机械设计(吕宏 - 王慧主编)课后习题答案
更新时间:2023-10-26 09:52:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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第一章绪论习题答案
思考题
1) 机器是由哪些基本部分构成?各部分作用是什么? 2) 什么是专用零件?什么是通用零件?试举例说明。 3)机械设计的研究对象是什么?学习时应注意哪些问题? 4)机械零件的主要失效形式及设计准则是什么? 5)设计机器应满足哪些基本要求?
1)答:机器是由原动机、传动装置和工作机三大部分组成。原动机是机械设备完成其工作任务的动力来源。传动装置是按执行机构作业的特定要求,把原动机的运动和动力传递给执行机构。执行机构也是工作部分,直接完成机器的功能。
2)答:所谓通用零件实际是指各种机器都经常使用的零件。如轴、轴承和齿轮等。专用零件是某些机器使用的零件,例如:发动机中的曲轴、汽轮机中的叶片。
3)答:本课程是研究普通条件下,一般参数的通用零件的设计理论与设计方法。
学习时应注意以下问题: 1)理论联系实际。 2)抓住课程体系。
3)要综合运用先修课程的知识解决机械设计问题。 4)要理解系数引入的意义。
5)要努力培养解决工程实际问题的能力。
4)答:机械零件的主要失效形式有强度失效(因强度不足而断裂)、刚度失效(过大的变形)、磨损失效(摩擦表面的过度磨损),还有打滑和过热,联接松动,管道泄漏,精度达不到要求等等。设计准则是
1) 强度准则 2) 刚度准则 3) 耐磨性准则
4) 振动稳定性准则 5) 热平衡准则 6) 可靠性准则
5)设计任何机器都必须满足如下要求 1)使用要求2)经济性要求 3)安全性要求 4)其他要求
(1)环保要求(2)外观要求(3)体积重量要求等
1
第二章 带 传 动 习 题
1. 选择题
1) 带传动中,在预紧力相同的条件下,V带比平带能传递较大的功率,是因为V带__3__.
(1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头 2) 带传动中,若小带轮为主动轮,则带的最大应力发生在带__1__处
(1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮 (4)退出从动轮 3) 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为__4__.
(1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (3)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动
4)带传动打滑总是__1__.
(1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始 5) V带传动设计中,限制小带轮的最小直径主要是为了_2___.
(1)使结构紧凑 (2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角
6) 带传动的主要失效形式之一是带的__3__。
(1)松弛 (2)颤动 (3)疲劳破坏 (4)弹性滑动 7) 带传动正常工作时,紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系 2 。 (1)F1=F2 (2)F1- F2= F2.思考题
1) 在设计带传动时为什么要限制带速v、小带轮直径dd1和带轮包角?1?
答:带速大则离心拉应力大,所以限制v<30m/s;小带轮直径d1小则弯曲拉应力大,
造成工作应力过大在交变应力作用下,带将产生疲劳破坏;一般要求带轮包角α≥120°,以防带与带轮接触弧长不足,带在轮上打滑。
2) 为了避免带的打滑,将带轮上与带接触的表面加工的粗糙些以增大摩擦力,这样处理是否正确,为什么?
答:不可以。由于带传动工作时存在弹性滑动,粗糙表面将加速带的疲劳破坏。
3) 何谓带传动的弹性滑动和打滑?能否避免?
答:弹性滑动:带具有弹性,紧边拉力大,应变大,松为拉力小,应变小。当带由紧边侧进入主动轮到从松边侧离开主动轮有个收缩过程,而带由进入从动轮到离开从动轮有个伸长过程。这两个过程使带在带轮上产生弹性滑动。弹性滑动不能避免。
打滑:由于张紧不足,摩擦面有润滑油,过载而松弛等原因,使带在带轮上打滑而不能传递动力。打滑能避免。
4) 为何V带传动的中心距一般设计成可调节的?在什么情况下需采用张紧轮?张紧轮布置在什么位置较为合理?
答: 由于V带无接头,为保证安装必须使两轮中心距比实际的中心距小,在安挂完了以后,在调整到正常的中心距。另外,由于长时间使用,V带会因疲劳而伸长,为保持必要的张紧力,应根据需要调整中心距。
当中心距不能调整时可用张紧轮把带张紧。张紧轮一般布置在松边靠近靠近大带轮处。
5) 一般带轮采用什么材料?带轮的结构形式有哪些?根据什么来选定带轮的结构形式?
