机械设计作业答案
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(1)将大带轮基准直径dd2减小到280mm；
(2)将小带轮基准直径ddl增大到200mm；
(3)将鼓轮直径D增大到350mm。
d
0 d2
dd1
D
400 200 350 1.4
dd2
d
0 d1
D0
280 140
250
11
解：
仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率，而且 提高的幅度是相同的。
k 1 q 1 1 0.861.47 -1 1.40
2、 尺寸系数：
由附图3 - 2 0.77
0.87
3、 表面质量系数： 由附图3 - 4 0.81
4、 强化系数： q 1
弯曲疲劳极限综合影响系数：
k
1.69 0.77
d
0 d2
dd1
D
400 200 350 1.4
dd2
d
0 d1
D0
280 140
250
但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。
方案一：仅使包角α1略有增加，但带速没有增加，小轮的 弯曲应力没有减小，带的传动功率没有根本改善。
方案三：完全没有考虑带的传动能力。
方案二：由于小带轮直径的增加，不仅使包角α1略有增加 更主要的是，带速增加，小轮的弯曲应力明显减小，带的 传动功率得到根本改善。
(2)若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少?此时链 条所能传递的功率有何变化?
解：新的传动比是 i n1 900 3.6
n2 250
1、“减少小链轮齿数”
方案
z1'
z2 3.6
75 3.6
21
此时链的传动功率下降
2、“增加大链轮齿数“方案
z
' 2
3.6z1
3.6 25
4
解:
r 3 0.075 d 40
D 48 1.2 d 40
1、 由表3 2得： 1.82
1.47 理论应力集中系数
由附图3 -1得 : q 0.84
q 0.86 敏性系数
有效应力集中系数: k 1 q 1 1 0.841.8-1 1.69
作业讲评
1
机械零件强度习题解答
2
3-18 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350MPa， 屈服极限 σs=550MPa，强度极限σB=750MPa，循 环基数N0=5×106，m=9，试求对称循环次数N分别为 5×104、5×105、5×107次时的极限应力。
解:
1,5104
350 9
1、作图法 (比例尺)
A点坐标
0,
1
k
300 2.0
150
AD的斜率
e
k
0.2 0.1 2.0
Sca
30 25 30 10
1.4
6
2、计算法
m
max min
2
190 110 2
150MPa
a
max min
2 2
25.4 910
139节]
该链传动所允许传递的功率为:
P P0 K L K K P 25 1.11 1.08 1 25 KW
KA
1.2
19
齿轮传动习题解答
由n1=600r/min及16A型链在图9-13上查得P0=25KW
KZ
Z1
1.08
19
21 1.08
19
1.11
KL
LP
0.26
100
139 0.26 100
1.08
[
LP
2 910 25.4
21105 105 212
1 1 1 2.49 0.81 1
剪切疲劳极限综合影响系数：
k
1.40 1 1 1 1.84 0.87 0.81 1
5
3-20 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：σs=360MPa，σ1=300 MPa，ψσ=0.2。已知零件上的最大工作应力σmax=190MPa， 最小工作应力σmin=110MPa，应力变化规律为σm=常数，弯曲疲 劳极限的综合影响系数Kd=2.0，试分别用图解法和计算法确定该 零件的计算安全系数。
2
190 110 2
40MPa
Sca
lim
1 k k m
k a
m
300 1.8 0.2150 1.8 150 40
1.5
7
8
9
带传动习题解答
10
8-16一带式输送机装置如图所示。已知小带 轮基准直径dd1=140mm，大带轮基准直径 dd2=400mm，鼓轮直径D=250mm，为了提 高生产率，拟在输送机载荷不变(即拉力F不 变)的条件下，将输送带的速度v提高，设电 动机的功率和减速器的强度足够，且更换大 小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影 响可忽略不计，为了实现这一增速要求，试 分析采用下列哪种方案更为合理，为什么?
90
对传动功率影响很小。
18
9-20 单排滚子链传动，主动链轮转速n1=600r/min，齿数 zl=21，从动链轮齿数z2=105，中心距a=910mm，该链的节 距p=25.4mm，工况系数KA=1.2，试求链传动所允许传递的 功率P。
解：由节距p=25.4mm,查表9-10得该链型为16A
5 106 5 104
584MPa
取 -1,5104 s 550MPa
1,5105
350 9
5 106 5 105
452MPa
1,5107 1,5106 350MPa
3
3-19 某零件如图所示，材料的强度极限 σB=650MPa，表面精车，不进行强化处理。 试确定Ι-Ι截面处的弯曲疲劳极限的综合影响 系数Kσ和剪切疲劳极限的综合影响系数Kτ。
结论：方案二合理
12
13
ຫໍສະໝຸດ Baidu
14
15
16
链传动习题解答
17
9-18 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900r/min，齿数 z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到 n2≈250r/min，链条长度不变，试问：
(1)若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少?此时链 条所能传递的功率有何变化?
