当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

机械设计第八版课后习题答案


第三章 机械零件的强度 习题答案 3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限 ζ ?1 ? 180 MPa , 取循环基数 N 0 ? 5 ? 10 ,m ? 9 , 试求循环次数 N 分别为 7 000、
6

25 000、620 000 次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解]

ζ ?1 N 1 ? ζ ?1

9

N0 N1 N0 N2 N0 N3

? 180 ? 9

5 ? 10 7 ? 10

6 3

? 373 . 6 MPa

ζ ?1 N 2 ? ζ ?1

9

? 180 ?

9

5 ? 10

6 4

2 . 5 ? 10 5 ? 10
6

? 324 . 3 MPa

ζ ?1 N 3 ? ζ ?1 9

? 180 ? 9

6 . 2 ? 10

5

? 227 . 0 MPa

3-2 已知材料的力学性能为 ζ s ? 260 MPa , ζ ?1 ? 170 MPa , Φ ζ ? 0 . 2 ,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解]

A ( 0 ,170 )

'

C ( 260 , 0 )

? Φζ ?

2 ζ ?1 ? ζ 0 ζ0 2 ζ ?1 1 ? Φζ 2 ζ ?1 1 ? Φζ ? 2 ? 170 1 ? 0 .2 ? 283 . 33 MPa

? ζ0 ?

? ζ0 ?

' 得 D ( 283 . 33

2

, 283 . 33

2

) ,即 D (141 . 67 ,141 . 67 )
'

'

根据点 A ( 0 ,170 ) , C ( 260 , 0 ) , D (141 . 67 ,141 . 67 ) 按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

'

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为: D=72mm, d=62mm, r=3mm。 如用题 3-2 中的材料, 设其强度极限 σB=420MPa, 精车, 弯曲, q=1, β 试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因

D d

?

54 45

? 1 .2 ,

r d

?

3 45

? 0 . 067 ,查附表 3-2,插值得 ? ζ ? 1 . 88 ,查附图 3-1 得 q ζ ? 0 . 78 ,将所查值代

入公式,即

k ζ ? 1 ? q ζ ?? ζ ? 1 ? ? 1 ? 0 . 78 ? ?1 . 88 ? 1 ? ? 1 . 69
查附图 3-2,得 ε ζ ? 0 . 75 ;按精车加工工艺,查附图 3-4,得 β ζ ? 0 . 91 ,已知 β q ? 1 ,则

?k ? 1 1 1 ? 1 . 69 ? 1 Kζ ? ? ζ ? ? 1? ? ε ? β ? ? 0 . 75 ? 0 . 91 ? 1 ? ? 1 ? 2 . 35 βζ ? ? ? ζ ? q
? A 0 , 170

?

2 . 35

?, C ?260 ,0 ?, D ?141 .67 ,141 .67 2 .35 ?

根据 A ?0 , 72 . 34 ?, C ? 260 , 0 ?, D ?141 . 67 , 60 . 29 ? 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图

3-5 如题 3-4 中危险截面上的平均应力 ζ m ? 20 MPa ,应力幅 ζ a ? 20 MPa ,试分别按① r ? C ② ζ m ? C ,求出该 截面的计算安全系数 S ca 。 [解] 由题 3-4 可知 ζ -1 ? 170 MPa, ζ s ? 260 MPa, Φ ζ ? 0 . 2 , K ζ ? 2 . 35

(1) r ? C 工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的循环特性不变公式,其计算安全系数

S ca ?

ζ -1 K ζζa ? Φζζ m

?

170 2 . 35 ? 30 ? 0 . 2 ? 20

? 2 . 28

(2) ζ m ? C 工作应力点在疲劳强度区,根据变应力的平均应力不变公式,其计算安全系数

S ca ?

ζ -1 ? ? K ζ ? Φ ζ ?ζ m K ζ ?ζ a ? ζ m ?

?

170 ? ? 2 . 35 ? 0 . 2 ζ ? ? 20 2 . 35 ? ?30 ? 20 ?

? 1 . 81

第五章 螺纹连接和螺旋传动 习题答案 5-5 图 5-49 是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。两块边板各用 4 个螺栓与立柱相连接,托架所承受的 最大载荷为 20kN,载荷有较大的变动。试问:此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜?为什么?Q215, 若用 M6×40 铰孔用螺栓连接,已知螺栓机械性能等级为 8.8,校核螺栓连接强度。

[解]

采用铰制孔用螺栓连接为宜 因为托架所受的载荷有较大变动,铰制孔用螺栓连接能精确固定被连接件的相对位置,并能承受横向载荷,增强连接

的可靠性和紧密性, 以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移, 而普通螺栓连接靠结合面产生的摩擦力矩来抵抗转 矩,连接不牢靠。 (1)确定 M6×40 的许用切应力[ ? ] 由螺栓材料 Q215,性能等级 8.8,查表 5-8,可知 [ ζ s ] ? 640 MPa ,查表 5-10,可知 [ S ? ] ? 3 . 5 ~ 5 . 0

? [?] ?

