机械设计习题Word下载.docx

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摩擦、磨损及润滑习题

3-1、机械中有几种摩擦?

各有何特点？

3—2、磨损过程分为几个阶段？

怎样跑合可以延长零件的寿命？

3-3、边界摩擦的特征为摩擦表面间形成一层很薄的边界膜，问有几种边界膜？

它们之间的区别是什么？

3—4、获得流体动压润滑的基本条件是什么？

螺栓联接与螺旋传动习题

5-1如图所示的底板螺栓组联接爱外力FΞ的作用。

外力FΞ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。

试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？

保证联接安全工作的必要条件有哪些?

题5-1图

5-2题目：

图示刚性联轴器取4个M16小六角头铰制孔用螺栓，螺栓材料为45钢，受剪面处螺栓直径为φ17mm,其许用最大扭矩T=1。

5kN·

m（设为静载荷），试校核其强度。

联轴器材料HT250.

图5—2图

5—3：

上题的刚性联轴器中，若采用M16受拉螺栓,靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩,螺栓材料为45钢，接合面间的摩擦系数f=0.16,安装时不控制预紧力,试决定螺栓数（螺栓数应为双数）。

5—4、如图，缸径D=500mm，蒸汽压力p=1.2MPa,螺栓分布圆直径D0=640mm。

为保证气密性要求,螺栓间距不得大于150mm.试设计此汽缸盖螺栓组联接。

题5—4图

5-5、图中是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。

两块边板各用4个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为20KN，载荷有较大的变动。

试问：

此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？

为什么？

。

题5-5图

5—6、图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接,梁受到的拉力F=28kN，摩擦系数f=0。

2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。

题5—6图

5-7、铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知L=300mm,a=60mm，试求三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少?

哪个方案较好?

题5-7图

键联接习题

6-1、直径80mm的轴端,安装一钢制直齿圆柱齿轮（如图所示），轮毂宽度Lˊ=1.5d，工作时有轻微冲击.试确定平键联接的尺寸，并计算其允许传递的最大转矩。

6—2、图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键联接.已知轴传递的转矩为1000N·

m，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器材料为HT200，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂尺寸如图示。

试选择键的类型和尺寸，并校核联接的强度。

题6-2图

带传动习题

8-1、V带传动传递的功率P=7.5，带速V=10m/s，紧边是松边拉力的两倍,即F1=2F2，试求紧边拉力F1,有效拉力F2，和预紧力F0。

8-2、有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V带传动,电动机功率P=7KW，转速n1=960r/min，减速器输入轴的转速n2=330r/min，允许误差为+5％,运输装置工作有轻度冲击，两班制工作，设计此带传动.

8-3、现设计一带式输送机的传动部分，该传动部分由普通V带传动和齿轮传动组成。

齿轮传动采用标准齿轮减速器.原动机为电动机，额定功率为11kW,转速n1=1460r/min，减速器输入轴转速为400r/min，允许传动比误差为±

5%，该输送机每天工作16小时,试设计此普通V带传动。

8—4、带传动主动轮转速n1=1450r/min，主动轮直径D1=140mm，从动轮直径D2=400mm，传动中心距a≈1000mm，传递功率P=10kW，取工作载荷系数KA=1。

2。

选带型号并求V带根数z.

链传动习题

9—1已知主动链轮转速n1=850r/m，齿数z1=19，从动链轮齿数z2=90,中心距a=900㎜，滚子链极限拉伸载荷为55。

6kN，工作情况系数kA=1，试求链条所能传递的功率

9-2题目：

已知一套筒滚子链传动，链节距p=19.05mm，主动链轮齿数z1=15，链轮转速n1=500r/min，从动链轮齿数z2=25，中心距a=650mm。

试求:

1）链速v（即链的平均速度）；

2）链速的波动值vmax和vmin；

3）链速波动的百分比。

9-3、设计一输送装置用的链传动。

已知传递的功率P=16.8kW，主动轮转速n1=960r/min,传动比i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距a≤800mm，水平布置。

齿轮传动习题

10—1。

题目：

在图示的展开式二级斜齿圆柱齿轮传动中，已知：

高速级齿轮齿数z1=44，z2=94，模数mnⅠ=2。

5mm。

低速级齿轮齿数z3=43，z4=95,模数mnⅡ=3。

5mm,分度圆螺旋角βⅡ=9°

42′。

输出功率PⅢ=28.4kW，输出轴转速nⅢ=309r/min.齿轮啮合效率η1=0。

98，η2=0。

99.试求：

1）高速级大齿轮的旋向，以使中间轴上的轴承所受的轴向力较小；

2）高速级斜齿轮螺旋角β1为多少时，中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消？

3）各轴转向及所受扭矩；

4）齿轮各啮合点作用力的方向和大小（各用三个分力表示）。

题10-1图

10—2、设计小型航空发动机中的一对斜齿圆柱齿轮传动，已知P1=130kW,n1=11640r/min，z1=23，z2=73，寿命Lh=100h,，小齿轮作悬臂布置，使用系数kA=1。

25。

10-3、有一直齿圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器如图所示.已知：

P1=17kW，n1=720r/min.圆锥齿轮几何尺寸与参数为m=5mm，z1=25，z2=60,b=50mm。

斜齿圆柱齿轮几何尺寸与参数为mn=6mm，z3=21，z4=84。

锥齿轮啮合效率η1=0.96，斜齿圆柱齿轮啮合效率η2=0。

98，滚动轴承效率η3=0.99.Ⅰ轴转向如图所示，单向转动。

1）绘图标出各齿轮的转向；

2）计算各轴的扭矩；

3）当斜齿圆柱齿轮分度圆螺旋角β为何旋向及多少度时，方能使大锥齿轮和小斜齿圆柱齿轮的轴向力完全抵消？

4）绘图标出齿轮各啮合点作用力的方向（各用三个分力表示）,并计算其大小。

斜齿圆柱齿轮的螺旋角按β=10°

8′30″计算。

题10—3图

10—4、图示的两种直齿圆柱齿轮传动方案中，已知小齿轮分度圆直径d1=d3=d1′=d3′=80mm，大齿轮分度圆直径d2=d4=d2′=d4′=2d1，输入扭矩T1=T1′=1.65×

