11年机设作业

《机械设计》作业

第3章 机械零件的疲劳强度

1. 某调质钢制成的零件，工作应力为σmax=280N/mm2，σmin=-80N/mm2。 影响系数为kσ=1.2, εσ=0.85, βσ=1。材料性能为σB=900N/mm2, σs=800N/mm2, σ-1=400N/mm2,σ0=680N/mm2。设寿命系数kN=1.2。 1) 绘制σm - σa许用疲劳极限应力图； 2) 求极限值σ'a , σ'm , σ'max , σ'min ；

3）若取许用安全系数[Sσ]=1.4，用计算法和图解法校核该零件是否安全？ 4)若材料在承受r=0.5的变应力时，能承受的最大应力是多少？

2.某转轴在对称循环弯曲应力下工作，载荷变化规律如图。要求使用寿

σ(N/mm2) σ1 σ2=0.75σ1 σ3=0.5σ1 命为10年，每年工作300天，每天8小时。已知轴的转速n=15r/min，σ1=80N/mm2。轴的材料为碳钢，σs=360N/mm2,

O 10t 15t 20t 60t 15t t (h) σ-1=200N/mm2,

kσ=1.8, εσ=0.8,

βσ=0.95, N0=107,m=9。试确定轴的寿命系数，疲劳极限和安全系数。

1

第6章 螺纹联结

1.图示为一底座螺栓组联接结构，Y L1 R 承受外载荷R的作用。外载荷R包θ 2含在xoy平面内，θ<45o，LL1

Z况，判断哪个螺栓受力最大，并求其所受的轴向工作拉力。

r Zr r

2. 图示一厚度为δ=20mm的薄δ 板，用两个铰制孔用螺栓固定在机架上。已知载荷P=5000N，a=200mm，板间摩擦系数μs=0.2，P 可靠系数kf=1.1，[σ]=160MPa，[σ ap]=192MPa，[τ]=96MPa。 1）设计受剪螺栓直径； 2）若用普通螺栓联接，计算所1.5a 需螺栓直径。

第12章 齿轮传动

1.画出图示斜齿轮传动当齿轮1ω1 为主动时的Ft、Fr和Fa等各力1 的方向。

（1）轮齿倾斜如图时；

2 2

（2）齿轮回转方向不变，而轮齿倾斜方向与图示相反时。

2.在如图所示的二级斜齿圆柱齿

Ⅰ Ⅱ Ⅲ 轮减速器中，高速级齿轮z1=21，z2=52，mnⅠ=3mm，βⅠ=12°7'43\；低速级齿轮z3=27，z4=54，mnⅡ=5mm；输入功率P1=10kW，n1=1450rpm。试求：

n1ⅠP1 （1）低速级小齿轮的齿（旋）向，以使中间轴上的轴承所受的轴向力较小； （2）低速级斜齿轮分度圆螺旋角βⅡ为多少度时，中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消？

（3）各轴转向及所受转矩。

第13章 蜗杆传动

1.图示为二级蜗杆传动。已知两蜗杆螺旋线方向均Ⅰ 为右旋，轴Ⅰ为输入轴，其转向如图所示。轴Ⅲ为输出轴。试画出图中： （1） 各蜗杆和蜗轮的螺

Ⅲ 4 n1Ⅰ1 3 Ⅱ 2 3

旋线方向； （2） 轴Ⅲ的转向；

（3） 蜗轮2、蜗杆3的受力方向（画在啮合点处）。

2.手动铰车采用蜗杆传动，m=8mm,q=8,z1=1,z2=40,卷筒直径D2=200mm,求： （1） 使重物上升1m手柄所转圈数n；

（2） 若蜗杆和蜗轮间当量摩擦系数fv=0.2，求传动的啮合效率η1，传动能

否自锁？

（3） 若起重量Q=104N，人手推力P=200N，求手柄长度L; （4） 重物Q下降时的手柄推力P'。

n1L

QQⅠ

第18章 滚动轴承

1. 试分析判断如图所示三种情况下左、右轴承哪个是危险轴承，已知轴上载荷FR=3000N，FA=500N。 （1）一对6205轴承

（2）一对7205轴承（正安装） （3）一对7205轴承（反安装）

4

（注：已知7205轴承的Fs=0.68Fr）

FRFAFRFAFRFAl (1) 2l l (2) 2l l (3) 2l

2. 单级直齿圆柱齿轮减速器输出轴转速n=250rpm，采用深沟球轴承，分别承受径向力Fr1= Fr2=8000N，中等冲击fd=1.5，预期使用寿命L'h=24000h，试选择轴承型号。

3.指出图中所示轴系中的错误结构，并改正。（轴承采用脂润滑）

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