機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案第15章(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是傳動(dòng)軸？題141圖解 I 為傳動(dòng)軸，II、IV 為轉(zhuǎn)軸，III 為心軸。146 已知一單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，用電動(dòng)機(jī)直拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率P=22KW，轉(zhuǎn)速n1=1470rmin，齒輪的模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=1z2=82，若支承間跨距l(xiāng)=180mm（齒輪位于跨距中央），軸的材料用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，試計(jì)算輸出軸危險(xiǎn)截面處的直徑d。解 T1=180。10Fr=Fttana=Frl46pn=180。10180。62200014708=180。10N/m82T1mZ1tana=2180。180。104180。18180。1000tan20=1445NoM==21445180。=mMe=M+(aT1)=180。10+180。180。1026(52)=180。10Nmm3d179。[s1b]=180。180。605= 故d187。28mm161 說(shuō)明下列型號(hào)軸承的類(lèi)型、尺寸系列、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、公差等級(jí)及其適用場(chǎng)合。6005，N209/P6，7207C，30209/P5。解 由手冊(cè)查得6005 深溝球軸承，窄寬度，特輕系列，內(nèi)徑d=25mm，普通精度等級(jí)（0級(jí)）。主要承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷；可用于高速傳動(dòng)。N209/P6 圓柱滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d=45mm，6級(jí)精度。只能承受徑向載荷，適用于支承剛度大而軸承孔又能保證嚴(yán)格對(duì)中的場(chǎng)合，其徑向尺寸輕緊湊。7207C角接觸球軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑 d=35mm，接觸角a=15o,鋼板沖壓保持架，普通精度等級(jí)。既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷，適用于高速無(wú)沖擊, 一般成對(duì)使用，對(duì)稱(chēng)布置。30209/P5 圓錐滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑d=45mm，5級(jí)精度。能同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。適用于剛性大和軸承孔能?chē)?yán)格對(duì)中之處，成對(duì)使用，對(duì)稱(chēng)布置。166 根據(jù)工作條件，決定在某傳動(dòng)軸上安裝一對(duì)角接觸球軸承，如題166圖所示。已知兩個(gè)軸承的載荷分別為Fr1=1470N，F(xiàn)r2=2650N，外加軸向力FA=1000N，軸頸d=40mm，轉(zhuǎn)速n=5000rmin，常溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，有中等沖擊，預(yù)期壽命Lh=2000h，試選擇軸承的型號(hào)。題166圖解（1）按題意，外加軸向力FA已接近Fr1，暫選a=25o的角接觸軸承類(lèi)型70000AC。（2）計(jì)算軸承的軸向載荷()由教材表 1613查得，軸承的內(nèi)部派生軸向力/F1==180。1470=1000N，方向向左F2==180。2650=1802N，方向向右 / 因FA+F2/=1000+1802=2802NF1/=1000N，軸承 1被壓緊Fa1=FA+F2/=1000+1802=2802N軸承 2被放松Fa2=F2/=1802N（3）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷查教材表 1612，e= Fa1Fr1Fa2Fr2=2802***0=e，查表1612得 X1=，Y1====e，查表1612得 X2=1，Y2=0P1=X1Fr1+Y1Fa1=180。1470+180。2802=3040N P2=X2Fr2+Y2Fa2=1180。2650+0180。1802=2650N（3）計(jì)算所需的基本額定動(dòng)載荷查教材表 169，常溫下工作，ft=1；查教材表1610，有中等沖擊，取fp=；球軸承時(shí)，e=3；并取軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)fpP230。60n246。/Cr=L231。h247。180。3040230。60180。5000246。=180。2000231。247。6110232。248。13=/查手冊(cè)，根據(jù)Cr和軸頸d=40mm，選用角接觸球軸承7308AC合適（基本額定動(dòng)載荷Cr=）。機(jī)械基礎(chǔ) 。 （若含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，應(yīng)明確指出），并判斷其能否成為機(jī)構(gòu)（圖中繪有箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件）。 ，試問(wèn)分別以a，b，c，d為機(jī)架時(shí)，將各得到什么類(lèi)型的機(jī)構(gòu)？若將500改為560，又為何種機(jī)構(gòu)？ +5003+004且最短桿為機(jī)架，因此是雙曲柄機(jī)構(gòu)。