第三章 機械零件的強度習題答案3-1某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限，取循環(huán)基數(shù)，，試求循環(huán)次數(shù)N分別為7 000、25 000、620 000次時的有限壽命彎曲疲勞極限[解] 3-2已知材料的力學性能為，，，試繪制此材料的簡化的等壽命壽命曲線[解] 得，即 根據(jù)點，，按比例繪制該材料的極限應(yīng)力圖如下圖所示3-4 圓軸軸肩處的尺寸為：D=72mm，d=62mm，r=3mm如用題3-2中的材料，設(shè)其強度極限σB=420MPa，精車，彎曲，βq=1，試繪制此零件的簡化等壽命疲勞曲線[解] 因，，查附表3-2，插值得，查附圖3-1得，將所查值代入公式，即查附圖3-2，得；按精車加工工藝，查附圖3-4，得，已知，則根據(jù)按比例繪出該零件的極限應(yīng)力線圖如下圖3-5 如題3-4中危險截面上的平均應(yīng)力，應(yīng)力幅，試分別按①②，求出該截面的計算安全系數(shù)[解] 由題3-4可知 （1） 工作應(yīng)力點在疲勞強度區(qū)，根據(jù)變應(yīng)力的循環(huán)特性不變公式，其計算安全系數(shù) （2） 工作應(yīng)力點在疲勞強度區(qū)，根據(jù)變應(yīng)力的平均應(yīng)力不變公式，其計算安全系數(shù) 第五章 螺紋連接和螺旋傳動習題答案5-5 圖5-49是由兩塊邊板和一塊承重板焊接的龍門起重機導(dǎo)軌托架。

兩塊邊板各用4個螺栓與立柱相連接，托架所承受的最大載荷為20kN，載荷有較大的變動試問：此螺栓連接采用普通螺栓連接還是鉸制孔用螺栓連接為宜？為什么？Q215，若用M6×40鉸孔用螺栓連接，已知螺栓機械性能等級為8.8，校核螺栓連接強度[解] 采用鉸制孔用螺栓連接為宜 因為托架所受的載荷有較大變動，鉸制孔用螺栓連接能精確固定被連接件的相對位置，并能承受橫向載荷，增強連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對滑移，而普通螺栓連接靠結(jié)合面產(chǎn)生的摩擦力矩來抵抗轉(zhuǎn)矩，連接不牢靠1）確定M6×40的許用切應(yīng)力[]由螺栓材料Q215，性能等級8.8，查表5-8，可知，查表5-10，可知 （2）螺栓組受到剪力F和力矩（），設(shè)剪力F分在各個螺栓上的力為，轉(zhuǎn)矩T分在各個螺栓上的分力為，各螺栓軸線到螺栓組對稱中心的距離為r,即由圖可知，螺栓最大受力 故M6×40的剪切強度不滿足要求，不可靠5-6 已知一個托架的邊板用6個螺栓與相鄰的機架相連接托架受一與邊板螺栓組的垂直對稱軸線相平行、距離為250mm、大小為60kN的載荷作用現(xiàn)有如圖5-50所示的兩種螺栓布置形式，設(shè)采用鉸制孔用螺栓連接，試問哪一種布置形式所用的螺栓直徑最?。繛槭裁?？[解] 螺栓組受到剪力F和轉(zhuǎn)矩，設(shè)剪力F分在各個螺栓上的力為，轉(zhuǎn)矩T分在各個螺栓上的分力為 （a）中各螺栓軸線到螺栓組中心的距離為r，即r=125mm 由（a）圖可知，最左的螺栓受力最大 （b）方案中 由（b）圖可知，螺栓受力最大為 5-10第六章 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接習題答案6-3 在一直徑的軸端，安裝一鋼制直齒圓柱齒輪（如下圖），輪轂寬度，工作時有輕微沖擊。

試確定平鍵的尺寸，并計算其允許傳遞的最大扭矩[解] 根據(jù)軸徑，查表得所用鍵的剖面尺寸為，根據(jù)輪轂長度取鍵的公稱長度 鍵的標記 鍵鍵的工作長度為 鍵與輪轂鍵槽接觸高度為 根據(jù)齒輪材料為鋼，載荷有輕微沖擊，取許用擠壓應(yīng)力 根據(jù)普通平鍵連接的強度條件公式 變形求得鍵連接傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為第八章 帶傳動習題答案8-1 V帶傳動的，帶與帶輪的當量摩擦系數(shù)，包角，初拉力試問：（1）該傳動所能傳遞的最大有效拉力為多少？（2）若，其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少？（3）若傳動效率為0.95，彈性滑動忽略不計，從動輪輸出效率為多少？[解] 8-2 V帶傳動傳遞效率，帶速，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即，試求緊邊拉力、有效拉力和初拉力[解] 8-4 有一帶式輸送裝置，其異步電動機與齒輪減速器之間用普通V帶傳動，電動機功率P=7kW，轉(zhuǎn)速，減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速，允許誤差為，運輸裝置工作時有輕度沖擊，兩班制工作，試設(shè)計此帶傳動[解] （1）確定計算功率 由表8-7查得工作情況系數(shù)，故 （2）選擇V帶的帶型 根據(jù)、，由圖8-11選用B型。

