濮良贵第九版版机械设计习题答案.doc

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，取循环基数，，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]

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

3-3一圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。材料为40CrNi，设其强度极限σB=900MPa，屈服极限试计算周健的弯曲有效应力集中系数。
[解] 因，，查附表3-2，插值得，查附图3-1得，将所查值代入公式，即

3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因，，查附表3-2，插值得，查附图3-1得，将所查值代入公式，即

查附图3-2，得；按精车加工工艺，查附图3-4，得，已知，则

根据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，应力幅，试分别按①②，求出该截面的计算安全系数。
[解] 由题3-4可知

（1）
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）
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

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，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

第八章 带传动

8-1 V带传动的，带与带轮的当量摩擦系数，包角，初拉力。试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若，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]

8-2 V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]

第十章 齿轮传动

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：

第十一章 蜗杆传动

11-1试分析图11-26所示蜗杆传动中各轴的回转方向、蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向。

[解] 各轴的回转方向如下图所示，蜗轮2、4的轮齿螺旋线方向均为右旋。蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置及方向如下图

第十三章 滚动轴承

13-1 试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最高？哪个不能承受径向载荷？
N307/P4 6207 30207 51301
[解] N307/P4、6207、30207的内径均为35mm，51301的内径为12mm；N307/P4的公差等级最高；6207允许的极限转速最高，N307/P4受径向载荷能力最高；51301不能承受径向载荷。
13-6 若将图13-34a中的两轴承换为圆锥滚子轴承，代号为30207。其他条件同例题13-2，试验算轴承的寿命。
[解] （1）求两轴承受到的径向载荷和
将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面（下图b）和水平面（下图a）两个平面力系。其中：图c中的为通过另加转矩而平移到指向轴线；图a中的亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上（上诉转化仔图中均未画出）。

由力分析可知：

（2）求两轴承的计算轴向力和
查手册的30207的，，

两轴计算轴向力

所以轴承1被压紧，轴承2被放松。

（3）求轴承当量动载荷和

由表13-5（P317）载荷系数和轴向动载荷系数为
对轴承1
对轴承2
因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取，则

（4）确定轴承寿命
因为，所以按轴承1的受力大小验算

第十五章 轴
习题答案
15-4 图15-28所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设计错误，并画出改正图。
[解] （1）处两轴承应当正装。
（2）处应有间隙（转动的轴不应该和端盖接触）并加密封圈。
（3）处应有轴肩（非定位轴肩，将精加工面和非精加工面分开）。
（4）处键不能伸入端盖。
（5）处齿轮定位不可靠，不能保证齿轮轴向固定。
（6）处应有轴肩定位。
（7）处应加调整垫片。
（8）处精加工面和非精加工面未分开。
（9）处缺少定位轴肩。
改正图见轴线下半部分。