機(jī)械設(shè)計第13、15章作業(yè)解答1

1、円南列總火機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答- - -第十三章滾動軸承三、分析與思考題1326滾動軸承共分幾大類型？寫出它們的類型代號及名稱，并說明各類軸承受何種載荷（徑向或軸向）。答：1327為什么30000型和70000型軸承常成對使用？成對使用時,什么叫正裝及反裝？什么叫“面對面”及“背靠背”安裝？試比較正裝及反裝的特點(diǎn)。答:30000型和70000型軸承只能承受單方向的軸向力，成對安裝時才能承受雙向軸向力。同時這兩類軸承的公稱接觸角a大于零，承受徑向載荷時會產(chǎn)生內(nèi)部軸向力，為避免軸在內(nèi)部軸向力作用下產(chǎn)生軸向移動，30000型和70000型軸承通常應(yīng)成對使用。正裝和反裝是對軸的兩個支承而言，兩個支承上的

2、軸承外套圈薄邊相對（大口徑）安裝叫正裝，外套圈厚邊相對（小口徑）安裝叫反裝?！懊鎸γ妗焙汀氨晨勘场卑惭b是對軸的一個支承而言，一個支承上的兩個軸承大口徑相對為“面對面”安裝，小口徑相對為“背靠背”安裝。正裝：軸熱伸長可能會使軸承卡死；反裝：軸熱伸長會使受載滾動體個數(shù)減少。1328滾動軸承的壽命與基本額定壽命有何區(qū)別？按公式L=（C/P龍計算出的L是什么含義？答：軸承的壽命是指出現(xiàn)點(diǎn)蝕前的壽命（轉(zhuǎn)速）是一般概念的壽命。在一批軸承中，各個軸承的壽命離散性很大。而基本額定壽命是指對于點(diǎn)蝕失效具有90%可靠度的壽命。是一個特定意義的壽命。L=（C/P）中的L為軸承的基本額定壽命，單位為106轉(zhuǎn)。1329

3、滾動軸承基本額定動載荷C的含義是什么？當(dāng)滾動軸承上作用的當(dāng)量動載荷不超過C值時，軸承是否就不會發(fā)生點(diǎn)蝕破壞？為什么？答：C的含義見教材。當(dāng)PF,d1ad2班級成績姓名任課教師學(xué)號批改日期軸承2壓緊，軸承1放松F二F二3908N,F二F+F二8908Na1d1a2d1aF3908=0.287e,F22100r2P21pr1=f(xF+yF)=(1.2-1.8)(0.4x22100+1.74x8908)=(29208-43812)Npr2a2P2PL=1h106(C)r60n(P丿2y10310616200060 x720J29208-43812丿103=(6987-1809)h1342如圖所示，

4、安裝有兩個斜齒圓柱齒輪的轉(zhuǎn)軸由一對代號為7210AC的軸承支承。已知兩齒輪上的軸向分力分別為F=3000N,F=5000N,方向如圖。軸承所受徑向載荷F=8600N,F=12500汕aelae2r1r2求兩軸承的軸向力FF2；當(dāng)量動載荷PP2。a1a2r1r2解：由機(jī)設(shè)表13-7知：F=0.68Fdr由機(jī)設(shè)課程設(shè)計查得7210AC軸承：1x=0.41,y=0.87,e=0.68C=31.5KN,C=25.2KNrFae1*Fd1Fd2二0.68x8600二5848N,二0.68x12500二8500N,Fd1方向如圖示,IFae2題1342圖/Fd1+F=8848Ne，P=f(xF+yF)=(

5、1.01.2)(0.41x86r1Pr1a1班級成績00姓08名x10500)(1266任課教師3N學(xué)號V-/丄丄丄批改日期卩上V円南列總火機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答円南列總火機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答- - #-TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark50 F8500068/a2=0.68=e, HYPERLINK l bookmark48 F12500P=fF=(1.01.2)x12500=(1250015000)Nr2Pr2F=900N；(3)F=1904N；(4)AA1343對7210AC軸承分別受徑向力F=8000N,F=5200N,軸上作用F力（方向如圖）。試求r1r2

