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1、.word格式,3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限,取循环基数,试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。解 3-2已知材料的力学性能为,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。解 得,即 根据点,按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D=72mm,d=62mm,r=3mm。如用题3-2中的材料,设其强度极限B=420MPa,精车,弯曲,q=1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。解 因,查附表3-2,插值得,查附图3-1得,将所查值代入公式,即查附图3-2,得;按精车加工工艺,查附图3-4,得,已知,则根据按比例绘出该零件的
2、极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力,应力幅,试分别按,求出该截面的计算安全系数。解 由题3-4可知 (1) 工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的循环特性不变公式,其计算安全系数 (2) 工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的平均应力不变公式,其计算安全系数 , 专业.专注 .5-3 分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况,它的最大应力,最小应力如何得出?当气缸内的最高压 力提高时,它的最大应力,最小应力将如何变化?解:最大应力出现在压缩到最小体积时,最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时,它的最大应力增大,最小应力不变。5-4 图5-49
3、所示的底板螺栓组联接受外力F作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况,并判断哪个螺栓受力最大?堡证联接安全工作的必要条件有哪些?5-9受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F10 000N时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。采用橡垫片密封,取螺栓的相对刚度 螺栓的总拉力:残余预紧力为:5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=01MPa,缸盖与缸体均为钢制,直径D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。10-1 试分析图10-47所
4、示的齿轮传动各齿轮所受的力(用受力图表示各力的作用位置及方向)。 解 受力图如下图:10-2如图,ABC的材料为中碳钢调制,其硬度:齿轮A为240HBS,B:260HBS,C:220HBS,试确定齿轮B的许用接触应力和许用弯曲应力.假定:1)齿轮B为“惰轮”(中间轮)齿轮A为主动轮,齿轮C为从动轮,设;2)齿轮B为在主动轮,齿轮A和齿轮C均为从动,设10-3对于做双向传动的齿轮来说,她的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性?在做强度计算时应怎么考虑10-4齿轮的精度等级与齿轮的选材及热处理方法有什么关系10-5 要提高齿轮的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有那些关系措施10-7 某齿轮减速
5、器的斜齿轮圆柱齿轮传动,已知,两齿轮的齿数为,8级精度,小齿轮材料为(调质),大齿轮材料为45钢(调质),寿命20年(设每年300工作日),每日两班制,小齿轮相对其轴的支承为对称布置,试计算该齿轮传动所能传递的功率。解 (1)齿轮材料硬度 查表10-1,根据小齿轮材料为(调质),小齿轮硬度217269HBS,大齿轮材料为45钢(调质),大齿轮硬度217255 HBS (2)按齿面接触疲劳硬度计算 计算小齿轮的分度圆直径 计算齿宽系数 由表10-6查得材料的弹性影响系数 ,由图10-30选取区域系数由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限。齿数比 计算应力
6、循环次数 由图10-19取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为,安全系数 由图10-26查得计算齿轮的圆周速度 计算尺宽与齿高之比 计算载荷系数 根据,8级精度,查图10-8得动载荷系数 由表10-3,查得 按轻微冲击,由表10-2查得使用系数 由表10-4查得 按=1查得 由,查图10-13得故载荷系数 由接触强度确定的最大转矩 (3)按弯曲强度计算 计算载荷系数 计算纵向重合度 由图10-28查得螺旋角影响系数 计算当量齿数 查取齿形系数及应力校正系数 由表10-5查得 由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;大齿轮的弯曲疲劳强度极限。由图10-18取弯曲疲劳寿命。计
