机械设计基础课后习题答案

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机械设计基础课后习题解答参考1-2题0,7,5hlPPn107253F机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。1-3题1,11,8hlPPn1111283F机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。1-4题0,11,8hlPPn2011283F机构有2个主动构件,所以机构有确定运动。1-5题1,8,6hlPPn118263F机构有1个主动构件,所以机构有确定运动。2-1题(a)双曲柄机构;(b)曲柄摇杆机构;(c)双摇杆机构;(d)双摇杆机构。2-2题0e时,曲柄条件:ellBCAB;0e时,曲柄条件:BCABll。2-4题极位夹角3636.1612.112.118011180KK38.2560.2343°30'5610.9949.2452.6971.7646.39R9.5436°19'2318.2442.87R12.3247°11'249.2830.5540°40°2-6题极位夹角3615.115.118011180KK5036°60.6614.02R23.3137.33102-7题极位夹角3615.115.118011180KK45°70.84R49.31120.15169.462-8题3-2题8162410.6721.33324-1题mzmhzdaa)2()2(*所以25.21002252zdmamm主要几何尺寸计算(略)。4-2题略4-3题分锥角43'25684287.681743arctanarctan122zz17'34215713.2190221分度圆5117311mzdmm;12943322mzdmm齿顶圆580.565713.21cos3251cos2111mddamm206.1314287.68cos32129cos2222mddamm齿根圆304.445713.21cos34.251cos4.2111mddfmm353.1264287.68cos34.2129cos4.2222mddfmm锥距358.694317232222221zzmRmm齿顶角44'4237122.3358.693arctanarctanRhaa齿根角7'2744519.4358.696.3arctanarctanRhff根锥角10'7171194.1711ff36'58639768.6322ff顶锥角1'17252835.2511aa27'8721409.7222aa当量齿数28.18cos111zzv;96.116cos222zzv4-4题8011mzdmm;24022mzdmm80)(2112ddamm88)2(2111zmhddaamm232)2(2222zmhddaamm70)5.2(2111zmhddffmm250)5.2(2222zmhddffmm5.1本题为定轴轮系。由图知2132ddd所以602213zzz35.52226202034306020)1(43215432315zzzzzzzzi5-2题本题为定轴轮系。547.426275756)1(2132214zzzzi手轮转1周时,砂轮架的移动距离为660.0547.4/3/14iPLmm5-3题60886460)1(46352zzzziSM12682424)1(11912102zzzziMH5-4题本题为周转轮系。由图知2132ddd所以452/)(132zzzhhhhhhi11311310而715105)1(2132113zzzzih所以25.36712901131hhirad/s5-5题图示轮系,已知各齿轮的齿数为151z,252z,202z,603z,轮1的角速度9.201rad/s,轮3的角速度2.53rad/s。(1)当1、3转向相同;(2)当1、3转向相反时,试分别求系杆H的角速度H的大小和方向。解答:本题为周转轮系。520156025)1(2132113zzzziH而HHHi3113所以6515511313131313HHHii设轮1的转向为正(1)当1、3转向相同时8.769.202.556513Hrad/s转向与轮1相同。(2)当1、3转向相反时85.069.202.556513Hrad/s转向与轮1相反。9-1解答3.6级螺栓180sMPa查表9-2,M20的螺栓不控制预紧力时,取724.0][sMPa查螺纹标准,M20的普通螺纹294.171dmm由][3.1421dQpca得到130033.1472294.1714.33.14][221dQpN由RKfmzQfp得到32512.1115.0130032fpKfmzQRN上式中取15.0f、2.1fK因此允许传递的最大静载荷R为3251牛顿。