6、A下列情況下各軸承的內(nèi)部軸向力Fd及軸向力F。（1）FA=2200N；（2）daAF=0N。A解：由機(jī)設(shè)表13-7知：F=0.68FdrF二0.68F二0.68x8000二5440N,d1r1F二0.68F二0.68x5200二3536N,d2r2F=2200N時：A/F+F二3536+2200二5736Fd2Ad1班級成績姓名任課教師學(xué)號批改日期軸承1“壓緊”軸承2“放松”，円南呦總允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答円南呦總允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答円南呦總允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答- - -VF二F+F二5736N,F二F二3536NTOC o 1-5 h zald2Aa2d2F=900N時：AF+F二3536+9

7、00二4436F軸承1“放松”軸承2“壓緊”d2Ad1.F二F二5440N,F二F-F二4540Nald1a2d1AF=1904N時：AF+F二3536+1904二5440二F軸承1和2的軸向力等于各自的內(nèi)部軸向力,d2Ad1F二F二5440N,F二F二3536Na1d1a2d2FA=0N時：軸承1和2的軸向力相等且等于兩內(nèi)部軸向力中的大值，AF二F二max(F,F)二F二5440Nala2d1d2d11344圓錐齒輪減速器輸入軸由一對代號為30206的圓錐滾子軸承支承，已知兩軸承外圈間距為72mm,錐齒輪平均分度圓直徑d=56.25mm齒面上的圓周力F=1240N,徑向力F=400N軸向力m

8、trF=240N,各力方向如圖所示。求軸承的當(dāng)量動載荷PP2。ar1r2解：由機(jī)設(shè)課程設(shè)計查得30206軸承:接觸角a=1402z10=14.036111,e=1.5tga=0.375,y=0.4ctga=1.6,x=0.4,a=14.*.L=72+2a=100,L1=64-a=50F-L+F-d/2=F-Lamr1=132.5Nr1HFr1HFr2H=F+F=532.5r1Hr/Fr1VFr2V=F/2=620N,t=F+F=1860Nr1VtF1%F2+F2=634Nr1Hr1Va721Fd2Fd1Fr164Fr1HFr2L1d/2m教師批改日期FFa-6-r1VF=.：F2+F2=193

9、5NTOC o 1-5 h zr2”r2Hr2V由機(jī)設(shè)表13-7知：F=F/(2y)drF二F/(2-y)二198Nd1r1題1344圖F二F/(2-y)二605Nd2r2F+F二438F二605d1ad2軸承1“壓緊”軸承2“放松”二F二605Nd2F二F-F二365N,FFa1Fr1a1d2aa2二(1.01.2)(0.4x634+1.6x365)二(8381005)N八篇二312盼P2二(10X1935二(19352322)N五、結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析題1345按要求在給出的結(jié)構(gòu)圖中填畫合適的軸承（圖中箭頭示意載荷方向）。班級成績姓名任課教師學(xué)號批改日期円南殲和允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答円南殲和允機(jī)械

10、設(shè)計作業(yè)集解答円雨殲總允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答- #- - -b）雙向固定支承C）游動支承d）游動支承廠單向囲定支承f）承受單向推丿J支承題1345圖1346圖示為采用一對反裝圓錐滾子軸承的小錐齒輪軸承組合結(jié)構(gòu)。指出結(jié)構(gòu)中的錯誤，加以改正并畫出軸向力的傳遞路線。題1346圖班級成績姓名任課教師學(xué)號批改日期円南列總火機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答円南列總火機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答- - -三、分析與思考題1523何為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸？自行車的前軸、中軸、后軸及踏板軸各是什么軸？答：工作中既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸、只受彎矩而不受扭矩的軸稱為心軸、只受扭矩而不受彎矩的軸稱為傳動軸。自行車的前軸、后軸屬于固定心軸

