濮良贵机械设计第九版第十章答案

第十章齿轮传动

习题答案

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] 受力图如下图：

补充题：如图（b ），已知标准锥齿轮mm N 1042,3.0,50,20,5521??=====T Φz z m R ，

标准斜齿轮

24,63==z m n ，若中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消，β应为多少？并计算2、

3齿轮各分力大小。 [解]（1）齿轮2的轴向力：

()22

2

222222sin tan 5.012sin tan 2sin tan δαz Φm T δαdm T δαF F R t a -==

= 齿轮3的轴向力：

βz m T ββz m T βd T βF F n n t a sin 2tan cos 2tan 2tan 33333333=???

?

??==

= 3232,20,T T αF F a a =?==

()βz m T δαz Φm T n R sin 2sin tan 5.0123

3222

=-∴

即()2

2

35.01sin tan sin z Φm δαz m βR n -=

由5.220

50tan 122===

z z δ 928.0sin 2=∴δ371.0cos 2=δ ()()2289.050

3.05.015928

.020tan 2465.01sin tan sin 223=??-?????=-=

∴z Φm δαz m βR n

即?=231.13β （2）齿轮2所受各力：

()() 3.765kN N 10765.350

3.05.01510425.012235

22222=?=??-???=-==z Φm T dm T F R t

0.508kN

N 10508.0371.020tan 10765.3cos tan 33222=?=????==δαF F t r kN 272.1N 10272.1928.020tan 10765.3sin tan 33222=?=????==δαF F t a

kN 420cos 10765.3cos 3

22=?

?==αF F t n

齿轮3所受各力：

kN 408.5N 10408.5231.13cos 24

61042cos 2cos 2235

3232333=?=????==???

? ??==βz m T βz m T d T F n n t

kN 022.2N 10022.2321.12cos 20tan 10408.5cos tan 3333=?=?

?

??==βαF F n t r

kN 272.1N 10272.1321.12cos 20tan 10408.5tan 10408.5tan 333

33=?=?

?

????==βF F t a

kN 889.5N 10889.5321.12cos 20cos 10765.3cos cos 33

33=?=?

??==βαF F n t n

10-6设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知54,26min,r 1450,kW 5.72111====z z n P ，寿命h 12000=h L ，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40HBS 。

（2）按齿面接触强度设计

[]32

11t 132.2???

?

???+?≥H E d ζZ u u ΦKT d 1）确定公式中的各计算值

①试选载荷系数.51t =K ②计算小齿轮传递的力矩

mm N 493971450

5.7105.95105.95511

51?=??=?=n P T

③小齿轮作不对称布置，查表10-7，选取0.1=d Φ

④由表10-6查得材料的弹性影响系数2

18.189=E Z

⑤由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa 6001lim =H ζ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa 5502lim =H ζ。 ⑥齿数比 08.226

5412===

z z u ⑦计算应力循环次数

91110044.112000114506060?=???==h jL n N

99

1210502.008

.210044.1?=?==u N N

⑧由图10-19取接触疲劳寿命系数 0.1,98.021==H N H N K K ⑨计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%，安全系数1=S

[]MPa 588160098.01lim 11=?==S ζK ζH HN H []MPa 5.5661

55003.12lim 22

=?==S ζK ζH HN H

2）计算

①计算小齿轮分度圆直径1t d ，代入[]H ζ中较小值

[]mm 577.535.5668.18908.2108.21493975.132.2132.232

32

11t =??

? ???+??=???? ???+?≥H E d ζZ u u ΦKT d ②计算圆周速度ν

m 066.41000

601450577.5314.310006011t =???=?π=

n d ν

③计算尺宽b

mm 577.53577.5311t =?==d Φb d

④计算尺宽与齿高之比h

b

mm 061.226

577

.5311t ===

z d m t

mm 636.4061.225.225.2=?==t m h

56.11636

.4577.53==h b ⑤计算载荷系数

根据m 066.4=ν，7级精度，查图10-8得动载荷系数2.1=v K 直齿轮，1==ααF H K K

由表10-2查得使用系数25.1=A K 由表10-4用插值法查得420.1=H βK

由56.11=h

b ，420.1=H βK ，查图10-13得37.1=F βK 故载荷系数13.2420.112.125.1=???==βαH H v A K K K K K ⑥按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径

22.605

.113.2577.5333

1t 1=?==t K K d d ⑦计算模数m

mm 32.226

22.6011===

z d m 取5.2=m ⑧几何尺寸计算

分度圆直径：mm 65265.211=?==mz d

mm 135545.222=?==mz d

中心距：mm 1002

135

65221=+=+=d d a 确定尺宽：

[]mm

74.515.5668.1895.208.2108.2654939713.225.2122

2

2

211=??? ????+???=????

