濮良貴機械設(shè)計第九版課后習(xí)題答案匯總

1、資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝第三章機械零件的強度習(xí)題答案3-1 某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限1180MPa ，取循環(huán)基數(shù)N05106 ， m9 ，試求循環(huán)次數(shù) N 分別為 7 000、25 000、620 000 次時的有限壽命彎曲疲勞極限。6解 1N119N 018095103373.6MPaN17101N219N 018095106324.3MPaN 22.5 1041N31 9N 0180951065227.0MPaN 36.2103-2 已知材料的力學(xué)性能為s260MPa，1170MPa，0.2，試繪制此材料的簡化的等壽命壽命曲線。解 A' (0,170)C(2 6

2、,0)2100210121217001283.33MPa10.2得 D' (283.33 2, 283.33 2) ，即 D ' (141.67,141.67)根據(jù)點 A' (0,170) ，C (260,0) ，D ' (141.67,141.67) 按比例繪制該材料的極限應(yīng)力圖如下圖所示精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝3-4 圓軸軸肩處的尺寸為： D=72mm，d=62mm，r =3mm。如用題 3-2 中的材料，設(shè)其強度極限B=420MPa，精車，彎曲， q=1，試繪制此零件的簡化等壽命疲勞曲線。解因 D541.2 ， r30.067 ，查

3、附表3-2，插值得 1.88 ，查附圖 3-1d45d45得 q0.78 ，將所查值代入公式，即k 1 q 1 10.78 1.88 1 1.69查附圖 3-2，得 0.75 ；按精車加工工藝，查附圖，得 0.91 ，已知 q1，3-4則K k 11 11.691112.35q0.750.911A 0,1702.35,C 260,0 , D 141.67,141.672.35根據(jù) A 0,72.34 ,C 260,0 , D 141.67,60.29 按比例繪出該零件的極限應(yīng)力線圖如下圖3-5 如題 3-4 中危險截面上的平均應(yīng)力20MPa ，應(yīng)力幅 20MPa ，試分別按ma精品文檔資料收集

4、于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝rC C ，求出該截面的計算安全系數(shù)Sca 。m解 由題 3-4 可知 -1s0.2, K2.35170MPa, 260MPa, （ 1） r C工作應(yīng)力點在疲勞強度區(qū)，根據(jù)變應(yīng)力的循環(huán)特性不變公式，其計算安全系數(shù)170Sca-1K 2.282.35 30 0.2 20 a m（2） Cm工作應(yīng)力點在疲勞強度區(qū)，根據(jù)變應(yīng)力的平均應(yīng)力不變公式，其計算安全系數(shù)Sca-1K m170 2.350.220K 2.3530 201.81am精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝第五章螺紋連接和螺旋傳動習(xí)題答案5-5 圖 5-49 是由兩塊邊板和一塊承重板焊接的龍

5、門起重機導(dǎo)軌托架。兩塊邊板各用 4 個螺栓與立柱相連接，托架所承受的最大載荷為20kN，載荷有較大的變動。試問：此螺栓連接采用普通螺栓連接還是鉸制孔用螺栓連接為宜？為什么？Q215，若用 M6×40 鉸孔用螺栓連接， 已知螺栓機械性能等級為8.8 ，校核螺栓連接強度。解 采用鉸制孔用螺栓連接為宜因為托架所受的載荷有較大變動，鉸制孔用螺栓連接能精確固定被連接件的相對位置，并能承受橫向載荷，增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移，而普通螺栓連接靠結(jié)合面產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩，連接不牢靠。（1）確定 M 6×40 的許用切應(yīng)力 由螺栓材料 Q21

6、5，性能等級 8.8 ，查表 5-8 ，可知 640MPa ，查表 5-10，s可知 S 3.5 5.0精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝640s 182.86 128 MPaS 3.5 5.0640p sSp426.67M P a1.5（2）螺栓組受到剪力F 和力矩（ TFL ），設(shè)剪力 F 分在各個螺栓上的力為Fi ，轉(zhuǎn)矩T 分在各個螺栓上的分力為F j ，各螺栓軸線到螺栓組對稱中心的距離為 r,即 r150752mm2 cos 45Fi1 F1202.5kN88300103F jFL205 2kN8r875210 3由圖可知，螺栓最大受力FmaxFi2F j22Fi Fj

