机械设计第八版经典题答案.doc

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1、3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限，取循环基数，，试求循环次数N分别为7000、25000、620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。[解]3-2已知材料的力学性能为，，，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。[解]得，即根据点，，按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示5-5图5-49是由两块边板和一块承重板焊接的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相连接，托架所承受的最大载荷为20kN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？为什么？Q215，若用M6×40铰孔用螺

2、栓连接，已知螺栓机械性能等级为8.8，校核螺栓连接强度。[解]采用铰制孔用螺栓连接为宜因为托架所受的载荷有较大变动，铰制孔用螺栓连接能精确固定被连接件的相对位置，并能承受横向载荷，增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移，而普通螺栓连接靠结合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩，连接不牢靠。（1）确定M6×40的许用切应力[]由螺栓材料Q215，性能等级8.8，查表5-8，可知，查表5-10，可知（2）螺栓组受到剪力F和力矩（），设剪力F分在各个螺栓上的力为，转矩T分在各个螺栓上的分力为，

3、各螺栓轴线到螺栓组对称中心的距离为r,即由图可知，螺栓最大受力故M6×40的剪切强度不满足要求，不可靠。5-6已知一个托架的边板用6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250mm、大小为60kN的载荷作用。现有如图5-50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最小？为什么？[解]螺栓组受到剪力F和转矩，设剪力F分在各个螺栓上的力为，转矩T分在各个螺栓上的分力为（a）中各螺栓轴线到螺栓组中心的距离为r，即r=125mm由（a）图可知

4、，最左的螺栓受力最大（b）方案中由（b）图可知，螺栓受力最大为5-7图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为Q235钢，试设计此联接。5-8两块金属板用两个M12的普通螺栓联接。若接合面的摩擦系数f=0.3,螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。 5-9受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的

5、残余预紧力。5-10图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力P=0~1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径D1=350mm,D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm.试设计此联接。6-3在一直径的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮（如下图），轮毂宽度，工作时有轻微冲击。试确定平键的尺寸，并计算其允许传递的最大扭矩。[解]根据轴径，查表得所用键的剖面尺寸为，根据轮毂长度取键的公称长度键的标记键键的工作长度为键与轮毂键槽接触高度为根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，取许用挤压应力根据普通平键连接的强度条件公

6、式变形求得键连接传递的最大转矩为6-48-2V带传动传递效率，带速，紧边拉力是松边拉力的两倍，即，试求紧边拉力、有效拉力和初拉力。[解]8-38-4有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V带传动，电动机功率P=7kW，转速，减速器输入轴的转速，允许误差为，运输装置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。[解]（1）确定计算功率由表8-7查得工作情况系数，故（2）选择V带的带型根据、，由图8-11选用B型。（3）确定带轮的基准直径，并验算带速①由表8-6和8-8，取主动轮的基准直径②验算带速

7、③计算从动轮的基准直径（4）确定V带的中心距和基准长度①由式，初定中心距。②计算带所需的基准长度由表8-2选带的基准长度③实际中心距中心距的变化范围为。（5）验算小带轮上的包角故包角合适。（6）计算带的根数①计算单根V带的额定功率由，查表8-4a得根据查表8-5得，表8-2得，于是②计算V带的根数取3根。（7）计算单根V带的初拉力的最小值由表8-3得B型带的单位长度质量，所以（8）计算压轴力（9）带轮结构设计（略）10-1试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示各力的作用位置及方向）。[解

8、]受力图如下图：10-6设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知，寿命，小齿轮相对其轴的支承为不对称布置，并画出大齿轮的机构图。[解](1)选择齿轮类型、精度等级、材料①选用直齿圆柱齿轮传动。②铣床为一般机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。③材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40H