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机械设计试题库及答案


平键( GB1096 — 79)
mm
键公称尺寸
b
h
键长 l 系列
16
10
70, 80,
18
11
90, 100,
20
12
110, 125,
22
14
130
25
14
28
16
1.确定尺寸 轮毂长 L 1.5 d 1.5 80 120 mm
d 80mm, b 22mm , h 14mm ,取键长 l 100mm 标记:键 22 100 GB 1096–79 2.求所传递的最大转矩 Tmax
D1 z1 z3 z5 z7 125 17 17 17 17
3) n8
ni i总
1440 45 r / min
32
29007 下图为一带式输送机的传动简图,由电动机经二级圆柱齿轮减速器 带动带式输送机的卷筒,已知电动机转速 n1=960r/min、功率 P=5.5kW,两级齿 轮传动比 i12=4.6、i34=5.0,卷筒直径 D=500mm,求各轴的转速、功率及输送带 的速度和有效拉力。
3) nII nI / i 1 720 / 4 180r / min
29011 减速器传动比 i=9,输入轴直径 d1=18mm,若输出轴与输入轴同材料,
减速器效率 =0.9,试估算输出轴直径 d2。
按扭转强度估算直径,公式为:
13
13
d1
A01 P1
n1
, d2
A02 P2 n2
两轴材料相同,取
z2
102
n III n II z3 236.7 24 52.11r / min
z4
109
n IV n III 52.11 r / min
各轴转矩为: TI 95.5 105 PI
nI
95.5 10 5 2.78 1.87 104 N mm 1420
TII 95.5 105 PII 95.5 105 2.67 1.08 10 5 N mm
,则
d 2 ( P2 / n 2 ) 1 3 d 1 ( P1 / n1 ) 1 3
13
T2
(i ) 1 3 (9 0.9) 1 3 2
T1
d2 2d1 2 18 36 mm
29012 已知 I 轴为输入轴, II 轴为输出轴,两轴材料相同, d I 20mm ,
PI 2 kW , n1 955 r / min ,齿轮齿数 z1 24 、 z2 48 。求: (1)II 轴输出转矩(不计摩擦) ; (2)按扭矩估算 d II 30mm ,问强度是否满足?
nII
960 208.7r / min
i12 4.6
PIII PII 3 2 5.445 0.99 0.97 5.229 kW
IV 轴: nIV
nIII
208.7 41.74 r / min
i 34
5
PIV PIII 3 2 5.229 0.99 0.97 5.021 kW
V 轴: nV nIV 41.74 r / min
T齿 3
95.5 105 P齿3 nm / i 12
95.5 105
2.64 6 1.07 105 N mm 1420
T联 5
95.5 105 P联 5 nm
95.5 105
2.805 1.89 104 N mm 1420
T联 6
95.5 105 P联 6 nm / i 12 i34
95.5 105
n II
236.7
TIII 95.5 105 PIII 95.5 10 5 2.56 4.69 105 N mm
nIII
52.11
TIV 955. 105 PIV 95.5 105 2.54 4.65 105 N mm
nIV
52.11
29009 下图为一带式输送机的传动简图, 已知输送带输出功率为 2.51kW(输 出功率中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗) ,电动机额定功率 Ped= 3kW ,满载转速 nm=1420r/min,减速器高速级传动比为 6,低速级传动比为 4.54, 各效率分别为 联轴器 =0.99、 齿轮 =0.97、 轴承 =0.99,试求齿轮 1、3 及两个联轴器 的计算功率和转矩。
95.5 105
6.75
1.11 105 N mm
1450 2.5
29002 带式输送机的传动简图如下图所示, 已知输送带输出功率为 2.51kW,
现有 Y100L 2-4 型电动机一台,电动机额定功率 Ped=3kW,满载转速 nm=1420r/min,
试问此电动机能否使用。各效率如下: 联轴器 = 0.99, 齿轮 =0.97, 轴承 =0.99。
1) v
DnG
60 1000
300 25 0.393m / s
60 1000
D
300
2) T
W
5000 750 N m
2
2
3) P TnG
750 25 1.96 kW
9550 9550
P 1.96
4) PE
2.21 kW
0.886
5) i 总
nE nG
720 28.8
25
29006 带式输送机的传动系统如下图所示,已知 z1=z3=z5= z7= 17,z2= z4= z6=z8=34,带轮直径 D1=125mm、D2=250mm,电动机转速 n1=1440r/min, 各效率为 轴承 =0.99、 带=0.94、 齿轮=0.97、 链= 0.96,求:
PIII =P 联
2 轴承
2 齿轮
2.085 0.99 0.99 2 0.97 2 2.56 kW
PIV =P
2 联
3 轴承
2 齿轮
2.805 0.99 0.99 3 0.97 2 2.54 kW
各轴转速为:
nI nm 1420 r / min
nII n1 z1 1420 17 236.7 r / min
验算此电动机能否使用