11、，踏板軸屬于轉(zhuǎn)動心軸；自行車的中軸屬于轉(zhuǎn)軸。1524試說明下面幾種軸材料的適用場合：Q235-A.45、lCrl8Ni、QT600-2、40CrNi。答：Q235-A用于不重要及受載不大的軸，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械中的軸；45廣泛應(yīng)用于各種軸，如減速器中的軸；1Cr18Ni用于高、低溫及腐蝕條件下的軸，如發(fā)動機(jī)凸輪軸；QT600-2用于制造復(fù)雜外形的軸，如發(fā)動機(jī)曲軸；40CrNi用于制造很重要的軸，如汽車、拖拉機(jī)變速箱中的軸。1525軸的強(qiáng)度計算方法有哪幾種？各適用于何種情況？答：1.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算，該方法適用于計算傳動軸或初步估計轉(zhuǎn)軸直徑；2按彎扭合成強(qiáng)度條件計算，該方法適用于校核計算一般

12、轉(zhuǎn)軸的疲勞強(qiáng)度；3按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核，該方法適用于精確校核計算重要軸的疲勞強(qiáng)度；4按靜強(qiáng)度條件進(jìn)行校核，該方法適用于計算瞬時過載很大、或應(yīng)力循環(huán)的不對稱性較為嚴(yán)重的軸的靜強(qiáng)度。1526按彎扭合成強(qiáng)度和按疲勞強(qiáng)度校核時，危險截面應(yīng)如何確定？確定危險截面時考慮的因素有何區(qū)別？答：按彎扭合成強(qiáng)度校核軸時，危險截面指的是計算應(yīng)力（綜合考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力）較大的一個或幾個截面，考慮的因素主要是軸上的彎矩、扭矩和軸徑；按疲勞強(qiáng)度校核軸時，確定危險截面時，既要考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的大小，還要考慮應(yīng)力集中和絕對尺寸等綜合因素的影響大小，確定一個或幾個截面，考慮的因素除了軸上的彎矩、扭矩和軸徑外，

13、還要考慮綜合影響系數(shù)的大小。1527為什么要進(jìn)行軸的靜強(qiáng)度校核計算？這時是否要考慮應(yīng)力集中等因素的影響？答：靜強(qiáng)度校核的目的在于評定軸對塑性變形的抵抗能力，這對那些瞬時過載很大、或應(yīng)力循環(huán)的不對稱性較為嚴(yán)重的軸是很必要的。軸的靜強(qiáng)度是根據(jù)軸上作用的最大瞬時載荷來校核的，這時不考慮應(yīng)力集中等因素的影響。換用強(qiáng)度高的好材料；減小應(yīng)力集中（增大過渡圓角半徑、對軸的表面進(jìn)行熱處理和硬化處理;改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)形狀；提高加工質(zhì)量等。1528經(jīng)校核發(fā)現(xiàn)軸的疲勞強(qiáng)度不符合要求時，在不增大軸徑的條件下，可采取哪些措施來提高軸的疲勞強(qiáng)度？答：可采取下列措施來提高軸的疲勞強(qiáng)度1.降低表面粗糙度、開設(shè)卸載槽）2.3.4.