7、 cos2.52(5 2)22 2.5 5 2 cos 45 9.015kNFmax9.01510 3319 210 32d0464pFmax9.015 103131.8p d0 Lmin610 311.410 3故 M6×40 的剪切強度不滿足要求，不可靠。5-6 已知一個托架的邊板用6 個螺栓與相鄰的機架相連接。 托架受一與邊板螺栓組的垂直對稱軸線相平行、距離為250mm、大小為 60kN 的載荷作用?，F(xiàn)有如圖 5-50 所示的兩種螺栓布置形式，設(shè)采用鉸制孔用螺栓連接，試問哪一種布置形式所用的螺栓直徑最小？為什么？精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝解 螺栓組受到剪力

8、F 和轉(zhuǎn)矩，設(shè)剪力F 分在各個螺栓上的力為Fi ，轉(zhuǎn)矩T分在各個螺栓上的分力為F j（a）中各螺栓軸線到螺栓組中心的距離為r，即 r=125mmFi1 F16010kN66FjFL602501036r612510 320kN由（ a）圖可知，最左的螺栓受力最大FmaxFiF j102030kN（b）方案中116010 kNFiF661252Mr max6025010 3125210 3F j maxFLr max224.39kN626212521252riri41252106i 1i1222由（ b）圖可知，螺栓受力最大為FmaxFi2Fj22Fi F j cos 102( 24.39)22

9、10 24.39233.63kN5由d04Fmax 可知采用（ a）布置形式所用的螺栓 直徑較小精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝5-10精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝第六章鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接習(xí)題答案6-3 在一直徑 d80mm 的軸端，安裝一鋼制直齒圓柱齒輪（如下圖），輪轂寬度L 1.5d ，工作時有輕微沖擊。試確定平鍵的尺寸，并計算其允許傳遞的最大扭矩。解 根據(jù)軸徑 d80mm ，查表得所用鍵的剖面尺寸為b22mm ， h14mm根據(jù)輪轂長度 L ' 1.5d 1.5 80 120mm取鍵的公稱長度L 90mm鍵的標記鍵 2290GB1096

10、 - 79鍵的工作長度為l L b9022 6 8 m m鍵與輪轂鍵槽接觸高度為h7mmk2根據(jù)齒輪材料為鋼，載荷有輕微沖擊，取許用擠壓應(yīng)力 p 1 1 0 M P a根據(jù)普通平鍵連接的強度條件公式2T103 p pkld變形求得鍵連接傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝kld p 7 68 80 110Tmax20002094N m2000第八章 帶傳動習(xí)題答案8-1V 帶傳動的 n1 1450 rmin ，帶與帶輪的當量摩擦系數(shù) fv0.51，包角 1180 ，初拉力 F0360N 。試問：（1）該傳動所能傳遞的最大有效拉力為多少？（2）若dd1100mm ，其

11、傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少？（3）若傳動效率為0.95，彈性滑動忽略不計，從動輪輸出效率為多少？1111解 ef v12e0.51 478.4N1 Fec2F03601111e fv0.511e2 TFec dd1478.4100 10-323.92Nmm22精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝3 PFec Fecn1 dd110001000 60 1000478.4 14503.14 1000.95100060 10003.45kW8-2V 帶傳動傳遞效率 P7.5kW ，帶速 10 m s ，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即 F1F2 ，試求緊邊拉力 F1 、有效拉力 Fe 和初拉力 F

12、0 。解 PFe 1000Fe1000 P1000 7.5750N10FeF1F2且F12F2F12Fe27501500NF1F0Fe2F0F1Fe750215001125N28-4有一帶式輸送裝置，其異步電動機與齒輪減速器之間用普通V 帶傳動，電動機功率 P=7kW，轉(zhuǎn)速 n1960 r min ，減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速 n2330 r min ，允許誤差為5% ，運輸裝置工作時有輕度沖擊，兩班制工作，試設(shè)計此帶傳動。解 （1）確定計算功率 Pca由表 8-7 查得工作情況系數(shù) K A1.2 ，故Pca K A P 1.2 7 8.4kW（2）選擇 V 帶的帶型根據(jù) Pca 、 n1 ，由圖 8

