2012工技大机械设计基础

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1、联接1、图示为一升降机构，承受载荷F=150kN，采用梯形螺纹，d=60mm，d2=56mm，P=8mm，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)若工作台以720mm/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？解：1），2）3），，=3158w4）不自锁，需要制动装置，制动力矩2、

2、图示为一用两个M12螺钉固定的牵曳钩，若螺钉材料为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，结合面联接螺栓数目，由表9.5查得控制预紧力，取。，由表查取，取3、图示为一刚性凸缘联轴器，材料为Q215钢，传递的最大转矩为1400N.m（静载荷）。联轴器用4个M16的铰制孔用螺栓联接，螺栓材料为Q235钢，试选择合适的螺栓长度，并校核该联接的强度。解：单个螺栓所受横向载荷强度条件，由表9.5查得：由表9.5查得挤压强度校核，最弱材料安全螺栓长度螺母厚度为14.8mm，垫片厚度。注：

3、以0或5结尾4、图示为一钢制液压油缸，采用双头螺柱联接。已知油压p=8MPa，油缸内径D=250mm，D1=300mm,为保证气密性要求，螺柱间距l不得大于4.5d（d为螺纹大径），试设计此双头螺柱联接。解：1）计算单个螺栓得工作载荷，暂取螺栓数目，2）计算单个螺栓总拉力，取残余预紧力3）求螺栓公称直径选取螺栓材料为40Cr，装配时不控制预紧力，按表9.6暂取安全系数，，由表9.1，取，按图表9.6可知所取安全系数是正确的。4）验证螺栓数目5、在题9-3中，已知轴的材料为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

4、校核其强度。解：1）选择键联接的类型和尺寸选用半圆头普通平键，材料45钢，由表9.10查得，，参考轮毂长度，取2）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，，，合适。标记键齿轮传动1．已知闭式直齿圆柱齿轮传动的传动比，，，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，渗碳处理淬火，由表10.1选择硬度为59HRC，由图10－9c得到，，由表10.4得，取，由图10－6c得，，由表10.4得，取，2）按轮齿弯曲强

5、度设计齿轮按8级精度制造，由表10.3，取载荷系数，齿宽系数，小齿轮上得转矩取，则，由图10－8查得，，将带入式（10－10）由表4.1取中心距齿宽，取，3）验算齿面的接触强度安全4）齿轮的圆周速度由表10.2可知选8级精度是合适的。2、设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，试问：1)低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反；2)低速级螺旋角β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，则旋向必须相同，左旋，应为右旋，为右旋，按题意，，则：，，又因，所以，

6、，3、　设计一单级闭式斜齿轮传动，已知P=10kW，n1=1460r/min，i=3.3，工作机有中等冲击载荷。要求采用电动机驱动，选用软齿面材料，z1=19。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调质，硬度取260HBS，大齿轮采用调质，硬度取260HBS由图11－6b），，由表10.4取，则，由图10－9b），，由表10.4取则，2）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，齿宽系数小齿轮上的转矩按式10－15计算中心距取，，初选由表4.1取齿宽取，3）验算弯曲强度

7、由图10－8，，，安全！蜗杆传动1、设某一标准蜗杆传动的模数，蜗杆的分度圆直径，蜗杆的头数,传动比，试计算蜗轮的螺旋角和蜗杆传动的主要尺寸。解：1）蜗杆直径系数2）螺旋角升角，3）中心距2、对图示的蜗杆传动，请根据已知的蜗杆的螺旋方向和转向，确定蜗轮的螺旋方向和转向。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

8、）选择材料，蜗杆用45钢，表面淬火，硬度为45HRC～55HRC，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HT100。2）确定许用应力，由表10.1查得3）选择蜗杆的头数和蜗轮