机械设计复习题经委Word格式文档下载.docx
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防松的根本问题在于防止螺纹副相对转动。
按防松原理不同可分为利用摩擦(如双螺母、弹簧垫圈)、直接锁住(如槽形螺母和开口销)和破坏螺纹副关系(如焊、胶粘)三类。
⑷在带传动中,影响能传递的最大有效圆周力的因素有哪些?
(要求答出四种
因素)其关系如何?
在带传动中影响能传递的最大有效圆周力的因素及其关系:
1)初拉力F0,最大有效圆周力与初拉力F0成正比;
2)包角,最大有效圆周力随包角增大而增大;
3)摩擦系数,最大有效圆周力随摩擦系数增大而增大;
4)带的型号,型号:
丫,乙A,B,C,D,E,从左向右各种型号的单根带能传递的最大有效圆周力增大;
5)带的结构,圆带小,平带大,V带(三角带)更大。
6)带的根数,根数愈多能传递的最大有效圆周力愈大。
(5)图示减速器,其锥齿轮I的旋转方向如图示。
1)合理确定第二级斜齿轮传动螺旋线的方向(图中画出);
2)画出轴II上作用于齿轮上的圆周力、径向力、轴向力的方向。
1
、
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X
J
=1
r
7
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■
卩
9
⑹图示两传动方案,哪个合理?
并说明理由
<
b)
方案a合理。
理由为:
因带传动靠摩擦传动,传动平稳,但传递的转矩较小,且过载打滑能保护电动机,故带传动置于高速级是合理的。
方案b中的带传动置于低速级,则带传递的转矩要增大3倍(略去效率损失),而使带的根数增多,导致带传动的结构尺寸过大,故方案b不合理。
⑺滚动轴承密封的目的是什么?
密封装置可分为哪几大类?
目的:
防止灰尘,水等杂物进入轴承,防止润滑剂流失。
分类:
可分为接触式和非接触式两大类。
(8)滚动轴承的滚动体有哪些形状?
球,圆柱滚子,圆锥滚子,鼓形滚子,滚针
(9)图示为开式蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动,已知蜗杆主动,螺旋线方向为右旋,大齿轮4的转向如图示,试画出:
1)蜗杆的转向。
2)使轴II上两轮的轴向力抵消一部分时齿轮3、4的螺旋线方向。
3)蜗轮2和齿轮3的受力图(用分力表示)。
如图
(10)图示蜗杆-圆锥齿轮传动,已知蜗杆主动,左旋,转向如图示,试求:
1)为使蜗轮与锥齿轮3的轴向力方向相反,画出轴II、III的转向。
2)画出轴II上两轮所受各分力方向。
(各举
(11)以下情况下各应选择哪种轴上零件的轴向固定装置?
列举其名称一种即可)并画出结构图。
1)轴上零件受两个方向的较大的轴向力。
2)轴上零件受轴向力很小,但要求在安装时能轴向调整轴上零件的位置
3)轴上零件不受轴向力,但要求结构尽量简单,重量轻。
答:
1)一边用轴肩定位,另一边用套筒定位,或用圆螺母压紧
2)两边各用一个锁紧挡圈(双锁紧挡圈结构)用紧定螺钉固定在轴上
3)两边各用一个弹性档圈
(12)齿轮轴由一对相同的圆锥滚子轴承支承,两轴承的当量动载荷分别为R=
5850N,P2=3118N,轴转速n=480r/min,若要求轴承预期寿命[=1200011,
轴承的基本额定动载荷应为多少?
因为_,所以应按1轴承求C,
选一对相同的圆锥滚子轴承,基本额定动载荷应大于或等于51206No
(13)齿轮轴由一对当量动载荷分别为Pi=8800N,6780N的角接触球轴承支
承,轴转速n=710r/min,若要求预期寿命[LJ>
24000h,两轴承的基本额定动载荷各应为多大?
(14)圆锥滚子轴承30208(旧7208)的基本额定动载荷为C=34kN,承受当量动载荷
P=3000N,轴转速n=960r/min,求寿命为多少小时?
(15)轴系由一对圆锥滚子轴承32307(旧7607)支承,基本额定动载荷C=57.7kN,轴转速n=1380r/min,两轴承的当量动载荷分别为Pi=4000N,6120N,预期
寿命为[Lh]=20000h,试分析轴承是否满足要求。
-:
2轴承为危险轴承
AdA氐A百]
两轴承都满足要求。
(16)深沟球轴承6208(旧208)的基本额定动载荷C=25.6kN,当量动载荷P=5200N,工作转速n=630r/min,试计算轴承寿命Lh,如要求一班制工作三年(按每年工作260天),轴承寿命是否满足要求?
