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第十六章 轴16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处的直径65d mm =，齿轮轮毂长85mm ，齿轮和轴的材料均为45钢。
齿轮分度圆直径为0300d mm =，所受圆周力8000t F N =，载荷有轻微冲击。
试选择该处平键的尺寸。
如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能传递的转矩T 有多大？06264[]45[]100120a,[]1100.38000120022441200110100.06548006.710.065110102.5 2.50.065162.56174162.5p p p t T dhlMP MPad T F T dhl hl hl mm l d mm h mm σσσσσ=≤====⨯=⨯==≤⨯≥=⨯⨯<=⨯=∴≥= p p 解：普通平键的挤压强度条件为F =A 号钢在轻微冲击下的取F 则有：=A 又查表61501.544dhl N m σσσσ'''⨯⨯⨯⨯⨯⨯'== p p max p -6-36maxp -8可选l=140mm,h=11mm,b=18mm 如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能承受的最大挤压力为[]=5060MPa,取[]=60MPa 。
4T 则由[]=得：dhl111401065106010T []=16-14、已知一传动轴所传递的功率16k N W =，转速720/min n r =，材料为275Q 钢。
求该传动轴所需的最小直径。
3316955010n []0.2d 16,720/min.118d 11833.18N kW PT W d P kW n r A mm τττ=⨯=≈≤≥====∴≥=解：当传动轴传递的功率为时，其扭转强度条件为即：其中16-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴的示意图。
有关尺寸如图所示。
轴承宽度为20mm ；齿轮宽度为50mm ，分度圆直径为20mm ，传递的功率为 5.5N kW =，转速300/min n r =。
机械设计基础课后习题答案第三版课后答案(1-18章全) 完整版机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第1章机械设计概述1第2章摩擦、磨损及润滑概述 3第3章平面机构的结构分析12第4章平面连杆机构16第5章凸轮机构 36第6章间歇运动机构46第7章螺纹连接与螺旋传动48第8章带传动60第9章链传动73第10章齿轮传动80第11章蜗杆传动112第12章齿轮系124第13章机械传动设计131第14章轴和轴毂连接133第15章轴承138第16章其他常用零、部件152第17章机械的平衡与调速156第18章机械设计CAD简介163机械设计概述机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
常见的失效形式有哪几种?答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。
什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
标准化的重要意义是什么?答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触,被液体油膜完全隔开,摩擦系数极小,摩擦是在液体的分子间进行的,称为液体润滑。
！第十六章滚动轴承重要基本概念1．滚动体和内、外圈所受的载荷和应力在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。
其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。
2．滚动轴承的失效形式滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。
当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。
3．滚动轴承的设计准则对于正常转动工作的轴承，进行针对疲劳点蚀的寿命计算。
对于转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动的轴承，进行静强度计算。
…4．滚动轴承的基本额定寿命基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数L10h （单位为小时）。
5．滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承寿命L10恰好为1（106转）时，轴承所能承受的载荷。
表示轴承的承载能力。
对于向心轴承：C 是纯径向载荷；对于推力轴承：C 是纯轴向载荷；在使用中要注意C 的3条含义：90%可靠度、基本额定寿命106 转、C 的方向。
精选例题与解析例16-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承。
已知两轮上的轴向力分别为F a1 = 3000 N，F a2 = 5000 N，方向如图。
轴承所受径向力R1= 8000 N，R2 = 12000 N。
冲击载荷系数f d = 1，其它参数见附表。
求两轴承的当量动载荷P1、P2。
&例11-1图1解：1．求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向S 1 = = ×8000 = 5440 NS 2 = = ×12000 = 8160 N ，方向如图所示。
< 2．求外部轴向合力F AF A = F a2－F a1 = 5000－3000 = 2000 N ，方向与F a2的方向相同，如图所示。
16-1解由手册查得6005深沟球轴承，窄宽度，特轻系列，内径：！二■-，普通精度等级（0 级）。
