60.13=1615.39N（ 3）每个螺栓所需的预紧力 由题图可知 ，取可靠性系数 Fa=CF/mf=1.31615.39/10.15=14000.05N（ 4）每个螺栓的应力 查教材表 10-1得 的小径 由公式 得 a=1.314000.054/3.14/0.0138352=121.14MPa查教材表 10-6、10-7得，当不能严格控制预紧力时，碳素钢取安全系数 由许用应力 查教材表 10-5得 螺栓力学性能等级为5.8级的屈服极限，所以螺栓的力学性能等级为5.8级10-10解（ 1）初选螺柱个数（ 2）每个螺柱的工
3、作载荷 （ 3）螺柱联接有紧密性要求，取残余预紧力 （ 4）螺柱总拉力 （ 5）确定螺柱直径 查教材表 10-5 P147得，螺栓的屈服极限s400MPa。 查教材表 10-7得，当不能严格控制预紧力时，暂时取安全系数 许用应力螺栓小径 查教材表 10-1，取 螺栓（ ），由教材表10-7可知取安全系数 是合适的。（ 6）确定螺柱分布圆直径 由题 10-10图可得 取。 （ 7）验证螺柱间距 所选螺柱的个数和螺柱的直径均合适。11-1 解 1）由公式可知： 轮齿的工作应力不变，则 则，若 ，该齿轮传动能传递的功率 11-2解 由公式可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系： 设提高后的转矩和许用
4、应力分别为 、 当转速不变时，转矩和功率可提高 69%。 11-6解 斜齿圆柱齿轮的齿数与其当量齿数 之间的关系： （ 1）计算传动的角速比用齿数 。 （ 2）用成型法切制斜齿轮时用当量齿数 选盘形铣刀刀号。 （ 3）计算斜齿轮分度圆直径用齿数。 （ 4）计算弯曲强度时用当量齿数 查取齿形系数。 11-7解 见题解图。从题图中可看出，齿轮1为左旋，齿轮2为右旋。当齿轮1为主动时按左手定则判断其轴向力 ；当齿轮2为主动时按右手定则判断其轴向力 。 轮1为主动 轮2为主动时 题11-7解图 11-9解 （ 1）要使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反，则低速级斜齿轮3的旋向应与齿轮2的旋向同为左旋，斜齿
5、轮4的旋向应与齿轮3的旋向相反，为右旋。 （ 2）由题图可知：、 、 、 、 分度圆直径 轴向力 要使轴向力互相抵消，则： 即 11-10解 软齿面闭式齿轮传动，分别校核其接触强度和弯曲强度。 P175例11-1和P178例11-2（ 1）许用应力 查教材表 11-1小齿轮40MnB调质硬度：241286HBS；大齿轮35SiMn调质硬度：207286HBS。 查教材表 11-1取：，查教材表 11-1取：，； 查教材表 11-5 取，SH=1，SF =1.25故：,（ 2）验算接触强度，其校核公式11-8： P178其中：小齿轮转矩 载荷系数 查教材表11-3P169得 齿宽 中心距 齿数比
6、 ZE：材料弹性系数，查表11-4。 ZH：节点区域系数，考虑节点处齿廓曲率对H的影响。对标准齿轮传动：ZH=2.5则： 满足接触强度。 H1= H2强度计算时，取H=min(H1 ， H2)。一对齿轮必然有：但：材料、热处理不同H1 H2（3）验算弯曲强度，校核公式： 小齿轮当量齿数 大齿轮当量齿数 齿形系数 查教材图 11-8得 应力校正系数 查教材图 11-9得：或者满足弯曲强度。 11-16解 见题 11-16解图。径向力总是指向其转动中心；对于锥齿轮2圆周力与其转动方向相同，对于斜齿轮3与其圆周力方向相反。图11.16 题11-16 解图 12-2 图12.2 解 ：（ 1）从图示看
7、，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指 ，大拇指 ，可以得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。（见图12.2） （ 2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为 蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即： 蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即： 蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即： 各力的方向如图 12-2所示。 12-3 图 12.3解 ：（ 1）先用箭头法标志出各轮的转向，如图12.3所示。由于锥齿轮轴向力指向大端，因此可以判断出蜗轮轴向力水平向右，从而判断出蜗杆的转向为顺时针，如图12.3所示。因此根据蜗轮和蜗杆的转向，用手握法（左手）可以判定蜗杆螺旋
8、线为右旋。 （ 2）各轮轴轴向力方向如图12.3所示。 12-6解 （1）重物上升 ，卷筒转的圈数为： 转； 由于卷筒和蜗轮相联， 也即蜗轮转的圈数为 圈；因此蜗杆转的转数为： 转。 （ 2）该蜗杆传动的蜗杆的导程角为： 而当量摩擦角为 比较可见 ，因此该机构能自锁。 （ 3）手摇转臂做了输入功，等于输出功和摩擦损耗功二者之和。 输出功 焦耳； 依题意本题摩擦损耗就是蜗轮蜗杆啮合损耗，因此啮合时的传动效率 则输入功应为 焦耳。 由于蜗杆转了 转，因此应有： 即： 可得： 图 12.6 12-8解 ，取 ， ，则 则油温 ，小于 ，满足使用要求。13-1解 （ 1 ）（ 2 ） = =2879.
