机械设计作业.docx
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机械设计作业
、强度计算
1.试给出以下有关变应力的定义表达式(并予以说明)
①平均应力Cm:
②应力幅;「a:
③循环特性r。
2•已知某零件的简化极限应力图及其危险剖面上的Cm,匚a,如图所示。
当其应力
变化规率按cm=C(常数)变化时,试在图中找出相应的极限应力点,并确定其计算
3•零件的名义载荷是指载荷。
4.已知某零件的简化极限应力图及危险剖面上的工作应力点M二m,;「a。
如图,当
5.造成实际零件的疲劳极限不同于标准试件的因素有哪些?
6•零件的计算载荷与名义载荷的关系是。
7.试给出以下有关变应力的定义表达式并予以说明:
(1)平均应力cm
(2)应力幅匚a(3)循环特性r
&给出带的应力分布图,注明各种应力名称及最大合成应力的位置。
9.某材料的对称循环弯曲疲劳极限二丄=180MPa,取循环基数No=510
9,试求循环次数分别为7000,25000,620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
10.在压力作用下,以点线相接触的两物体在接触处产生的应力称为应力。
11.零件在交变应力作用下的强度计算属于强度计算。
12.零件的计算载荷与名义载荷的关系是。
13.零件的实际载荷与计算载荷的差异对零件强度的影响,将在中考虑。
、键销联接
I.楔键联接中,楔键的工作面是面。
2•花键联接的主要失效形式是、。
3.平键是靠键的两侧面来传递载荷
4•平键联接的可能失效形式有。
①疲劳点蚀②弯曲疲劳破坏
③胶合④压溃、磨损、剪切破坏等
5.花键联接按其齿形不同,可分为、、花键联接。
6.键是一种标准零件。
()
7.普通平键是靠键的来传递扭矩。
a.下表面b.两侧面c.上、下表面
&渐开线花键的定心方式有和。
9.普通平键的宽和高bh是根据确定的,其工作面为。
10.设计时键的剖面尺寸通常是根据从标准中选取。
(1)键传递的转矩
(2)轴的转速(3)轮毂的长度(4)轴的直径
II.花键联接的类型有、和。
12.花键联接的主要失效形式是、。
13.常用的无键联接形式有、。
14.销联接主要用于、、。
15.某实验台的输出轴端装有一卷筒,该处轴的直径D=15mm,选用二型平键联接,
且bhI=4418mm,键及轮毂的材料均为45#钢,(取上Ip=135MPa),载荷平稳。
试求此键联接所能传递的转矩。
三、螺纹联接
1•受拉螺栓在轴向载荷的作用下,螺栓杆和螺纹部分可能发生和失效。
2•螺纹联接防松的实质是。
3.受剪铰制孔螺栓在横向剪力作用下,螺栓杆和孔壁间可能发生和螺栓被
主要失效形式。
4•螺纹的螺旋升角愈小,螺纹的自锁性能愈好。
()
5.受横向载荷的普通螺栓联接强度计算时,为什么要把螺栓所受的轴向预紧力增大30%?
6•紧螺栓联接强度计算时,螺栓所受轴向拉力乘以1.3,是。
a.防止松脱b•保证足够的预紧力c.计入扭转剪应力
7•联接螺纹既满足r的自锁条件,为什么还要加防松装置?
试举出两种常用防松原
理的防松装置。
(6分)
8.图示汽缸内径D=500mm,气压/-1.2MPa,D0=640mm,要求螺栓间距不大于
150mm,残余预紧力Qp是工作载荷的1.5倍,确定螺栓数目和所受的最大轴向拉力。
9•受横向扭矩的螺栓组采用铰制孔时,结合面为矩形,则每个螺栓所受的载荷是—。
(1)相等的
(2)与螺栓中心到螺栓组形心的距离成正比
(3)与螺栓中心到螺栓组形心的距离成反比
10•螺纹的螺旋升角愈小,或当量摩擦角愈大,螺纹的自锁性能愈,效率愈。
11•为什么拧紧的螺栓会自动脱落?
常用的防松措施有哪些?
(举三例)
12.有一受轴向变载荷作用的紧螺栓联接,预紧力Qp=4000N,轴向工作载荷在
0~4000N之间变化,假设螺栓与被联接件刚度相等,试绘制受力变形图并计算:
(1)螺栓所受最大和最小载荷是多少?
(2)被联接件之间的压紧力最大和最小值是多少?
