河科大机械设计作业第1415章作业解答1培训讲学.docx
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河科大机械设计作业第1415章作业解答1培训讲学
题13—47图
第十四章联轴器和离合器
一、分析与思考题
14-16联轴器、离合器、安全联轴器和安全离合器有何区别?
各用于什么场合?
答:
联轴器:
用来把两轴联接在一起,机器运转时不能分离。
只有停机时将联接拆开后两轴才能分离。
离合器:
在机器运转过程中可使两轴随时接合或分离。
用来操纵机器传动系统的断续,以便进行变速及换向等。
安全联轴器和安全离合器:
机器工作时,如果转矩超过规定值,这种联轴器或离合器即可自行断开或打滑,以保证机器中主要零件不致因过载而损坏。
14-17试比较刚性联轴器、无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器各有何优缺点?
各用于什么场合?
答:
刚性联轴器:
构造简单,成本低,可传递较大的转矩。
缺乏补偿两轴相对位移的能力。
故对两轴对中性能要求很高。
用于转速低,无冲击,轴的刚性大,对中性较好的场合。
无弹性元件的挠性联轴器:
可补偿两轴相对位移。
但因无弹性元件,故不能缓冲减振。
常用于载荷平稳、无冲击的场合。
有弹性元件的挠性联轴器:
因装有弹性元件,不仅可以补偿两轴相对位移而且可以吸振缓冲。
用于需要补偿两轴的相对位移,工作载荷有较大变化的场合。
14-18选择联轴器类型时,应当考虑哪几方面因素?
答:
1、传递转矩大小和性质以及对吸振缓冲能力的要求;
2、工作转速高低和引起离心力的大小;
3、两轴相对位移的大小和方向;
4、联轴器的可靠性和工作环境;
5、联轴器的制造、安装、维护和成本。
14-19牙嵌离合器和摩擦式离合器各有何优缺点?
各适用于什么场合?
答:
牙嵌离合器:
结构简单,没有相对滑动,尺寸小。
但不能在转速差较大时进行联接。
摩擦式离合器:
两轴能在任何不同角速度下进行联接;改变摩擦面间的压力就能调节从动轴的加速时间;接合时冲击和振动较小;过载时将发生打滑,可避免其它零件损坏。
二、设计计算题
14-20有一链式输送机用联轴器与电机相联接。
已知传递功率P=15Kw,电动机转速n=1460r/min,电动机轴伸直径d=42mm。
两轴同轴度好,输送机工作时起动频繁并有轻微冲击。
试选择联轴器的类型和型号。
解:
根据题中已知条件,选择有弹性元件的挠性联轴器。
查表14-1,取KA=1.5。
由公式(14-3),
计算力矩
在选择联轴器时,联轴器的孔径范围应满足电动机轴径d=42mmm的要求。
1)选HL3型弹性柱销联轴器, [T]=630Nm,30≤d≤48mm
2)选TL6型弹性套柱销联轴器,[T]=250Nm,32≤d≤42mm
3)选ML5梅花型弹性联轴器, [T]=250Nm,30≤d4≤8mm
14-21一搅拌机的轴通过联轴器与减速器的输出轴相联接,原动机为电动机,减速器输出轴的转速n=200r/min,传递转矩T=1000N.m,两轴工作时有少量偏移,试选择联轴器的类型和型号。
解:
根据题中已知条件,选择无弹性元件的挠性联轴器。
查表14-1,取KA=1.7。
由公式(14-3),计算力矩
Tca=KAT=1.7×1000=1700Nm
1)选KL8型滑块联轴器,[T]=1800Nm
2)选CL3型齿式联轴器,[T]=3150Nm
第十五章轴
三、分析与思考题
15—23何为转轴、心轴和传动轴?
自行车的前轴、中轴、后轴及踏板轴各是什么轴?
答:
工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴、只受弯矩而不受扭矩的轴称为心轴、只受扭矩而不受弯矩的轴称为传动轴。
自行车的前轴、后轴属于固定心轴,踏板轴属于转动心轴;
自行车的中轴属于转轴。
15—24试说明下面几种轴材料的适用场合:
Q235-A、45、1Cr18Ni、QT600-2、40CrNi。
答:
Q235-A用于不重要及受载不大的轴,如农业机械、建筑机械中的轴;
45广泛应用于各种轴,如减速器中的轴;
1Cr18Ni用于高、低温及腐蚀条件下的轴,如发动机凸轮轴;
QT600-2用于制造复杂外形的轴,如发动机曲轴;
40CrNi用于制造很重要的轴,如汽车、拖拉机变速箱中的轴。
15—25轴的强度计算方法有哪几种?
各适用于何种情况?
答:
1.按扭转强度条件计算,该方法适用于计算传动轴或初步估计转轴直径;
2.按弯扭合成强度条件计算,该方法适用于校核计算一般转轴的疲劳强度;
3.按疲劳强度条件进行精确校核,该方法适用于精确校核计算重要轴的疲劳强度;
4.按静强度条件进行校核,该方法适用于计算瞬时过载很大、或应力循环的不对称性较为严重的轴的静强度。
15—26按弯扭合成强度和按疲劳强度校核时,危险截面应如何确定?
确定危险截面时考虑的因素有何区别?
答:
按弯扭合成强度校核轴时,危险截面指的是计算应力(综合考虑弯曲应力和扭转应力)较大的一个或几个截面,考虑的因素主要是轴上的弯矩、扭矩和轴径;
按疲劳强度校核轴时,确定危险截面时,既要考虑弯曲应力和扭转应力的大小,还要考虑应力集中和绝对尺寸等综合因素的影响大小,确定
一个或几个截面,考虑的因素除了轴上的弯矩、扭矩和轴径外,还要考虑综合影响系数的大小。
15—27为什么要进行轴的静强度校核计算?