(2)将小带轮基准直径ddl增大到200mm；
(3)将鼓轮直径D增大到350mm。
d
0 d2
dd1
D
400 200 350 1.4
dd2
d
0 d1
D0
280 140
250
11
解：
仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率，而且 提高的幅度是相同的。
k 1 q 1 1 0.861.47 -1 1.40
2、 尺寸系数：
由附图3 - 2 0.77
0.87
3、 表面质量系数： 由附图3 - 4 0.81
4、 强化系数： q 1
弯曲疲劳极限综合影响系数：
k
1.69 0.77
d
0 d2
dd1
D
400 200 350 1.4
dd2
d
0 d1
D0
280 140
250
但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。
方案一：仅使包角α1略有增加，但带速没有增加，小轮的 弯曲应力没有减小，带的传动功率没有根本改善。
方案三：完全没有考虑带的传动能力。
方案二：由于小带轮直径的增加，不仅使包角α1略有增加 更主要的是，带速增加，小轮的弯曲应力明显减小，带的 传动功率得到根本改善。
(2)若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少?此时链 条所能传递的功率有何变化?
解：新的传动比是 i n1 900 3.6
n2 250
1、“减少小链轮齿数”
方案
z1'
z2 3.6
75 3.6
21
此时链的传动功率下降
2、“增加大链轮齿数“方案
z
' 2
3.6z1
3.6 25
4
解:
r 3 0.075 d 40
D 48 1.2 d 40
1、 由表3 2得： 1.82
1.47 理论应力集中系数
由附图3 -1得 : q 0.84
q 0.86 敏性系数
有效应力集中系数: k 1 q 1 1 0.841.8-1 1.69
作业讲评
1
机械零件强度习题解答
2
3-18 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350MPa， 屈服极限 σs=550MPa，强度极限σB=750MPa，循 环基数N0=5×106，m=9，试求对称循环次数N分别为 5×104、5×105、5×107次时的极限应力。
解:
1,5104
350 9
1、作图法 (比例尺)
A点坐标
0,
1
k
300 2.0
150
AD的斜率
e
k
0.2 0.1 2.0
Sca
30 25 30 10
1.4
6
2、计算法
m
max min
2
190 110 2
150MPa
a
max min
2 2
25.4 910
139节]
该链传动所允许传递的功率为:
P P0 K L K K P 25 1.11 1.08 1 25 KW
KA
1.2
19
齿轮传动习题解答
由n1=600r/min及16A型链在图9-13上查得P0=25KW
KZ
Z1
1.08
19
21 1.08
19
1.11
KL
LP
0.26
100
139 0.26 100
1.08
[
LP
2 910 25.4
21105 105 212
1 1 1 2.49 0.81 1
剪切疲劳极限综合影响系数：
k
1.40 1 1 1 1.84 0.87 0.81 1
5
3-20 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：σs=360MPa，σ1=300 MPa，ψσ=0.2。已知零件上的最大工作应力σmax=190MPa， 最小工作应力σmin=110MPa，应力变化规律为σm=常数，弯曲疲 劳极限的综合影响系数Kd=2.0，试分别用图解法和计算法确定该 零件的计算安全系数。
2
190 110 2
40MPa
Sca
lim
1 k k m
k a
m
300 1.8 0.2150 1.8 150 40
1.5
7
8
9
带传动习题解答
10
8-16一带式输送机装置如图所示。已知小带 轮基准直径dd1=140mm，大带轮基准直径 dd2=400mm，鼓轮直径D=250mm，为了提 高生产率，拟在输送机载荷不变(即拉力F不 变)的条件下，将输送带的速度v提高，设电 动机的功率和减速器的强度足够，且更换大 小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影 响可忽略不计，为了实现这一增速要求，试 分析采用下列哪种方案更为合理，为什么?
90
对传动功率影响很小。
18
9-20 单排滚子链传动，主动链轮转速n1=600r/min，齿数 zl=21，从动链轮齿数z2=105，中心距a=910mm，该链的节 距p=25.4mm，工况系数KA=1.2，试求链传动所允许传递的 功率P。
解：由节距p=25.4mm,查表9-10得该链型为16A
5 106 5 104
584MPa
取 -1,5104 s 550MPa
1,5105
350 9
5 106 5 105
452MPa
1,5107 1,5106 350MPa
3
3-19 某零件如图所示，材料的强度极限 σB=650MPa，表面精车，不进行强化处理。 试确定Ι-Ι截面处的弯曲疲劳极限的综合影响 系数Kσ和剪切疲劳极限的综合影响系数Kτ。
结论：方案二合理
12
13
ຫໍສະໝຸດ Baidu
14
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链传动习题解答
17
9-18 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900r/min，齿数 z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到 n2≈250r/min，链条长度不变，试问：
(1)若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少?此时链 条所能传递的功率有何变化?