机械设计基础课后习题答案.docx

第九章

9-2.写出下列材料的名称，并按小尺寸试件查出该材料的抗拉强度σB（Mpa）、屈服极限σS（Mpa）、延伸率δ(%):Q235 ,45,40MnB, ZG270-500, HT200, QT500-7, ZCuSn10P1, ZAlSi12. 解：如图所示

许用应力

[σ]=SS

σ3552

177.5Mpa

把夹紧力F向截面中心转化，则有拉力F和弯距

M=F(a+h/2)=Fx(65+50/2)=90F

截面面积

A=bh=16x50=800mm2

W=

Fbh26M

抗弯截面模量

16x502

6F800

=6666.67mm3

90F6666.67

σ=A

W

+)≤177.5

则最大夹紧力 F=12034N

应力分布图如图所示

图 9.3 题9-4解图

9-16．如题9-16图所示，活塞销两端与活塞孔为过渡配合，活塞销中段与连杆孔为间隙配合。（1）绘制轴与孔的公差带图；（2）说明它们是哪一种基准制，为什么要采用这种基准制。

题9-16图

解：（1）公差带图见题9-16解图，查表得 25G7的极限偏差为 25+0.007， 25h7的极00

限偏差为 25 0.009, 25M7极限偏差为 25 0.021

+0.028

（ 2）

25

G7h5

25

M7h5

均采用的是基轴制，当同一尺寸的轴段要与多个有不

同配合要求的孔相结合而形成不同的配合性质时，则宜采用基轴制，图中 所示的活塞销，它与活塞孔的配合为过渡配合，而与连杆衬套的配合为间隙配合，如要采用基孔制，则要把活塞销加工成两头大中间小的阶梯轴，显然不利于加工及装配

Π题9-16解图

第十章

10-12.试计算一起重器的螺杆和螺母的主要尺寸。已知起重量Fa=30KN最大举起高

,

度ι=550mm,螺栓杆用45号钢，螺母用铝青铜ZCuAl10Fe3.

解：选用梯形螺纹

（1） 根据耐磨性初选参数： =1.5，查表10-8，螺旋副的许用压强

[p]=15~25Mpa,取[p]=20Mpa，则螺纹中径的设计公式为： d2≥0.8

Fa [p]

mm=0.8x

30x1031.5x20

查手册，选取梯形螺纹GB/5796.1-1986，选取公称直径d=28mm,中径

d2=25.5mm,小径d1=23mm,螺距p=5mm.

(2)初选螺母，初步计算螺母的高度

H= d2=1.5x25.5=38.25mm

则螺栓与螺母接触的螺纹圈数为:z=

HP

=

38.255

取z=8

Hd2

螺母高度为H=zp=8x5=40mm, 系数 =

=

4025.5

=1.57

(3)校核耐磨性，螺纹的工作高度为：h=0.5p=0.5x5=2.5mm

则螺纹接触处的压强为：p=

Faπhzd2

=

30x103

3.14x25.5x2.5x8

=18.7Mpa≤[p]

合适

(4)校核螺杆稳定性，起重器的螺母端为固定端，另一端为自由端，故取μ杆危险截面的惯性半径i=

=2，螺

d14

=,螺杆的最大工作长度为L=550mm,则螺

4

μιi

23

杆的长细比为： λ=

=

2x5505.75

=191.3>100

=1475KN

所以临界载荷为FC=

EIπ2

(μι)FCS

=

3.142X2.06X105X3.14X234

(2X550)取安全系数S=4，则:

Fa=30KN

不会失稳

（5）校核螺纹牙强度，对于梯形螺纹，则有：

B=0.65p=0.65x5=3.25 τ=

FaπDbz

=

30x103

3.14x23x3.25x8

τ<[τ],合适。

对于青铜螺母，取[τ]=30~40Mpa,

第十一章

11-3．单级闭式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮的材料为45钢调质处理，大齿轮的材料为ZG310-570正火，

P=4kW,n1=720r/min,m=4mm,z1=25,z2=73,b1=84mm,b2=78mm,单

向转动，载荷有中等冲击，用电动机驱动，试验算此单级传动强度。 解： 软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。

（ 1）许用应力

查教材表 11-1,取小齿轮45钢调质的接触疲劳极限σHlim1=600Mpa,弯曲疲劳极限为σFE1=450Mpa； 取大齿轮ZG270-500正火, 接触疲劳极限