最新機械設計基礎課后習題答案第四版陳立德羅衛平(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 平衡條件可求出：，則螺栓承受的橫向載荷 FRA=FA,FRB=FB。②計算螺栓承受橫向載向載荷所需的預緊力。取Kf=，則 （2）確定螺栓直徑。 得，控制預緊力取S=，則許用應力 根據緊螺栓連接的強度條件 得d1為螺栓小徑，查閱螺紋標準，取螺栓直徑d=16mm。，采用2個M10的螺栓，螺栓的許用應力，被連接合面間的摩擦系數f=，若取摩擦傳力可靠性系數Kf=，試計算該連接允許傳遞的最大靜載荷KR。解：（1）求滿足螺栓螺紋部分強度條件的預緊力F。由式（）得 可得 （2）計算承受橫向外載荷不產生滑移的預緊力。由式（）得（3）計算允許傳遞的最大靜載荷FR。根據螺栓的強度條件和承受橫向外載荷不產生滑移條件可得根據螺栓M10，查手冊得d1=。則。=,氣缸內徑D=200mm。氣缸與氣缸蓋采用螺栓連接（），螺栓分布圓直徑Do=300mm。為保證緊密性要求，螺栓間距不得大于80mm，試設計此氣缸蓋的螺栓組連接。解：（１）確定螺栓數目z。由螺栓間距得，取z=12。（２）確定每個螺栓所受的軸向工作載荷Ｆ。（３）計算單個螺栓所受的總拉力。（4）確定螺栓的對稱直徑d。① 螺栓材料選用35號鋼，=315MPa，若裝配時不控制預緊力，假定螺栓直徑d=16mm，=3，則許用應力② 由式（）確定螺栓小徑d1。根據d1計算值，查螺紋標準得螺栓公稱直稱d=16mm,與假定值相等。此氣缸蓋螺栓為螺栓M16ⅹL GB578286。 ，機座用4個螺栓固定在混凝土壁面上。已知拉力F=4kN,作用在寬度為140mm 的中間平面上，混凝土的許用擠壓應力，接合面間摩擦系數f=，試設計此連接。解：，螺栓數z=4，對稱布置。（1） 螺栓受力分析。① 在工作載荷F作用下，螺栓組連接承受以下各力和傾覆力矩的作用：軸向力橫向力傾翻力矩 ② 在軸向力F1作用下，各螺栓所受工作拉力③在傾覆力矩M的作用下，上兩個螺栓受到加載作用下兩個螺栓受到減載作用。螺栓所受載荷④上面螺栓所受的軸向工作載荷為⑤在橫向力的作用下，底板接合面不產生滑移的條件為根據連接條件取。則各螺栓所需要的預緊力為⑥螺栓所受軸向總拉力根據式（）可得整理后可得（2） 定螺栓直徑。選擇螺栓材料為Q235，=205MPa ，s=。螺栓材料的許用應力由式()計算螺栓的小徑d1查閱螺紋標準，選用粗牙普通螺紋，公稱直徑d=88mm。（3）校核螺栓組連接接合面的工作能力。① 連接接合面下端的擠壓應力不超過許用值。 故連接接合面下端不能被壓潰。② 連接接合面上端不出現間隙，即故連接接合面上端不能出現間隙。（4）確定各螺紋緊固件（略）。第8章 帶傳動 帶傳動的主要類型有哪些？各有何特點？試分析摩擦帶傳動的工作原理。答：按傳動原理的不同，帶傳動可分為摩擦型帶傳動和嚙型帶傳動。前者是依靠傳動帶與帶輪間的摩擦力實現傳動；后者是依靠帶內側凸點與帶輪外像上的齒槽相嚙合實現傳功。 摩擦帶傳動是由主動輪、從動輪、緊套在兩輪上的傳功帶及機架組成的，當原動機驅動主功輪轉動時，由于帶與帶輪間摩擦力的作用，使從動輪一起轉動，從而實現運動和動力的傳遞。 什么是有效拉力？什么是初拉力？它們之間有何關系？答：當傳動帶靜止時，帶兩邊承受相等的拉力，此力稱為初拉力。 