机械设计习题解答.ppt

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1、机械设计习题解答P5：12题解：prPx压拉应力谱：tσmin0-1.5σmaxP8：四、1解：由式（3-2）知：P8四、2（要求用图解法或解析法求解）取解：求应力由得：取求：1）绘制极限应力图求许用疲劳极限曲线上和的坐标值见下图所示。R'E'C'(σ'm,σ'a)C(100,180)B'(366.5,259.9)σaσmA'(0,312)01500S(800,0)R在图上连和直线，过S（800，0）作与横坐标成135°的斜线，与延长线交于。2）求极限值因γ为常数，自原点O作过点的射线交于，故知点既在OC线上，又在线上，所以，它们的直线方

2、程联立即得：解之得：{或用下式求解：（可参书上例3.2）}3）校核该零件是否安全4）求时，材料能承受的最大应力因为：于图中，过O点作射线OR，则其相应的方程为：∴安全相应有：（3）由（1）、（3）联立解得两直线与OR交点R的坐标为：（4a）（4b）直线的方程式为：（5）联立（3）、（5）两式得OR与两直线的交点的坐标为：显然：∴材料能承受的最大应力为：P1115题解；在力矩T作用下，两被联接件有相对转动趋势。（1）当用受拉螺栓时：设每个螺栓的预紧力为，则各螺栓中心处的摩擦力均为，且与其中心至旋转中心O的连线相垂直。如图a所示。根据被联接件

3、的静力平衡条件得：所以得螺栓受力计算式为：fsF'TD0fsF'fsF'图a或（2）当用受剪螺栓时如图b所示，各螺栓的工作载荷FS与其中心至旋转中心O的连线垂直。忽略联接中的预紧力和摩擦力，则根据被联接件的静力平衡条件得：FSiTD0FS1FS2图b根据螺栓的变形协调条件，各螺栓的剪切变形量与其中心至旋转中心O的距离成正比，又因为螺栓剪切刚度相同，故可推得∴螺栓受力计算式为：或P137解：先将载荷R向O点简化得作用于O点的一作用力F和一转矩T，如图a所示。其中：F=R=5000（N），T=RL=5000×300=1500（N·m）1）求铰

4、制孔用螺栓直径：由旋转力矩T引起的各螺栓的工作载荷为，且均与两螺栓中心连线相垂直。如图b所示。R=PL=300（图a）FaOT21先只考虑扭矩T的作用，由钢板的静平衡条件得：（1）根据螺栓变形协调条件，各螺栓的剪切变形量与其中心至钢板旋转中心O的距离成正比。因为螺栓剪切刚度相同，所以各螺栓的剪力也与这个距离成正比，于是有：（图b）21TFO将式（2）代入式（1），整理得：（3）由F引起的各螺栓所受的工作载荷（剪力）用表示，由结构对称性知：螺栓的许用剪应力：根据螺栓材料强度级别为4.6级，由表6-2知：=240(MPa)；由表6.5取[s]

5、s=2.5又由螺栓强度条件得：将各有关数据代入得：∵在M30以下，∴d应比螺纹直径大一个毫米，∴查手册得：螺栓直径为M10，即应用2个M10的铰制孔用螺栓。（2）用普通螺栓联接时：受力分析图与图b一样，只不过此时，，和分别为扭矩T和载荷F所引起的钢板与机架接合面间的摩擦力，且仍有：故各螺栓处的总摩擦力为：设单个螺栓所需的预紧力为，则根据钢板的静力平衡条件得：由式（6-4）得：假设用测力矩板手上紧螺栓，则可取[s]s=1.4（[s]=1.2~1.5）将及有关数据代入dc计算式得：取查手册知当时，；时，此时，∴用2个M27的普通螺栓P224解

6、：1、确定计算功率：始因为Pc=KAP，由表11.5查得：KA=1.2（电动机属I类，载荷变动小）P=7KW故：Pc=1.2×7=8.4KW2、选择带的型号根据Pc和n1由图11.15选择带型号为B型。3、几何计算：（1）确定D1：由表11.6可取D1=160（mm）（2）计算D2：（设）选D2=475（mm）（3）验算n2：4、计算带长：求Dm：求Δ：初取中心距：a=600(mm)带长：基准长度：由图11.4查得：Ld=2240(mm)5、求中心距和包角中心距：小轮包角：6、求带根数：带速：传动比：带根数：由表11.8P0=2.68(K

7、W)；由表11.7由表11.12kL=1.0；由表11.10取Z=47、求轴上载荷：张紧力：（由表11.4，q=0.17kg/mm）轴上载荷：带轮结构：略P225答：因为D太小，则弯曲应力会太大，从而带的寿命和疲劳强度会降低太多。因为弯曲应力是引起胶带疲劳破坏的重要原因。D不能太小，受弯曲应力不能过大的限制。1840.21(N)P271解：（1）当2，4为主动轮时，齿轮2、4、5分度圆上圆周力方向如图1所示：F't2312ω1ω2ω3●F''t2×44n4n555Ft54Ft45Ft12ω322231n2Ft32n2图1Ft12Ft32×

8、×312ω1ω2ω3Ft32Ft122231n2n1n3n5n45445Ft54Ft45图2（2）当1、5为主动轮时，齿轮2、4、5分度圆上圆周力的方向如图2所示。P27解：1）1轮为主动时：