???+?≥H E ζZ u u d KT b 圆整后取mm 57mm,5212==b b 。

（3）按齿根弯曲疲劳强度校核

①由图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa 5001=FE ζ；大齿轮的弯曲疲

劳强度极限MPa 3802=FE ζ。

②由图10-18取弯曲疲劳寿命93.0,89.021==FN FN K K 。 ③计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数4.1=S

[]MPa 86.3174

.150089.0111=?==S

ζK ζFE FN F

[]MPa 43.2524

.150093.02

22=?==S

ζK ζFE FN F

④计算载荷系数

055.237.112.125.1=???==βανF F A K K K K K

⑤查取齿形系数及应力校正系数 由表10-5查得 6.21

=a F Y 304.22

=a F Y

595.11=a S Y 712.12=a S Y

⑥校核弯曲强度

根据弯曲强度条件公式 []F S F F ζY Y m

bd KT ζa a ≤=

11

2进行校核 []111MPa 64.99595.16.25.2655249397

055.222111F S F F ζY Y m bd KT ζa a ≤=??????==

[]211MPa 61.94712.13.25

.2655249397

055.222222F S F F ζY Y m bd KT ζa a ≤=??????==

所以满足弯曲强度，所选参数合适。

10-7某齿轮减速器的斜齿轮圆柱齿轮传动，已知min r 7501=n ，两齿轮的齿数为mm mm,6,'229,108,2421160b m βz z n ==?===，

8级精度，小齿轮材料为38SiMnMo （调质），大齿轮材料为45钢（调质），寿命20年（设每年300工作日），每日两班

制，小齿轮相对其轴的支承为对称布置，试计算该齿轮传动所能传递的功率。 [解] （1）齿轮材料硬度

查表10-1，根据小齿轮材料为38SiMnMo （调质），小齿轮硬度217~269HBS ，大

齿轮材料为45钢（调质），大齿轮硬度217~255 HBS

（2）按齿面接触疲劳硬度计算

[]2

31

112???

?

???+?≤αE

H H d Z Z ζu u K d εΦT ①计算小齿轮的分度圆直径

mm 95.145'

229cos 6

24cos 11=??==

βm z d n ②计算齿宽系数

096.195

.1451601===

d b Φd ③由表10-6查得材料的弹性影响系数 2

1MPa 8.189=E Z ，由图10-30选取区域系数47.2=H Z

④由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa 7301lim =H ζ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa 5502lim =H ζ。 ⑤齿数比 5.424

10812===

z z u ⑥计算应力循环次数

811104.522030017506060?=?????==h jL n N

88

12102.15

.4104.5?=?==u N N

⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数 1.1,04.121==H N H N K K ⑧计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%，安全系数1=S

[]MPa 2.759173004.11lim 11=?==S ζK ζH HN H []MPa 6051

5501.12lim 22

=?==S ζK ζH HN H

⑨由图10-26查得63.1,88.0,75.02121=+===αααααεεεεε则 ⑩计算齿轮的圆周速度

m 729.51000

6075095.14514.310006011=???=?π=

n d ν

计算尺宽与齿高之比h

b

mm 626

'

229cos 95.145cos 11=??==

z βd m nt mm 5.13625.225.2=?==nt m h

85.115

.13160==h b 计算载荷系数

根据m 729.5=ν，8级精度，查图10-8得动载荷系数22.1=v K 由表10-3，查得4.1==ααF H K K

按轻微冲击，由表10-2查得使用系数25.1=A K 由表10-4查得380.1=H βK {按d Φ=1查得} 由85.11=h

b ，380.1=H βK ，查图10-13得33.1=F βK

故载荷系数946.2380.14.122.125.1=???==βαH H v A K K K K K 由接触强度确定的最大转矩

[][]}{N

096.12844648.18947.260515.45.4946.2295.14563.1096.1,min 122

32

213

1

1=??

? ????+????=???

?

???+?≤

αE H H H d Z Z ζζu u K d εΦT

（3）按弯曲强度计算

[]Sa

Fa F βn d Y Y ζKY m d εΦT ?≤α2211

①计算载荷系数 840.233.14.122.125.1=???==βανF F A K K K K K ②计算纵向重合度 380.1'229tan 24096.1318.0tan 318.01=????==βz Φεd β ③由图10-28查得螺旋角影响系数 92.0=βY ④计算当量齿数

()99.24'229cos 24

cos 33

11=?==

βz z v ()3.112'229cos 108

cos 321=?==

βz z v ⑤查取齿形系数Fa Y 及应力校正系数Sa Y 由表10-5查得62.21=Fa Y 17.22=Fa Y

59.11=Sa Y 80.12=Sa Y

⑥由图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa 5201=FE ζ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa 4302=FE ζ。

⑦由图10-18取弯曲疲劳寿命90.0,88.021==FN FN K K 。 ⑧计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数4.1=S

[]MPa 07.3055.1520

88.01

11=?=

=S ζK ζFE FN F

[]MPa 2585

.143090.0222

=?==S ζK ζFE FN F

⑨计算大、小齿轮的

[]Sa

Fa F Y Y ζ，并加以比较

[]23.7359

.162.207

.3051

11

=?=

Sa Fa F Y Y ζ

[]05.6680

.117.2258

2

22

=?=

Sa Fa F Y Y ζ

取

[]

[][]05.66,min 222111=????

