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1、联接1、图示为一升降机构， 承受载荷F =150 kN,采用梯形螺纹，d = 60 mm, d2 = 56 mm,P = 8 mm ,线数n = 3。支撑面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用导向滚轮，它们 的摩擦阻力近似为零。试计算：(1)工作台稳定上升时的效率(螺纹副当量摩擦系数为0.10)。(2)稳定上升时加于螺杆上的力矩。(3)假设工作台以720 mm/min的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。(4)欲使工作面在载荷作用下等速下降，是否需要制动 装置？加于螺栓上的制动力矩是多少？nP tg= =7.8解：1 口 = arctg 0.1 = 5.71=tg =57%tg
2、1：de.2 M =；Ftg 九 + P3 n1Pz =720, n1 =Z20 =30r/1min , N = Mw =5 Ftg 九十 P 独 pZ230=3158w4 九不自锁，需要制动装置，制动力矩M= Fd2tg九P2、图示为一用两个 M12螺钉固定的牵曳钩， 假设螺钉材料为Q235钢，装配时控制预紧力, 结合面摩擦系数f = 0.15,求其允许的最大牵曳力。解：由结构形式可知，结合面 m =1联接螺栓数目Z=2,由表9.5查得0s =240MPa控制预紧力，取S=1.3。产=隆=185MPa , S由表查取d1 = 10.106mm, 取 C=1.2FR=-FmZF=2d1C4 1
3、.3一 2F-f=2853N3、图示为一刚性凸缘联轴器，材料为Q215钢，传递的最大转矩为 1400 N.m 静载荷。联轴器用4个M16的镀制孔用螺栓联接，螺栓材料为Q235钢，试选择适宜的螺栓长度，并校核该联接的强度。解：单个螺栓所受横向载荷Fr2MDm强度条件4 =4FR- 0 = 22.96mm3 二二由表9.1 ,取M 27di = 23.752mm,按图表9.6可知所取平安系数是正确的。4 验证螺栓数目二D1l =-1 = 78.55mm 4,5d Z5、在题9-3中，轴的材料为 45钢，工作时有轻微冲击。试为该联轴器选择平键，确 定键的尺寸，并校核其强度。解：1选择键联接的类型和尺
4、寸选用半圆头普通平键， 材料45钢，由表9.10查彳#b=16mm, h=10mm,参考轮毂长度，取L =90mm5 校核键联接强度键和轴的材料优于轮毂材料，应校核联轴器强度，由表 9.11取许用应力4TcP =135MPa , l =L 8 = 82mm , rP =124MPa cP,适宜。dhl标记 键 C16 M100 GB/T1096-1979齿轮传动1.闭式直齿圆柱齿轮传动的传动比i =3.6 , r =1440r/min , P =25kW ,长期双向转动，载荷有中等冲击，要求结构紧凑，采用硬齿面材料。试设计此齿轮传动。解：1选择材料、确定许用应力大小齿轮均采用 20Cr,渗碳处
5、理淬火，由表 10.1选择硬度为59HRC,由图109c得到，OFlim1 =5尔2 =390MPa ,0.7由表 10.4得，取 SF =1.5 , QF1=QF2 = _F1im= 182MPaSf由图 106C 得，jrHlim1=OHlim2 =1500MPa,由表 10.4得，取 Sh =1.2,尸hi =Oh2 =m =1250MPaSh2按轮齿弯曲强度设计齿轮按8级精度制造，由表10.3,取载荷系数k =1.5,齿宽系数中0f = 0.4,小齿P.轮上得转矩 T1 =9.55 106 =165800N mm ni取 Zi =25,那么 Z2 =iZi =90,由图 10 8 查彳
6、#Yfi=2.71, Yf2=2.21Yfi二 F1 上三，将FL带入式10- 104KT1YFm _ 3)i1)乙2二f=2.35mm由表4.1取m = 2.5mm中心距a =m(Z1 Z2) = 143.75mm2二 F2二F1齿 宽b =中 01a = 57.5mm ,取匕=65mm, d=60mm3)验算齿面的接触强度(i 1)2 KT1、人H =336-2 = 782.5 tJH 女王iba4)齿轮的圆周速度-：d1 n1v = 4.71m/ s60 1000由表10.2可知选8级精度是适宜的。2、设两级斜齿圆柱齿轮减速器的条件如下图，试问：1低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使
