机械设计习题解答1

机械设计习题解答机械设计习题解答机械设计某材料的对称弯曲循环疲劳极限 。取循环基数,，试求循环次数分别为0 0次时的有限寿命弯曲疲劳极限。解公式已知材料的力学性能为, ,a试绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线。解根据所给的条件， 和 试件受循环弯曲应力材料常数 ，可得上式可得。三点、和，可绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线如下。TOC\o"1-5"\h\z一圆轴的轴肩尺寸为： ， ， 。材料为r其强度极限 ,屈服极限 ,试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数。解 ,所以，查教科书附表 得，。查教科书附图 得，故有图 所示的底板螺栓组连接受外力的作用，外力作用在包含轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析螺栓组的受力情况，判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？解将底板螺栓组连接受外力力等效转化到底板面上，可知底板受轴向力s横向力和绕的倾斜力矩TOC\o"1-5"\h\zn从图可看出 。底板最左侧的两个螺栓受拉力最大，应验算该螺栓的拉伸强度，要求拉应力。底板最右侧边缘的最大挤压力，要求挤压应力 a底板最左侧边缘的最小挤压力，要求最小挤压应力 a应验算底板在横向力作用下不发生滑移，要求摩擦力o已知一托架的边板用个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为，大小为 的载荷作用。现有如图 所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径较小？为什么?解将螺栓组受力 向螺栓组对称中心等效，受剪力0转矩0设剪力 分在各螺栓上的力为i转矩分在各螺栓上的力为j螺栓组按图 布置，有图可知，最右边的螺栓受力最大，且为螺栓组按图 布置，有教科书式，可得图可知，右边两个螺栓受力最大，且为以上数值可以得出 F采用图 的布置形式所用的螺栓直径较小。图所示为一气缸盖螺栓组连接。已知气缸内的工作压力 ，缸盖与缸体均为钢制，直径 m0上、下凸缘均为 ，试设计此连接。解确定螺栓数和直径1查教科书表 得螺栓间距 7取则螺栓间距螺栓直径为： 2按照系列标准取选择螺栓性能等级按表 选取螺栓性能等级为，则螺栓材料的屈服极限。计算螺栓上的载荷作用在气缸上的最大压力和单个螺栓上的工作载荷按教科书8对于有密封要求的连接，残余预紧力，取。根据公式计算螺栓的总载荷为：材料的许用应力按不控制预紧力的情况确定安全系数，查教科书表1取安全系数5许用应力验算螺栓的强度查手册，螺栓的大径，小径 ，取螺栓的长度，根据公式螺栓的计算应力为：满足强度条件。螺栓的标记28螺栓数量个。胀套串联使用时，为何要引入额定载荷系数？为什么型胀套和型胀套的额定载荷系数有明显的差别？解胀套串联使用时，于各胀套的胀紧程度不同，致使各胀套的承载能力不同，所以，计算时引入额定载荷系数型胀套串联使用时，右边胀套轴向夹紧力受左边胀套的摩擦力的影响，使得左边胀套和右边胀套的胀紧程度有明显的差别，型胀套串联的额定载荷系数较小。型胀套串联使用时，右边胀套和左边胀套分别自行胀紧，使得左边胀套和右边胀套的胀紧程度只有较小的差别，因此，型胀套串联的额定载荷系数较大。图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相连接。试选择两处键的类型及尺寸，并校核其连接强度。已知：轴的材料为钢，传递的转矩m齿轮用锻钢制成，半联轴器用灰口铸铁制成，工作时有轻微冲击。解确定联轴器段的键图，凸缘半联轴器与减速器的低速轴相连接，选型平键。轴径 ，查教科书表 得所用键的剖面尺寸为, 。轮毂的长度确定键的长度，可取 0教科书表 取键的长度 0键的标记：键6键的工作长度为：键与轮毂的接触高度为： 6根据联轴器材料为灰口铸铁，载荷有轻微的冲击，查教科书表,去许用挤压应力M：键、轴、轮毂材料最弱的许用挤压应力,根据普通平键连接的强度计算公式。其挤压强度为满足挤压强度。确定齿轮段的键机械设计习题解答机械设计某材料的对称弯曲循环疲劳极限 ，取循环基数,，试求循环次数分别为、 、次时的有限寿命弯曲疲劳极限。解公式已知材料的力学性能