7、算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 计算大、小齿轮的,并加以比较 取由弯曲强度确定的最大转矩 (4)齿轮传动的功率 取由接触强度和弯曲强度确定的最大转矩中的最小值 即 第十一章 蜗杆传动p272习题答案11-1 试分析图11-26所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。解 各轴的回转方向如下图所示,蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向如下图11-3 设计用于带式输送机的普通圆柱蜗杆传动,传递效率,传动比,由电动机驱动,载荷平稳。蜗杆材料为20Cr,渗碳淬火,硬度。蜗轮材料为,金属模铸造。蜗杆减速器每日工作8h,
8、要求工作寿命为7年(每年按300工作日计)。解 (1)选择蜗杆传动类型 根据GB/T 10085-1988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。(2)按齿面接触疲劳强度进行设计 确定作用蜗轮上的转矩T2 按,估取效率,则 确定载荷系数K 因工作载荷平稳,故取载荷分布不均匀系数;由表11-5选取使用系数;由于转速不高,无冲击,可取动载系数,则 确定弹性影响系数 蜗轮为铸锡磷青铜与钢蜗杆相配,故确定接触系数 假设,从图11-18中可查得确定许用接触应力 由表11-7中查得蜗轮的基本许用应力 应力循环系数 寿命系数 则 计算中心距 取中心距,因,故从表11-2中取模数,蜗杆分度圆直径。此时,从图11-18
9、中查取接触系数,因为,因此以上计算结果可用。(3)蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆 蜗杆头数,轴向齿距;直径系数;齿顶圆直径;齿根圆直径;分度圆导程角;蜗杆轴向齿厚。蜗轮 蜗轮齿数;变位系数 验算传动比,此时传动比误差,是允许的。 蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 蜗轮咽喉母圆直径 (4)校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数 根据,从图11-19中可查得齿形系数螺旋角系数 许用弯曲应力 从表11-8中查得由制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 寿命系数 校核齿根弯曲疲劳强度 弯曲强度是满足的。(5)验算效率 已知;与相对滑动速度相关 从表11-18中用插值法查得,代入式得大于原估计值,因此合
10、格 13-1 试说明下列各轴承的内径有多大?哪个轴承公差等级最高?哪个允许的极限转速最高?哪个承受径向载荷能力最高?哪个不能承受径向载荷? N307/P4 6207 30207 51301解 N307/P4、6207、30207的内径均为35mm,51301的内径为5mm;N307/P4的公差等级最高;6207承受径向载荷能力最高;N307/P4不能承受径向载荷。13-5 根据工作条件,决定在轴的两端用的两个角接触球轴承,如图13-13b所示正装。轴颈直径,工作中有中等冲击,转速,已知两轴承的径向载荷分别为,外加轴向载荷,作用方向指向轴承1,试确定其工作寿命。解 (1)求两轴承的计算轴向力和
11、对于的角接触球轴承,按表13-7,轴承派生轴向力, 两轴计算轴向力 (2)求轴承当量动载荷和 由表13-5查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为 对轴承1 对轴承2 因轴承运转中有中等冲击载荷,按表13-6,取,则 (3)确定轴承寿命 由于题目中没给出在轴承的具体代号,这里假设选用7207AC,查轴承手册得基本额定载荷,因为,所以按轴承1的受力大小验算 13-6 若将图13-34a中的两轴承换为圆锥滚子轴承,代号为30207。其他条件同例题13-2,试验算轴承的寿命。解 (1)求两轴承受到的径向载荷和 将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面(下图b)和水平面(下图a)两个平面力系。其中:图c中的为通过另加转矩而平移到指向轴线;图a中的亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上(上诉转化仔图中均未画出)。由力分析可知: (2)求两轴承的计算轴向力和 查手册的30207的, 两轴计算轴向力 (3)求轴承当量动载荷和 由表13-5查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为 对轴承1 对轴承2 因轴承运转中有中等冲击载荷,按表13-6,取,则 (4)确定轴承寿命 因为,所以按轴承1的受力大小验算 故所选轴承满足寿命要求。13-7 某轴的一端支点上原采用6308轴承,其工作可靠性为90%,现需将该支点轴承在寿命不降低的条件下将工作可靠性提高到99%,试确定可能用来替换的轴承型号