1、第3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j=180MPa,取循环基数=5x106,机=9,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。_孙=-i180x9180x5xl06180xvTTo7=373,6MPa黑*=324.3MPaS=227-MPa3-2已知材料的力学性能为%=260MPa,=170MPa,=0.2,试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。解/(0,170)0(260,0)2x1701+0.2283.33MPa得D(2833%,2833%),即D(
2、141.67,141.67)根据点4(0,170)，0(260,0),D(14L67,141.67)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OB=420MPa,精车，弯曲，%=1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。解因=D=r54=i.2,r1=33=0.067,查附表3-2,插值得a。=1.88,查附图3-1得心=0.78,将a45a45所查值代入公式，即ka=l+(a-l)=l+0.78x(1.88-l)=1.69查附图3-2,得4=0.75；按精车加工
3、工艺，查附图34得a=0.91,已知乩=1,则K.1.691-1-0.750.91-ljx-=2.35T,/x9.00X103P4min6xl0xll.4xl0-3=13L8-F=-x60=10kN66max6/=1FL6/=1=24.39kN由(b)图可知,螺栓受力最大为x4=33.63kNV5Fmax=+岁+24巧cos0=102+(24.39)2+2xl0x24.39.由42J华詈可知采用(a)布置形式所用的螺栓直径较小V巾J5-10解Q）确定螺栓数z和直径d.
4、，查教材5-5,螺栓间距4Y7d,取t0=6d,取z=12,则螺栓间距“t0=92wnZ螺栓直径d=t0/6=92/6=15.33iran,取1=16由.“（2）选择螺栓性能等级。选择螺栓性能等级为8.8级，查教材表5-8提%=800朋%,5=640M”（3）计算螺栓上的载荷，作用在气缸上的最大压力4和单个螺栓上的工作载荷F分别为“TFZ）2F=p=7363Ns4FF=）=6136Nz取残余预紧力Fl=l.5F,由教材公式Z（5-15）,螺栓的总载荷“F2=F1+F=2.5F=2.5*6136=15340N-（4）
5、许用应力。按不控制预紧力确定安全系数，查教材表5-10,取S=4,许用拉应力“b=2=160MPa“S（5）墩算螺栓的强度。查手册，螺栓的大径d=16inm,小径dl=13.835mm.取螺栓公称长度1=70西”由教材公式（5-19）,螺栓的计算应力c=小或=1327Aff%Yb，弼满足强度条件。螺栓的标记为GB/T5782-86M16x70,螺栓数量z=12.，第六章键、花键、无键连接和销连接习题答案6-3在一直径d=80mm的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮（如下图），轮毂宽度L=1.5,工作时有轻微冲击。试确定平键的尺寸，并
6、计算其允许传递的最大扭矩。L解根据轴径4=80mm,查表得所用键的剖面尺寸为b=22mm,h=14mm根据轮毂长度L=1.5x80=120mm取键的公称长度L=90mm键的标记键22x90GB1096-79键的工作长度为/=16=9022=68mm_h键与轮毂键槽接触高度为k=U=7mm2根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，取许用挤压应力%J=110MPaOTxIO3根据普通平键连接的强度条件公式=,apkid变形求得键连接传递的最大转矩为kl啊,7x68x80x110.no.K.Tmax=-=-=2094N-m20002000第
7、八章带传动习题答案8-1V带传动的勺=1450min,带与带轮的当量摩擦系数4=0.51,包角&|=180,初拉力Fo=360No试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若ddi=100mm,其传递的最大转矩为多少？（3）若传动效率为0.95,弹性滑动忽略不计，从动轮输出效率为多少解1帆=2为-5=2X360X=478.4N1+；1+&/eT=%*=478.4x=23.92N-mm尸;寻心勺市a.1000x60x1000478.4x1450x3.14
8、x1003.45kW1000x60x1000x0.958-2V带传动传递效率尸=7.5kW,带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的两倍，即耳=入，试求紧边拉力片、有效拉力乙和初拉力用。解尸=见1000L1000Pb-1000x7.510=750N=环_乙且耳=2居二6=2臬=2x750=1500N.月=居+.凡=片举=1500出=1125N228-4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,转速勺=960