解：a為機(jī)架150+5003+004且最短桿的鄰邊為機(jī)架，因此是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。b為機(jī)架+5003+004且最短桿的對(duì)邊為機(jī)架，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。c為機(jī)架150+5003+004且最短桿的鄰邊為機(jī)架，因此是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。d為機(jī)架150若將500改為560時(shí)，150+560300+400，不滿(mǎn)足桿長(zhǎng)條件，因此無(wú)論哪個(gè)桿為機(jī)架，都是雙搖桿機(jī)構(gòu)。 ，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD為機(jī)架。試求：1）若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB桿為曲柄，求lAB的最大值； 2）若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求lAB的最小值； 3）若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求lAB的數(shù)值。 解：1）因?yàn)闄C(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB桿為曲柄，所以，AB桿為曲柄必為最短桿，有公式lAB+50163。35+30得，lAB的最大值為15mm。2）因?yàn)闄C(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，所以，AD桿必為最短桿，有公式lAB+35179。50+3，0lAB的最大值為45mm。3）若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求lAB的數(shù)值。 凸輪機(jī)構(gòu)常用的4種從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，哪種運(yùn)動(dòng)規(guī)律有剛性沖擊？哪種運(yùn)動(dòng)規(guī)律有柔性沖擊？哪種運(yùn)動(dòng)規(guī)律沒(méi)有沖擊？如何來(lái)選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？答：剛性沖擊：等速運(yùn)動(dòng)。柔性沖擊：等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律；余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。沒(méi)有沖擊：正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。可以根據(jù)機(jī)構(gòu)所承受的載荷以及運(yùn)動(dòng)速度來(lái)選擇。 ，但給出的運(yùn)動(dòng)線圖尚不完全，試在圖上補(bǔ)全各段的曲線，并指出哪些位置有剛性沖擊？那些位置有柔性沖擊？ ，Ⅱ軸上裝有2個(gè)斜齒輪，試問(wèn)如何合理的選擇齒輪的旋向？ 答：根據(jù)Ⅱ軸上所受的軸向力為最小來(lái)選擇齒輪的旋向。假如Ⅰ軸轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針，則Ⅱ軸齒輪的轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針，Ⅱ軸的小斜齒輪假設(shè)軸向力向外，根據(jù)左手定則，小斜齒輪的旋向?yàn)樽笮恚硪粋€(gè)大齒輪的旋向也是左旋。 ，蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并繪出蝸桿和渦輪嚙合點(diǎn)作用力的方向。 。已知傳動(dòng)比i=50，傳動(dòng)效率η=，卷筒直徑D=。若作用手柄上的力F=200N，則它能夠提升的重量G是多少？ 某斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距a=300mm，小齒輪的齒數(shù)Z1=40，傳動(dòng)比i=，試確定該對(duì)斜齒輪的模數(shù)m，螺旋角b及主要幾何尺寸。an=20176。，mn=2mm， 已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)齒數(shù)Z1=21，Z2=22，a=55mm。要求不用變位而湊中心距，這對(duì)斜齒輪的螺旋角應(yīng)為多少？z2=56， ，已知各輪的齒數(shù)為z1=28，z3=38，z4=57，手輪與齒輪1相固連，橫向絲桿與齒輪4相固連，其絲桿螺距為3mm，試求當(dāng)手輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/100轉(zhuǎn)時(shí)，砂輪架的橫向進(jìn)給量S。 ，已知齒數(shù)z1=120，z2=40，z3=20，z4=20。若n1=n4=120rmin，且n1與n4轉(zhuǎn)向相反，試求iH1。 軸的功用是什么？答：軸的功用是支撐旋轉(zhuǎn)零件，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。 試說(shuō)明下列幾種軸材料的適用場(chǎng)合：Q235A，45,40Cr，20CrMnTi，QT6002。答：Q235A用于載荷不大、轉(zhuǎn)速不高的一般不重要的軸。45用于應(yīng)用于應(yīng)力集中敏感性小的場(chǎng)合，一般用于用途和較重要的軸。40Cr應(yīng)用于強(qiáng)度高而尺寸小、重量輕的重要的軸或特殊性能要求的軸。20CrMnTi用于齒輪,軸類(lèi),飛機(jī)各種特殊零件部位，良好的加工性,加工變形微小,抗疲勞性能相當(dāng)好。QT6002應(yīng)用于制作形狀復(fù)雜的軸。 在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸粗得多？