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1、第九章9-2.写出以下材料的名称，并按小尺寸试件查出该材料的抗拉强度 B Mpa、屈服极限 SMpa、延长率(%):Q235 ,45,40MnB, ZG270-500, HT200, QT500-7, ZCuSn10P1, ZAlSi12.解：如以以下图牌号名称抗拉强度屈服极限延长率Q235碳素构造钢3752352645优质碳素构造钢6003551640MnB合金构造钢98078510ZG270-500铸钢50027018HT200灰铸铁195-QT500-7球墨铸铁5003207ZCuSn10P1铸造锡青铜3301703ZAlSi12铸造铝合金145-4ZCuSn10Pb1砂型铸造时抗拉强度
2、为 200MPa,屈服强度为 100MPa,伸长率为 3%,布氏硬度为 HBS 785; 金属型铸造时抗拉强度为 310MPa,屈服强度为 170MPa,伸长率为 2%,布氏硬度为 HBS 885; 离心铸造时抗拉强度为 330MPa,屈服强度为 170MPa,伸长率为 4%,布氏硬度为 HBS 785; 连续铸造时抗拉强度为 360MPa,屈服强度为 170MPa,伸长率为 6%,布氏硬度为 HBS 885;9-4.如题 9-4 图所示夹钳弓架的材料为 45 钢，尺寸 a=65mm,b=16mm,h=50mm,试按弓架强度计算夹钳所能承受的最大夹紧力F(计算时取安全系数 S=2)并绘出应力分
3、布图。题 9-4 图解： 查教材表 9-1，45 钢的屈服极限S =355Mpa10许用应力=S =355=177.5MpaS2把夹紧力F 向截面中心转化，则有拉力F 和弯距M=F(a+h/2)=Fx(65+50/2)=90F截面面积A=bh=16x50=800mm2W=bh 2 =16x50 2=6666.67mm3抗弯截面模量6 = F+M =(AW6F 800+90F 6666.67)177.5则最大夹紧力F=12034N应力分布图如以以下图图 9.3 题 9-4 解图9-16如题 9-16 图所示，活塞销两端与活塞孔为过渡协作，活塞销中段与连杆孔为间隙协作。1绘制轴与孔的公差带图；2说
4、明它们是哪一种基准制，为什么要承受这种基准制。题 9-16 图+0.007解：1公差带图见题 9-16 解图，查表得25G7的极限偏差为25+0.028 ，25h7的极限偏差为2500.009,25 G725M7250极限偏差为0.02125M7均承受的是基轴制，当同一尺寸的轴段要与多个有不 2h5h5同协作要求的孔相结合而形成不同的协作性质时，则宜承受基轴制，图中所示的活塞销， 它与活塞孔的协作为过渡协作，而与连杆衬套的协作为间隙协作，如要承受基孔制，则要把活塞销加工成两头大中间小的阶梯轴，明显不利于加工及装配题 9-16 解图第十章10-12.试计算一起重器的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量F
5、a=30KN,最大举起高度=550mm,螺栓杆用 45 号钢，螺母用铝青铜 ZCuAl10Fe3.解：选用梯形螺纹1 依据耐磨性初选参数： =1.5，查表 10-8，螺旋副的许用压强p=1525Mpa,取p=20Mpa，则螺纹中径的设计公式为：d 0.8Fa mm=0.8x30x10 3mm=25.29mm2p1.5x20查手册，选取梯形螺纹 GB/5796.1-1986，选取公称直径 d=28mm,中径d2=25.5mm,小径 d1=23mm,螺距 p=5mm.(2) 初选螺母，初步计算螺母的高度H=d =1.5x25.5=38.25mm2则螺栓与螺母接触的螺纹圈数为:z=H=38.25 =
6、7.65取 z=8P5螺母高度为H=zp=8x5=40mm, 系数= H = 40=1.57d225.5(3) 校核耐磨性，螺纹的工作高度为：h=0.5p=0.5x5=2.5mmp=Fa=30x10 3=18.7Mpap则螺纹接触处的压强为：hz d23.14x25.5x2.5x8适宜(4) 校核螺杆稳定性，起重器的螺母端为固定端，另一端为自由端，故取= 2，螺杆危急截面的惯性半径 i=d1 =23=5.75 螺杆的最大工作长度为 L=550mm,则螺杆的长细比为：44,=i=2x550 =191.31005.75F =EI 2 =3.142 X2.06X10 5 X3.14X23 4=147