为曲线。为曲线。，，试绘制此材料的简化等寿命疲劳解根据所给的条件， 和 试件受循环弯曲应力材料常数 0可得上式可得。三点1和，可绘制此材料的简化等寿命疲劳曲线如下。一圆轴的轴肩尺寸为： ， ， 。材料为r其强度极限 ，屈服极限 ，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数。解 ,所以，查教科书附表得，。查教科书附图得。故有图所示的底板螺栓组连接受外力的作用，外力作用在包含轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析螺栓组的受力情况，判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？解将底板螺栓组连接受外力力等效转化到底板面上，可知底板受轴向力 s横向力和绕的倾斜力矩n从图可看出 。底板最左侧的两个螺栓受拉力最大，应验算该螺栓的拉伸强度，要求拉应力。底板最右侧边缘的最大挤压力，要求挤压应力 a底板最左侧边缘的最小挤压力，要求最小挤压应力a应验算底板在横向力作用下不发生滑移，要求摩擦力o已知一托架的边板用个螺栓与相邻的机架相连接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为，大小为 的载荷作用。现有如图所示的两种螺栓布置形式，设采用铰制孔用螺栓连接，试问哪一种布置形式所用的螺栓直径较小？为什么？解将螺栓组受力 向螺栓组对称中心等效，受剪力，转矩0设剪力分在各螺栓上的力为i转矩分在各螺栓上的力为。螺栓组按图 布置，有图可知，最右边的螺栓受力最大，且为螺栓组按图 布置，有教科书式，可得图可知，右边两个螺栓受力最大，且为以上数值可以得出 F采用图 的布置形式所用的螺栓直径较小。图所示为一气缸盖螺栓组连接。已知气缸内的工作压力 ，缸盖与缸体均为钢制，直径 m0上、下凸缘均为 ，试设计此连接。解确定螺栓数和直径1查教科书表 得螺栓间距 7取6则螺栓间距螺栓直径为： ，按照系列标准取选择螺栓性能等级按表选取螺栓性能等级为，则螺栓材料的屈服极限计算螺栓上的载荷作用在气缸上的最大压力和单个螺栓上的工作载荷按教科书8对于有密封要求的连接，残余预紧力，取1根据公式计算螺栓的总载荷为：材料的许用应力按不控制预紧力的情况确定安全系数，查教科书表1取安全系数5许用应力验算螺栓的强度查手册，螺栓的大径，小径 ，取螺栓的长度，根据公式螺栓的计算应力为：满足强度条件。螺栓的标记为 X8螺栓数量个。胀套串联使用时，为何要引入额定载荷系数？为什么型胀套和型胀套的额定载荷系数有明显的差别？解胀套串联使用时，于各胀套的胀紧程度不同，致使各胀套的承载能力不同，所以，计算时引入额定载荷系数型胀套串联使用时，右边胀套轴向夹紧力受左边胀套的摩擦力的影响，使得左边胀套和右边胀套的胀紧程度有明显的差别，型胀套串联的额定载荷系数较小。型胀套串联使用时，右边胀套和左边胀套分别自行胀紧，使得左边胀套和右边胀套的胀紧程度只有较小的差别，因此，型胀套串联的额定载荷系数较大。图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相连接。试选择两处键的类型及尺寸，并校核其连接强度。已知：轴的材料为钢，传递的转矩，齿轮用锻钢制成，半联轴器用灰口铸铁制成，工作时有轻微冲击。解确定联轴器段的键图2凸缘半联轴器与减速器的低速轴相连接，选型平键。轴径 ，查教科书表 得所用键的剖面