[ζ s ] [S ? ]

?

640 3 .5 ~ 5 .0

? ?182 . 86 ~ 128 ?MPa

[ζ p ] ?

ζs Sp

?

640 1 .5

? 426 . 67 M P a

(2) 螺栓组受到剪力 F 和力矩 T ? FL )设剪力 F 分在各个螺栓上的力为 F i , ( , 转矩 T 分在各个螺栓上的分力为 F j , 各螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离为 r,即 r ?

150 2 cos 45 ?

? 75

2 mm

? Fi ? Fj ?

1

F ? ?

1

8 FL 8r

? 20 ? 2 . 5 kN 8 ?3 20 ? 300 ? 10 2 ? 10
?3

8 ? 75

? 5 2 kN

由图可知,螺栓最大受力

F max ?

F i ? F j ? 2 F i F j cos θ ?

2

2

2 . 5 ? ( 5 2 ) ? 2 ? 2 . 5 ? 5 2 ? cos 45 ? ? 9 . 015 kN
2 2

?? ?

F max ? 4 d0
2

?

9 . 015 ? 10 ? 4 ? 6 ? 10

3

?

?3 2

?

? 319 ? [ ? ]



p

?

F max d 0 L min

?

9 . 015 ? 10 6 ? 10
?3

3 ?3

? 11 . 4 ? 10

? 131 . 8 ? [ ζ p ]

故 M6×40 的剪切强度不满足要求,不可靠。

第十章 齿轮传动 习题答案 10-1 试分析图 10-47 所示的齿轮传动各齿轮所受的力(用受力图表示各力的作用位置及方向) 。

[解] 受力图如下图:

补充题:如图(b) ,已知标准锥齿轮 m ? 5 , z 1 ? 20 , z 2 ? 50 , Φ R ? 0 . 3 , T 2 ? 4 ? 10 N ? mm ,标准斜齿轮
5

m n ? 6 , z 3 ? 24 ,若中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消, β 应为多少?并计算 2、3 齿轮各分力大小。
[解] (1)齿轮 2 的轴向力:

F a 2 ? F t 2 tan α sin δ 2 ?
齿轮 3 的轴向力:

2T 2 dm 2

tan α sin δ 2 ?

m ?1 ? 0 . 5 Φ R ? z 2

2T 2

tan α sin δ 2

F a 3 ? F t 3 tan β ?

2T3 d3

tan β ?

2T3 ? m n z3 ? ? ? cos β ? ? ? ?

tan β ?

2T3 m n z3

sin β

? F a 2 ? F a 3 , α ? 20 ? , T 2 ? T 3
? 2T 2 tan α sin δ 2 ? 2T3 m n z3

m ?1 ? 0 . 5 Φ R ? z 2

sin β

即 sin β ?

m n z 3 tan α sin δ 2 m ?1 ? 0 . 5 Φ R ? z 2 z2 z1 ? 50 20

由? tan δ 2 ?

? 2 .5

? sin δ 2 ? 0 . 928

cos δ 2 ? 0 . 371

? sin β ?

m n z 3 tan α sin δ 2 m ?1 ? 0 . 5 Φ R ? z 2

?

6 ? 24 ? tan 20 ? ? 0 . 928 5 ? ?1 ? 0 . 5 ? 0 . 3 ? ? 50

? 0 . 2289

即 β ? 13 . 231 ?

第十三章 滚动轴承 习题答案

13-6 若将图 13-34a 中的两轴承换为圆锥滚子轴承,代号为 30207。其他条件同例题 13-2,试验算轴承的寿命。 [解] (1)求两轴承受到的径向载荷 F r 1 和 F r 2 将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面(下图 b)和水平面(下图 a)两个平面力系。其中:图 c 中的 F te 为通 过另加转矩而平移到指向轴线;图 a 中的 F ae 亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上(上诉转化仔图中均未画 出) 。

F re F te 2 ( F d2) F ae 1 ( F d1) F ae

200 (a)

320

F r2V (b)

F r1V

F r2V

F r1V

F te (c)
由力分析可知:

Fr 1 V ?

F re ? 200 ? F ae ? 200 ? 320

d 2 ?

900 ? 200 ? 400 ? 520

314 2 ? 225 . 38 N

Fr 2 V ? Fre ? Fr 1 V ? 900 ? 225 . 38 ? 674 . 62 N
Fr 1 H ? 200 200 ? 320 Fte ? 200 520 ? 2200 ? 846 . 15 N

F r 2 H ? Fte ? F r 1 H ? 2200 ? 846 . 15 ? 1353 . 85 N

Fr 1 ? Fr 2 ?