若控制预紧力,查表9-2可取1267.0][sMPa则227553.14126294.1714.33.14][221dQpN56892.1115.0227552fpKfmzQRN9-2题解答8.8级螺栓640sMPa,则3.2133640][SsMPa螺栓组所受轴向载荷282605.212014.325.04122pDFN每个螺栓所受轴向载荷4710628260zFFN(1)根据螺栓的强度条件求最大预紧力maxpQ查螺纹标准,M16的普通螺纹835.131dmm由][3.1421dQca得到246533.143.213835.1314.33.14][221dQN查表9-1,金属垫片,取25.0)/(FLLCCC由FCCCQQFLLp得到23476471025.024653maxmaxFCCCQQFLLpN(2)根据剩余预紧力求最小预紧力minpQ5.10597471025.2)25.01(5.1FFFCCCQQFLFppN因此,预紧力pQ的取值范围为10597.5牛顿~23476牛顿。9-3题解答(1)按螺栓的剪切强度条件确定螺栓直径每个螺栓所受的工作剪力为1880)2/195(62/195101.12612maxziisrTrFN设螺栓的性能等级为5.6级,则300sMPa查表9-3得,1203004.04.0][sMPa由螺栓的剪切强度条件得到467.412014.318804][401sFdmm(2)按贴合面挤压强度条件确定螺栓直径查表9-3,取铸铁HT200的9020045.045.0][BpMPa,螺栓的2403008.08.0][spMPa根据螺杆与孔壁的挤压强度条件][min0pspLdF由0min25.1dL得到][25.120min0psspdFLdF因此,088.49025.11880][25.102psFdmm因此467.4},max{02010dddmm。9-4题解答每个螺栓的轴向载荷83336100050zFFN查表9-1,铜皮石棉垫片,取8.0)/(FLLCCC油缸缸盖属于有气密性要求的连接,因此取剩余预紧力1250083335.15.1FQpN则20833833312500FQQpN设螺栓的性能等级为5.6级,则300sMPa查表9-2,控制预紧力,取2107.0][sMPa则817.1221014.3208333.14][3.141Qdmm按GB196-81,选用M16的螺栓,835.131dmm12.817mm。9-5题解答由TKDfmQfp21得到34667150215.010006003.1221fmDTKQfpN因此,257.259014.3346673.14][3.141pQdmm按GB196-81,选用M30的普通粗牙螺纹,211.261dmm257.25mm。9-6题解答(1)螺栓的受力分析在水平载荷R作用下,螺栓组联接承受横向力和翻转力矩作用:横向力5000RN翻转力矩6105.13005000300RMN.mm在横向力R作用下,为保证接合面间不产生滑移,则各螺栓所需的预紧力为(取15.0f、2.1fK)10000115.0450002.1zfmRKQfpN在翻转力矩作用下,右侧两螺栓受到加载作用,左侧两螺栓受到减载作用,故右侧两螺栓受力较大,所受的载荷为21431754175105.12262/12maxziiLMLFN查表9-1,无垫片,取2.0)/(FLLCCC螺栓所受的总拉力为1042921432.010000FCCCQQFLLpN(2)确定螺栓的直径8.8级螺栓的640sMPa查表9-2,控制预紧力,取4487.0][sMPa则209.644814.3104293.14][3.141Qdmm按GB196-81,选用M8的螺栓,8dmm,647.61dmm209.6mm。11-1解答:136429980141055.91055.961161nPTNmm409333234'068cos1364292cos/22111112zmTdTFFnttN105534'068cos20tan4093costan112ntrrFFFN58334'068tan4093tan112taaFFFN受力分析如图。11-2略11-3解答(1)如图(2)依题意得32aaFF而222222222222sin2tancos2tanzmTzmTFFnnta1111111111112sin2tancos2tanzmTzmTFFFnntaa333233333333sin2tancos2tanzmTzmTFFnnta因为齿轮2和齿轮3为同一根轴上的输入轮和输出轮,因此有32TT因此,可以得到333222sinsinzmzmnn所以,34'3285428.8)57314sin215arcsin()sinarcsin(222333zmzmnn11-4如图11-5略11-6解答:根据齿根弯曲疲劳强度计算最大功率。(若是闭式齿轮,则应分别按照齿面接触强度和齿根弯曲强度分别算出最大功率,取二者中较小值。)(1)计算许用弯曲应力小齿轮材料45钢调质,查表11-1,齿面硬度为217~255HBS。大齿轮材料HT250,齿面硬度180~269HBS(表11-1)。计算应力循环次数N811108.3)83008(13306060hjLnN7821112105.980/20108.3zzNiNN查图11-17得,0.11NY,0.12NY。查图11-18得,99.01XY,98.02XY取2STY,4.1minFS查图11-16(b)得2101limFMPa(按照硬度217HB
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