當傳動帶傳動時，帶兩邊的拉力不再相等。緊邊拉力為，松邊拉力為。帶兩邊的拉力之差稱為帶傳動的有效拉力F 。設環形帶的總長度不變，可推出 小帶輪包角對帶傳動有何影響？為什么只給出小帶輪包角的公式？答：角增大說明了整個接觸弧上的摩擦力的總和增加，從而提高傳動能力。由于大帶輪的包角大于小帶輪的包角，打滑首先發在小帶輪，因此，只要考慮小帶輪的包角值。 帶傳動工作時，帶截面上產生哪些應力？應力沿帶全長是如何分布的？最大應力在何處？答：帶傳動時，帶中的應力有三個：（1）由拉力產生的拉應力，帶全長上分布的，緊邊上為、松邊上為、 。（2）由離心力產生和離心拉應力，作用于帶的全長的。（3）帶繞過帶輪時發生彎曲，產生的彎曲后應力，發生在帶上包角所對的圓孤部分。最大應力發生在帶左緊邊進入小帶輪處。 帶傳動的彈性滑動和打滑是怎樣產生的？它們對傳動有何影響？是否可以避免？答：彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是可以避免的。而彈性滑動是由拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發生彈性滑動，是一種不可避免的物理現象。 一般來說，帶傳動的打滑多發生在大帶輪上還是小帶輪上，為什么？答：因為，故打滑總是先發生在小輪上。因為小帶輪的接觸弧上產生的摩擦力小于大帶輪。 帶傳動的設計準則是什么？答：在傳遞規定功率時不打滑，同時具有足夠的疲勞強度和一定的使且壽命。 在V帶動設計過程中，為什么要校驗帶速和包角？答：帶速太高會使離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，傳動容易打滑。另外單位時間內帶繞過帶輪的次數也增加，降低傳動帶的工作壽命 。若帶速太低，則當傳遞功率一定時，使傳遞的圓周力增大，帶的根數增多。因此設計時，一定要校驗帶速5m/sv25m/s。是影響帶傳動工作能力的重要參數之一，因此，一般應使。？張緊輪應安放在松邊還是緊邊上？內張緊輪應靠近大帶輪還是小帶輪？外張緊輪又該怎樣？并分析說明兩種張緊方式的利弊。答：帶傳動工作一段時間后就會由于傳動帶的塑性變形而使帶松馳，帶內的初拉力減小，傳動能力下降，這時必須要重新使帶張緊。張緊輪一般設置在松邊的內側且靠近大帶輪處。若設置在外側時，則后使其靠近小帶輪，選擇可以增加小帶輪的包角，提高帶的疲勞強度。 窄V帶強度比普通V帶高，這是為什么？窄V帶與普通V帶高度相同時，哪種傳動能力大，為什么？答：。且其頂寬約為同高度普通V帶的3/4；頂面呈拱形，受載后抗拉層仍處于同一平面內，受力均勻；兩側面略呈內凹，使其在帶輪上彎曲變形時能與槽很好地貼合，增大摩擦力，從而提高承載能力。當窄V帶與普通V帶高度相同時，～。答；工作時，帶內環表面上的凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合而進行傳動。由于帶與帶輪間沒有相對滑動，保證了同步傳動。？答：同步帶傳動可視為同步齒形帶節線與帶輪的節圓相切的開口傳動，其傳動幾何尺寸的計算方法應與普通V帶傳動相同。～5種機器上的普通V帶傳動測量出帶頂寬、帶輪外經和中心距a，確定帶型、帶輪基準直徑、并計算茁帶長。答；由學生觀察3～5種機器上的普通V帶傳動，測量出、確定帶型、計算出，取標準。