3-1 是非题
1.×;2.×;3.√;4.√;5.√;6.√;7.×;8.√;9.×;10.×。
3-2 单项选择题
1.D;2.B;3.B;4.B;5.C;6.D;7.B;8.B;9.B;10.B;11.A;12.B;13.D;14.C;15.B。
3-3 简答、作图题
1.解:(1)因紧螺栓连接中螺栓受轴向脉动变载荷,故应力变化规律为σmin=常数,极限应力点为图2-3-1中的M′点。
(2)因振动着的弹簧其应力变化规律为σm=常数,故极限应力点为图2-3-1中的N′点。
图2-3-1
2.答:(1)图a为固定心轴;图b为转动心轴;图c为转动心轴;图d为转轴。从轴的受载分析可得出:在相同的情况下,心轴比转轴细,固定心轴比转动心轴细,因此图a方案中的轴最细,图d方案中的轴最粗。
(2)从制造工艺上看,图a方案中的轴阶梯最少,并且不需要加工键槽,同时固定件结构简单,因此,图a方案中的轴工艺性较好。
(3)由于图a方案中的轴不需安装键,可方便地轴向装拆,故安装维护较方便。
3.答:(1)可选刚性联轴器,如凸缘联轴器(或套筒联轴器等)。
(2)可选无弹性元件的挠性联轴器,如十字滑块联轴器(或齿式联轴器等)。
(3)可选有弹性元件的挠性联轴器,如弹性柱销联轴器(或弹性套柱销联轴器、梅花形弹性联轴器等)。
(4)可选安全联轴器,如剪切销安全联轴器。
4.答:第二种情况(图b)润滑条件最好。由雷诺方程可得:在构成收敛楔形间隙的情况下,υ越大,油膜承载能力越大,越易形成流体润滑。由于第一种情况(图a)外载荷F1最大,而相对速度υ1较小,故润滑条件较第二种情况要差,而第三种情况(图c)则形成发散楔形间隙,故无法形成流体动压润滑状态。
5.解:图1-3-4所示的轴系结构的错误如图2-3-2所指出的,主要原因是:①联轴器与轴无周向固定,缺键连接;②联轴器无轴向定位,此处应有一轴肩;③右轴承端盖上无密封装置;④右轴承端盖与轴之间无间隙;⑤右轴承无法安装;⑥齿轮无法加工;⑦左轴承外圈无固定。
图2-3-2
图2-3-3
3-4 证明、计算题
1.证明:取带上一微段带,长度为dl,所对应的中心角为dα,如图2-3-3所示。若不计离心力,由微段带法向和切向平衡条件得
因dα很小,取sin,略去二阶微量dF,化简上列两式,得
将式(1)代入到式(2),可得
dF/F=μdα
对上式两边积分为:,可得挠性体摩擦的欧拉公式为
F1/F2=eμα
2.解:(1)各轴所受的转矩分别为
TⅡ=0
因为不计摩擦损失,故有P1=P3,并且本轮系有n1=n3,所以
TⅢ=TI=1.91×105(N·mm)
(2)锥齿轮的分度圆直径为(www.xing528.com)
d1=mz1=4×30=120(mm)
d2=mz2=4×60=240(mm)
锥距为
齿宽系数为
齿轮1的分度圆锥角为
齿轮1的平均分度圆直径为
dm1=(1-0.5φR)d1=(1-0.5×0.298)×120=102.12(mm)
中间齿轮2在各啮合点受力大小为
各分力方向如图2-3-4所示。
3.解:如图2-3-5所示,根据接合面不滑移条件,有2×4F0f×≥KRL s
F0≥
d1≥=9.32(mm)
图2-3-5
4.解:由图2-3-6可得
Σm1(F)=Fr2×250+F2×100-F1(250+120)=0
得:Fr2=1616N。
由Fr1+Fr2-F1=0得
Fr1=F1-Fr2=-416(N)
派生力为
图2-3-6
因为Fd2+F2=505+400=905(N)>Fd1=130(N),所以轴承1被“压紧”,轴承2被“放松”。
两轴承所受的轴向力分别为
Fa1=F2+Fd2=905(N)
Fa2=Fd2=505(N)
因为=2.175>e,所以X1=0.4,Y1=1.6;
因为=0.3125<e,所以X2=1,Y2=0。
因而,两轴承的当量动载荷分别为
P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.3×(0.4×416+1.6×905)=2098.72(N)
P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.3×(1×1616+0)=2100.8(N)
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