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时间:2019-05-09
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1、机械设计作业及解答第3章强度1.某零件的材料,,,,试画出其简化极限应力图;当工作应力,,试在该图上标出此点K,并说明是否在安全区。1),所以2)K:,,所以3)位于安全区2.已知塑性材料的极限应力图如下:试在图上标出:1)对称循环疲劳极限s-1;2)屈服极限sS;3)脉动循环疲劳极限s0;4)arctanφs。解:如图3.某钢制零件,已知其许用极限应力图,且工作应力的循环特性r=0.268。101)图解法求当安全系数为1.5情况下的最大工作应力σmax大小;2)过载时可能失效形式。(σs=480MPa)(1)已知,(2)自原点0作射线交折线
2、于点(极限应力点)(3)安全系数为1.5时,即,直接在直线上可量得工作应力点C(4)对应于C点的2)可能失效形式:静强度失效(塑性变形)第5章螺栓连接101.图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷FQ=10000N,螺栓材料为5.8级,Q235,σS=400MPa,安装时不控制预紧力,取安全系数,取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍,试确定螺栓所需最小直径。许用拉应力2个螺栓,z=2,每个螺栓的工作载荷剩余预紧力F1=0.4F=0.4×5000=2000N故得螺钉中总拉力F2=F+F1=5000+2000=7000N按强度条件,螺
3、栓小径2.如图所示的螺栓组联接,已知外载荷F=5KN,各有关几何尺寸如图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷Fsmax。解:(1)将F向螺栓组形心平移,同时得转矩T。T=500×F=5×103×500=2.5×106(Nmm)在F作用下,各螺栓所受横向力为Fs1=(N)在T作用下,各螺栓所受横向力也相等,为=(N)显然,1、2两螺栓所受的横向力最大,为10(N)3.气缸盖联接结构如图所示,气缸内径D=250mm,为保证气密性要求采用12个M18的螺栓,螺纹内径15.294mm、中径16.376mm,许用拉应力=120MPa,取剩余预紧力
4、为工作拉力的1.5倍,求气缸所能承受的最大压强(取计算直径dc=d1)。螺栓总拉力残余预紧力,F为螺栓工作拉力。,汽缸压力为p第8章带传动1.V带(三角带)传动所传递的功率P=7.5kW,带速v=10m/s,现测得张紧力F0=1125N,试求紧边拉力F1和松边拉力F2。解:1)有效圆周力Fe2)紧边拉力F1与松边拉力F2初拉力联解所以,,102.单根V带(三角带)所能传递的最大功率P=5kW,已知主动带轮的基准直径dd1=140mm,主动带轮转速n1=1460r/min,主动带轮上的包角a1=140°,带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.5,求
5、最大有效圆周力Fe和紧边拉力F1。解:1)带的速度2)带的有效圆周力3)带的紧边拉力F1联解,,rad所以,,第10章齿轮传动1.求直齿圆柱齿轮传动的从动轮受力大小和方向(用两个分力表示)。已知:传动功率P1=1kW,从动轮转速n2=95.5r/min,z1=20,m=2.5mm,a=20°,z2=40。解:,102一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知z1=20,z2=40,m=2mm,b=40mm,YSa1=1.55,YSa2=1.67,YFa1=2.80,YFa2=2.40,ZH=2.5,ZE=189.8(MPa)1/2,Zu=1.225,P=
6、5.5kW,n1=1450r/min,K1=K2。求:sF1/sF2和sH1/sH2。注:,解:sH1/sH2=1(因作用力等于反作用力)3.图示为单级斜齿圆柱齿轮减速器,传递功率P=4kW(不计摩擦损失)。I轴为主动轴,转速,转动方向如图所示。已知齿轮的齿数,,法向模数,法向压力角,分度圆螺旋角。试求齿轮受力的大小和方向(用分力表示)。方向如图所示。104.图示两级斜齿圆柱齿轮减速器。已知轮1的螺旋线方向和III轴转向,齿轮2的参数mn=3mm,z2=57,b=14°,齿轮3的参数mn=5mm,z3=21。求:1)使II轴所受轴向力最小时,
7、齿轮3的螺旋线应是何旋向?在图上标出齿轮2、3的螺旋线方向。2)在图上标出齿轮2、3所受各分力方向。3)如使II轴的轴承不受轴向力,则齿轮3的螺旋角应取多大值?1)齿轮3为右旋,齿轮2、3的旋向如图。2)齿轮2、3所受各分力方向如图。3),由得:由转矩平衡,得:,代入得即第15章轴1.斜齿轮动力分配箱如图,动力由I轴输入,由II,III轴输出,z2=z3,设两轴输出功率相同,试画I轴齿轮轮齿受力及轴的弯矩图、扭矩图。10答:2.已知I轴为输入轴,II轴为输出轴,两轴材料相同,dI=20mm,PI=2kW,nI=955r/min,齿轮齿数zI=
8、24,zII=48,求:(1)II轴输出扭矩(不计摩擦)(2)按扭矩估算,dII=30mm,强度是否满足?解:(1)(2)由公式则,所以,强度满足要求。103.轴系
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