机械设计基础(第五版)课后习题答案.docx
《机械设计基础(第五版)课后习题答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械设计基础(第五版)课后习题答案.docx(88页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、机械设计根底第五版课后习题答案杨可竺、程光蕴、李仲生主编高等教育出版社9-1 答 退火:将钢加热到肯定温度,并保温到肯定时间后,随炉缓慢冷却的热处理方法。主要用来消退内应力、降低硬度,便于切削。正火:将钢加热到肯定温度,保温肯定时间后,空冷或风冷的热处理方法。可消退内应力,降低硬度,便于切削加工;对一般零件,也可作为最终热处理,提高材料的机械性能。淬火:将钢加热到肯定温度,保温肯定时间后,浸入到淬火介质中快速冷却的热处理方法。可提高材料的硬度和耐磨性,但存在很大的内应力,脆性也相应增加。淬火后一般需回火。淬火还可提高其抗腐蚀性。调质:淬火后加高温回火的热处理方法。可获得强度、硬度、塑性、韧性等
2、均较好的综合力学性能,广泛应用于较为重要的零件设计中。外表淬火:快速将零件外表加热到淬火温度后马上喷水冷却,使工件表层淬火的热处理方法。主要用于中碳钢或中碳合金钢,以提高表层硬度和耐磨性,同时疲乏强度和冲击韧性都有所提高。渗碳淬火:将工件放入渗碳介质中加热,并保温肯定时间,使介质中的碳渗入到钢件中的热处理方法。适合于低碳钢或低碳合金钢,可提高表层硬度和耐磨性,而仍保存芯部的韧性和高塑性。9-2解 见下表9-3 解查教材表 9-1,Q235 的屈服极限查手册 GB706-88 标准,14 号热轧工字钢的截面面积则拉断时所所的最小拉力为9-4 解 查教材表 9-1,45 钢的屈服极限许用应力把夹紧
3、力向截面中心转化,则有拉力和弯距截面面积抗弯截面模量则最大夹紧力应力分布图如下图图 9.3 题 9-4 解图9-5 解 查手册,查手册退刀槽宽度,沟槽直径,过渡圆角半径,尾部倒角设所用螺栓为标准六角头螺栓,对于的螺栓,最小中心距,螺栓轴线与箱壁的最小距离。9-6 解 查手册,当圆轴时,平键的断面尺寸为且轴上键槽尺寸、轮毂键槽尺寸。图 9.5 题 9-6 解图9-7 解 1取横梁作为示力体,当位于支承右侧处时由得由得由得由得 2横梁弯矩图图 9.7 题 9-7 解图 3横梁上铆钉组的载荷力矩水平分力垂直分力9-8 解 水平分力在每个铆钉上产生的载荷垂直分力在每个铆钉上产生的载荷力矩在每个铆钉上产
4、生的载荷各力在铆钉上的方向见图所示图 9.9 题 9-8 解图依据力的合成可知,铆钉 1 的载荷最大9-9 解 铆钉所受最大载荷校核剪切强度校核挤压强度均适宜。9-10 解 支承可用铸铁 HT200 或铸钢 ZG270-500。其构造立体图见图。图 9.10 题 9-10 解图支承的可能失效是回转副的磨损失效,或回转副孔所在横截面处拉断失效。9-11 解 1轮齿弯曲应力可看成是脉动循环变应力。 2大齿轮循环次数 3对应于循环总次数的疲乏极限能提高提高了 1.24 倍。9-12 答 由图 5-1 可见,惰轮 4 的轮齿是双侧受载。当惰轮转一周时,轮齿任一侧齿根处的弯曲应力的变化规律:未进入啮合,
5、应力为零,这一侧进入啮合时,该侧齿根受拉,并渐渐到达最大拉应力,然后退出啮合,应力又变为零。接着另一侧进入啮合,该侧齿根受压,并渐渐到达最大压应力,当退出啮合时,应力又变为零。所以,惰轮 4 轮齿根部的弯曲应力是对称循环变应力。9-13 答 在齿轮传动中,轮齿工作面上任一点所产生的接触应力都是由零该点未进入啮合增加到一最大值该点啮合,然后又降低到零该点退出啮合,故齿面外表接触应力是脉动循环变应力。9-14 解 1假设支承可以自由移动时,轴的伸长量 2两支承都固定时,因轴的温升而加在支承上的压力9-15 基孔制优先协作为、,试以根本尺寸为绘制其公差带图。图 9.13 题 9-15 解图9-16
