机械设计基础计算题

机械设计篇,上海海事大学机械原理与设计教研室,机械设计篇,上海海事大学机械原理与设计教研室,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,二、复合轮系拆解方法,1.,找出行星轮（,有公转,）,2.,找出中心轮（,与行星轮啮合,）,3.,找出行星架（,支撑行星轮,）,基本周转轮系,4.,找出所有基本周转轮系后，余下为定轴轮系,解：,n,3,=n,4,(2,分,),i,46,=(n,4,/n,6,)=-(z,6,/z,4,)=-3,(2分),n,H,=n,6,(2,分,),i,13,H,=(n,1,-n,6,)/(n,3,-n,6,)=-(z,3,/z,1,)=-4,(2,分,),i,16,=17,（,2,分）,受,轴向工作载荷,的螺栓受力计算,设流体压强为,p,，螺栓数目为,z,，则每个螺栓所受的平均,工作载荷,为：,p D,2,/4,F,E,=,z,D,F,E,F,E,p,例：压力容器的缸盖与缸体之间的螺栓联接。,D,为缸体内径。,螺栓所受总载荷为：,F,R,残余预紧力，按要求确定。,强度条件：,设计计算：,MPa,图示一钢制液压油缸，油压,p=3MPa,，缸径,D=160mm,，螺栓分布圆直径,D,0,=210mm,。为满足气密性要求，取残余预紧力,F,R,=1.8F,E,，并要求螺栓间距不大于,100mm,。试确定最少螺栓个数,n,和相应的螺纹直径,d,。,（注：,n,取偶数，螺栓许用应力,=120MPa,）,依题意：,D,0,/n100 n D,0,/100= *210/100=6.6,，取,n,min,=8,（个）,单个螺栓所受工作载荷,F,E,：,F,E,=(pD,2,/4)/n,min,=3*160,2,/(4*8)=7539.8N,单个螺栓所受总载荷,Fa,：,F,a,=F,R,+F,E,=2.8F,E,=2.8*10539.8=21111.5N,计算螺纹小径,d,1,：,查螺纹,标准,，选,M20,的普通螺栓（,d,1,=17.294mm,）。,结论：需用,8,个,M20,的普通螺栓。,解：,图示为一斜齿圆柱齿轮,圆柱蜗杆传动。为使蜗杆轴上的轴向力最小，试确定：,（,1,）斜齿轮,1,、,2,的螺旋线方向；,（,2,）蜗轮,4,的转动方向；,确定蜗杆轴转向,确定蜗杆轴向力,F,a3,的方向,确定齿轮,2,、,1,的轴向力,F,a2,、,F,a1,的方向,确定齿轮,1,、,2,的旋向,确定蜗轮,4,的转向。,F,a3,F,a2,F,a1,右旋,左旋,F,r2,F,r1,F,a1,F,t2,n,1,F,t1,F,a2,滚动轴承的选择计算,16-3,轴承安装示意图,角接触球轴承正装,角接触球轴承反装,圆锥滚子轴承正装,圆锥滚子轴承反装,角接触滚动轴承寿命计算小结：,1,、求支反力（力平衡、力矩平衡）,F,r1,、,F,r2,；,2,、求,附加轴向力,F,s1,、,F,s2,，参考表,16-12,；,3,、根据轴承,安装方式,及,合力的指向,判定,“,压紧,”,、,“,放松,”,端，求出,F,a1,、,F,a2,；,4,、根据,？：是,X,、,Y,查表，否,X=1,、,Y=0,？：是,X,、,Y,查表，否,X=1,、,Y=0,，,取,5,、校核式：,球轴承：,=3,滚子轴承：,=10/3,【,计算举例,】,一转轴采用一对圆锥滚子轴承支承（轴承正装）。已知：轴承所受径向力,F,r1,=3500 N,，,F,r2,=5000 N,，轴上所受轴向力,F,A,=900 N,，方向如图；轴的转速,n=800 r/min,；常温下运转，载荷有轻微冲击（,f,P,=1.2,）。试计算该对轴承寿命。,【,附注：,C,r,=34000 N,；内部轴向力,F=F,r,/3.6,，,e=0.333,，,F,a,/F,r, e,时，,X=0.4,，,Y=1.8,；,F,a,/F,r,e,时，,X=1.0,，,Y=0】,轴承,1,轴承,2,F,A,解：,（,1,）计算轴承内部轴向力,F,1,=F,r1,/3.6=3500/3.6=972.2N,，,F,2,=F,r2,/3.6=5000/3.6=1388.9N,（,2,）确定轴承所受轴向载荷,F,a1,=maxF,1, F,2,-F,A,=max972.2, 1388.9-900=488.9=972.2N,F,a2,=maxF,2, F,1,+F,A,=max1388.9, 972.2+900=1872.2=1872.2N,轴承,1,轴承,2,F,A,F,1,F,2,（,3,）计算轴承当量动载荷,轴承,1,：,F,a1,/F,r1,=972.2/3500=0.2778 e=0.333,，,X,2,=0.4,，,Y,2,=1.8,P,2,=X,2,F,r2,+Y,2,F,a2,=0.4*5000+1.8*1872.2=5370N,（,4,）计算轴承寿命,Pr2 Pr1,，按轴承,2,（受力较大）计算寿命,式中，,f,t,=1,，,f,P,=1.2,，,=10/3,，,C,r,=34000N,，,n=800r/min,将以上参数代入公式，计算得：,该对轴承寿命为,5327.3 h,。,