13、-11 選用 B 型。（3）確定帶輪的基準直徑dd ，并驗算帶速 由表 8-6 和 8-8 ，取主動輪的基準直徑 dd 1 180mm 驗算帶速 dd 1n1180 9601000609.0 4 3m2 s601000精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝5 m s 30 m s帶速合適計算從動輪的基準直徑dd1 n1 1 180960 10.05dd 2n2330497.45mm（4）確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 Ld由式 0.7 dd1dd 2a02 d d1dd 2，初定中心距 a0 550mm 。計算帶所需的基準長度dd 22Ld 0 2a0dd1dd 12dd 24

14、a0180 22550180500500455022214mm由表 8-2 選帶的基準長度 Ld2240mm實際中心距 aa a0LdLd 02240 221425502563mm中心距的變化范圍為550 630mm 。（5）驗算小帶輪上的包角11 180dd 2 dd 157.3180500 180 57.3147 90a563故包角合適。（6）計算帶的根數(shù) z計算單根 V 帶的額定功率 Pr由 dd 1 180mm 和 n1960 m s ，查表 8-4a 得 P03.25kW根據(jù) n1 960 m s,i9600.303kW2.9和 B型帶，查表得 P0330查表 8-5 得 k 0.9

15、14 ，表8-2 得 k L 1，于是Pr P0P0 k k L(3.250.303) 0.9141 3.25kW計算 V 帶的根數(shù) z精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝Pca8.42.58z3.25Pr取 3根。（ 7）計算單根 V 帶的初拉力的最小值 F0 min由表 8-3 得 B 型帶的單位長度質(zhì)量q018 kg m ，所以F0 min2.5k Pca22.50.914 8.42283N500q5000.18 9.0432k z0.9143 9.0432（8）計算壓軸力Fp2z F0 min sin23 283 sin 1471628N122（9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（略）精品

16、文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝第九章 鏈傳動習(xí)題答案9-2 某鏈傳動傳遞的功率P1kW ，主動鏈輪轉(zhuǎn)速n148 r min ，從動鏈輪轉(zhuǎn)速n214 r min ，載荷平穩(wěn)，定期人工潤滑，試設(shè)計此鏈傳動。解 （1）選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù) z119 ，大鏈輪的齒數(shù) z2iz1n1z14819 65n214（2）確定計算功率由表 9-6 查得 KA1.0 ，由圖 9-13 查得 K z1.52 ，單排鏈，則計算功率為Pca K A K z P 1.01.52 1 1.52kW（3）選擇鏈條型號和節(jié)距根據(jù) Pca1.52kW 及 n148 r min ，查圖 9-11，可選 16A，查

17、表 9-1，鏈條節(jié)距 p 25.4mm（ 4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距 a0 (30 50) p(30 50) 25.4762 1270mm 。取 a0 900mm ，相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為a0 z1z2z2z12pL p0 222a0p900196565225.419222114.325.4900取鏈長節(jié)數(shù) L p114節(jié) 。查表 9-7 得中心距計算系數(shù) f10.24457 ，則鏈傳動的最大中心距為a f1 p 2L pz1 z20.2445725.4 2114 19 65 895mm（5）計算鏈速 ，確定潤滑方式n1 z1 p48 19 25.41000600.3 8 6m s601000

18、精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝由 0.386 m s和鏈號 16A ，查圖 9-14 可知應(yīng)采用定期人工潤滑。（6）計算壓軸力 Fp有效圓周力為Fep100011000259N10.386鏈 輪 水 平 布 置 時 的 壓 軸 力 系 數(shù) K F p1.15，則壓軸力為FpK Fp Fe 1.15 25912980N9-3已知主動鏈輪轉(zhuǎn)速n1850r min ，齒數(shù) z121 ，從動鏈齒數(shù) z299 ，中心距a 900mm ，滾子鏈極限拉伸載荷為 55.6kN，工作情況系數(shù) K A 1，試求鏈條所能傳遞的功率。解 由 Flim55.6kW ，查表 9-1 得 p25.4mm