这时是否要考虑应力集中等因素的影响?
答:
静强度校核的目的在于评定轴对塑性变形的抵抗能力,这对那些瞬时过载很大、或应力循环的不对称性较为严重的轴是很必要的。
轴的静强度是根据轴上作用的最大瞬时载荷来校核的,这时不考虑应力集中等因素的影响。
15—28经校核发现轴的疲劳强度不符合要求时,在不增大轴径的条件下,可采取哪些措施来提高轴的疲劳强度?
答:
可采取下列措施来提高轴的疲劳强度
1.换用强度高的好材料;
2.减小应力集中(增大过渡圆角半径、降低表面粗糙度、开设卸载槽)
3.对轴的表面进行热处理和硬化处理;
4.改进轴的结构形状;
5.提高加工质量等。
15—29何谓轴的临界转速?
轴的弯曲振动临界转速大小与哪些因素有关?
15—30什么叫刚性轴?
什么叫挠性轴?
设计高速运转的轴时,应如何考虑轴的工作转速范围?
四、设计计算题
15—31已知一传动轴的材料为40Cr钢调质,传递功率P=12kW,转速n=80r/min。
试:
(1)按扭转强度计算轴的直径;
(2)按扭转刚度计算轴的直径(设轴的允许扭转角[φ]≤0.5(°)/m)。
解:
(1)由表15-3知:
A0=97~112
(2)
15—32直径d=75mm的实心轴与外径d0=85mm的空心轴的扭转强度相等,设两轴材料相同,试求该空心轴的内径d1和减轻重量的百分比。
解:
实心轴:
,空心轴:
扭转强度相同时有:
WT=WT′
减轻重量的百分比为:
15—33图示(a)、(b)为起重滑轮轴的两种结构方案。
已知轴的材料为Q235钢,取需用应力[σ0]=75MPa,[σ-1]=45MPa,轴的直径均为d=40mm,若起重量相同,Q=20KN,支承跨距相同(尺寸如图),试分别校核其强度是否满足要求。
题15—33图
解:
转动心轴:
固定心轴:
15—34图示为一台二级锥-柱齿轮减速器简图,输入轴由左端看为逆时针转动。
已知Ft1=5000N,Fr1=1690N,Fa1=676N,dm1=120mm,dm2=300mm,Ft3=10000N,Fr3=3751N,Fa3=2493N,d3=150mm,l1=l3=60mm,l2=120mm,l4=l5=l6=100mm,试画出输入轴的计算简图,计算轴的支反力,画出轴的弯扭图合扭矩图,并将计算结果标在图中。
解:
题15—34图
15—35根据题15—34的已知条件,试画出中间轴的计算简图,计算轴的支反力,画出轴的弯扭图和扭矩图,并将计算结果标在图中。
题15—35图
解:
15—36两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴的尺寸和结构如图所示。
轴的材料为45钢,调质处理,轴单向运转,齿轮与轴均采用H7/k6配合,并采用圆头普通平键联接,轴肩处的圆角半径为r=1.5mm。
若已知轴所受扭矩T=292N·m,轴的弯矩图如图所示。
试按弯扭合成理论验算轴上截面Ⅰ和Ⅱ的强度,并精确校核轴的疲劳强度。
题15—36图
五、结构设计与分析题
15—37试指出图示小锥齿轮轴系中的错误结构,并画出正确的结构图。
题15—37图
15—38试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构,并画出正确结构图。
题15—38图
15—39试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构,并画出正确结构图。
题15—39图
(3)年龄优势
(二)大学生对DIY手工艺品消费态度分析15—40试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构及视图表达错误,并画出正确结构图及视图。
目前,上海市创业培训中心已开办大学生创业培训班,共招收上海交通大学、上海商业职业技术学院等应届毕业生62人。
体现市民生活质量状况的指标---恩格尔系数,上海也从1995年的53.4%下降到了2003年的37.2%,虽然与恩格尔系数多在20%以下的发达国家相比仍有差距,但按照联合国粮农组织的划分,表明上海消费已开始进入富裕状态(联合国粮农组织曾依据恩格尔系数,将恩格尔系数在40%-50%定为小康水平的消费,20%-40%定为富裕状态的消费)。
题15—40图
据了解,百分之八十的饰品店都推出“DIY饰品”来吸引顾客,一方面顺应了年轻一代喜欢与众不同、标新立异的心理;另一方面,自制饰品价格相对较低,可以随时更新换代,也满足了年轻人“喜新厌旧”的需要,因而很受欢迎。
上海市劳动和社会保障局所辖的“促进就业基金”,还专门为大学生创业提供担保,贷款最高上限达到5万元。
此次调查以女生为主,男生只占很少比例,调查发现58%的学生月生活费基本在400元左右,其具体分布如(图1-1)
手工艺品,它运用不同的材料,通过不同的方式,经过自己亲手动手制作。
看着自己亲自完成的作品时,感觉很不同哦。
不论是01年的丝带编织风铃,02年的管织幸运星,03年的十字绣,04年的星座手链,还是今年风靡一时的针织围巾等这些手工艺品都是陪伴女生长大的象征。
为此,这些多样化的作品制作对我们这一创业项目的今后的操作具有很大的启发作用。
附件
(二):
调查问卷设计
(二)对“碧芝”自制饰品店的分析