9、min,减速器输入轴的转速叼=330min,允许误差为5%,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7由表8-7查得工作情况系数KA=1.2,故R=KAP=1.2x7=8.4kW（2）选择V带的带型根据乙,、勺，由图8-11选用B型。（3）确定带轮的基准直径4/,并验算带速v由表8-6和8-8,取主动轮的基准直径4n=180mm验算带速v.V-60x100071x180x96060x1000=9.0432m/s0/5m/sv30m/s带速合适计算从动轮的基准直径2加产=吆黑*99（4）确定V带的中心距a和基准长度（
10、由式。，（4力+dd2）aa2（4n+42），初定中心距%=550mm。计算带所需的基准长度4。a2/+ga+d.2）+24%=2x550+-（180+500）+60T80广274x5502214mm由表8-2选带的基准长度（=2240mm实际中心距aaaLd-LJ090a563故包角合适。（6）计算带的根数z计算单根V带的额定功率山二180mm和=960m/s,查表8-4a得，）3.25kW根据4=960m/s,i=篝=2.9和B型带，查表得凹=0.303kW查表8-5得k“=0.914,表8-2得k,=l,于是Q=仍）+短）匕也/=（3.2
11、5+0.303）x0.914x1=3.25kW计算V带的根数z乙.=&_Pr3.252.58取3根。（7）计算单根V带的初拉力的最小值（线）而.由表8-3得B型带的单位长度质量q=018kg/m,所以优）min=5003-kJ4+=50x照祟黯+8X9.=283N（8）计算压轴力a147。F=2z（K）.sin幺=2x3x283xsin-=1628Np0/min22（9）带轮结构设计（略）第九章链传动习题答案9-2某链传动传递的功率。=lkW,主动链轮转速=48r/min,从动链轮转速附2=14r/min
12、,载荷平稳，定期人工润滑，试设计此链传动。解（1）选择链轮齿数取小链轮齿数4=19，大链轮的齿数z2=%=Z=xl9=65414（2）确定计算功率由表9-6查得K4=1.0,由图9-13查得K=1.52,单排链，则计算功率为Pca=KAKZP=1.0xl.52xl=1.52kW（3）选择链条型号和节距根据=L52kW及4=48r/min,查图9-11,可选16A,查表9-1,链条节距p=25.4mm（4）计算链节数和中心距初选中心距=（3050）p=（3050）x25.4=7621270mm。取a（）=900mm,相应的链长节数为冬+幺旦+（三三丫旦“0一J
13、TCP265-192兀取链长节数4=114节。查表9-7得中心距计算系数/=0.24457,则链传动的最大中心距为a=fp2Lp-（4+Z2）=0.24457x25.4x2xl14-（19+65）卜895mm（5）计算链速v,确定润滑方式v=48x19x254038660x100060x1000由v=0.386m/s和链号16A,查图9-14可知应采用定期人工润滑。（6）计算压轴力心有效圆周力为F,=1000lOOOx2591Nv0.386链轮水平布置时的压轴力系数长尸=1.15,则压轴力为乙。长尸=1.15x259122980N9-3已知主动链轮转
14、速勺=850r/min,齿数4=21,从动链齿数Zz=99,中心距a=900mm,滚子链极限拉伸载荷为55.6kN,工作情况系数KA=1,试求链条所能传递的功率。解由6m=55.6kW,查表9-1得p=25.4mm,链型号16A根据p=25.4mm,w,=850r/min,查图9-11得额定功率=35kW由Z1=21查图9-13得K=1.45且储=1：.PKK-=24.14kW1x1.45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
15、锥齿轮加=5,4=20/2=50,OR=0.3,72=4xl（）5N-mm,标准斜齿轮叫,=6/3=24,若中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消，夕应为多少？并计算2、3齿轮各分力大小。解（1）齿轮2的轴向力:Fa2=F(2tanasin32tanasinS2=dm22T7-r-tanasind.帅-0.5吗比齿轮3的轴向力:工3=E3tan4=2tan=2(畔)(cos.Jtan/=N-sin尸加,/3.,/2=E,3，a=20,4=7；777(1-0.50)22tanasin，=马一sin夕-mZ3
16、即sini=n1flz3tanasin2m(l-0.5怎匕2由tan5,=2.52z,20sin(52=0.928cos&=0.371sini-mnz3tanasinS2W(1-O.50K)Z26x24xtan20x0.9285x(1-0.5x03)x50=0.2289即/=13.231(2)齿轮2所受各力：27；2T,2x4xl05,FI2=-_r=7-r=3.765X1O3N=3.765kNdm2(1-0.50)z25x(l-0.5x0.3)x50Fr2=Fl2tanaCOS52=3.765x103xtan20x0.371=0.508x103N=0.508kNFa2=Ft2tanasind2=3.765xl03xtan20x0.928=1.272xl03N=1.272kN=2=3.765xl0：4kNcosacos20齿轮3所受各力:272x4xl05Lcos夕=-cos13.231=5.408x103N=5.408kNm%6x242TNana”cos4%5.4