9、13mm （ 3 ）不考虑带的弹性滑动时， （ 4 ）滑动率 时， 13-2解（ 1 ）（ 2 ） = （ 3 ） = = 13-5解 由教材表 13-8 得 P221例13-2由图 13-15 P219得选用 A 型带 (n1=150r/min )由教材表 13-3 P214得 表13-9 P219选得 初选 取 = =1979.03mm 由教材表 13-2 P213得 =2000mm 由教材表 13-3 得： =1.92 kW， 由教材表 13-5 得： =0.17kW 由教材表 13-2 得： ，由教材表 13- 得： 取 z=4 13-11解 例 （ 1 ）链轮齿数 假定 ， 由教材表
10、 13-12P232，取z1=25，725选 实际传动比 2.92链轮节数 初选中心距 由式 13-得 = 130.46取 130由教材表 13-15查得 取 估计此链传动工作位于图 13-32所示曲线的左侧，由教材表13-13得 1.35采用单排链表13-14得， 2.12KW由教材图 13-33得当 =960r/min时，08A链条能传递的功率 满足要求，表13-11 P226 节距 p =12.7mm。 （ 4 ）实际中心距 （ 5）验算链速 由式 13-得 5.08m/s，符合原来假定。 13-12解 例（ 1）链速 v 由教材表 13-得，10A型滚子链，其链节距p=15.875mm
11、，每米质量q=1kg/m，极限拉伸载荷（单排）Q=21800N。由式 13-得速度 ，故应验算静强度。 （ 2）紧边拉力 离心拉力 由于是水平传动， K y =（）7， ，则悬垂拉力 紧边拉力 由教材表 13-15查得 取 根据式（ 13-）可得所需极限拉伸载荷 所以选用 10A型链不合适。14-1解 I 为传动轴， II 、 IV 为转轴， III 为心轴。 14-6解 /103=1。429扭切应力为脉动循环变应力，取折合系数选45钢，调质，表4-1 b =650 MPa, 表4-3 -1b =60 MPa 41.68 mm故 42 mm。 14-8解 1. 计算中间轴上的齿轮受力 中间轴所
12、受转矩为： 图 14.8 题 14-8 解图 2. 轴的空间受力情况如图 14.8 （ a ）所示。 3. 垂直面受力简图如图 14.8 （ b ）所示。 垂直面的弯矩图如图 14.8 （ c ）所示。 4. 水平面受力简图如图 14.8 （ d ）所示。 水平面的弯矩图如图 14.8 （ e ）所示。 B 点左边的弯矩为： B 点右边的弯矩为： C 点右边的弯矩为： C 点 左 边的弯矩为： 5. B 点和 C 点处的合成最大弯矩为： 6. 转矩图如图 14.8 （ f ）所示，其中 。 7 可看出， B 截面为危险截面，取 ，则危险截面的当量弯矩为： 查表得： ，则按弯扭合成强度计算轴 II 的直径为： 考虑键槽对轴的削弱，对轴直径加粗 4% 后为： 14-9解 （1）应加调整垫圈 （2）应有间隙 （3）应有轴肩 （4）应有轴肩、外径减小 （5）（6）应有间隙 （7）应有轴肩、外径减小 （8）应有轴肩 （9）应有螺钉 （10）间隙过大、应有轴肩 （11）应有间隙、轴端应有倒角 （12）（13）应加键（1） （1） （9）（2）（3）（4） （5） （6） （7）（8） （10）（13） （11） （12） 15-1答 滑动轴承按摩擦状态分为两种：液体