（3）確定帶輪的基準直徑，并驗算帶速 ①由表8-6和8-8，取主動輪的基準直徑②驗算帶速 ③計算從動輪的基準直徑 （4）確定V帶的中心距和基準長度 ①由式，初定中心距 ②計算帶所需的基準長度 由表8-2選帶的基準長度 ③實際中心距 中心距的變化范圍為 （5）驗算小帶輪上的包角 故包角合適 （6）計算帶的根數(shù) ①計算單根V帶的額定功率 由，查表8-4a得 根據(jù) 查表8-5得，表8-2得，于是 ②計算V帶的根數(shù) 取3根 （7）計算單根V帶的初拉力的最小值 由表8-3得B型帶的單位長度質(zhì)量，所以 （8）計算壓軸力 （9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（略）第九章 鏈傳動習題答案9-2 某鏈傳動傳遞的功率，主動鏈輪轉(zhuǎn)速，從動鏈輪轉(zhuǎn)速，載荷平穩(wěn)，定期人工潤滑，試設(shè)計此鏈傳動。

[解] （1）選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)（2）確定計算功率 由表9-6查得，由圖9-13查得，單排鏈，則計算功率為 （3）選擇鏈條型號和節(jié)距 根據(jù)，查圖9-11，可選16A，查表9-1，鏈條節(jié)距（4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距取，相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為 取鏈長節(jié)數(shù) 查表9-7得中心距計算系數(shù)，則鏈傳動的最大中心距為 （5）計算鏈速，確定潤滑方式 由和鏈號16A，查圖9-14可知應(yīng)采用定期人工潤滑 （6）計算壓軸力 有效圓周力為 鏈輪水平布置時的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為9-3 已知主動鏈輪轉(zhuǎn)速，齒數(shù)，從動鏈齒數(shù)，中心距，滾子鏈極限拉伸載荷為55.6kN，工作情況系數(shù)，試求鏈條所能傳遞的功率[解] 由，查表9-1得，鏈型號16A根據(jù)，查圖9-11得額定功率由查圖9-13得且 第十章 齒輪傳動習題答案10-1 試分析圖10-47所示的齒輪傳動各齒輪所受的力（用受力圖表示各力的作用位置及方向） [解] 受力圖如下圖：補充題：如圖（b），已知標準錐齒輪，標準斜齒輪，若中間軸上兩齒輪所受軸向力互相抵消，應(yīng)為多少？并計算2、3齒輪各分力大小。

[解] （1）齒輪2的軸向力： 齒輪3的軸向力： 即由 即（2）齒輪2所受各力： 齒輪3所受各力： 10-6 設(shè)計銑床中的一對圓柱齒輪傳動，已知，壽命，小齒輪相對其軸的支承為不對稱布置，并畫出大齒輪的機構(gòu)圖[解] (1) 選擇齒輪類型、精度等級、材料 ①選用直齒圓柱齒輪傳動②銑床為一般機器，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）③材料選擇由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45剛（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS （2）按齒面接觸強度設(shè)計 1）確定公式中的各計算值①試選載荷系數(shù) ②計算小齒輪傳遞的力矩 ③小齒輪作不對稱布置，查表10-7，選?、苡杀?0-6查得材料的彈性影響系數(shù)⑤由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限⑥齒數(shù)比 ⑦計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑧由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) ⑨計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為，安全系數(shù) 2）計算 ①計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值 ②計算圓周速度 ③計算尺寬 ④計算尺寬與齒高之比 ⑤計算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級精度，查圖10-8得動載荷系數(shù) 直齒輪， 由表10-2查得使用系數(shù) 由表10-4用插值法查得 由，，查圖10-13得 故載荷系數(shù) ⑥按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 ⑦計算模數(shù) ?、鄮缀纬叽缬嬎? 分度圓直徑： 中心距： 確定尺寬： 圓整后取。

（3）按齒根彎曲疲勞強度校核 ①由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限②由圖10-18取彎曲疲勞壽命③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ④計算載荷系數(shù) ⑤查取齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得 ⑥校核彎曲強度 根據(jù)彎曲強度條件公式 進行校核 所以滿足彎曲強度，所選參數(shù)合適10-7 某齒輪減速器的斜齒輪圓柱齒輪傳動，已知，兩齒輪的齒數(shù)為，8級精度，小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），壽命20年（設(shè)每年300工作日），每日兩班制，小齒輪相對其軸的支承為對稱布置，試計算該齒輪傳動所能傳遞的功率[解] （1）齒輪材料硬度 查表10-1，根據(jù)小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），小齒輪硬度217~269HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），大齒輪硬度217~255 HBS （2）按齒面接觸疲勞硬度計算 ①計算小齒輪的分度圓直徑 ②計算齒寬系數(shù) ③由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ，由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)④由圖10-21d按齒。