??=Sa Fa F Sa Fa F Sa Fa F Y Y ζY Y ζY Y ζ

⑩由弯曲强度确定的最大转矩

[]mm N 309.288598605.6692

.0840.22695.14563.1096.122211?=??????=?≤αSa Fa F βn d Y Y ζKY m d εΦT

（4）齿轮传动的功率

取由接触强度和弯曲强度确定的最大转矩中的最小值

即N 096.1284464

1=T kW 87.10010

55.9750096.12844641055.96

611=??=?=

∴n T P

机械设计_答案_彭文生第十章__齿轮传动

题10-5 在图示的直齿圆柱齿轮传动中,齿轮1为主动齿轮,齿轮2为中间齿轮,齿轮 3为从动齿轮。已知齿轮3所受的扭矩m N 983?=T ,其转速n 3=180r/min,Z 3=45,Z 2=25, Z 1=22,m=4mm 。假设齿轮啮合效率及轴承效率均为1,试求: （1） 啮合传动时,作用在各齿轮上的圆周力F t 和径向力F r ,并将各力及齿轮转向标于图上； （2）说明中间齿轮2在啮合时的应力性质和强度计算时应注意的问题； （3）若把齿轮2作为主动齿轮,则在啮合传动时其应力性质有何变化,其强度计算与前面有何不同? 解答: 1．m N 444.54m N 452598323323 2?=??=?==z z T d d T T ； m N 911.47m N 2522444.542 12212 1?=??=?==z z T d d T T N 9.1088N 224911 .472000200020001 11112=??=== =mz T d T F F t t N 3.39620tan tan 01112====t t r r F F F F α N 8.1158N 20cos 9.1088cos 0 1 12=== =αt n n F F F ； 由齿轮2受力平衡条件得： N 9.1088,N 3.3962'22'2====t t r r F F F F ； 3r F 与'2r F ,3t F 与'2t F 是作用力与反作用力的关系, ∴3r F ='2r F ,3t F ='2t F 2．齿轮2在啮合传动时,齿轮根部弯曲应力:对称循环,双向受载。齿面接触应力:脉动循环。在校核弯曲强度时，应将齿根弯曲疲劳极限值乘以0.7。 3．若齿轮2为主动,则其弯曲应力和接触应力都为脉动循环,但2轮每转一周时，轮齿同侧齿面啮合次数为2，则其应力循环次数增加2倍。 题10-5图 题解10-5图 题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角1β的旋向已给出。 （1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角β的旋向,并画出各轮轴向力 、径向力及圆周力的方向。 （2） 若已知第一级齿轮的参数为:Z 1=19,Z 2=85,m n =5mm,020=n α,a=265mm, 轮1的传

机械设计第十章 连接 课后习题答案

第十章 连接 10-1解: 因此平键联接处于轴端，故选用C 型平键，轮毂宽度L ′=120mm ，齿轮、轴、键都采用钢材，查表11-8[σp ]=110 MPa 。查机械设计手册得 b =22mm ，h =14mm ，取L =110mm ， l =L －b /2=110－22/2=99mm ，k ≈h /2=7mm ， 由式（10-5a ）可得所选平键传递的最大转矩为 所选平键的标记为：键22×110 GB/T1097—2003 10-2解: 因此平键联接适应正反转，故选用A 型平键，齿轮、轴、键都采用钢材，考虑正反转，查表10-8[σp ]=90 MPa 。查机械设计手册得 b =22mm ，h =14mm ，取L =110mm ， l =L －b /2=110－22/2=99mm ，k ≈h /2=7mm ， 由式（10-5a ）可得所选平键传递的最大转矩为 所选平键的标记为：键22×110 GB/T1097—2003 10-3答：联轴器和离合器主要用于联结两轴（有时也实现轴与其他回转零件的联结），使它们一起转动以传递运动和转矩。在机器工作时，联轴器能保持两轴的接合状态，而离合器却可随时完成两轴的接合和分离。 10-4 答：联轴器能保持两轴的接合状态，而离合器却可随时完成两轴的接合和分离。 10-5 答：见表10-1。 10-6 解：因为轴的转速较高，启动频繁，载荷有变化，宜选用缓冲性较好，同时具有可移动性的弹性套柱销联轴器。 联轴器传递的转矩：960 5.795509550?==n P T ＝74.6（N ·m ） 查表10-2取工作情况系数7.1=A K 。 联轴器的计算转矩 ：T K T A c =＝1.7×74.6＝126.8（N ·m ） 根据工作条件和配合轴径d 1，d 2，查手册选用弹性套柱销联轴器：82 4282 386??JB YA TL （GB4323－84）， 其公称转矩为250 N ·m 10-7答：螺纹联接预紧的目的是使联接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用，防止受载后被联接件间出现缝隙或相对滑动，增强联接的可靠性和紧密性。过大的预紧力会使螺栓在装配或偶尔过载时断裂，所以在重要联接中要控制预紧力大小。 10-8答：螺纹联接在装配时绝大多数必须拧紧，但过大的预紧力会使螺栓在装配或偶尔过载时断裂，加套筒拧紧的方法会使预紧力过大而使螺栓联接失效。 10-9 答：常用的防松方法有摩擦防松、机械防松、和不可拆卸的防松。各种防松方法的特点及应用见表10-9。 10-10 答：螺旋副自锁条件是螺纹升角与当量摩擦角满足下式 λ≤φv GB5782-86规定之螺栓满足自锁条件，在静载、温度变化不大时，不需要采取防松措施。但在冲击、振动及变载荷作用下，螺纹副间的摩擦力会瞬时减小或消失，使联接松动，甚至松脱。轻者会影响机器正常运转，重者会造成严重事故。因此，螺纹联接仍须采取防松措施。 mm N 30492002/809971102][p ?=???==kld/σT mm N kld/σT ?=???==30492002/25997902][p