答：因?yàn)榈退佥S的扭矩大 高速軸的扭矩小 所以低速軸要選擇粗一些。 在軸的結(jié)構(gòu)工藝性來(lái)看，在作軸的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？ 答：（1）、軸上零件有準(zhǔn)確的位置和可靠的相對(duì)固定。（2）、良好的制造和安裝公益性。（3）、形狀、尺寸應(yīng)有利于減少應(yīng)力集中。 ，試指出其設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，并畫(huà)出改正圖。 滾動(dòng)軸承一般由哪些基本元件組成？各有什么作用？答：滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布，防止?jié)L動(dòng)體脫落，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)起潤(rùn)滑作用。 試說(shuō)明下列軸承代號(hào)的含義，并說(shuō)明哪個(gè)軸承不能承受徑向載荷？330862107200AC/P6 N409/P55307/P6 答：3308 3——圓錐滾子軸承（0）3——寬度系列為0,3為直徑系列代號(hào) 08——內(nèi)徑為40mm6210 6——深溝球軸承（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號(hào) 10——內(nèi)徑為50mm 7200AC/P6 7——角接觸球軸承（0）2——寬度系列為0,2為直徑系列代號(hào) 00——內(nèi)徑為10mmAC——公稱(chēng)接觸角α=25176。P6——軸承公差等級(jí)為6級(jí)N409/P5N——圓柱滾子軸承（0）4——寬度系列為0,4為直徑系列代號(hào) 09——內(nèi)徑為45mmP5——軸承公差等級(jí)為5級(jí)5307/P65——推力球軸承（0）3——寬度系列為0,3為直徑系列代號(hào) 07——內(nèi)徑為35mmP6——軸承公差等級(jí)為6級(jí) 5307/P6不能承受徑向載荷。 試說(shuō)明滾動(dòng)軸承的基本額定壽命、基本額定動(dòng)載荷、當(dāng)量動(dòng)載荷的意義。答：基本額定壽命：一批同樣的軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中百分之九十的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕時(shí)所能達(dá)到的壽命。基本額定動(dòng)載荷：滾動(dòng)軸承若同時(shí)承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計(jì)算軸承壽命時(shí)在相同條件下比較，在進(jìn)行壽命計(jì)算時(shí)，必須把實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動(dòng)載荷的載荷條件相一致的當(dāng)量動(dòng)載荷，用P表示。當(dāng)量動(dòng)載荷: 使軸承的基本額定壽命恰好為一百萬(wàn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷值，稱(chēng)為軸承的基本額定動(dòng)載荷，用C表示。對(duì)向心軸承，指的是純徑向載荷，用Cr表示；對(duì)推力軸承，指的是純軸向載荷，用Ca表示。 已知一傳動(dòng)軸上的深溝球軸承，承受的徑向載荷Fr=1200N，軸向載荷Fa=300N，軸承轉(zhuǎn)速n=1460rmin，軸頸直徑d=40mm，要求使用Lh=8000h，載荷有輕微沖擊，常溫下工作，試選擇軸承的型號(hào)尺寸。汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)41 軸的功用是什么？根據(jù)所受的載荷不同，軸分為哪幾種類(lèi)型？各舉一例說(shuō)明。答：軸的功用是支撐旋轉(zhuǎn)零件，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。轉(zhuǎn)軸：電動(dòng)機(jī)的輸入軸。心軸：火車(chē)的輪軸。傳動(dòng)軸：連接汽車(chē)變速器與后橋的軸。45 某傳動(dòng)軸所傳遞的功率P=750Kw，轉(zhuǎn)速n=400rmin。若采用45鋼正火，該軸所需的最小直徑是多少？46 圖410中，若軸的支承跨距L=400mm，主動(dòng)齒輪分度圓直徑d1=180mm，螺旋角b=15o，傳遞功率P1=7KW，轉(zhuǎn)速n1=300rmin，軸的材料采用45鋼調(diào)質(zhì)。① 試確定軸的危險(xiǎn)截面上的直徑。② 指出圖410中主動(dòng)軸結(jié)構(gòu)的不合理之處，并提出改進(jìn)意見(jiàn)。圖410 主動(dòng)軸58 滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷和當(dāng)量動(dòng)載荷有何關(guān)系？答：在進(jìn)行壽命計(jì)算時(shí)，必須把實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動(dòng)載荷的載荷條件相一致的當(dāng)量動(dòng)載荷。59 滾動(dòng)軸承壽命設(shè)計(jì)計(jì)算的基本思想是什么？什么情況下需要作滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算？答：滾動(dòng)軸承壽命設(shè)計(jì)計(jì)算的基本思想是軸承壽命不小于滾動(dòng)軸承的預(yù)期壽命。對(duì)于承受連續(xù)載荷或間斷載荷而不旋轉(zhuǎn)的軸承；在載荷作用下緩慢旋轉(zhuǎn)的軸承；承受正常載荷但受到短時(shí)沖擊的軸承，要考慮靜強(qiáng)度計(jì)算。510 說(shuō)明以下幾個(gè)代號(hào)的含義：7210B、7210AC、N210E、51230317305B/P4。答：7210B 3——角接觸球軸承（