6、答 1公差带图见题 9-16 解图。 2、均承受的是基轴制,主要是为了制造中削减加工孔用的刀具品种。图 9.15 题 9-16 解图10-1 证明 当升角与当量摩擦角符合时,螺纹副具有自锁性。当时,螺纹副的效率所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时,其效率必小于 50%。10-2 解 由教材表 10-1、表 10-2 查得,粗牙,螺距,中径螺纹升角,细牙,螺距,中径螺纹升角对于一样公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中,细牙螺纹的升角较小,更易实现自锁。10-3 解 查教材表 10-1 得粗牙 螺距中径小径螺纹升角一般螺纹的牙侧角,螺纹间的摩擦系数当量摩擦角拧紧力矩由公式可得预紧力拉应力查教材表 9-1
7、 得 35 钢的屈服极限拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限,螺栓将损坏。10-4 解 1升角当量摩擦角工作台稳定上升时的效率: 2稳定上升时加于螺杆上的力矩 3螺杆的转速螺杆的功率 4因,该梯形螺旋副不具有自锁性,欲使工作台在载荷作用下等速下降,需制动装置。其制动力矩为10-5 解 查教材表 9-1 得 Q235 的屈服极限,查教材表 10-6 得,当掌握预紧力时,取安全系数由许用应力查教材表 10-1 得的小径由公式得预紧力由题图可知,螺钉个数,取牢靠性系数牵曳力10-6 解 此联接是利用旋转中间零件使两端螺杆受到拉伸 ,故螺杆受到拉扭组合变形。查教材表 9-1 得,拉杆材料 Q2
8、75 的屈服极限,取安全系数,拉杆材料的许用应力所需拉杆最小直径查教材表 10-1,选用螺纹。10-7 解 查教材表 9-1 得,螺栓 35 钢的屈服极限,查教材表 10-6、10-7 得螺栓的许用应力查教材表 10-1 得,的小径螺栓所能承受的最大预紧力所需的螺栓预紧拉力则施加于杠杆端部作用力的最大值10-8 解 在横向工作载荷作用下,螺栓杆与孔壁之间无间隙,螺栓杆和被联接件接触外表受到挤压;在联接接合面处螺栓杆则受剪切。假设螺栓杆与孔壁外表上的压力分布是均匀的,且这种联接的预紧力很小,可不考虑预紧力和螺纹摩擦力矩的影响。挤压强度验算公式为:其中;为螺栓杆直径。螺栓杆的剪切强度验算公式其中表
9、示接合面数,本图中接合面数。10-9 解 1确定螺栓的长度由教材图 10-9 a得:螺栓螺纹伸出长度螺栓螺纹预留长度查手册选取六角薄螺母 GB6172-86,厚度为垫圈 GB93-87 16,厚度为则所需螺栓长度查手册中螺栓系列长度,可取螺栓长度螺栓所需螺纹长度,取螺栓螺纹长度 2单个螺栓所受横向载荷 3螺栓材料的许用应力由表 9-1 查得 被联接件 HT250 的强度极限查表 10-6 取安全系数被联接件许用挤压应力查教材表 9-1 得 螺栓 35 钢的屈服极限,查表 10-6 得螺栓的许用剪切应力螺栓的许用挤压应力 4校核强度查手册,六角头铰制孔用螺栓 GB28-88,其光杆直径螺栓的剪切
10、强度最小接触长度:挤压强度所用螺栓适宜。10-10 解 1每个螺栓所允许的预紧力查教材表 9-1 得 45 钢的屈服极限,查教材表 10-6、10-7 得,当不能严格掌握预紧力时,碳素钢取安全系数由许用应力查教材表 10-1 得的小径由公式得预紧力 2每个螺栓所能担当的横向力由题图可知,取牢靠性系数横向力 4螺栓所需担当的横向力 5螺栓的个数取偶数。在直径为 155 的圆周上布局 14 个的一般螺栓,构造位置不允许。10-11 解 1初选螺柱个数 2每个螺柱的工作载荷 3螺柱联接有严密性要求,取剩余预紧力 4螺柱总拉力 5确定螺柱直径选取螺柱材料为 45 钢,查表 9-1 得 屈服极限,查教材
