(完整版)机械设计基础课后习题答案.2382

--#-2）单个螺栓的最大轴向工作载荷F：「七 3.927x105F=_0_= N=16362.52Z24题11-5图计算螺栓的总拉力F0F=F",F=1.8F,F=2.8F=2.8x16362.5N=45815N0计算螺栓直径:«X.X mm=25.139mm\兀x120查GB196—81，取M30(d=26.211mm>25.139mm)校核螺栓疲劳强度:TOC\o"1-5"\h\zC 2Fee2X16362.5 „]b= 1 • =0.8x MPa=12.13MPavla」=20MPaaC,Cnd2 兀X26.2112 a1 2 1故螺栓满足疲劳强度要求。校核螺栓间距：实际螺栓间距为nDnxnDnx65024mm=85.1mm<4.5d=4.5x30mm=135mm故螺栓间距满足联接的气密性要求。

第十四章机械系统动力学14-11、在图14-19中，行星轮系各轮齿数为z、z、z，其质心与轮心重合，又齿轮1、2 32对质心O、O的转动惯量为J、J，系杆H对的转动惯量为J，齿轮2的质量为m，现以1 2 1 2 H 2齿轮1为等效构件，求该轮系的等效转动惯量J。V

TOC\o"1-5"\h\z” ① ① ① €解：J,J(—02+J(—)2+J(-H)2+m(~_)2€ 1① 2①H① 2①T,1①z(z-z)—3-=—k_2 3—①z(z+z)1 2①z-H,1——①z+z1 3€ OO~—,―1_z①z+z11 3 z(z-z) z、 ,OO、J,J+J( _2 )2+J(——1—)2+m(—z)2€ 1 2z(z+z)Hz+z 2z+z13 1 2 1 3 1 314-12、机器主轴的角速度值…(rad)从降到时…(rad)，飞轮放出的功W(N.m)，求飞轮1 2 的转动惯量。解：盼，卩maxMd中，1J(①一①)虹€ 2F1 2min, 2WJ， F①2—①21 214-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应，以曲柄和连杆所组成的转动副A的 中心为等效力的作用点，等效阻力变化曲线F-S如图14-22所示。等效驱动力F为常数，€cA €a等效构件(曲柄)的平均角速度值…,25rad/s，不均匀系数5,0.02，曲柄长度l,0.5m，m OA(a)W与时间关系图v解：稳定运动循环过程W，W€a €cfx4ni，f(ni+ni)

va OAvcOA2OAF，30NMva，15N・mvaWy=25N・m” 25n, =6.28kg・m2F252X0.0222.5n 15n12.5n (b)、能量指示图 14-17、图14-24中各轮齿数为z、1 z,3z，轮1为主动轮，在轮1上加力矩M,常数。1 1作用在轮2上的阻力距地变化为当OV(P时，M=M=常数；当n<(p<2n时，M=Q,两轮对各自中心的转动惯量为TOC\o"1-5"\h\z2 r2 2 rJ、J。轮的平均角速度值为0。若不均匀系数为8,贝0：(1)画出以轮1为等效构件的等1 2 m效力矩曲线M-cp；(2)求出最大盈亏功；(3)求飞轮的转动惯量丿。v F图14-24习题14-17图解：齿轮1为等效构件。因为z=3z,所以，€转过2兀时，€应转过6兀。2 12 1即，齿轮1的周期€为6”。有：1M=M%=M=常数va 1① 11(0<€ 6”)1M=M=M"=1Mvc2① rZ321 2(0<€<3”)1① 八M=M—2==0vc r①1(3”<€<6”)1M为分段函数，等效到轮1后M-€如图所示。r vc1•.J6KMd€=0o v1.•.J6”Md€-1J6”Md€=00 113or1故有Mx6”=1xMx3”，* 1即M=—M1 3 21 6 2由M=M-1Mv 1 3r・•・M=-1M(0<€<3”)v621

M如图所示1故最大盈亏功：W故最大盈亏功：W=3兀X1M6=—M轮1上的等效转动惯量J轮1上的等效转动惯量J:—1飞轮的转动惯量J:2to2OmmmmMM-,图vc1

能量指示图TOC\o"1-5"\h\z14.-19图14-26所示回转构件的各偏心质量m=100g、m=150g、m=200g、m=lOOg,它们的质心至转动轴线的距离分别为12 3 4r—400mm、r-r-300mm、r-200mm,各偏心轮质量所在平面间的距离为1 2 4 32 ,各偏心质量的方位角a=120。、a=60。、a=90。。如加在平衡面和中12 2 4 12 23 34的平衡质量m，及m”的质心至转动轴线的距离分别为f和r”,且r,=r,f=500mm,试求的大小及方位。解：在尸平面内:1）、F',F'+F'sin30。=!x40000—40000=-迎皿3 12 3 6，， 70000g,mrcos以= =500mcos以6, 7000070mcos€= =—3000 32）、f。'‘2）、f30000x豆=500m'sin€2msin€‘=30x/3tan€'=3003=、得：€'=65.82。T30寸3sin65.82。=56.96g所以：以r逆时针3€'=65.82。、m'=56.96g解：在T〃平面内:2 21） 、由尸〃=_F=—x400003333F"=1F=1x450002323負厂〃厂〃 80000450001得：F+Fcos60°= + x=34167TOC\o"1-5"\h\z3 2 3 3 2又由500m〃cos€〃=34167得：m'cos€n=68.332） 、F+500m"sina"=F"sin60°4 230000+500m〃sina"=-x45000x2=45000長3 2 6500m〃sina''=-17009.6msina''=-34.02-34.02tana"= 得:a"=36.47°68.33m"=76.33g所以:：顺时针方向,a〃=36.47。、m"=76.33g3第十六章轴 16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处的直径d=65mm,齿轮轮毂长85mm，齿轮和轴的材料均为45钢。齿轮分度圆直径为d=300mm，所受圆周力F=8000N，0 t载荷有轻微冲击。试选择该处平键的尺寸。如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能传递的转矩T有多大？解：普通平键的挤压强度条件为4T「无，[€]dhlp45号钢在轻微冲击下的[€]解：普通平键的挤压强度条件为4T「无，[€]dhlp45号钢在轻微冲击下的[€]=100〜120MPa,p取[€]=110MPapT=F•幻=8000x0-=1200，2 24T4x1200…小

= = ,110x106dhl0.065hl4800则有：€=6.71mm2hl„0.065x110x106又、l<2.5d=2.5x0.065=162.5mmh„617=4mm162.5查表6-可选 140mm11mm1mm如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能承受的最大挤压力为€'5060取€]600则由€'4-得：dhl二——€]411x140x10-6x65x10-x60x106m4=1501.5Nm16-14、已知一传动轴所传递的功率N=16kW,转速n=720r/min,材料为Q275钢。求该传动轴所需的最小直径。解：当传动轴传递的功率为N=16kW时，其扭转强度条件为PT9550x103-

T=丄〜 nW 0.2d3T 9550x103x0.2x[t]*其中P=16kW,n=720r/min.A=118d„118x72)=33.18mm16-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴的示意图。有关尺寸如图所示。轴承宽度为20mm齿轮宽度为50mm分度圆直径为20mm，传递的功率为N=5.5kW，转速n=300r/min。试按弯扭合成强度计算轴的直径并绘出轴的结构图。

解：(1)作计算简图并求支反力r9549x5J=54-， ,175.065Mm:冋国亠厂2000^2000x175.065 項圆周力F, = =175\Ntd 200径向力F,Ftana,1751xtan20°，637NrtT=176.065M,0F,F,F,875.5NA Ax Bx