223 联 齿 轴承
0.99 2
0.97 2
0.99 3
0.895
P 输入= P 输出/ 总=2.51/0.895=2.805kW
Ped(=3kW)> P 输入(=2.805kW)
此电动机能用。
29003 带式输送机的传动简图如下图所示,已知输送带的工作拉力
F=
2300N(F 中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗的影响) ,输送带的速度
(1) T1 9.55 10 6 PI / n1 2 104 N mm T2 ( z2 / z1 )T1 4 104 N mm
( 2)由公式 d≥ A0 ( P / n)1/3 ,则 d II / d I (n1 / n2 )1/3 (z2 / z1 ) 1/ 3
d II d I ( z2 / z1 )1/ 3 25.2 mm
PV PIV 3 1 5.021 0.99 0.99 4.921 kW
输出功率: PW PV 3 4 4.921 0.99 0.96 4.677 kW
带速 v
DnV
60 1000
带的有效拉力 F PW v
500 41.74 1.093 m / s
60 1000 4.677 4.28kN 1.093
29008 带式输送机的传动简图如图所示,已知输送带输出功率为
各效率为:联轴器效率 1=0.99,齿轮效率 2=0.97,轴承效率 3=0.99, 卷筒效率(不包括轴承效率) 4=0.96。
I 轴: nI 960r / min
PI 5.5 kW
II 轴: nII nI 960r / min
PII PI 1 5.5 0.99 5.445kW
III 轴: n III
1)电动机至卷筒之间的总效率; 2)传动系统的传动比 i 总(电动机至卷筒); 3)卷筒的转速 n8(即大链轮 z8 的转速)。
1)
总=
5 轴承
3 齿轮

键 = 0.995 0.973 0.94 0.96 = 0.78
2) i 总 = D 2 z2 z4 z6 z8
250 34 34 34 34 32
1000 1000
223 联 齿 轴承
0.99 2 0.97 2 0.99 3
0.895
3)总传动比: i 总 = i 12 i 34 = z2 z4 102 109 27.25 z1 z3 17 24
4)输入功率 P输入
P输出

2.53 2.827kW 0.895
29004 一蜗杆减速器,蜗杆轴功率 P工 100 kW ,传动总效率 0.8 ,三班
2 联
2 齿
3 轴承
= 0.99 2
0.97 2
0.99 3
0.895
输入功率: P=P 输出 / 总=2.51/0.895=2.805 kW 各轴计算功率为:
PI = P 联 2.805 0.99 2.78 kW
PII =P 联 轴承 齿轮 2.805 0.99 0.99 0.97 2.67 kW
所以, dII 30mm ,强度满足要求。
29013 直径 d=80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮,轮毂长 L=1.5d,工作 时有轻微冲击, 试确定平键联接的尺寸, 并计算传递的最大转矩。 键的许用挤压 应力 [ p]=110MPa。
轴径 D
>50 ~58 >58 ~65
>65 ~75 >75 ~85 >85 ~95 >95 ~ 110
v=1.1m/s,卷筒直径 D=400mm,齿轮的齿数为 z1=17,z2=102, z3= 24,z4=
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