机械设计作业答案朱理版

d1
5.2F 5.2 10573 14.3mm [ ] 86
M16，d1=13.835mm，M18，d1=15.294mm 所以选择M18，d=18mm的螺栓26个 螺栓最小间距： L0=650π/（z×d）= = 650π/（26×18）= 4.36<4.5 满足要求。 校核疲劳强度：
再估计d=M30~M60，取安全系数S=1.5 [σ]=σS/S=240/1.5=160MPa
5.2F0 5.2 112500 d1 34.11mm [ ] 160
M36，d1=31.67mm，M39 ，d1=34.67mm 所以选择M39，d=39mm
13.3图示气缸盖连接中，已知气缸内压力p在0～2MPa之间变化，气缸内径 D=500mm，螺栓分布在直径D0=650mm的圆周上，为保证气密性要求，剩余预紧 力F0′=1.8F。试设计此螺栓组连接。 解：假设不控制预紧力，估计 d=M6~M16，取安全系数S=3.5。取 4.6级碳钢螺栓,螺栓个数 z=πD0/4.5d=650π/(4.5×16)≈28
方案1(最差)
方案2(中等)
方案3 (最好)
13.5如图13.39所示，厚度δ的钢板用3个铰制孔用螺栓紧固于18号槽钢上， 已知FQ=9kN，钢板及螺栓材料均为Q235，许用弯曲应力[σb]=158MPa，许用 切应力[τ]=98MPa，许用挤压应力[σp]=240 MPa。试求钢板的厚度δ和螺栓 的尺寸。
[σ]=σS/S=240/3.5=68.6MPa
每个螺栓所受拉力： Fmax=FQ/z=(πR2/4)p/z=(2502π/4)×2/ 28=3506.24N
FΣ=F+ F0′=2.8F=2.8×3505.2=9817.4N
5.2F 5.2 98174 . d1 15.5mm [ ] 68.6
再估计d=M16~M30，取安全系数S=2.8 [σ]=σS/S=240/2.8=86MPa
螺栓个数 z=πD0/4.5d=650π/(4.5×18) =25.2 取z=26
每个螺栓所受拉力： Fmax=FQ/z=(πR2/4)p/z=(2502π/4)×2/26=3776N FΣ=F+ F0′=2.8F=2.8×3776=10573N
蜗杆传动习题 7.1 7.2
7.1如图7.19所示蜗杆-斜齿轮传动中。为使轴II上所受轴向力相互抵消一 部分，试确定并在图上直接标明斜齿轮3轮齿的旋向、蜗杆的转向及蜗轮 与斜齿轮3 所受轴向力的方向。
7.2设计一带式输送机用闭式阿基米德蜗杆减速器，已知输入功率P=5kw， 蜗杆转速n1=1440r/min，传动比i=24，有轻微冲击，预期使用寿命10年， 每年工作250天，每天工作8h。要求绘制蜗杆或蜗轮工作图。
机械设计习题解答
带传动习题 4-1、4-3 思考题： 4-2~4-8、 4-12、4-13
链传动习题 5-1、5-3
思考题：5-1~5-8
思考题
齿轮传动习题 6.1 6.3 6.4 6.5
6.1有一单级直齿圆柱齿轮减速器，已知z1=32,z2=108,中心矩a=210mm，齿 宽b=70mm，大小齿轮的材料均为45钢，小齿轮调质，硬度为250HBS，齿 轮精度为8级，输入转速n1=1460r/min，电动机驱动，载荷平稳，要求齿 轮工作寿命不少于10000h。试求该齿轮传动能传递的最大功率。
T 50000 200 107 N T 107 FT 5000N 8r 8 250 Fmax FF FT 6250 5000 11250N K f Fmax 1.2 11250 112500N fm 0.12 5.2F0 5.2 112500 d1 52.1mm [ ] 68.6 F0
4Fmax 4 20832 d0 16.45mm [ ] 98
取d0=17mm，M16的铰制孔螺栓

Fmax 18771 4.6mm d 0 [ ] 17 240
取板厚δ=6mm
wk.baidu.com
1、计算螺栓承受的最大载荷 r=r1=r2=r3=50/cos30°=57.735mm，L=300+40+50tan30°=368.9mm， F=FQ/3=9000/3=3000N，T=FQL=9000×368.9=3320100Nmm FTmax=T/3r=3320100/(3×57.735)=19169N Fmax=(FTmax2+F2+2FTmaxFcosα)1/2=(191692+30002+2×19169×3000cos60°) 1/2= =20832N 2、根据剪切力计算螺杆的直径 3、根据d0=17mm计算板厚
F=FR/3，T=FRL 方案1： FTmax=T/2a=FRL/2a，Fmax=F+FTmax=FR/3+FRL/2a= =（1/3+L/2a）FR 方案2： FTmax=T/2a=FRL/2a，Fmax=(F2+FTmax2)1/2=[(FR/3) 2+(FRL/2a) 2] ½= =[1/9+(L/2a) 2] ½FR =[1/9+(1/4)(L/a)2 ] ½FR 方案3： FTmax=T/3a=FRL/3a，Fmax=(F2+FTmax2+2FTmaxFcos30°)1/2= =[1/9+1/9( L/a) 2+(2/9)(L/a)cos30°]1/2 FR
[ a ]
-1T
Sa K

0.84140 12.25MPa 3 3.2
Cb 2F 2 3776 max 2 0.25 2 C b C m d1 15.294 2.57MPa [ a ]
13.4螺栓组连接的3种方案如图所示，外载荷FR及尺寸L相同，试分析确定各 方案中受力最大螺栓所受力的大小，并指出哪个方案比较好，
滚动轴承习题 8.1 8.2 8.3 8.4
作业：11-1
11-2
END
螺纹连接与螺旋传动习题
13.2 13.3
13.4
13.5
13.2起重卷筒与大齿轮间用双头螺柱连接，起重钢索拉力F0=50kN，卷筒 直径D=400mm，8个螺柱均匀分布在直径D0=500mm圆周上，螺栓性能等 级4.6级，结合面摩擦因子f=0.12，可靠度系数Kf=1.2。试确定双头螺柱的 直径。 解：假设不控制预紧力 ，估计d=M6~M16，取 安全系数S=3.5。 [σ]=σS/S=240/3.5=68.6M Pa FF F0 / 8 50000/ 8 6250N