2
(3) F1 +F2 =F0
答:一般带轮采用铸铁材料。带轮的结构形式有实心式、腹板式、孔板、式椭圆剖面的轮辐式。根据带轮的基准直径d的大小确定。
3 .设计计算题
1) 单根普通V带传动,能传递的最大功率P=10KW,主动轮的转速n1 =1450r/min,主动轮、从动轮的基准直径分别为dd1=180mm,dd2=350mm,中心距a=630mm,带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.2,试求紧边拉力F1和松边拉力F2。
2)设计一带式输送机的传动装置,该传动装置由普通V带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机,额定功率P =11 kW,转速n1 =1460 r/min,减速器输入轴转速为400 r/min,允许传动比误差为±5%,该输送机每天工作16小时,试设计此普通V带传动,并选定带轮结构形式与材料。 解:
1.计算功率PC
由表2.10查得工作情况系数KA?1.2,故PC?KAPC?1.2?11?13。2 kW 2.选取普通V带型号
根据PC?13.2 kW,n1?1460 r/min,由图2-17确定选用B型。 3.确定小带轮和大带轮基准直径d1、d2,并验算带速v
由表2.4,d1应不小于125mm,现取d1 =140mm,? = 1%,由式(2-16)得
d2?n11460d1(1??)??140?(1?0.01)?505.89mm n2400由表2.4取直径系列值d2 = 500 mm。 大带轮转速:
n2?n1d1(1??)1460?140?(1?0.01)??404.7r/min
d2500其误差小于|5%|,故允许。 验算带速v
3
v??n1d13.14?1460?14060?1000?60?1000?10.7m/s
在5~25 m/s范围内,带速合适。 4.确定带长和中心距并验算小带轮包角
由0.7(d1?d2)< a0< 2(d1?d2)得:448 < a0<1280
初步选取中心距a =700 mm,由式(2-1)得带长
a?(d2?d1)2L0?20?2(d1?d2)?4a0?2?700?3.14(500?140)22?(140?500)?4?700
?2451.1mm由表2.2选用基准长度Ld = 2500 mm。由式(2-24)可近似计算实际中心距 a?a0?Ld?L02500?2451.2?700?12?748.9mm 验算小带轮包角?1,由式(2-2)得
?1?180??d2?d1a?57.3??152.4?120?合适 5.确定V带根数z
传动比
i?n1n?1460?3.6 2404.7由表2.5查得
P0 =2.83 kW,由表2.7查得 ?P0 = 0.46 kW 由表2.9查得 K? =0.945,由表2.2查得 KL =1.03,
由式(12-27)得
Z?Pc[P?PC0](P0??P0)K
?KL?13.2(2.83?0.46)?0.945?1.03?4.125
取Z = 5 根。 6 确定初拉力
由表2.1查得 q = 0.17 kg/m,由式(2-28)得单根V带的张紧力
4
F0?500Pc2.5500?13.22.5(?1)?qv2?(?1)?0.17?10.72 ZvK?5?10.70.945?222.5N7.求压轴力FQ 由式(2-29),压轴力为
FQ?2ZF0sin?12?2?5?222.5?sin152.4?2160.8N 29.带轮结构设计(略)
第三章链传动习题
1.选择题
1)链传动设计中,一般大链轮最多齿数限制为Zmax=120,是为了____。 (1)减小链传动运动的不均匀性 (2)限制传动比
(3)减少链节磨损后链从链轮上脱落下来的可能性 (4)保证链轮轮齿的强度 2)链传动中,限制小链轮最少齿数的目的之一是为了____。
(1)减少传动的运动不均匀性和动载荷 (2)防止链节磨损后脱链
(3)使小链轮轮齿受力均匀 (4)防止润滑不良时轮齿加速磨损 3)设计链传动时,链节数最好取____。
(1)偶数 (2)奇数 (3)质数 (4)链轮齿数的整数倍 4)链传动中,链条的平均速度v=____。 (1)
?d1n160?1000 (2)
?d2n260?1000 (3)
z1n1pz1n2p (4)
60?100060?10005)多排链排数一般不超过3或4排,主要是为了____。
(1)不使安装困难 (2)使各排受力均匀 (3)不使轴向过宽 (4)减轻链的质量 6)链传动不适合用于高速传动的主要原因是_________。 (1)链条的质量大 (3)容易脱链
(2)动载荷大 (4)容易磨损
7)链传动设计中,当载荷大、中心距小、传动比大时,宜选用____。 (1)大节距单排链 (2)小节距多排链 (3)小节距单排链 (4)大节距多排链 2.思考题
1)为什么链传动的平均传动比准确、瞬时传动比不准确? 2)链传动产生动载荷的原因及影响因素有哪些? 3)链传动的失效形式及设计准则是什么?
4)链传动中为什么小链轮的齿数不宜过少?而大链轮的齿数又不宜过多? 5) 套筒滚子链已标准化,链号为20A的链条节距p等于多少?有一滚子链标记为:10A-2×100GB1243.1-1997,试说明它的含义?
3.设计计算题
5
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