机械设计基础复习(7页).doc

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1、-机械设计基础复习-第 7 页解：-4-5组成定轴轮系 1-2-3-H（5）组成周转轮系 由定轴轮系 解得 由周转轮系 解得例3-1 如图所示，用8个6.8级普通螺栓和两块钢制夹板将钢板1、2联接起来。已知作用于钢板上的横向载荷，结合面摩擦因数，安全系数，取可靠性系数，试确定所需螺栓的小径至少应为多少？解：1) 由静力平衡条件确定每个螺栓的预紧力 显然，这里，每个螺栓的预紧力2) 确定螺栓的许用应力 由6.8级螺栓已知条件，可推断其公称抗拉强度，屈服点，于是许用应力3) 确定螺栓的小径所需螺栓的小径解题要点 正确解题的关键有四点：（1）判定联接受力模型类型 该螺栓组属于典型的“受横向工作载荷的

2、普通螺栓联接”，即联接在工作前后螺栓始终只受预紧力的作用。（2）螺栓组的受力分析 这里受力分析的关键是要能看出螺栓数目，而不是。（3）许用应力的确定 为要确定许用应力，这里的关键问题是要掌握螺栓性能等级代号的含义。当然，许用应力与极限应力和安全系数之间的关系也必须清楚。（4）强度公式 受拉紧螺栓联接的强度计算公式，关键不要丢掉系数“”。例3-2 拟用四个普通六角头螺栓将一钢制托板固定在立柱上，布置方案如图所示。已知图中mm，mm，作用于托板上的力N。设结合面摩擦因数，螺栓的许用应力MPa，取可靠性系数。试确定受力最大螺栓并选择恰当的粗牙螺栓代号。普通粗牙螺纹径向尺寸见表3-1。表3-1 普通粗

3、牙螺纹径向尺寸见表公称直径68101216202430中径5350718890261086314701183762205127721小径4917664783761010613835172942075226211解 1) 螺栓组的受力分析如下图所示为将力向螺栓组形心简化的等效受力分析图。显然，在将移向点的同时，必然有转矩于是，就把问题转化为一受横向力和转矩联合作用的螺栓组联接了。 在力的作用下，托板有向下移动的趋势，每个螺栓所受载荷均等，方向均指向下方。设由引起每个螺栓的载荷依次为，则 在转矩作用下，托板有绕螺栓组形心顺时针转动的趋势，每个螺栓所受载荷的方向即托板在螺栓处转动趋势的指向。设由转矩

4、引起的每个螺栓的载荷依次为，则综合考虑横向力和转矩两种载荷的作用，则不难发现螺栓2、3所受载荷较大，这是由于其载荷之间夹角较小的缘故。显然，本题中螺栓2、3两载荷之间的夹角均应为。于是，由平行四边形性质和余弦定理，可求得螺栓2、3所受载荷的合力2) 确定螺栓的预紧力3) 由强度条件确定螺栓的危险截面直径查普通粗牙螺纹径向尺寸表3-1，取螺栓M20。例5-2 由锥齿轮-斜齿圆柱齿轮组成的二级减速传动如图所示，已知动力从轴输入，并要求输出轴按图示方向回转。试进行以下分析：1)画出输入轴的转向2)确定齿轮3、4的轮齿左、右旋向，要求轴上两齿轮所受轴向力可以相互抵消一部分。3)标出齿轮2、3所受各分力

5、的方向例9-1 锥齿轮减速器主动轴采用一对30206圆锥滚子轴承如图,已知锥齿轮平均模数mm=，齿数z=20，转速n=1450r/min，轮齿上的三个分力，FT=1300N，FR=400N，FA=250N，轴承工作时受有中等冲击载荷（可取冲击载荷系数），工作温度低于1000C，要求使用寿命不低于12000h，试校验轴承是否合用。（注：30206，派生轴向力，e=0.37。当，X=0.4，Y=1.6；当，X=1，Y=0。基本额定动载荷Cr=43.2103N。）解：（1）计算滚动轴承上的径向载荷、此题没有直接给出滚动轴承上的载荷，因此需通过轴系的受力分析求出轴承上的载荷。轴系的载荷是锥齿轮上的三个

6、分力，求支反力时要分平面，且径向力与轴向力在一个平面里。1）锥齿轮平均半径rm2）水平面支反力，如下图所示。N=650N3）垂直面支反力4）轴承上的径向载荷轴承1 轴承2 （2）计算轴承上的轴向载荷、滚动轴承的配置为背对背，派生轴向力的方向如图所示。2）计算轴向载荷可以判断轴承1为压紧端，轴承2为放松端。于是（3）计算轴承的当量动载荷、因e=0.37，则，则取（4）计算轴承的寿命计算结果表明，所选轴承符合要求。例9-2 如图所示为涡轮轴系的结构图，已知涡轮轴上的轴承采用脂润滑，外伸端装有半联轴器。试指出图中的错误，并指出其正确结构图。解 该轴系存在的错误如图所示。（1）轴上定位零件的定位及固定

7、图中1：安装蜗轮的轴头长度应小于轮毂宽度，以使蜗轮得到可靠的轴向定位。（2）装拆与调整图中2：轴承端盖与机体之间无调整垫片，无法调整轴承间隙。图中3：左轴承内侧轴肩过高无法拆卸。图中4：与右轴承配合处的轴颈过长，轴缺少台阶，轴承拆装不方便。图中5：整体式箱体不便轴系的拆装。（3）转动件与静止件的关系图中6：联轴器为转动件，不能用端盖作轴向固定，应用轴肩定位。图中7：轴与右轴承盖（透盖）不应接触。（4）零件的结构工艺性图中8：为便于加工，轴上安装蜗轮处的键槽应与安装联轴器处的键槽开在同一母线上。图中9：联轴器上的键槽与键之间应留有间隙。图中10：箱体端面的加工面积过大，应起轴承凸台。（5）润滑与密封图中11：轴与轴承透盖之间缺少密封装置。图中12：轴承与蜗轮的润滑介质不同，应在轴承孔与箱体之间加密封装置。改正后的轴系结构图如下图所示。