機械設(shè)計基礎(chǔ)答案下(已修改)

　

【正文】 91答 退火：將鋼加熱到一定溫度，并保溫到一定時間后，隨爐緩慢冷卻的熱處理方法。主要用來消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度，便于切削。 正火：將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間后，空冷或風(fēng)冷的熱處理方法。可消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工；對一般零件，也可作為最終熱處理，提高材料的機械性能。 淬火：將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間后，浸入到淬火介質(zhì)中快速冷卻的熱處理方法。可提高材料的硬度和耐磨性，但存在很大的內(nèi)應(yīng)力，脆性也相應(yīng)增加。淬火后一般需回火。淬火還可提高其抗腐蝕性。 調(diào)質(zhì)：淬火后加高溫回火的熱處理方法。可獲得強度、硬度、塑性、韌性等均較好的綜合力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于較為重要的零件設(shè)計中。 表面淬火：迅速將零件表面加熱到淬火溫度后立即噴水冷卻，使工件表層淬火的熱處理方法。主要用于中碳鋼或中碳合金鋼，以提高表層硬度和耐磨性，同時疲勞強度和沖擊韌性都有所提高。 滲碳淬火：將工件放入滲碳介質(zhì)中加熱，并保溫一定時間，使介質(zhì)中的碳滲入到鋼件中的熱處理方法。適合于低碳鋼或低碳合金鋼，可提高表層硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韌性和高塑性。 92解 見下表 　　　　　　　 　 93解查教材表 91，Q235的屈服極限 查手冊 GB70688標(biāo)準(zhǔn)，14號熱軋工字鋼的截面面積 則拉斷時所所的最小拉力為 94解 查教材表91，45鋼的屈服極限 　 許用應(yīng)力　　 把夾緊力 向截面中心轉(zhuǎn)化，則有拉力 和彎距　　 截面面積　　 抗彎截面模量　　 則最大夾緊力　　 應(yīng)力分布圖如圖所示 圖 題94解圖 95解 查手冊，查手冊退刀槽寬度 ，溝槽直徑 ，過渡圓角半徑，尾部倒角 設(shè)所用螺栓為標(biāo)準(zhǔn)六角頭螺栓，對于 的螺栓，最小中心距 ，螺栓軸線與箱壁的最小距離 。 96解 查手冊，當(dāng)圓軸 時，平鍵的斷面尺寸為 且軸上鍵槽尺寸 、輪轂鍵槽尺寸。 圖 題96解圖 97解 （1）取橫梁作為示力體，當(dāng)位于支承 右側(cè) 處時 由　 　得　 由　 　得　 由　　得 　 由 　 　得　 （ 2）橫梁彎矩圖 圖 題97解圖 （ 3）橫梁上鉚釘組的載荷 力矩　　水平分力　　 垂直分力　　 98解 水平分力在每個鉚釘上產(chǎn)生的載荷 垂直分力 在每個鉚釘上產(chǎn)生的載荷 力矩 在每個鉚釘上產(chǎn)生的載荷 各力在鉚釘上的方向見圖所示 圖 題98解圖 根據(jù)力的合成可知，鉚釘 1的載荷最大 99解 鉚釘所受最大載荷 校核剪切強度 校核擠壓強度 均合適。 910解 支承 可用鑄鐵HT200或鑄鋼ZG270500。其結(jié)構(gòu)立體圖見圖。 圖 題910解圖 　　支承 的可能失效是回轉(zhuǎn)副的磨損失效，或回轉(zhuǎn)副孔所在橫截面處拉斷失效。 911解 （ 1）輪齒彎曲應(yīng)力可看成是脈動循環(huán)變應(yīng)力。 （ 2）大齒輪循環(huán)次數(shù) （ 3）對應(yīng)于循環(huán)總次數(shù) 的疲勞極限能提高 提高了 。 912答 由圖51可見，惰輪4的輪齒是雙側(cè)受載。當(dāng)惰輪轉(zhuǎn)一周時，輪齒任一側(cè)齒根處的彎曲應(yīng)力的變化規(guī)律：未進入嚙合，應(yīng)力為零，這一側(cè)進入嚙合時，該側(cè)齒根受拉，并逐漸達到最大拉應(yīng)力，然后退出嚙合，應(yīng)力又變?yōu)榱恪＝又硪粋?cè)進入嚙合，該側(cè)齒根受壓，并逐漸達到最大壓應(yīng)力，當(dāng)退出嚙合時，應(yīng)力又變?yōu)榱恪Ｋ裕栎?輪齒根部的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力。 913答 在齒輪傳動中，輪齒工作面上任一點所產(chǎn)生的接觸應(yīng)力都是由零（該點未進入嚙合）增加到一最大值（該點嚙合），然后又降低到零（該點退出嚙合），故齒面表面接觸應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力。 