19、，鏈型號 16A根據(jù) p25.4mm ， n1850 r min ，查圖 9-11 得額定功率 Pca35kW由 z1 21查圖 9-13 得 K z 1.45且KA 1Pca35P24.14kWK A K z1 1.45精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝第十章 齒輪傳動習(xí)題答案10-1 試分析圖 10-47 所示的齒輪傳動各齒輪所受的力（用受力圖表示各力的作用位置及方向）。解 受力圖如下圖：補充題： 如圖（ b），已知標準錐齒輪 m5, z120, z250,R0.3, T 24105 N mm ，精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝標準斜齒輪mn6, z324 ，

20、若中間軸上兩齒輪所受軸向力互相抵消，應(yīng)為多少？并計算2、3 齒輪各分力大小。解（1）齒輪 2 的軸向力：Fa 2 Ft 2 tan sin 22T2 tan sin 22T2tan sin 2dm2m 1 0.5R z2齒輪 3 的軸向力：Fa3Ft 3 t a n 2T3 t a n2T3t a n 2T3 s i nd3mn z3mn z3c o sFa 2Fa 3 , 20 ,T2T32T22T3sintan sin2mn z3m 1 0.5R z2即 sin mn z3 tan sin 2m 10.5R z2由z2502.5sin20.928cos 20.371tan 2z120m z

21、3 tan624tan 200.928sin nsin2m 10.5Rz2510.5 0.30.228950即 13.231（ 2）齒輪 2 所受各力：Ft 22T22T25241053.765103 N3 . 7 6 5 k Ndm2m 1 0.5R z210.50.3 50Fr 2Ft 2tan cos 3.765103tan 200.3710.508103 N0. 5 0 8 k N2Fa2Ft 2 tan sin 23.765103tan 200.9281.272103 N1.272kNFn2Ft 23.765103cos4kNcos20精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝

22、齒輪 3 所受各力：Ft 32T32T22T2 cos 24 105cos13.231 5.408 103 N 5.408kNd3mn z3mn z36 24cos Fr 3Ft 3 tan n 5.408 103tan 202.022103 N2.022kNcos cos12.321Fa3Ft 3 tan 5.408 103tan 5.408103tan 201.272 103 N 1.272kNcos12.321Fn3Ft 33.765 1035.889103 N5.889kNcosn cos cos20 cos12.32110-6設(shè)計銑床中的一對圓柱齒輪傳動，已知1112，壽命Lh120

23、00 h，小齒輪相對其軸的支承為P7.5kW , n1450 r min, z26, z 54不對稱布置，并畫出大齒輪的機構(gòu)圖。解 (1)選擇齒輪類型、精度等級、材料選用直齒圓柱齒輪傳動。銑床為一般機器，速度不高，故選用 7 級精度（ GB10095-88）。材料選擇。由表 10-1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 剛（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為40HBS。（2）按齒面接觸強度設(shè)計2d1tKT1u 1Z E2.323uHd1 ）確定公式中的各計算值試選載荷系數(shù) K t 1.5計算小齒輪傳遞的力矩精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)

24、系網(wǎng)站刪除謝謝T195.5 105 P1 95.51057.549397N mmn11450小齒輪作不對稱布置，查表10-7 ，選取 d1.01由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)Z E189.8MPa 2由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限大齒輪的接觸疲勞強度極限 550MPa。H lim 2齒數(shù)比uz2542.08z126計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n jLh6014501 12000 1.0441091N 2N11.0441090.502 109u2.08由圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)K HN 1 0.98, K HN 2 1.0計算接觸疲勞許用應(yīng)力600 MP

25、a ；H lim 1取失效概率為 1% ，安全系數(shù) S1KHN 10.98600HH lim 11S1588MPaK1.03550HHN 2 H lim 22S1566.5M P a2）計算計算小齒輪分度圓直徑 d1t ，代入 H中較小值22.323 1.5 493972d1t2.323KT1u1Z E2.08 1189.853.577mmduH12.08566.5計算圓周速度 d1t n13.1453.5771450601000604.0 6 6m s1000計算尺寬 bbd d1t153.57753.577mm精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝計算尺寬與齒高之比bhmtd1t