主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷；可用于高速传动。
N209/P6 圆柱滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径£ =，6级精度。
只能承受径向载荷,适用于支承刚度大而轴承孔又能保证严格对中的场合，其径向尺寸轻紧凑。
7207CJ角接触球轴承，窄宽度，轻系列，内径£=二|"：、"，接触角-I. = - -l，J ,钢板冲压保持架，普通精度等级。
既可承受径向载荷，又可承受轴向载荷，适用于高速无冲击，一般成对使用，对称布30209/P5 圆锥滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径戈二UhE，5级精度。
能同时承受径向载荷和轴向载荷。
适用于刚性大和轴承孔能严格对中之处，成对使用，对称布置16-2 解室温下工作-X 载荷平稳・’ ，球轴承打=-：查教材附表1，（1 ）当量动载荷" ■"'''''时在此载荷上，该轴承能达到或超过此寿命的概率是90%（2 ）当量动载荷■_时= 8^60 ft当量动载荷查教材附表1，可选用轴承6207 （基本额定动载荷■- - ■' ■）16-4解（1 ）计算当量动载荷查手册，6313 的卜■:' ■' '' ，当量动载荷」•_』+£（2 ）计算所需基本额定动载荷查教材表16-9，室温下工作人 ；查教材表16-10 有轻微冲击，」 ：，球轴承u --因所需的-，所以该轴承合适。
16-5 解选择轴承型号查教材表16-9，工作温度125 'C 时，…';载荷平稳，_ 1/SOx 2000 (―x800012.3J? 123x26^0= 0.5S，查教材表16-12，并插值可得es 0.2J，所以7^12尹000= 6741(1N=S7.™查教材附表1，根据「丁和轴颈亀一」」讥讥，可选用球轴承6408 （基本额定动载荷选用滚子轴承时，f = 1C /3查教材附表1，根据，和轴颈莖二二［小⑴，可选用圆柱滚子轴承 N208 （基本额定动载荷L . - 2)（2 ）滚子轴承的载承能力较大，并查手册可知其径向尺寸小。
第 16 章联轴器与离合器、其它常用零部件（一）教学要求（1）了解联轴器、离合器、制动器的类型与特点（2）了解各类弹簧的工作原理、特点及应用，掌握圆柱螺旋弹簧的设计方法（二）教学的重点与难点（1）联轴器、离合器、制动器的选用（2）圆柱螺旋弹簧的设计计算（三）教学内容16． 1联轴器一、联轴器的类型、结构和特性联轴器机械式联轴器液力联轴器——液压~、液力~、液力偶合器电磁式联轴器其中以机械式联轴器最为常用机械式联轴器：1、刚性联轴器1）刚性固定式联轴器（无法补偿两轴线相对位移偏差）①套筒联轴器，图16-1②凸缘联轴器：图16-2a ，用普通螺栓联接；图16-2b ，用铰制孔螺栓联接③夹壳式联轴器，图16-32）刚性可移式联轴器（可补偿两种轴线的X 、Y和综合误差的影响）图16-4①十字滑块联轴器②万向联轴器。
③齿轮联轴器，如图16-8 ，允许Y 和位移，适合于重载传动2、弹性联轴器（并可补偿轴线偏差，有弹性元件、缓冲吸振）1）弹性套柱销联轴器2）弹性柱销联轴器3）轮胎联轴器二、联轴器的选择1、选联轴器类型——按载荷大小，转速高低，而轴对中性和工作特性（振动、冲击等）2、定计算扭矩3、定型号4、校核转速5、协调轴孔直径6、规定部件安装精度（根据联轴器允许的轴的相对偏移量）7、必要校核。
16． 2离合器要求：操纵方便、省力，接合和分离迅速平稳、动作准确、结构简单一、机械离合器1、牙嵌式离合器（如图16-13）——适于停车和低速（n<10r/min ）时接合矩形牙—— Z=3~15图 16-14 牙型梯形牙——Z=5~11接合不太容易三角形牙——易于接合，但承载低Z=15~60锯齿形牙——只能单向接合Z=2~6牙齿可布置在周向，也可布置在轴向2、摩擦式离合器——接合平稳，适合于高速运动中接合1）单盘摩擦离合器（图16-15）2）锥面摩擦离合器（图16-16）在同样压紧力下有较大的摩擦力3）多盘式摩擦离合器（图16-17 ）传动能力较大、应用较广。
第十六章滚动轴承+机械改错、填空题1.（1）为什么现代机械设备中大多数采用滚动轴承而不是滑动轴承？答：因为通常情况下，滚动轴承和滑动轴承相比具有更灵活、安装方便、效率高、摩擦力矩小、成本低、润滑简单等优点。
2.（1）与滑动轴承相比，滚动轴承具有哪些优点和缺点？答：优点：效率高、润滑方便、摩擦阻力小、互换方便等；缺点：抗冲击能力差，高速时存在噪声，工作寿命比不上液体润滑的滑动轴承等。
3.（1）滚动轴承由哪些元件组成？答：一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
4.滚动轴承共分几大类型，写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承能承受何种载荷（径向或轴向）。
答：调心球轴承代号1，调心滚子轴承代号2，圆锥滚子轴承代号3，推力球轴承代号5，深沟球轴承代号6，角接触球轴承代号7，圆柱滚子轴承代号N，滚针轴承代号NA。
主要承受径向载荷：1号、2号、6号联合载荷（以径向为主）：3号、7号仅限轴向载荷：5号仅限径向载荷（特殊情况可承受部分轴向载荷）：N仅限轴向载荷：NA5.在你说学过的滚动轴承中，哪几类滚动轴承是内、外圈可分离？（此题略过）答：略。
6.什么是滚动轴承的接触角？（此题略去）答：滚动体和外圈滚道接触点处的法线与垂直轴承轴线的平面所夹的锐角。
7.什么是滚动轴承的极限转速？（此题略去）答：滚动轴承在一定载荷和润滑条件，所能承受的最大转速称为轴承的极限转速。
8.（1）如果滚动轴承的极限转速不能满足要求，可采用哪些措施？（要求答出3项）答：提高轴承精度、适当增大间隙、改善润滑和冷却条件、改用青铜保持架等。
9.（1）当转速很高而轴向载荷不太大时，通常不用推力球轴承而用深沟球轴承来承受纯轴向载荷，为什么？答：原因：对于推力球轴承，在转速很高的情况下滚动体离心力大，与保持架摩擦发热严重；而对于深沟球轴承，其滚道比较深，能够承受轴向力；所以该情况下一般使用深沟球轴承而不使用推力球轴承。
10.什么是滚动轴承的角偏差？答：当滚动体内外圈之间存在偏移时，他们之间的倾斜角称为角偏差。