7、5KN所以临界载荷为 C()2(2X550) 2取安全系数 S=4，则FC =368.7 F=30KN: Sa不会失稳5校核螺纹牙强度，对于梯形螺纹，则有：B=0.65p=0.65x5=3.25= FaDbz=30x10 33.14x23x3.25x8=15.9Mpa对于青铜螺母，取=3040Mpa,第十一章 ,适宜。11-3单级闭式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮的材料为45 钢调质处理，大齿轮的材料为ZG310-570 正火，P=4kW,n1=720r/min,m=4mm,z1=25,z2=73,b1=84mm,b2=78mm,单向转动，载荷有中等冲击，用电动机驱动，试验算此单级传动强度。解：
8、软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。 1许用应力查教材表 11-1,取小齿轮 45 钢调质的接触疲乏极限Hlim 1=600Mpa,弯曲疲乏极限为FE1 =450Mpa；取大齿轮 ZG270-500 正火, 接触疲乏极限Hlim 2FE2=300Mpa,弯曲疲乏极限为=240Mpa；由表 11-5，取 SH=1.1; SF=1.25;则：=Hlim 1=600Mpa=545MpaH1SH1.1=H2Hlim 2=300Mpa=273MpaSH1.1=FE 1=450Mpa=360MpaF1SF1.25= FE 2=450240Mpa=192MpaF2SF1.25 2按齿面接触强度
9、验算，取载荷系数K=1.5(表 11-3) ，小齿轮上的转矩：T =9.55X106X P =9.55X106X4 N.mm=5.3x104 N.mm1n1720H取 ZE=188(表 11-4)，标准齿轮 Z =2.5， d =mz=4x25=100mm,u=Z2=73=2.921Z125=ZZ 32KT 1 u+1=188x2.532x5.3x10 4 2.92+11因此： H1EHbd 2u84x100 22.92=260Mpa545MpaH1因此，接触强度满足要求3验算齿轮弯曲强度：查表 11-8 得出齿形系数Y=2.73Y=1.58Y=2.27Y=1.75Fa1Sa1Fa2Sa2=2
10、KT 1YFa 1Y Sa 1 =2x1.5x5.3x10 4 x2.73x1.58 =20.4Mpa因此： F1bm 2 z184x4x4x25F1=YFa 2 YSa 2=20.4x2.27x1.75 =18.8 MpaF2F1YFa 1 YSa 11.58x2.73F2弯曲强度满足要求综上所述，该齿轮传动满足强度要求。11-16在题 11-15 图中，试画出作用在斜齿轮 3 和锥齿轮 2 上的圆周力 Ft、轴向力 Fa、径向力 Fr 的作用线和方向。题 11-15 图解： 见以以以下图：对于锥齿轮 2，为从动轮，径向力总是从作用点指向其转动中心，水平向右；圆周力与其转动方向一样，从纸面对
11、外；锥齿轮轴向力从小端指向大端，垂直向下；对于斜齿轮 3，为主动轮，圆周力与其转向方向相反，转向向里，圆周力向外；径向力指向转动中心。考虑 II 轴的受力，轴向力应向上。题 11-16 解图第 12 章12-1.计算例 12-1 的蜗杆和蜗轮的几何尺寸。例12-1.在带传动和蜗杆传动组成的传动系统中，初步计算后取蜗杆模数，m=4mm,头数 z1=2,分度圆直径 d1=40mm,蜗轮齿数z2=39,试计算蜗杆直径系数 q,导程角及蜗杆传动的中心距解：有例 12-1 可得：蜗杆的直径系数 q=10导程角 =11.3099中心距a=98mmm=4mmz=2d1=40mmz1=392且因此可以求得有关
12、的几何尺寸如下：蜗轮的分度圆直径：d2=mz2=4x39mm=156mm 蜗杆的分度圆直径：d1=mq=4x10mm=40mm 蜗轮和蜗杆的齿顶高：ha=m=4mm蜗轮和蜗杆的齿根高: hf=1.2m=1.2x4mm=4.8mm蜗杆齿顶圆直径：da1=m(q+2)=4x(10+2)mm=48mm 蜗轮喉圆直径：da2=m(z2+2)=4x(39+2)mm=164mm蜗杆齿根圆直径: df1=m(q-2.4)=4x(10-2.4)mm=30.4mm蜗轮齿根圆直径：df2=m(z2-2.4)=4x(39-2.4)mm=146.4mm蜗杆轴向齿距和蜗轮端面齿距:p =p = p =m=4x3.14mm=12.56mma1t2x径向间隙: c=0.20m=0.20x4mm=0.8mm12-2.如 题 12-2 图 所 示 ， 蜗 杆 主 动 ， T1=20N m , m=4mm,z =2 ,d=50mm,蜗轮齿数 z=50,传动的啮合效率 = 0.75。试确定：1112蜗 轮 的 转 向 2 蜗 杆 与 蜗 轮 上 作 用 力 的 大 小 和 方