，已知,中心距., ,求帶速v、包角和有效拉力F。解:（1）帶速v 。（2）包角 。（3）（）得 ，電動機轉速，小帶輪基準直徑，大帶輪基準直徑，中心距，用2根A型V帶傳動，載荷平穩，兩班制工作，試求此傳動所能傳遞的最大功率。解（1）確定帶的基準長度。，取基準長度Ld=1400mm(2)實際中心距。（3）小帶輪包角。（4）傳遞的最大功率。根據,，用內插法得。，傳動比。由式()得=,，,得KA=。由式（）得得。8．16設計攪拌機的普通V帶傳動。已知電動機的額定功率為4kW，轉速n1=1440r/min，要求從動輪轉速n2=575r/min，工作情況系數。解：（1）確定計算功率Pc。（2） 選擇普通V帶型號。根據Pc=、n1=1440r/min。（3） 確定帶輪基準直徑dddd2。 =100mm。大帶輪基準直徑=250mm。實際傳動比從動輪實際轉速（4） 驗算帶速。帶速在5～25m/s范圍內。（5） 確定帶的基準長度和實際中心距為a。初定中心距ao=1000mm實際中心距（6）校驗小帶輪包角（7） 確定V帶根數。由式（）得根據dd1=100mm,n1=1440r/min，=。查表（）得。根據傳動比i=。=。由式（）得功率增量為,則取z=3根。（8） 求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。=。根據式（）得單根V帶的初拉力為由式（）得作用在軸上的壓力為（9） 帶輪的結構設計（略）（10） 設計結果。選用3根A型V帶，中心距a=，帶輪直徑dd1=100mm,dd2=250mm，軸上壓力FQ=。 。已知電機功率P=30kW,轉速n1=1470r/min，帶傳動比,試設計V帶傳動參數。解：（1）確定計算功率Pc。=，由式（）得(2)選擇普通V帶型號。根據Pc=42kW ,n1=1470r/min,。(3)確定帶輪基準直徑dddd2。=250mm，大輪基準直徑為=280mm,實際傳動比從動輪實際轉速（4）驗算帶速。帶速在5～25m/s范圍內。（5）確定帶的基準長度和實際中心距a。初定中心距ao=1300mm，由式（）得=3550mm，由式()得實際中心距a為（6）校驗小帶輪包用。由式（）得（7）確定V帶根數z。根據，=。，根據i=（）得功率增量為 ,。由式（）得 取z=6根。（8）求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。由表查得C型普通V帶q=，根據式（）得單根V帶的初拉力為 由式（8. 20）得作用在軸上的壓力為（9）設計結果。6根C型V帶，dd1=250mm,dd2=280mm,a=1359mm,FQ=。 試設計某車床上電動機和床頭箱間的普通V帶傳動。已知電動機的功率，轉速，從動軸的轉速，兩班制工作，根據機床結構，要求兩帶輪的中心距在950mm左右。解：（1）確定計算功率Pc。,由式（）得（2）選擇普通V帶型號。根據Pc=，=1440r/min。（3）確定帶輪基準直徑dddd2。=100mm。=212mm,實際傳動比從動輪實際轉速（4）驗算帶速度v。 帶速在5～25m/s范圍內。（5）確定的帶的基準長度和實際中心距a。由式（）得 =2240mm，由式（）得實際中心距a為(6) 校驗小帶輪包角。由式（）得（7）確定V帶根數z。根據dd1=100mm， n1=1440r/min，=。