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机械设计习题 1．图示为卷扬机传动系统简图，已知被提升的实物W＝1.2×104N，提升速度V＝1m/5，卷筒直径D＝400mm，减速器中齿轮的齿数分别为Z1＝20，Z2＝80，Z3＝19，Z4＝72，齿轮传动采用8级精度，轴承全部采用滚子轴承，卷筒效率(不包括轴承)η卷＝0.96（η齿＝0.97, η联＝0.99，η承＝0.98），试求：传动装置的轴出动率、总效承、总传动比和需要的输入功率。 X X W Z1 Z2 Z3 Z4 2．在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。试确定： 若要使Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向及的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（在图中标出）； Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。 输出轴Ⅳ 5 4 3 Ⅲ Ⅱ 2 1 Ⅰ 6 n6  3．图示轮系中为一手摇提升装置，若手柄按图示方向旋转(即轮1的方向)则重物是上升还是下降？（画箭头说明各轮转向及重物运动的方向） 1 2 3 4 5 6 7 8 4．手动绞车采用圆柱蜗杆传动。已知、，、，卷筒直径。问：（1）欲使重物W上升1m，蜗杆应转多少转？（2）蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数，该机构能否自锁？（3）若重物，手摇时施加的力，手柄转臂的长度l应是多少？ 例5-1图 例5-1 如图所示，用8个M24（d1=20.752 mm）的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓材料的许用应力=80 MPa，液压油缸的直径D =200 mm，为保证紧密性要求，剩余预紧力为=1.6F，试求油缸内许用的的最大压强Pmax。 解题要点： 1．先根据强度条件求出单个螺栓的许用拉力Q； 2．在求许用工作载荷F。 解： 根据： ， 解得： Q ≤==20814 N 依题意： 由： 2.6F = 20814，解得：F = 8005 N 汽缸许用???荷： FΣ = z F = 8F = 64043 N 根据： 解得： MPa 例5-2 如例2图1所示螺栓联接，4个普通螺栓成矩形分布，已知螺栓所受载荷R = 4000 N，L=300mm，r=100mm，接合面数m =1，接合面间的摩擦系数为f = 0.15，可靠性系数Kf = 1.2，螺栓的许用应力为=240MPa，试求：所需螺栓的直径（d1）。 例2图1 解： (1) 将R简化到螺栓组形心，成为一个横向载荷R和一个转矩T，如例3图2所示，其中： Nmm (2) 求每个螺栓联接承受的分力 R的分力：FSR = R/z = 4000/4 =1000 N 例2图2 T的分力：N (3求FSmax == 3774 N (4) 据不滑移条件：QP f m ≥Kf FSmax 所需预紧力QP ： == 30192 N (5) 根据强度条件：≤ 例3图3 求得螺栓小径d1： =14.430mm 讨论1：如果本题改为用铰制孔螺栓联接，在解法上有什么相同和不同之处？ 1．求FSR、FST和FSmax的方法相同，但求FST的公式应为： 2．铰制孔螺栓联接不用求预紧力，因为FSmax就是铰制孔螺栓解所受的剪力。 3．强度条件不同。铰制孔螺栓联接的可靠性条件是剪切强度和挤压强度。 讨论2：如果螺栓的布置改为如例3-5图3所示，螺栓中心到螺栓组形心的距离 r 不变。问那种布置方案更合理？为什么？ 原来的布置方案更合理。因为在例3-5图3的方案中，螺栓1承载的两个分载荷FSR 和FST方向相同，合成后的FSmax比原方案大。载荷大，所需螺栓尺寸就大。 图示圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器。齿轮1主动，转向如图，锥齿轮的参数为：模数m=2.5mm，z1=23，z2 = 69，，齿宽系数 =0.3；斜齿轮的参数为：模数mn=3mm，z3=25，z4=99，。试： (1) 标出各轴的转向； (2) 为使Ⅱ轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向； (