14、1529何謂軸的臨界轉(zhuǎn)速？軸的彎曲振動臨班級成績姓名任課教師學(xué)號批改日期5.界轉(zhuǎn)速大小與哪些因素有關(guān)?1530什么叫剛性軸？什么叫撓性軸？設(shè)計高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸時，應(yīng)如何考慮軸的工作轉(zhuǎn)速范圍?四、設(shè)計計算題1531已知一傳動軸的材料為40Cr鋼調(diào)質(zhì)，傳遞功率P=12kW，轉(zhuǎn)速n=80r/min。試:（1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算軸的直徑；（2）按扭轉(zhuǎn)剛度計算軸的直徑（設(shè)軸的允許扭轉(zhuǎn)角卩A-3二（97112）-3二（51.559.5）mm0nA1809=5.733104-存=5.733104x81兀d一x9.55x106-4=B一8.1k叩n0其中：B=100-6881341=108.30一叩1532直徑d=7

15、5mm的實心軸與外徑d0=85mm的空心軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度相等，設(shè)兩軸材料相同，試求該空心軸的內(nèi)徑d1和減輕重量的百分比。TOC o 1-5 h zTT解：實心軸：Tt，空心軸：T=tWTW1T材料相同T=T,載荷相同T=T扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度相同時有：wT=wTd3d=id3d00兀兀h16d3=石d滬卩4),y1d=d4：1-(邑)3=85-4-1-(75)3=63.58mm1d4850兀兀-d2才叫-di2)d2-(d2-d2)切減輕重量的百分比為：=一=01=43.42%Sd241533圖示（a）、（b）為起重滑輪軸的兩種結(jié)構(gòu)方案。已知軸的材料為Q235鋼，取需用應(yīng)力q=75MPaJ=45MPa軸的直徑

16、均為d=40mm若起重量相同，Q=20KN,支承跨距相同（尺寸如圖），試分別校核其強(qiáng)度是否滿足要求。班級成績姓名任課教師學(xué)號批改日期g南列和允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答g南列和允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答- - -S30303030802020208020(b)Q/2WA向題1533圖解：M=Q/2x25=2.5x105Nmm,W-nd3/32=6283.19mm3轉(zhuǎn)動心軸：b固定心軸：b_MW6283.19-M-2.5X105=39.79=45MPa6283.19-1-2.5X105-39.79-75MPa01534圖示為一臺二級錐-柱齒輪減速器簡圖,輸入軸由左端看為逆時針轉(zhuǎn)動。已知F=5000N，F(xiàn)=16

17、90N，F(xiàn)=676N，t1r1alQ/21F1Q/2r2510025Q/2hM：aQ/21riQ/2F2510025Q/2M：班級成績姓名任課教師學(xué)號批改日期円南呦總允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答円南呦總允機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答d=120mm,d=300mm,F=10000N,F=3751N,F=2493N,d=150mm,l=l=60mm,l=120mm,mlm2t3r3a33132l=l=l=100mm，試畫出輸入軸的計算簡圖，計算軸的支反力，畫出軸的彎扭圖合扭矩圖，并將456計算結(jié)果標(biāo)在圖中。a4X.FniArq4i*Fa3-JH打niT：血平囪解:.FrAHFrBHFrAVFrBVFrAFFrAFr

18、AHFrAVkFFtiMh40560Nmmd12mi,FrBHFtiFrBVb)題1534圖d-l+Fm1=F-1,F=2a22r13r1=FF=2197NrAHr160840Nmm-000)NmmJ06107Nmm405601300000NmimMyJmm1690 x60676x120/2_勸Nl=Fl，二F=5000X60=2500N2t13rAV120=F+F=7500Nt1rAV120=IF2+F2=：5072+25002=2550NrAHrAV=、:F2+F221972+75002=7815NrBHrBVLt12班級成績姓名任課教師1535根據(jù)題1534的已知條件，試畫出中學(xué)號批改旦駅1M00NmmrB-14-FrCFa2FrD円南列總火機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答円南列總火機(jī)械設(shè)計作業(yè)集解答- - -FCHFCHd)Fm2F(1+1)+F1a22r256r361690 x150+676x200+2493x75-3751x100=669NFDH300=F+F-F=669+3751676=3744NCHr3r2FCVFDVF-(1+1)+F5000 x200+10000 x100=t256仔=6667N1+1+1456=F+F-F=5000+10000-6667=8333N1213CV300FrC:.