105N。

mm，输入轴转速n1=n1′，齿轮寿命th=th′，若不计齿轮传动和滚动轴承效率的影响，试作:

1）计算高速级和低速级齿轮啮合点的圆周力和径向力，标出上述各力的方向和各轴的转向；

2）计算两种齿轮传动方案的总传动比i∑和i∑′；

3）分析轴和轴承受力情况，哪种方案轴承受力较小？

4）对两种方案中高速级齿轮进行强度计算时应注意什么不同点?

对其低速级齿轮进行强度计算时又应注意什么不同点？

题10-4图

10-5、两级展开式齿轮减速器如图所示。

已知主动轮1为左旋，转向n1如图所示，为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向,并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa、径向力Fr和圆周力Ft的方向。

题10—5图

10—6、有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，其尺寸如下表所示，其材料及热处理硬度、载荷、工况及制造精度均相同。

试分析比较哪对齿轮的接触应力大？

哪对齿轮的接触强度高？

　10—7、有两对闭式直齿圆柱齿轮传动,其尺寸如下表所示，当材料及齿面硬度、制造精度、运转工况（包括载荷）、应用场合、传动布局皆相同时，按无限寿命分析，哪个齿轮的齿根弯曲强度最差？

蜗轮蜗杆传动习题

11-1、指出图中未注明的蜗杆或蜗轮的螺旋线旋向及蜗杆或蜗轮的转向,并给出蜗杆和蜗轮啮合点及作用力的方向（各用三个分力表示）

题11-1图

11-2如图为热处理车间所用的可控气氛加热炉拉料机传动简图。

已知：

蜗轮传递的转矩T2=405N·

m，蜗杆减速器的传动比i12=20,蜗杆转速n1=480r/min，传动平稳，冲击不大。

工作时间为每天8h要求工作寿命5年（每年按300工作日计）试设计该蜗杆传动。

11—3、图示为某起重设备的减速装置。

已知各轮齿数z1=z2=20，z3=60，z4=2，z5=40，轮1转向如图所示，卷筒直径D=136mm。

试求：

　　1）此时重物是上升还是下降;

　　2）设系统效率η=0。

68，为使重物上升，施加在轮1上的驱动力矩T1=10N.m,问重物的重量是多少？

滑动轴承习题

12—1、有一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径d=200mm，轴承宽度B=250mm,轴承材料选用ZCuAl10Fe3，当轴的转速为60r/min、100r/min、500r/min时,轴承允许的最大径向载荷各为多少？

12—2、某汽轮机用动力润滑径向滑动轴承，轴承直径d=100mm，转速n=1000r/min,轴上的径向载荷F=35kN,轴承工作包角α=180°

载荷平稳，试确定轴瓦材料、轴承宽度B、润题11-3图

滑油牌号、流量、最小油膜厚度、轴与孔的配合公差及表面粗糙度，并进行轴承热平衡计算。

12—3、试设计一铸件清砂机滚筒的滑动轴承。

已知滚桶装载量和自重共40000N，转速为30r/min,两端轴颈直径120mm。

12-4、粉碎机转子支撑在一对不完全润滑的径向轴承上，已知转子的转速d=50mm,每个轴承承受的径向力F=1200N，转子轴颈d=50mm。

试选轴瓦材料和进行设计计算。

滚动轴承习题

13-1、30208轴承（新标准）额定动负荷C=34000N.

（1）当量动负荷P=6200N,工作转速n=730r/min,试计算轴承寿命h书室；

（2）P=6200N，若求h≥10000h，允许的最高转速n是多少？

13—2、如图所示，轴上装有一斜圆柱齿轮，轴支承在一对正安装的7209AC轴承上。

齿轮轮齿上受到圆周力Fte=8100N，径向力Fre=3052N，轴向力Fae=2170N，转速300r/min，载荷系数fp=1.2，试计算两个轴承的基本额定寿命。

（想一想：

轴承反安装时有何变化？

）

13-3、一根装有小圆锥齿轮的轴拟用图示的支承方案，两支承点均选用轻系列的圆锥滚子轴承。

圆锥齿轮传递的功率P=4.5kW（平稳）,转速n=500r/min，平均分度圆半径rm=100mm,分锥角δ=16°

，轴颈直径可在28-38mm内选择。

其它尺寸如图。

若希望轴承的基本额定寿命能超过60000h，试选择合适的轴承.题13—2图

题13-3图

联轴器和离合器

14—1在下列工况下,选择哪类联轴器较好？

试举出一两种联轴器的名称。

（1）载荷平稳，冲击轻微,两轴易于准确对中，同时希望联轴器寿命较长.

（2）载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线具有一定程度的相对偏移。

（3）载荷不平稳且具有较大的冲击和振动。

（4）机器在运转过程中载荷较平稳，但可能产生很大的瞬时过载，导致机器损坏。

14—2、选择联轴器类型时，应当考虑哪几方面的因素？

轴习题

15-1、何为转轴、心轴和传动轴？

自行车的前轴、中轴、后轴及脚踏板轴分别是什么轴？

15—2、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—2图