机械设计课程设计中设计高速齿轮所用公式列表(濮良贵版机械设计第九版)

*2212arccos[cos /(2cos )]at an z z h α=α+β= ''1122[(tan tan )(tan )]/2at t a t z z πα=α-α+α-α=ε 1tan /d z πβ=β=εΦ Z ==ε 1t d ≥= 11 601000t d n v π==? 1d t b d ==Φ H A V H H K K K K K αβ== 11t d d == 11cos /n m d z =β= nt m ≥arctan(tan cos )b t β=βα= 2/cos v b αα=β=εε 0.250.75/v Y α=+=εε 1120Y βββ=-=° ε 311/cos v z z =β= 322/cos v z z =β=

111 []Fa sa F Y Y =σ 222 []Fa sa F Y Y =σ nt m ≥= 11/cos nt d m z =β= 11 601000d n v π==? 1d b d ==Φ **(2)an n nt h h c m =+= /b h = F A V F F K K K K K αβ== n nt m m == 12()2cos n z z m a +==β 12()arccos 2n z z m a +β== 11cos n m z d ==β 22cos n m z d ==β 1d b d ==Φ H H E Z Z Z β= =εσ

212223 212cos F Fa sa F d n K T Y Y Y Y m z β β==εσΦ

濮良贵机械设计第九版课后习题答案

第三章 机械零件的强度 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-ζ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 5180936 9 10111 =???==--N N ζζN MPa 3.324105.210 51809469 20112 =???==--N N ζζN MPa 0.227102.610 518095 69 30113 =???==--N N ζζN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ，MPa 1701=-ζ，2.0=ζΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 0 12ζζζΦζ-=- ζ Φζζ+=∴-121 0 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-ζΦζζ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲 劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=αζ，查附图3-1得78.0≈ζq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=ζζζq 查附图3-2，得75.0=ζε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=ζβ，已知1=q β，则 35.211191.0175.069.1111k =???? ? ?-+=???? ??-+=q ζζζζββεK ()()() 35 .267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =ζ，应力幅MPa 20a =ζ，试分别按

第九版机械设计濮良贵课后习题答案

第三章 机械 零件的强度p45 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳 极限MPa 1801=-σ，取循环基数6 0105?=N ，9=m ，试求循环次数 N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 518093 6 9 10111=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学 性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0(' A )0,260(C 得)2 33.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D ' 按比例绘制该材料的极限应力图 如下图所示 3-4 圆轴轴肩处的 尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ， 精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等 寿命疲劳曲线。 [解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例 绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截 面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ （1）C r = 工作应力点在疲劳 强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 （2）C σ=m 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力 的平均应力不变公式，其计算安全系数 第五章 螺纹连 接和螺旋传动p101 习题答案

机械设计(第八版)课后答案_濮良贵_纪名刚

第三章 机械零件的强度 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-ζ，取循环基数60105?=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 518093 6 9 10111=???==--N N ζζN M P a 3.32410 5.210518094 6 9 20112=???==--N N ζζN M P a 0.227102.610 518095 69 30113=???==--N N ζζN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ，MPa 1701=-ζ，2.0=ζΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260 (C 0 12ζζζΦζ-= - ζ Φζζ+= ∴-121 M P a 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-ζΦζζ 得)2 33.283,2 33.283(D ' ，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260 (C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示 3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因 2.14554 ==d D ，067.045 3==d r ，查附表3-2，插值得88.1=αζ，查附图3-1得78.0≈ζq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=ζζζq 查附图3-2，得75.0=ζε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=ζβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=???? ??-+=q ζζζζββεK ()()() 35 .267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =ζ，应力幅MPa 20a =ζ，试分别按①C r =②C ζ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====ζζK Φζζ （1）C r = 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数 28.220 2.03035.2170 m a 1-=?+?=+= ζΦζK ζS ζζca （2）C ζ=m 工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数

机械设计课后习题答案濮良贵

第三章 机械零件的强度p45 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ， 9=m ，试求循环次数 N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿 命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710 5180936 9 10111 =???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.22710 2.610 51809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 0 012σσσΦσ -=-Θ σ Φσσ+=∴-1210 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.145 54==d D ，067.045 3 == d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附 图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ

机械设计第九版-濮良贵-课后习题答案

第三章 机械零件的强度 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ， 9=m ，试求循环次数 N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿 命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 5180936 9 10111=???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.22710 2.610 51809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ -= -Θ σ Φσσ+=∴-1210 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.145 54==d D ，067.045 3 == d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图 3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ

机械设计基础第10章习题

本章的习题是按旧书的齿形系数Y F 求解的，新书需将齿形系数改为复合齿形系数Y FS 。 旧书（新书） 10-3（10-3） 标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F （Y FS ）与什么因素有关？两个直齿圆柱齿轮的模数和齿数分别为m 1=20 mm ，z 1=20；m 2=2 mm ，z 2=20，其（复合）齿形系数是否相等？ 答：标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y F （Y FS ）与齿轮的齿数有关，而与模数无关。 由于两个直齿圆柱齿轮的齿数相等，故其（复合）齿形系数是相等的。 10-7（10-6）有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率P ，若通过热处理方法提高材料的力学性能，使大小齿轮的许用接触应力[σ H2]、[σ H1]各提高30％，试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几？ 解：由齿轮接触疲劳强度条件 ][≤)1(335 H 2 1 3H σuba KT u σ±= 当大小齿轮的许用接触应力提高30％时，即[] 1.3[]H H σσ'=，在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，有 []1[] 1.3H H σσ'==

得： 21 111.3 1.69T T T '== 11 1.69P P T T P P '=''= 故允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高69％。 10-8（10-7） 单级闭式直齿圆柱齿轮传动，小齿轮的材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG310-570正火，P = 4 kW ， n 1=720 r/min ，m =4 mm ，z 1=25，z 2 =73，b 1=84 mm ，b 2 =78 mm ，单向传动，载荷有中等冲击，用电动机驱动，试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。 解 ：⑴ 齿轮材料的许用应力 由表 10-1查得小齿轮材料45钢调质，齿面硬度230HBS ；大齿轮ZG310-570正火，齿面硬度180HBS ，齿轮的材料为软齿面齿轮。 分别查图10-6及图 10-7得 σ Hlim1=570 MPa ，σ Hlim2 =370 MPa σ Flim1=190 MPa ，σ Flim2=130 MPa 由表10-5，取S H =1，S F =1.3，得 H lim1 H lim 2 H1H2H H Flim1 Flim 2F1F2F F 570 370 []570MPa,[]370MPa 1 1 190130 []146.2MPa,[]100MPa 1.3 1.3 S S S S σσσσσσσσ==== = == = ==== ⑵ 核验齿面接触疲劳强度

机械设计第十章答案

10-1 解各齿轮的受力分析如图10.7所示。 10-2解（1）齿轮A为主动轮，齿轮B为“惰轮”，也就是说齿轮B既是主动轮又是从动轮。当齿轮B与主动轮A啮合时，工作齿面是王侧，当齿轮B与从动轮C啮合时，工作齿面是另一侧。对于一个轮齿来讲，是双齿面工作双齿面受载，弯曲应力是对称循环，接触力是脉动循环，取

10-3 答：齿面接触应力是脉动循环，齿根弯曲应力是对称循环。在作弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应力值乘以0.7. 10-4 答：一般齿轮材料主要选用锻钢（碳钢或全金钢）。对于精度要求较低的齿轮，将齿轮毛坯经正火或调质处理后切齿即为成，这时精度可达8级，精切合金钢主要是渗碳后淬火，最后进行滚齿等精加工，其精度可达7，6级甚或5级。对于尺寸较大的齿轮，可适用铸钢或球墨铸铁，正火后切齿也可达8级精度。 10-5 提高轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降低齿根应力集中;增大轴和支承的则度，可减小齿面局部受载；采取合适的热处理方法使轮世部具有足够的韧性；在齿根部进行喷丸、滚压等表面强度，降低齿轮表面粗糙度，齿轮采用正变位等。 提高齿面抗点蚀能力的措施有：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；增大润滑油粘度；提高加工、发装精度以减小动载荷；在许可范围内采用较大变位系数正传动，可增大齿轮传动的综合曲率半径。 10-6 解（1）选用齿轮的材料和精度等级，由教材表10-1可知，大小齿轮材料均为45号钢调质，小齿轮齿面硬度为250HBS,大齿轮齿面硬度为220HBS.

选精度等级为7级。 （2）按齿面接触疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩 2、初选载荷系数：初选Kt=1.8 3、确定齿宽系数：小齿轮不对称布置，据教材表10-7选用 4、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得 5、确定区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计ZH=2.5 6、齿数比： 7、确定接触许用应力： 循环次数 查教材图10-19曲线I得 查教材10-21（d）得 8、由接触强度计算小齿轮的分度圆直径 9、验算载荷系数：

机械设计濮良贵第九版试卷2

学院 机电与建筑工程学院 出卷教师 易建钢等 系主任签名 制卷份数 专业 机制专业等 班级编号 江汉大学 2010 —— 2011 学年第一学期 《机械设计》考试试卷(B 卷) 课程编号： 课程名称： 机 械 设 计 试卷类型： 、 卷 卷 考试时间： 120 分钟 一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1.刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗_变形_的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越__大__。 2.带传动传递的圆周力F 与紧边拉力F1和松边拉力F2的关系是F=F 1-F 2__。 3.润滑油的_油性_越好，则其产生边界膜的能力就越强；_粘性_越大，则其内摩擦阻力就越大。 4.在蜗杆传动中,蜗杆的头数越少, 则传动效率越_低_, 自锁性越_好_。 5.带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为___弹性滑动__。 6.设计滚子链时，链的节数尽量取__偶数__、两链轮的齿数一般取___奇数___。 7.设计非液体润滑轴承的计算准则是__p 〈[p], pv 〈[pv], v 〈[v]。 8.在疲劳曲线图中，以横坐标的应力循环基数为分界点，可分为 有限 寿命区和 无限 寿命区。 9.普通螺纹的公称直径指的是螺纹的 大径 , 计算螺纹危险截面时使用的是螺纹的 小径 。 10.齿轮传动的5种失效形式是轮齿折断、 齿面磨损 、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。

二、选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1. 当摩擦系数与初拉力一定时，则带传动在打滑前所能传递的最 大有效拉力随 B 的增大而增大。 A. 带轮的宽度 B. 小带轮上的包角 C. 大带轮上的包角 D. 带的线速度 2. 设计普通平键时，键的截面尺寸是由 D 决定的。 A. 键的强度 B. 键的刚度 C. 相应轴段的长度 D. 相应轴段的直径 3. 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓 C 。 A. 必受剪切力作用 B. 必受拉力作用 C. 同时受到剪切与拉伸 D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用 4. 平键连接能传递的最大扭矩T ，现要传递的扭矩为1.5T ，则应 C 。 A. 安装一对平键 B. 键宽b 增大到1.5倍 C. 键长L 增大到1.5倍 D. 键高h 增大到1.5倍 5. 在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓组连接中，螺栓杆____C____作用。 A. 受应切力 B. 受拉应力 C. 受扭转切应力和拉应力 D. 既可能只受切应力又可能只受拉应力 6. 径向滑动轴承的直径增大1倍，长径比不变，载荷及转速不变，则轴承的pv 值为原来的 B 倍。 A. 2 B. 1/2 C. 4 D. 1/4 7. 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中 B 的轴承能达到的寿命。 A. 99％ B. 90％ C. 95％ D. 50％ 8. A 离合器接合最不平稳。 A. 牙嵌 B. 摩擦 C. 安全 D. 离心 9. 轮齿弯曲强度计算中的齿形系数Y Fa 与 C 无关。 A. 齿数z 1 B. 变位系数x C. 模数m D. 斜齿轮的螺旋角β 10. 45钢的持久疲劳极限1270MPa σ-=，设疲劳曲线方程的幂指数9m =，应力循 环基数60510N =?，当实际应力循环次数4 10N =次时，有限寿命疲劳极限为 C MPa 。 A. 135 B. 417 C. 539 D. 175

机械设计基础第十章

《机械设计基础》电子教案 第十章机件的连接 课题机械设计基础概论 授课日期授课类型理论课课时 教学目标熟悉螺纹 了解螺纹连接的基本类型 掌握螺纹连接的强度计算和结构设计 了解轴毂连接 教学内容螺纹 螺纹连接的基本类型 螺纹连接的强度计算和结构设计 轴毂连接 教学方法教师讲解与学生领悟、练习相结合。 教学资源多媒体教室，多媒体课件 教学步骤及主要内容备注教学环节教学内容

讲授新知 第一节螺纹 一、螺纹的分类 根据平面图形的形状，螺纹可分为三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹（见图10-1）等。根据螺旋线的绕行方向，可分为左旋螺纹和右旋螺纹。 根据螺旋线的数目，可分为单线螺纹（见图10-2（a））和等距排列的多线螺纹。 二、螺纹的参数 在普通螺纹基本牙型中，外螺纹直径用小写字母表示，内螺纹用大写字母表示。 第二节螺纹连接的基本类型 一、螺纹连接的基本类型 根据结构特点，螺纹连接有下列四种基本类型。 1.螺栓连接 2.双头螺柱连接 3.螺钉连接 4.紧定螺钉连接 二、常用螺纹连接件 1.螺栓 螺纹连接件品种很多，大都已标准化。 2.螺钉 螺钉的结构形式与螺栓相同，但头部形式较多。 3.双头螺柱 双头螺柱没有钉头，两端制有螺纹。 4.紧定螺钉 紧定螺钉的头部和尾部制有各种形状，常见的头部形状有一字槽等。 5.螺母 螺母的结构形式很多，最常用的是六角螺母。 6.垫圈 垫圈的主要作用是增加被连接件的支承面积或避免拧紧螺母时擦伤被连接件的表面。 三、螺纹连接件的选择 螺纹连接件的选择一般包括三方面的内容，即螺纹连接件类型选择，螺栓的数目及配置的确定，螺纹连接件的规格尺寸选择。 四、螺纹连接应注意的几个问题 1.螺纹连接的预紧 螺纹连接的预紧是指装配时把螺纹连接拧紧，使其受到预紧力的作用，目的是使螺纹连接可靠地承受载荷，获得所要求的紧密性、刚性和防松能力。 2.螺纹连接的防松 松动是螺纹连接最常见的失效形式之一。 （1）摩擦防松。

濮良贵机械设计第九版课后习题答案完整版

第三章机械零件的强度 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限 厂180MPa ，取循环基数N o 5 106 , m 9 , 试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 373.6MPa 3-2已知材料的力学性能为os 260MPa ,厂170MPa ,①。0.2，试绘制此材料的 简化的等寿命寿命曲线。 ［解］ A '(0,170) C(260,0) °0 得 D '(283.332,283.332)，即 D '(141.67,141.67) 根据点A '(0,170) , C(260,0) , D '(141.67,141.67)按比例绘制该材料的极限应力图 如下图所示 324.3MPa 180 9 5 106 ■■ 6.2 105 227.0MPa C0 2 01 2 170 1 ①。1 0.2 283.33MPa (Tl 180 朴N ： 180

①r C ②O m C ,求出该截面的计算安全系数S ea 3-4 圆轴轴肩处的尺寸为： D=72mm , d=62mm , r=3mm 。如用题 3-2 中的材料, 设其强度极限 o B =420MPa ,精车，弯曲，场=1，试绘制此零件的简化等寿命疲 劳曲 线。 ［解］因-54 1.2，- — 0.067，查附表3-2，插值得1.88，查附图3-1 d 45 d 45 得q 0.78，将所查值代入公式，即 k 1 q ff 1 1 0.78 1.88 1 1.69 查附图3-2,得s 0.75 ；按精车加工工艺，查附图3-4,得力0.91，已知陥1 , 则 A0,1702 35，C 260,0 , D 141.67,141.6% 35 根据A 0,72.34 ,C 260,0 ,D 141.67,60.29按比例绘出该零件的极限应力线图如下 A' Q 12. 3*) p ― __ D' (141.67,60. 29) x \ ■ (T 0J 6 3-5如题3-4中危险截面上的平均应力O m 20MPa ,应力幅O a 20MPa ,试分别按 (T 169 丄! 0.75 0.91 1 235

机械设计作业集10、11答案

第十章齿轮传动 一、选择题 10—1 在齿轮传动的设计计算中，对下列参数和尺寸应标准化的有__A、G__；应圆整的有D、E__；没有标准化也不应圆整的有B、C、F、H、I、J。 A斜齿轮的法面模数m n B斜齿轮的端面模数m t C直齿轮中心距a D斜齿轮中心距a E齿宽B F齿厚s G分度圆压力角α H螺旋角βI锥距R J齿顶圆直径d a 10—2 材料为20Cr钢的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是______B____。 A整体淬火B渗碳淬火C调质D表面淬火 10—3将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是_______A______为宜。 A滚齿、表面淬火、磨齿B滚齿、磨齿、表面淬火 C表面淬火、滚齿、磨齿D滚齿、调质、磨齿 10—4为了提高齿轮传动的齿面接触强度应__B__。 A分度圆直径不变增大模数B增大分度圆直径 C分度圆直径不变增加齿数D减小齿宽 10—5为了提高齿轮齿根弯曲强度应___A_____。 A 增大模数B增大分度圆直径C增加齿数 D 减小齿宽 10—6一减速齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同，则两轮齿根的弯曲应力_A_。 A σF1>σF2 BσF1<σF2CσF1=σF2 10—7一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质，大齿轮2选用45钢正火，它们的齿面接触应力__C__。 AσH1>σH2BσH1<σH2CσH1=σH2 10—8一对标准圆柱齿轮传动，若大、小齿轮的材料或热处理方法不同，则工作时，两齿轮间的应力关系属于下列第C种。 A σH1≠σH2，σF1≠σF2，[σH]1＝[σH]2，[σF]1＝[σF]2 BσH1＝σH2，σF1＝σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 CσH1＝σH2，σF1≠σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 DσH1≠σH2，σF1＝σF2，[σH]1≠[σH]2，[σF]1≠[σF]2 （σH、σF、[σH]、[σF]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力） 10—9一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同且寿命系数K N1=K N2，则两轮的弯曲强度为___A_____。 A大齿轮较高B小齿轮较高C相同 10—10一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动，若两轮的许用接触应力[σH1]=[σH2]，则两轮的接触强度___C_____。 A大齿轮较高B小齿轮较高C相同 10—11有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1模数m1=5mm，z1=25；齿轮2模数m2=3mm，z2=25，它们的齿形系数___C___。 AY Fa1>Y Fa2 B Y Fa1

濮良贵《机械设计》基本概念

《机械设计基础〉基本概念汇总 机械联接 1. 螺纹的用途有两种：一是机械联接；二是机械传动。 2. 三角形螺纹主要用于机械联接；矩形、梯形、锯齿形螺纹只能用于传动。 3. 螺纹联接的基本类型：螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。 4. 螺栓联接主要用于：两被联接件不太厚，且需经常装拆场合。 5. 双头螺柱联接主要用于：两被联接件中有一个较厚，且需经常装拆场合。 6. 螺钉联接主要用于：两被联接件中有一个较厚，不需经常装拆场合。 8. 9. 螺纹联接防松的根本问题（或实质）：防止螺纹副的相对转动。 10. 螺纹联接防松的原理分：摩擦防松、机械防松、冲点防松。 11. 螺纹联接摩擦防松的措施：采用双螺母、弹性垫圈、开槽螺母和止动垫片。 12. 受拉伸载荷螺栓：210()()()c F F F F K F =+=+残余预紧力（拉伸载荷） 预紧力（螺栓相对拉力刚度）总 13. 降低受拉螺栓总拉力（提高螺栓强度）的办法：减小螺栓刚度、增大被联接件刚度。 键联接、花键联接和销联接 1. 键的主要作用：实现轴与轮毂的周向固定，以传递转矩。 2. 键联接分为：平键联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接。 3. 平键、半圆键联接的工作面是：两侧面。 4. 楔键的工作面：键的上下表面。 5. 普通平键的截面尺寸应根据轴的直径从标准中选取。 6. 键的长度主要根据轮毂长度确定，并比轮毂长度略短。 7. 普通平键的主要失效形式是工作表面压溃，偶尔会出现键的剪断。 8. 导键和滑键的主要失效形式：过度磨损。 9. 当键联接强度不够时，应采用两个平键。 10. 当采用两个平键时，只能按1.5个平键联接的强度进行计算。 11. 在轴与轮毂间之间采用两个平键联接时，两个平键必须沿周向相隔1800进行布置。 12. 花键主要分为矩形花键和渐开线花键两种型式。 齿轮传动 1. 齿轮传动失效的基本形式：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、齿面塑性变形。 2. 闭式硬齿面齿轮的主要失效形式：轮齿折断。 3. 闭式轮齿面齿轮传动的主要失效形式：齿面点蚀。 4. 高速重载齿轮传动的主要失效形式：齿面胶合。 5. 开式齿轮传动的主要失效形式：齿面磨损。 6. 一对相啮合的直齿圆柱齿轮传动，其两齿轮的接触应力一定相等（12H H σσ=），但弯曲应力通常不相等（12F F σσ≠）。

濮良贵-西北工业大学《机械设计》课后习题答案

详细答案 第三章 机械零件的强度p45 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105?=N ， 9=m ，试求循环次数 N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿 命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310710 5180936 9 10111=???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.22710 2.610 51809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ -= -Θ σ Φσσ+=∴-1210 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.145 54==d D ，067.045 3 == d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图 3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ

机械设计第十章课后习题答案详解

10-1证明当升角与当量摩擦角符合时，螺纹副具有自锁性。 当时，螺纹副的效率 所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时，其效率必小于 50%。 10-2解由教材表10-1、表10-2查得 ，粗牙，螺距，中径 螺纹升角 ，细牙，螺距， 中径 螺纹升角 对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。10-3解查教材表10-1得 粗牙螺距中径小径 螺纹升角

普通螺纹的牙侧角，螺纹间的摩擦系数 当量摩擦角 拧紧力矩 由公式可得预紧力 拉应力 查教材表 9-1得 35钢的屈服极限 拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限，螺栓将损坏。 10-4解（1）升角 当量摩擦角 工作台稳定上升时的效率：

（ 2）稳定上升时加于螺杆上的力矩 （ 3）螺杆的转速 螺杆的功率 （ 4）因，该梯形螺旋副不具有自锁性，欲使工作台在载荷作用下等速下降， 需制动装置。其制动力矩为 10-5解查教材表9-1得 Q235的屈服极限， 查教材表 10-6得，当控制预紧力时，取安全系数 由许用应力 查教材表 10-1得的小径 由公式得 预紧力 由题图可知，螺钉个数，取可靠性系数

牵曳力 10-6解此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸 ,故螺杆受到拉扭组合变形。 查教材表 9-1得，拉杆材料Q275的屈服极限， 取安全系数，拉杆材料的许用应力 所需拉杆最小直径 查教材表 10-1，选用螺纹（）。 10-7解查教材表 9-1得，螺栓35钢的屈服极限， 查教材表 10-6、10-7得螺栓的许用应力 查教材表 10-1得，的小径 螺栓所能承受的最大预紧力 所需的螺栓预紧拉力 则施加于杠杆端部作用力的最大值 10-8解在横向工作载荷作用下，螺栓杆与孔壁之间无间隙，螺栓杆和被联接件接触表面受到

机械设计第十章答案

10-1解各齿轮的受力分析如图10.7所示 10-2解（1）齿轮A为主动轮，齿轮B为“惰轮”，也就是说齿轮B既是主动轮又是从动轮。当齿轮B与主动轮A啮合时，工作齿面是王侧，当齿轮B 与从动轮C啮合时，工作齿面是另一侧。对于一个轮齿来讲，是双齿面工作双齿面受载，弯曲应力是对称循环，接触力是脉动循环，取

10-3 答：齿面接触应力是脉动循环，齿根弯曲应力是对称循环。在作 弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应力值乘以0.7. 10-4 答：一般齿轮材料主要选用锻钢（碳钢或全金钢）。对于精度要求较低的齿轮，将齿轮毛坯经正火或调质处理后切齿即为成，这时精度可达8级，精切合金钢主要是渗碳后淬火，最后进行滚齿等精加工，其精度可达7, 6级甚或5级。对于尺寸较大的齿轮，可适用铸钢或球墨铸铁，正火后切齿也可达8级精度。 10-5 提高轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降低齿根应力集中；增大轴和支承的则度，可减小齿面局部受载；采取合适的热处理方法使轮世部具有足够的韧性；在齿根部进行喷丸、滚压等表面强度，降低齿轮表面粗糙度，齿轮采用正变位等。 提高齿面抗点蚀能力的措施有：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；增大润滑油粘度；提高加工、发装精度以减小动载荷；在许可范围内采用较大变位系数正传动，可增大齿轮传动的综合曲率半径。 10-6

解（1）选用齿轮的材料和精度等级，由教材表10-1可知，大小齿轮材料均 为45号钢调质，小齿轮齿面硬度为250HBS大齿轮齿面硬度为220HBS. 选精度等级为7级。 (2) 按齿面接触疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩 7；-9.55x10^ = 49397^-^ 2、初选载荷系数：初选Kt=1.8 3、确定齿宽系数：小齿轮不对称布置，据教材表10-7选用S=ro 4、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得i 「丿―一. 5、确定区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计ZH=2.5 u = ^=2.08 6、齿数比：\ 7、确定接触许用应力：循环次数 N、= 厶=1.04x1 tf* =60^ = 5 03x1(^ 查教材图10-19曲线I得 KanTQKjaraT °， 查教材10-21 ( d)得 ［%］二二COOMPa ［如卜= 599MPa &由接触强度计算小齿轮的分度圆直径 =54.9翻 怖