=3157h
4]=8x260x3=6240h
[4],不满足要求
(17)如图所示,轴支承在一对7209AC角接触球轴承上,FR=3000N,内部轴向力FS=0.7Fr。
求:
1)两轴承各受多大径向力和轴向力。
2)哪个轴承寿命低?
为什么?
耳1=0一隔二0.7X4000=2800N
忌=0C7巴=0.7x1000=700N
^i=^=^i=2800N
2)亠,所以二‘-
亠■,两轴承C、相同,L2>
L1,左轴承寿命低。
1Pei
L
-V■
%
(18)30208圆锥滚子轴承在室温下工作,转速n=750r/min,查得轴承基本额定动载荷C=34000N要求轴承寿命不低于8000h,问此轴承最大能承受的当量动载荷为多少?
(19)轴系由一对圆锥滚子轴承30208(旧7208)支承,转速n=960r/min,两轴承的当量动载荷分别为R=4200NP2=3300N当量静载荷分别为P°
i=2800N
P°
2=1535N轴承基本额定动载荷C=34kN,额定静载荷G「=31kN,要求预期寿命[L]=18000h,静安全系数[S0]=1.5,试分析轴承是否满足要求。
I'
I,I「一,所以1轴承为危险轴承
轴承满足要求二、结构题
(1)指出图示某齿轮轴系的结构错误,轴承为脂润滑,齿轮为油润滑(用笔圈出错误之处,并简单说明错误原因,不要求改正)。
1)轴承配用不合适:
①向心推力轴承单个使用;
2)转动件与静止件直接接触:
②轴伸与端盖;
3)轴上零件未定位,未固定:
③套筒顶不住齿轮;
④联轴器周向未固定,⑤联轴器轴向未固定
4)工艺不合理:
⑥悬伸轴精加工面过长,装配轴承不便;
⑦箱体端面的加工面与非加工面没有分开;
⑧端盖与箱体端面之间无垫片,无法调整轴承游隙;
⑨齿轮周向定位键过长,套筒无法装入;
⑩左端轴承处轴肩过高;
5)润滑与密封问题:
(11)齿轮油润滑,轴承脂润滑而无挡油环;
(12)无密圭寸,端盖不应与轴接触;
6)制图问题:
(13)缺线。
(2)指出下图中轴系的结构错误(用笔圈出错误之处,并简要说明错误原因,不要求改正)。
(2)1)挡板与轴端应有间隙;
2)平键顶部与轮槽间应有间隙;
3)联轴器与端盖应不接触,轴应有定位台肩;
4)此处应加工成阶梯轴;
5)缺调整垫片;
6)轴的台肩应在轴套内;
7)轮毂挖槽太宽(此处轮毂不太宽,不必挖槽);
8)箱体台肩应去掉;
9)轴台肩太高,不便于装拆;
10)一个轴上的两个键槽应在同一轴线上。
(3)图示为一悬臂安装的锥齿轮,为了改善锥齿轮的啮合性能,试列出常用的3
种提高轴及轴承座刚度的措施。
(3)1)采用滚子轴承,通常用单列圆锥滚子轴承,并采用反安装(背靠背)方式,尺寸丨2尽量减小,而li不宜太小,li(2.0〜2.5)l2。
2)轴承座孔壁应有足够厚度,并设置加强肋。
3)采用双点支承结构(即小锥齿轮右端增加一个滚动轴承,避免悬臂结构)■⑷指出图示轴系的结构错误,齿轮采用油润滑,轴承为脂润滑(用笔圈出错误之处,并注明错误名称,不要求改正)。
(4)1)缺挡油环;
2)套杯左端凸肩内径太小,拆卸外圈困难;
3)轴颈太大,内圈无法从右侧装入;
4)两外圈间缺套筒,右轴承外圈无轴向固定;
5)轴径太大;
6)弹性挡圈无法调整轴承间隙(改为圆螺母调整);
7)缺调整垫片;
8)缺轴上配合零件的定位轴肩;
9)间隙太大;
10)精加工面过长,应加工成阶梯轴;
11)缺调整垫片。
内径大小见
⑸下图齿轮为悬臂布置,轴系为两个型号不同的轴承(轴承外径、
图),齿轮为油润滑,轴承为脂润滑,试画出此轴系结构。
f箱酬[嚙融萌
⑹下图齿轮轴系为两端单向固定结构,齿轮为油润滑,轴承为脂润滑(轴承为深沟球轴承型),试画出此轴系结构。
tat
帝体齿轮盘萍
(7)画螺钉联接结构图(螺钉、弹簧垫圈、被联接件装配在一起的结构)
(9)请在下图中画出用紧定螺钉把轴上零件固定的结构
(10)推导图示夹紧联接的螺栓受力计算公式(螺栓数为2)
单个螺栓所需预紧力:
f,式中为接合面摩擦系数。
(11)钢齿轮与直径d=80mm勺钢轴用普通平键B22100GB1096-90,静联接,
键高h=14mm工作时有冲击,取尸」EDMPsi,求键能传递的最大转矩。
1)l=L=100mm
2)
=非14汽100叔"
0=1680000Nmm=1680Nm
(12)对标准直齿圆柱齿轮传动。
问:
1)计算大、小齿轮弯曲强度时所用公式是否相同?
