演示机械设计基础常见计算题及详细答案课件.ppt
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1、机械设计基础常见计算题及详细答案机械设计基础常见计算题及详细答案包括材料力学计算、带传动、齿轮传动、包括材料力学计算、带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、轴系等计算分析典型习蜗轮蜗杆传动、轴系等计算分析典型习题集附详细答案题集附详细答案2010年年5月月26日整理日整理.精品课件.123-18 某材料的对称循环弯曲疲劳极限某材料的对称循环弯曲疲劳极限-1=350MPa,屈服极限屈服极限 s=550MPa,强度极限,强度极限B=750MPa,循,循环基数环基数N0=5106,m=9,试求对称循环次数,试求对称循环次数N分别为分别为5104、5105、5107次时的极限应力。次时的极限应力。解解:MP
2、aMPaMPaMPas350452105105350550 58410510535067544105,1105,1956105,1101,5-946105,1取.精品课件.33-19 某零件如图所示,材料的强度极限某零件如图所示,材料的强度极限B=650MPa,表面精车,不进行强化处理。,表面精车,不进行强化处理。试确定试确定-截面处的弯曲疲劳极限的综合影响截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数系数K和剪切疲劳极限的综合影响系数和剪切疲劳极限的综合影响系数K。.精品课件.4 84.111181.0187.040.1k :49.211181.0177.069.1k :1 :、40.81 4-3 :、
3、30.87 0.77 2-3 :、2 1.401-1.470.8611q1k 1.691-1.80.8411q1k :86.0q 84.0q :1-3 47.1 82.1 :23、12.14048 075.0403 q系数剪切疲劳极限综合影响系数弯曲疲劳极限综合影响强化系数由附图表面质量系数由附图尺寸系数有效应力集中系数敏性系数得由附图理论应力集中系数得由表dDdr解解:.精品课件.53-20 一零件由一零件由45钢制成,材料的力学性能为:钢制成,材料的力学性能为:s=360MPa,-1=300 MPa,=0.2。已知零件上的最大工作应力。已知零件上的最大工作应力max=190MPa,最小工作
4、应力最小工作应力min=110MPa,应力变化规律为,应力变化规律为m=常数,弯曲疲常数,弯曲疲劳极限的综合影响系数劳极限的综合影响系数Kd=2.0,试分别用图解法和计算法确定该,试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。零件的计算安全系数。1、作图法、作图法(比例尺比例尺)A点坐标点坐标1500.2300,01kAD的斜率的斜率1.00.22.0ke4.110302530caS.精品课件.62、计算法、计算法5.1401508.11502.08.13004021101902150211019021limminmaxminmaxammcaamkkkSMPaMPa.精品课件.7.精品课件.
5、8.精品课件.9带传动习题解答带传动习题解答.精品课件.10 8-16一带式输送机装置如图所示。已知小带一带式输送机装置如图所示。已知小带轮基准直径轮基准直径dd1=140mm,大带轮基准直径,大带轮基准直径dd2=400mm,鼓轮直径,鼓轮直径D=250mm,为了提,为了提高生产率,拟在输送机载荷不变高生产率,拟在输送机载荷不变(即拉力即拉力F不不变变)的条件下,将输送带的速度的条件下,将输送带的速度v提高,设电动提高,设电动机的功率和减速器的强度足够,且更换大小机的功率和减速器的强度足够,且更换大小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影响带轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计,为了
6、实现这一增速要求,试分可忽略不计,为了实现这一增速要求,试分析采用下列哪种方案更为合理,为什么析采用下列哪种方案更为合理,为什么?(1)将大带轮基准直径将大带轮基准直径dd2减小到减小到280mm;(2)将小带轮基准直径将小带轮基准直径ddl增大到增大到200mm;(3)将鼓轮直径将鼓轮直径D增大到增大到350mm。4.12503501402002804000011202DDdddddddd.精品课件.11但随着工作机功率的增加,带传动的功率成为关键环节。但随着工作机功率的增加,带传动的功率成为关键环节。方案一:仅使包角方案一:仅使包角1 1略有增加,但带速没有增加,小轮的略有增加,但带速没有