7、中间轴上两齿轮的轴向力方向相反；2低速级螺旋角3应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力互相抵消。解：要使中间轴两齿轮的斜齿轮的轴向力相反，那么旋向必须相同，Z2左旋，Z3应为右旋，Z4为右旋，按题意，Fa1 =Fa2,那么： a I a 2Ft2tg01 =Ft3tg03,2TFt =,dmn2Z2cos争g15 =2TV：3 d2d3所以tg -3= ?tg15 =(m3马 tg15)d2cos - 3sin P3 =m3Z_sini5W0.1438 , P3 =8。16kJ_/kJmn2Z23、设计一单级闭式斜齿轮传动， P=10kW , ni=i460r/min , i=3.3 ,工作机有
8、中等冲击载荷。要求米用电动机驱动，选用软齿面材料，z1=i9。试设计此单级斜齿轮传动，校核疲劳强度。解：1选择材料以确定许用应力小齿轮采用40Cr调质，硬度取260HBS, 大齿轮采用ZG35SiMn调质，硬度取260HBS由图 11 6b仃川而1 =700MPa ,仃 Him2 =540MPa,由表 10.4 取 Sh=1.1,那么仃hi Mm1 =636MPa ,2=3Hlim=49M PaSHSH由图 109b仃Flim1 =240MPa , ffFlim2 =180MPa ,由表 10.4 取 SF =1.3F lim1；-fi二SF= 185MPa ,Hf2 =F =1 3M P a
9、SF2按齿面接触疲劳强度设计设齿轮按8级精度制造，由表10.3取载荷系数K=1.5,齿宽系数中以= 0.4小齿轮上的转矩6 P4 一T1 =9.55 106.54 10 N mn1按式1015计算中心距305 2 KT1a-(i 1)3 (rJ2,. 1 -131.6mm二 h- 1取乙=30, Z2 =iZ1 =99,初选一：=152acos :mn = = 1.97mm乙Z2由表4.1取mn = 2mma =mn乙Z22 cos :=133.55mma = 135mmB =arccosmn(Z12)=1710齿宽b =aa = 54mm2a取 b2 =55mm , b =60mm3)验算弯
10、曲强度由图 10-8, Zv1=V=31.4, Zv2=: = 103.6coscosYF1 =2.6, YF2 =2.21.6KTiYfiC0S fi2 =59 MPa :二卜,fibmnZ1仃F2 =50MPa %2平安!蜗杆传动1、设某一标准蜗杆传动的模数m =5mm ,蜗杆的分度圆直径 d1 =50mm ,蜗杆的头数乙=2,传动比i =20 ,试计算蜗轮的螺旋角和蜗杆传动的主要尺寸。d.解：1蜗杆直径系数q=10mZ1一 一 一2螺旋角升角tg九=0.2,九=111836q3)中心距 a (q Z2)= 125mm22、对图示的蜗杆传动，请根据的蜗杆的螺旋方向和转向，确定蜗轮的螺旋方向
11、和转向。并在图中表出蜗杆和蜗轮的受力方向。解：由于蜗杆为左旋，故蜗轮为左旋，图中红色的箭头表示蜗杆的受力，绿色的表示蜗轮的受力。3、试设计一单级圆柱蜗杆传动：传动由电动机驱动，电动机的功率为7kW,转数为1440r/min ,蜗轮轴的转数为 80r/min ,载荷平稳，单向传动。解：1选择材料，蜗杆用 45钢，外表淬火，硬度为 45HRC55HRC,以保证蜗杆较好的耐磨性。蜗轮齿圈用铸锡青铜ZCuSn10P1,砂模铸造，轮心用灰铸铁 HT100O2)确定许用应力，由表 10.1查彳# 仃H=200MPa3)4)选择蜗杆的头数和蜗轮的齿数1440i =上0=18,取 Zi =2, Z2 =368
12、0初选蜗杆传动的效率由Zi =2,由表11.7,初选蜗杆传动的效率为 0.85)计算作用在蜗轮上的转矩T2 =9.55 106 0 力 =668500N m n16)7)确定载荷系数取 K =1.18)_2 ,/m d1 =(验算效率510Z20h)2 KT2 = 3690mm3 ,由表 11.2 取 m = 6.3mm , d1 = 112mm蜗杆分度圆的圆周速度二 dmv1 = = 5.07 m / s60 1000=6.42-v1Vs = 5.1m/ scostg由表 11 6, P=1.27, n = (0.95 0.96) g = 0.79 0.798 定 0.8 tg(：)9)验算接触疲劳强度由式11 12重新计算m2d ,以效率0.8计算，m2d1 =3690,而6.3隈112 =445 ,设计结果可用10)尺寸计算q =17