，根據i=，=。由式()得功率增量為=。由式（）得 取z=4根。（8）求初拉力及帶輪軸上的壓力FQ。=，根據式（）得由式()可得作用在帶輪軸上的壓力（９）設計結果。選用4根Ａ型普通Ｖ帶，dd1=100mm，dd2=212mm，a=，＝第9章　鏈傳動 鏈傳動和帶傳動相比有哪些優缺點？答：鏈傳動與帶傳動相比的優點是鏈傳動能保證定傳動比傳動，張緊力小，對軸的壓力小，可在高溫、油污、潮濕等惡劣環境下工作。　 其缺點是工作平穩性差，工作時有噪聲。？為什么？答：影響鏈傳動速度不均勻性的主要參數是鏈輪齒數z1和鏈節距p。因為鏈傳動的運動情況和繞在多邊形輪子上的帶傳動很相似，邊長相當于鏈節距p，邊數相當于鏈輪齒數z，由于鏈速（即鏈銷軸圓周速度的水平分速度,其速度隨角而變化）由小變大，又由大變小，而且每轉過一鏈節要重復上述的變化一次，故鏈速作周期性的變化，而使鏈傳動帶來了速度的不均勻性，鏈節距愈大和鏈輪齒數愈少，鏈速不均勻性也愈增加，使鏈節作忽上忽下、忽快忽慢的變化，故使其瞬時傳動比發生變化。？答：鏈節距越大，鏈條各零件的尺寸越大，由于鏈傳動中鏈速有變化，若鏈節距越大，產生的動載荷也越大。 鏈傳動的主要失效形式有哪幾種？答：鏈傳動的主要失效形式有：（1）鏈板疲勞破壞；（2）滾子和套筒的沖擊疲勞破壞；（3）鉸條鉸鏈磨損；（4）鏈條鉸鏈的膠合；（5）鏈條靜力拉斷。 鏈傳動的設計準則是什么？答：鏈傳動傳動的設計準則：對于中高速鏈傳動主要失效形式為疲勞破壞，設計計算時以功率曲線為依據，應使計算功率小于額定功率值；對于低速鏈傳動，其主要失效形式為靜力拉斷，應進行靜強度計算，校核靜強度安全系數S。 設計鏈傳動時，為減少速度不均勻性應從哪幾方面考慮？如何合理選擇參數？答：設計鏈傳動時，為減少速度不均勻性應合理選擇參數：小鏈輪齒數不宜過少，一般，以減小速度波動的幅度。另外，鏈節距盡量選小，以減小鏈輪的直徑，減少鏈接。 鏈傳動的功率曲線是在什么條件下得到的？在實際使用中要進行哪些項目的修正？答：鏈傳動的功率曲線的試驗條件是：、單排鏈、載荷平穩、采用推薦的潤滑方式 ，壽命為15 000h、兩輪端面共面。在實際使用中要對、排數進行修正。 鏈傳動的合理布置有哪些要求？ 答：鏈傳動的布置應注意使兩軸線應平行布置，兩鏈輪的回轉平面應在同一平面內。應使主動邊在上，從動邊在下，即緊邊在上，松邊在下。若松邊在上會使鏈與輪齒相干涉。兩輪中心的連線盡量在同一水平面上。如傾斜布置，其與水平面的夾角應小于；若垂直布置時，需加張緊輪，以免下鏈輪嚙合不良。 鏈傳動為何在適當張緊？常用的張緊方法有哪些？ 答：鏈傳動需要適當的張緊，因為鏈傳動鏈條的重量比較大，由于自重會產生下垂，若垂度過大會引起嚙合不良。常用的張緊方法有調整中心距，或采用張緊輪的方法。張緊輪應設在松邊。 如何確定鏈傳動的潤滑方式？常用的潤滑裝置和潤滑油有哪些？答：鏈傳動的潤滑方法有4種。，潤滑油應加于松邊。常用的潤滑裝置有油杯，油池用于浸油潤滑；用甩油輪使油飛濺起來潤滑；用油泵、油管、油嘴進行噴油潤滑。常用的潤滑油有LAN3LAN4LAN68。 試設計一鏈式輸送機中的鏈傳動。已知傳遞功率，主動輪的轉速，傳動比為,電動機驅動，三班制，有中等沖擊，按推薦方式潤滑。解：(1)選擇鏈輪齒數、。；估計鏈速(2) 確定鏈節數。初定中心距。取。（3）根據額定功率曲線確定鏈型號。，選取鏈條號為24A，