7、增加,小轮的弯曲应力没有减小,带的传动功率没有根本改善。弯曲应力没有减小,带的传动功率没有根本改善。方案三:完全没有考虑带的传动能力。方案三:完全没有考虑带的传动能力。方案二:由于小带轮直径的增加,不仅使包角方案二:由于小带轮直径的增加,不仅使包角1 1略有增加略有增加更主要的是,带速增加,小轮的弯曲应力明显减小,带的更主要的是,带速增加,小轮的弯曲应力明显减小,带的传动功率得到根本改善。传动功率得到根本改善。结论:方案二合理结论:方案二合理解:解:仅从仅从运动学运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率,而且的角度来看三种方案都可以提高生产率,而且提高的幅度是相同的。提高的幅度是相同的。4.1
8、2503501402002804000011202DDdddddddd.精品课件.12.精品课件.13.精品课件.14.精品课件.15.精品课件.16链传动习题解答链传动习题解答.精品课件.179-18 有一链传动,小链轮主动,转速有一链传动,小链轮主动,转速n1=900r/min,齿数,齿数z1=25,z2=75。现因工作需要,拟将大链轮的转速降低到。现因工作需要,拟将大链轮的转速降低到n2250r/min,链条长度不变,试问:,链条长度不变,试问:(1)若从动轮齿数不变,应将主动轮齿数减小到多少若从动轮齿数不变,应将主动轮齿数减小到多少?此时链此时链条所能传递的功率有何变化条所能传递的功率
9、有何变化?(2)若主动轮齿数不变,应将从动轮齿数增大到多少若主动轮齿数不变,应将从动轮齿数增大到多少?此时链此时链条所能传递的功率有何变化条所能传递的功率有何变化?解:新的传动比是解:新的传动比是1 1、“减少小链轮齿数减少小链轮齿数”方案方案 此时链的传动功率下降此时链的传动功率下降2 2、“增加大链轮齿数增加大链轮齿数“方案方案 对传动功率影响很小对传动功率影响很小。6.325090021nni216.3756.321zz90256.36.312zz.精品课件.189-20 单排滚子链传动,主动链轮转速单排滚子链传动,主动链轮转速n1=600r/min,齿数,齿数zl=21,从动链轮齿数,
10、从动链轮齿数z2=105,中心距,中心距a=910mm,该链的节,该链的节距距p=25.4mm,工况系数,工况系数KA=1.2,试求链传动所允许传递的,试求链传动所允许传递的功率功率P。解:由节距解:由节距p=25.4mm,p=25.4mm,查表查表9-109-10得该链型为得该链型为16A16A 由由n1=600r/minn1=600r/min及及16A16A型链在图型链在图9-139-13上查得上查得P0=25KWP0=25KW11.119211908.108.11ZKZ08.110013910026.026.0PLLKKW 252.1108.111.1250APLKKKKPP139910
11、4.252211052105214.2591022节PL该链传动所允许传递的功率为该链传动所允许传递的功率为:.精品课件.19齿轮传动习题解答齿轮传动习题解答.精品课件.20接触疲劳强度的接触疲劳强度的校核公式校核公式 mm 225)400600(100111222211auubKFZZduubdKFZZHtHEHtHEH接触疲劳强度的接触疲劳强度的设计公式设计公式 mm 130)400600(1001)(1212323232113211aZZuuKTdZZuuKTdHEHdHEHd10-33 10-33 设计一直齿圆柱齿轮传动,原用材料的许用接触应力为设计一直齿圆柱齿轮传动,原用材料的许用接
12、触应力为 H1=700MPaH1=700MPa,H2=600MPaH2=600MPa,求得中心距,求得中心距a a=100mm=100mm;现改用;现改用 H1=600MPaH1=600MPa,H2=400MPaH2=400MPa的材料,若齿宽和其它条件不变,为保证接的材料,若齿宽和其它条件不变,为保证接触疲劳强度不变,试计算改用材料后的中心距。触疲劳强度不变,试计算改用材料后的中心距。.精品课件.21接触疲劳强度的接触疲劳强度的校核公式校核公式 mm 150400600100112 1112112222211auubdTKZZuubKFZZduubdKFZZHHEHtHEHtHEH接触疲劳强
13、度的接触疲劳强度的设计公式设计公式 mm 1504006001001)(12 1)(12123232113232113211aZZuudbKTZZuuKTdZZuuKTdHHEHEHdHEHd解解:.精品课件.2210-34 一直齿圆柱齿轮传动,已知zl=20,z2=60,m=4mm,B1=45mm,B2=40mm,齿轮材料为锻钢,许用接触应力H1=500MPa,H2=430MPa,许用弯曲应力F1=340MPa,F2=280MPa,弯曲载荷系数K=1.85,接触载荷系数K=1.40,求大齿轮所允许的输出转矩T2(不计功率损失)。解:解:169Nm:mN 737 01409.0185.1220
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