26、53.577z12.061mm26h2.25mt2.25 2.061 4.636mmb53.577h4.63611.56計算載荷系數(shù)根據(jù) 4.066 m s，7 級精度，查圖10-8 得動載荷系數(shù) K v 1.2直齒輪， KHKF 1由表 10-2 查得使用系數(shù)由表 10-4 用插值法查得K A1.25K H1.420由 b11.56 ， KH 1.420 ，查圖 10-13得 K F1.37h故載荷系數(shù)KK A K vK H K H 1.251.2 11.420 2.13按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑d1d1t 3K53.577 3 2.1360.22K t1.5計算模數(shù) md160.

27、22m2.32mmz126取 m2.5幾何尺寸計算分度圓直徑： d1mz12.5 2665mmd2mz22.554135mm中心距：ad1 d26513522100mm確定尺寬：精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝2KT1 u12b2.5Z E2d1uH222.13493972.0812.5189.86522.0851.74mm566.5圓整后取 b252mm, b157mm 。（3）按齒根彎曲疲勞強度校核由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限FE 1 500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限 380MPa。FE 2由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命 K FN 1 0.89

28、, K FN 20.93。計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S1.4F 1K FN 1FE 10.89 500317.86M P aS1.4KFN 20.93 500F 2FE 2S1.4252.43M P a計算載荷系數(shù)KK AK K F K F1.251.211.372.055查取齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5查得YFa 12.6YFa 22.304YSa 11.595YSa 21.712校核彎曲強度根據(jù)彎曲強度條件公式2KT1 Y Y 進行校核Fbd1m F a SaFF12KT1 YFa1 YSa122.055493972.61.59599.64M P aF1bd1m526

29、52.5F22KT1 YFa 2 YSa222.055493972.31.71294.61M P aF2bd1m52652.5所以滿足彎曲強度，所選參數(shù)合適。精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝10-7 某齒輪減速器的斜齒輪圓柱齒輪傳動，已知n1750 r min ，兩齒輪的齒數(shù)為z124, z2108, 9 22' , mn6mm, b160 mm ，8 級精度，小齒輪材料為 38SiMnMo（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料為45 鋼（調(diào)質(zhì)），壽命 20 年（設(shè)每年 300 工作日），每日兩班制，小齒輪相對其軸的支承為對稱布置，試計算該齒輪傳動所能傳遞的功率。解 （1）齒輪材料硬度查

30、表 10-1 ，根據(jù)小齒輪 材料為 38SiMnMo （調(diào) 質(zhì)），小齒輪硬 度217269HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），大齒輪硬度 217255 HBS（2）按齒面接觸疲勞硬度計算d d13u2HT1u 1ZH ZE2K計算小齒輪的分度圓直徑z1mn24 6145.95mmd1cos cos9 22'計算齒寬系數(shù)b1601.096d145.95d1由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)Z E1189.8MPa 2 ，由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) ZH 2.47 由 圖10-21d 按 齒 面 硬 度 查 得 小 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強 度 極 限H lim 1730

31、MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限H lim 2550MPa。齒數(shù)比z21084.5u24z1計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1 jL h6075013002025.4 10 8精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝N15.41088N 24.51.2 10u由圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)計算接觸疲勞許用應(yīng)力K HN 11.04, K HN 21.1取失效概率為 1% ，安全系數(shù) S1K1.04730759.2MPaHN 1H lim 1H 1S1KHN 2550H 2H lim 21.1605M P aS1由圖 10-26 查得 10.75,20.88, 則 1 2 1.63計算齒輪的圓周速度d1n13.14145.9575010006010005.729 m s60計算尺寬與齒高之比 bhmntd1 cos 145.95cos9 22'z1266mmh2.25mnt2.25613.5mmb16011.85h13.5計算載荷系數(shù)根據(jù) 5.729 m s ，8 級精度，查圖10-8 得動載荷系數(shù) Kv1.22由表 10-3，查得 K HK F1.4按輕微沖擊，由表