2)计算大、小齿轮弯曲强度时哪些参数取值不同?
3)两轮弯曲强度大小通过哪些参数比较就能看出来?
可得到什么结论?
注:
1)公式相同:
(13)如图所示起重机卷筒,钢丝绳起重量W60000N利用双头螺柱夹紧产生的摩擦力矩使转矩由齿轮传到卷筒上。
8个螺柱均匀分布在直径■'
1'
1的圆
周上。
联接件接触面摩擦系数=0.12,为了安全,希望摩擦力矩比计算值大20%,螺柱材料为6.8级,45钢,七」】亠-。
控制预紧力,取安全系数:
一,试求螺柱所需最小直径(或计算直径)。
转矩・_山二'
--17'
7'
由强度条件,螺柱小径
*1.込
兀同
/4x1.3x60000
V~71X240~
(14)图示螺栓联接中,采用两个M16(小径叫,中径iV「,)
的普通螺栓,螺栓材料为45钢,8.8级,」〔二」,联接时不严格控制预
紧力(取安全系数[比]二4,被联接件接合面间的摩擦系数=0.2o若考虑摩擦传力的可靠性系数(防滑系数)L--,试计算该联接允许传递的静载荷Fr(取
计算直径dc=di)o
设每个螺栓所需预紧力为F,则
由强度条件,知
(15)轴系由一对角接触球轴承7307AC(旧46307)支承,轴承的基本额定动载荷
--■■-■,轴承“背对背”安装(反安装),已知轴转速n=5000r/min,Fa=900N
Fri=1000NFr2=2100Nfd=1.5,预期寿命[Lh]=2000h,试校核轴承是否满足要求。
e
Fa/F>
Fa/Fr<
e
Fd
0.7
X=0.41,丫=0.85
X=1,Y=0
0.7Fr
菁=錨=237"
,屋"
41,F严0&
R=h(屁耳1+呂陷)=L5x(&
41xlOOO+O.S5x2370)=36362N
务麹⑷“^=1y2=o
P)=1.5x2100=3150N
.■L,1轴承为危险轴承,按其核验寿命。
4、一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知:
zi=20,Z2=40,小轮材料为40Cr,大轮材料为45钢,齿形系数沿=2.8,YFa2=2.4,应力修正系数Y“=1.55,"
1.67,
许用应力[=^OOMPa,%L二刊0MP雷m=[%社=144MKi
1)哪个齿轮的接触强度弱?
2)哪个齿轮的弯曲强度弱?
{8分}
1)大齿轮的接触强度弱。
因为相互啮合的一对齿轮,其接触应力相等,而大轮的许用应力小。
(4分)
2)大齿轮的弯曲强度弱。
弯曲强度的大小主要取决于比值:
比值大的弯曲强度低,故大齿轮的弯曲强度低。
2、有一轴由AD两轴承支持,轴上作用力R、F2,BC之间有扭矩4500Nmm设扭矩是稳定的,轴的许用应力[+1b]=170MPa[°
b]=75MPa[“b]=45MPa,求此轴在弯矩最大处的直径至少应为多少。
(10分)
-WIN片曰甸N
A
C
£
4S
5D
1)轴受外力
*=N
I11=113.12H
最大弯矩在C点。
此处当量弯矩
m二j/十(口?
y
掘,=^5656^+(0.265x4500)2=5780mm
取
=10.?
mtn
二11tntn
o