Fr 1 V ? Fr 1 H
2

2

2

?
2

225 . 38 ? 846 . 15
2 2

2

? 875 . 65 N
2

Fr 2 V ? Fr 2 H

?

674 . 62 ? 1353 . 82

? 1512 . 62 N

(2)求两轴承的计算轴向力 F a 1 和 F a 2 查手册的 30207 的 e ? 0 . 37 , Y ? 1 . 6 , C ? 54200 N

? Fd 1 ? Fd 2 ?

Fr1 2Y Fr 2 2Y

? ?

875 . 65 2 ? 1 .6 2 ? 1 .6

? 273 . 64 N ? 472 . 69 N

1512 . 62

两轴计算轴向力

F a 1 ? max ?F d 1 , F ae ? F d 2 ? ? max ?273 . 64 , 400 ? 472 . 69 ? ? 872 . 69 N F a 2 ? max ?F d 2 , F d 1 ? F ae ? ? max ?472 . 69 , 273 . 64 ? 400 ? ? 472 . 69 N
(3)求轴承当量动载荷 P1 和 P2

Fa1 Fr1 Fa 2 Fr 2

?

872 . 69 875 . 65 472 . 69

? 0 . 9966 ? e

?

? 0 . 3125 ? e

1512 . 62

由表 13-5 查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为 对轴承 1 对轴承 2

X 1 ? 0 .4 X ?1

Y1 ? 1 . 6 Y2 ? 0

2

因轴承运转中有中等冲击载荷,按表 13-6,取 f p ? 1 . 5 ,则

P1 ? f p ? X 1 F r 1 ? Y1 F a 1 ? ? 1 . 5 ? ?0 . 4 ? 875 . 65 ? 1 . 6 ? 872 . 69 ? ? 2619 . 846 N P2 ? f p ? X 2 F r 2 ? Y 2 F a 2 ? ? 1 . 5 ? ?1 ? 1512 . 62 ? 0 ? 472 . 69 ? ? 2268 . 93 N
(4)确定轴承寿命 因为 P1 ? P2 ,所以按轴承 1 的受力大小验算
6 ?C ? 10 ? 54200 ? ? ? ? Lh ? ?? ? ? 283802 . 342 h ? L h ' ?P ? 60 n ? 1 ? 60 ? 520 ? 2619 . 846 ?

10

6

3

3

故所选轴承满足寿命要求。 可用来替换的轴承型号为 6408。


相关文章:
机械设计第八版课后习题标准答案
机械设计第八版课后习题标准答案_工学_高等教育_教育专区。第三章 机械零件的强度 习题答案 3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限 ζ ?1 ? 180MPa,取循环基数 N0...
机械设计第八版课后答案
机械设计第八版课后答案_工学_高等教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档机械设计第八版课后答案_工学_高等教育_教育专区。--- ---...
机械设计3-15章(第八版)课后习题答案
机械设计3-15章(第八版)课后习题答案_工学_高等教育_教育专区。第三章 机械零件的强度习题答案 3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限 ζ ?1 ? 180 MPa ,取...
机械设计_第八版课后习题标准答案1
机械设计_第八版课后习题标准答案1_理学_高等教育_教育专区。很有用哦 第三章 机械零件的强度 习题答案 3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限 ζ ?1 ? 180 MPa...
濮良贵机械设计第九版课后习题答案
濮良贵机械设计第版课后习题答案_理学_高等教育_教育专区。大部分习题都有哦 ...m 2000 第八章 带传动 习题答案 8-1 V 带传动的 n1 ? 1450r min , 带...
机械设计(第八版)课后习题答案(最新_参考答案)
机械设计(第八版)课后习题答案(最新_参考答案)_理学_高等教育_教育专区。3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限 σ ?1 ? 180MPa,取循环基数 N0 ? 5 ?106 , ...
机械设计基础第八版课后习题答案
机械设计基础第八版课后习题答案_院校资料_高等教育_教育专区。班级: 姓名: 学号: 机械设计习题 绪论 1、机器的基本组成要素是什么? 【答】 机械系统总是由一些...
机械设计第八版课后简答题答案
机械设计第八版课后简答题答案_理学_高等教育_教育专区。3-9 弯曲疲劳极限的综合影响系数 Kδ 的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件的疲劳强度和静强度各有...
机械设计第九版课后习题答案
机械设计第版课后习题答案_工学_高等教育_教育专区。机械设计第九版课后重点...m 2000 6-5 6-6 第八章 带传动 p164 习题答案 8-1 V 带传 动的 n1...
机械设计第八版课后答案
机械设计第八版课后答案 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 注:此答案为第八版答案,第九版答案目前市 场上没有答案,网上也没有,部分题目和书上 的不一样,...
更多相关标签: