機械設計參考習題

1、1. 一對閉式直齒圓柱齒輪，已知： 小齒輪轉速n1=950r/min。主、從動齒輪的許用接觸應力分別為=700MPa，=650MPa；載荷系數(shù)K=1.6；節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH=2.5；彈性系數(shù)；重合度系數(shù)。試按接觸疲勞強度，求該齒輪傳動所能傳遞的功率。提示：接觸強度校核公式為解題要點：（1）上述提示式中u=z2/z1=60/20=3因為大齒輪的許用應力較低，應接大齒輪計算，故=117.3103 （2）該齒輪所能傳遞的功率為2. 一對漸開線圓柱齒輪，若中心距a、傳動比i和其他條件不變，僅改變齒輪的齒數(shù)z，試問對接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度各有何影響？解題要點：（1）z，則YFaYSa，而使，即抗彎曲疲

2、勞強度高。（2）在保證彎曲強度的前提下，z，則，從而使，接觸疲勞強度提高。3. 一開式直齒圓柱齒輪傳動中，小齒輪齒根上產(chǎn)生的彎曲應力=120MPa。已知小齒輪齒數(shù)z1=20，齒數(shù)比u=5，嚙合角a=20。試問在大齒輪的齒根危險剖面上將產(chǎn)生多大的彎曲應力？提示：已查得YFa1=2.80; YFa2=2.18; YSa1=1.55; YSa2=1.79。解題要點：按大小齒輪彎曲應力間的關系式，則大齒輪齒根危險剖面上的彎曲應力為4.今有兩對標準直齒圓柱齒輪，其材料、熱處理方法、精度等級和齒寬均對應相等，并按無限壽命考慮，已知齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別為：第一對m=4mm，z1=20，z2=40；第二對。若

3、不考慮重合度不同產(chǎn)生的影響，試求在同樣工況下工作時，這兩對齒輪應力的比值和。提示：直齒圓柱齒輪的彎曲疲勞校核式為z=20時，YFa=2.8, YSa=1.56；z=40時，YFa=2.42, YSa=1.67z=80時，YFa=2.22, YSa=1.77解：（1）接觸疲勞強度。由題設條件已知d1=mz1=420=80 mm兩對齒輪，其他條件均未變，則接觸疲勞強度亦不變，即。（2）彎曲疲勞強度。根據(jù)彎曲疲勞強度計算式 （1） （2）再由題設條件及計算已知，兩對齒輪的應力比為即第二對齒輪比第一對齒輪的彎曲應力大。因它們的許用彎曲應力相同，則其彎曲疲勞強度低。5. 設有一對標準直齒圓柱齒輪，已知齒

4、輪的模數(shù)m=5mm，小、大齒輪的參數(shù)分別為：應力修正系數(shù)YSa1=1.56，YSa2=1.76；齒形系數(shù)YFa1=2.8，YFa2=2.28；許用應力 314MPa， 286MPa。已算得小齒輪的齒根彎曲應力 306MPa。試問：（1）哪一個齒輪的彎曲疲勞強度較大？（2）兩齒輪的彎曲疲勞強度是否均滿足要求？（注： ）（1）由且因71.88671.272，故小齒輪的彎曲疲勞強度大。（2）已知：=306MPa25.139mm）。（5）校核螺栓疲勞強度故螺栓滿足疲勞強度。（6）校核螺栓間距實際螺栓間距為故螺栓間距滿足連接的氣密性要求。7一牽曳鉤用2個M10（dl=8.376 mm）的普通螺栓固定于機

5、體上，如題4-54圖所示。已知接合面間摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料強度級別為6.6級，屈服極限s=360MPa，許用安全系數(shù)S=3。試計算該螺栓組連接允許的最大牽引力FRmax。解題要點：（1）計算螺栓允許的最大預緊力由 得 而，所以（2）計算連接允許的最大牽引力FRmax由 得 8. 圖所示為由電動機驅動的普通蝸桿傳動。已知模數(shù)m=8 mm,d1=80 mm, =1,=40,蝸輪輸出轉矩=1.61106Nmm, n1=960r/min,蝸桿材料為45鋼，表面淬火50HRC，蝸輪材料為ZCuSn10P1，金屬模鑄造，傳動潤滑良好，每日雙班制工作，一對軸承的效率，攪油損

6、耗的效率。試求：（1）在圖上標出蝸桿的轉向、蝸輪輪齒的旋向及作用于蝸桿、蝸輪上諸力的方向；（2）計算諸力的大??；（3）計算該傳動的嚙合效率及總效率；（提示：當量摩擦角。）解題要點：（1）蝸桿的轉向、蝸輪輪齒的旋向及作用于蝸桿、蝸輪上諸力的方向如圖。（2）蝸桿傳動的嚙合效率及總效率：蝸桿直徑系數(shù)q =蝸桿導程角為傳動的嚙合效率為蝸桿傳動的總效率為（3）蝸桿和蝸輪嚙合點上的各力：由已知條件可求得= 840 mm = 320 mm因Nmm系蝸輪軸輸出轉矩，因此蝸輪轉矩和蝸桿轉矩分別為Nmm = 1.643106 NmmNmm = 51 862 Nmm嚙合點上各作用力的大小為N = 10 269 NN = 1 297 NFt2 tan 20=10 269tan 20N = 3 738 N9圖示為簡單手動起重裝置。已知：m8，z11，z240， q10，卷筒直徑D=200 mm，試確定：(1)重物上升1 m，手