914解 （ 1）若支承可以自由移動時，軸的伸長量 （ 2）兩支承都固定時，因軸的溫升而加在支承上的壓力 915 基孔制優(yōu)先配合為 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，試以基本尺寸為 繪制其公差帶圖。 圖 題915解圖 916答 （1）公差帶圖見題916解圖。 （ 2）、 均采用的是基軸制，主要是為了制造中減少加工孔用的刀具品種。 圖 題916解圖101證明 當(dāng)升角與當(dāng)量摩擦角 符合 時，螺紋副具有自鎖性。 當(dāng) 時，螺紋副的效率 所以具有自鎖性的螺紋副用于螺旋傳動時，其效率必小于 50%。 102解 由教材表10表102查得 　　 ，粗牙，螺距 ，中徑 　　　螺紋升角　　 　　，細牙，螺距 ， 　　中徑 　 　　螺紋升角 　　 對于相同公稱直徑的粗牙螺紋和細牙螺紋中，細牙螺紋的升角較小，更易實現(xiàn)自鎖。 103解 查教材表101得 　　粗牙 螺距 中徑 小徑 　　螺紋升角　 　　普通螺紋的牙側(cè)角　 ，螺紋間的摩擦系數(shù)　 　　當(dāng)量摩擦角　 　　擰緊力矩　 　　由公式　　 　　可得預(yù)緊力 　　拉應(yīng)力　 查教材表 91得 35鋼的屈服極限 擰緊所產(chǎn)生的拉應(yīng)力已遠遠超過了材料的屈服極限，螺栓將損壞。 104解 （1）升角 　　 　　當(dāng)量摩擦角　　 　　工作臺穩(wěn)定上升時的效率： （ 2）穩(wěn)定上升時加于螺桿上的力矩 （ 3）螺桿的轉(zhuǎn)速　　 　　螺桿的功率　　 （ 4）因 ，該梯形螺旋副不具有自鎖性，欲使工作臺在載荷 作用下等速下降，需制動裝置。其制動力矩為 105解 查教材表91得 Q235的屈服極限　　， 查教材表 106得，當(dāng)控制預(yù)緊力時，取安全系數(shù) 由許用應(yīng)力　　 查教材表 101得 的小徑 由公式　 　得 預(yù)緊力　　 由題圖可知 ，螺釘個數(shù) ，取可靠性系數(shù) 牽曳力　　 106解 此聯(lián)接是利用旋轉(zhuǎn)中間零件使兩端螺桿受到拉伸 ,故螺桿受到拉扭組合變形。 查教材表 91得，拉桿材料Q275的屈服極限　　， 取安全系數(shù) ，拉桿材料的許用應(yīng)力　　 所需拉桿最小直徑　　 查教材表 101，選用螺紋 （ ）。 107解 查教材表 91得，螺栓35鋼的屈服極限　， 查教材表 10107得螺栓的許用應(yīng)力　 查教材表 101得， 的小徑　 螺栓所能承受的最大預(yù)緊力 所需的螺栓預(yù)緊拉力 　 則施加于杠桿端部作用力 的最大值 108解 在橫向工作載荷 作用下，螺栓桿與孔壁之間無間隙，螺栓桿和被聯(lián)接件接觸表面受到擠壓；在聯(lián)接接合面處螺栓桿則受剪切。 　　假設(shè)螺栓桿與孔壁表面上的壓力分布是均勻的，且這種聯(lián)接的預(yù)緊力很小，可不考慮預(yù)緊力和螺紋摩擦力矩的影響。 　　擠壓強度驗算公式為：其中 ； 為螺栓桿直徑。 　　螺栓桿的剪切強度驗算公式 其中 表示接合面數(shù)，本圖中接合面數(shù) 。 109解 （ 1）確定螺栓的長度 　　由教材圖 109 a）得：螺栓螺紋伸出長度　 　　螺栓螺紋預(yù)留長度　 　　查手冊選取六角薄螺母 GB617286 ，厚度為 　　墊圈 GB9387 16，厚度為 　　則所需螺栓長度　 　　查手冊中螺栓系列長度，可取螺栓長度 　　螺栓所需螺紋長度　 ， 　　取螺栓螺紋長度 （ 2）單個螺栓所受橫向載荷 （ 3）螺栓材料的許用應(yīng)力 　　由表 91查得 被聯(lián)接件HT250的強度極限　 　　查表 106取安全系數(shù)　 　　被聯(lián)接件許用擠壓應(yīng)力　 　　查教材表 91得 螺栓35鋼的屈服極限　 ， 　　查表 106得螺栓的許用剪切應(yīng)力　 　　螺栓的許用擠壓應(yīng)力　 （ 4）校核強度 　　查手冊，六角頭鉸制孔用螺栓 GB2888 ，其光桿直徑 　　螺栓的剪切強度　 　　最小接觸長度：　 　　擠壓強度　 所用螺栓合適。 1010解 （ 1）每個螺栓所允許的預(yù)緊力 查教材表 91得 45鋼的屈服極限 ， 查教材表 10107得，當(dāng)不能嚴(yán)格控制預(yù)緊力時，碳素鋼取安全系數(shù) 由許用應(yīng)力 　 查教材表 101得 的小徑 由公式　 得 預(yù)緊力　　 （ 2）每個螺栓所能承擔(dān)的橫向力 由題圖可知 ，取可靠性系數(shù) 橫向力　 （ 4）螺栓所需承擔(dān)的橫向力 （ 5）螺栓的個數(shù) 取偶數(shù) 。 在直徑為 155的圓周上布局14個 的普通螺栓，結(jié)構(gòu)位置不允許。1011解 （ 1）初選螺柱個數(shù)　　（ 2）每個螺柱的工作載荷 （ 3）螺柱聯(lián)接有緊密性要求，取殘余預(yù)緊力 （ 4）螺柱總拉力 （ 5）確定螺柱直徑 　　選取螺柱材料為 45鋼，查表91得 屈服極