11、表 10-6 得,当不能严格掌握预紧力时,临时取安全系数许用应力螺栓小径查教材表 10-1,取螺栓,由教材表 10-7 可知取安全系数是合适的。 6确定螺柱分布圆直径由题 10-11 图可得取。 7验证螺柱间距所选螺柱的个数和螺柱的直径均适宜。10-12 解 1在力作用下,托架不应滑移,设牢靠性系数,接合面数,此时每个螺栓所需的预紧力 2在翻转力矩作用下,此时结合面不应消灭缝隙。托架有绕螺栓组形心轴线 O-O 翻转的趋势,上边两个螺栓被拉伸,每个螺栓的轴向拉力增大了,下边两个螺栓被放松,每个螺栓的轴向力减小了,则有力的平衡关系,故可得为使上边两个螺栓处结合面间不消灭缝隙,也即剩余预紧力刚为零,
12、则所需预紧力 3每个螺栓所需总的预紧力 4确定螺栓直径选取螺栓材料为 35 钢,查教材表 9-1 屈服极限,查教材表 10-6 得,当不能严格掌握预紧力时,临时取安全系数许用应力螺栓小径查教材表 10-1,取螺栓,由教材表 10-7 可知取安全系数也是适宜的。10-13 解 (1)计算手柄长度查手册 ,梯形螺纹 GB5796-86,公称直径,初选螺距,则中径,小径螺纹升角当量摩擦角所需的转矩则 ,手柄的长度(2)确定螺母的高度初取螺纹圈数,则螺母的高度这时处于 1.22.5 的许可范围内。10-14 解 选用梯形螺纹。 1依据耐磨性初选参数初选查表 10-8 螺旋副的许用压强,取查手册,选取梯
13、形螺纹 GB5796-86,选取公称直径,中径,小径,螺距。 2初选螺母初步计算螺母的高度则螺栓与螺母接触的螺纹圈数,取螺母的高度系数 3校核耐磨性螺纹的工作高度则螺纹接触处的压强适宜。 4校核螺杆的稳定性起重器的螺母端为固定端,另一端为自由端,故取,螺杆危急截面的惯性半径,螺杆的最大工作长度,则螺杆的长细比临界载荷取 安全系数,不会失稳 5校核螺纹牙强度对于梯形螺纹对于青铜螺母,适宜。10-15 解 1初选螺纹直径查手册,选取梯形螺纹 GB5796-86,选取公称直径,中径,小径,螺距。 2验证其自锁性螺纹升角当量摩擦角,所以满足自锁条件。 3校核其耐磨性设 螺栓与螺母参与接触的螺纹圈数,则
14、 螺母的高度,处于 1.22.5 的许可范围内。螺纹的工作高度则螺纹接触处的压强查教材表 10-8,钢对青铜许用压强,适宜。 4校核螺杆强度取,则所需扭矩则危急截面处的强度对于 45 钢正火,其许用应力,故适宜。 5校核螺杆的稳定性压力机的螺母端为固定端,另一端为铰支端,故取,螺杆危急截面的惯性半径,螺杆的最大工作长度,则螺杆的长细比,不会失稳。 6校核螺纹牙强度对于梯形螺纹对于青铜螺母,适宜。 7 确定手轮的直径由得10-16 解 1选用 A 型平键,查教材表 10-9,由轴的直径可得平键的截面尺寸,;由联轴器及平键长度系列,取键的长度。其标记为:键GB1096-79 2验算平键的挤压强度由
15、材料表 10-10 查得,铸铁联轴器的许用挤压应力A 型键的工作长度,使用平键挤压强度不够,铸铁轴壳键槽将被压溃。这时可使轴与联轴器孔之间承受过盈配合,以便担当一局部转矩,但其缺点是装拆不便。也可改用花键联接。10-17 解 1选择花键依据联轴器孔径,查手册可知花键小径最接近,应选择矩形花键的规格为 花键GB1144-87花键的齿数、小径,大径,键宽,键长取,倒角. 2验算挤压强度取载荷不均匀系数齿面工作高度平均半径查教材表 10-11,在中等工作条件、键的齿面未经热处理时,其许用挤压应力,故适宜。11-1 解 1由公式可知:轮齿的工作应力不变,则则,假设,该齿轮传动能传递的功率11-2 解
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械设计 基础 第五 课后 习题 答案
限制150内