(3)螺栓材料的许用应力L-.1-80MPa,根据受轴向静载荷计算螺栓尺寸d,。
(4)若要提高螺栓的疲劳强度可采用哪些措施(列举三种)。
13•受轴向变载荷的紧螺栓联接,在工作载荷F和残余预紧力Qp不变的情况下,提高螺栓
的疲劳强度可以减少刚度及增加刚度。
14•说明螺栓联接,螺钉联接的结构特点及其应用上的不同之处。
15•图示刚性联轴器,螺栓孔分布圆直径D=160mm,其传递的扭矩T=1200N.m,若
使用M16的普通螺栓(螺纹内径dt=13.84mm),被联接件接合面的摩擦系数f=0.25,
防滑系数・s=1.2,螺栓材料的许用应力I-|-80MPa,问至少需要多少个螺栓才能满足
联接的要求?
16•常用螺纹联接有哪些类型,各适用于什么场合?
(5分)
17.图示汽缸内径D=500mm,蒸汽压力P=0〜1.2MPa,在法兰上要有12个螺栓,其残余预紧力为工作载荷的1.5倍,螺栓联接的相对刚度为0.8,试确定单个螺栓所受的最大
轴向拉力与最小轴向拉力。
(10分)
18.在螺栓联接的结构设计中,被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工,这是为
了。
19.设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀几何形状,这主要是为了
20.计算螺栓抗拉强度时用直径,分析螺纹的受力时用直径。
一薄板用两个M10普通螺栓联接在厚机架上,尺寸如图示。
已知薄板上受力?
=600N,
板间摩擦系数f=0.2,防滑系数Xs=1.2,螺栓许用应力'c.1-108MPa,螺栓螺纹小径
d,=8.376mm,试校核螺栓联接是否安全可靠。
21.受剪铰制孔螺栓在横向剪力作用下,螺栓杆和孔壁间可能发生和螺栓被
等失效形式。
22.如图所示,用螺母及两个圆盘夹紧圆锯片。
锯片直径D=600mm,圆盘平均直
径D1=350mm,轴的材料为45#钢(=360MPa),取安全系数n=1.5,轴上螺
纹为M60(小径dt=56.5mm)。
若圆盘与锯片之间的摩擦系数f=0.15,试求锯片
外圆周上所能承受的最大切削力。
四、带传动
1.三角传动工作时,与带轮轮槽接触。
a.带的底面b.带的顶面c.带的两侧面
2.当带传动的传动时,打滑首先发生在带轮的轮上。
若正常工作时,在—
—轮上带的速度大于带轮的速度
3.三角胶带按剖分面尺寸大小分等型号,其公称长度是指长度。
4.已知带传动的功率m=7.5;、「,主动轮直径d^100mm,转速n1=1200rpm,
紧边拉力F,是松边拉力F2的两倍,试求F,、F2的值。
5.带传动中的弹性滑动是可以防止的。
()
6.三角带的公称长度是指。
a.外圆周长b.内圆周长c.节线周长
7.带传动工作时,带的最大应力发生在。
8.在带传动中用的方法可以使小带轮包角加大。
(1)增大小带轮直径d,
(2)减小小带轮直径d,
(3)增大大带轮直径d2(4)减小中心距a
9.带传动最大的有效圆周力随着和的增大而增大。
10.带传动为什么要限制其最小中心距?
11.三角带传动中带轮最常用的材料是。
(1)A3
(2)45号钢(3)HT15-33
(4)塑料
12.三角带传动中,为什么要验算下列几项:
(1)5m/s一_25m/s
(2)「_120°(3)D._Dmin
13.带传动中最常用的材料是。
(1)Q235A(即a3)
(2)45号钢(3)HT15-33(4)塑料
14.带传动的主要失效形式是和。
15.影响带传动的最大圆周力的因素是、和。
16.三角带传动的最小带轮直径D!
、带速'••、小轮包角二受什么限制,为什么?
17.带传动中为什么要限制带速、小带轮直径与小带轮包角?
18.三角带传动传递的功率P=7.5Kw,平均带速■■-10m/s,紧边拉力是松边拉力
的两倍(即F^2F2),求紧边拉力F!
,有效圆周力Fe及初拉力Fo。
19.三角胶带按剖面尺寸大小分等型号,其公称长度是指
20.简述带传动中的弹性滑动现象,并说明该现象是如何影响传动的?
21•何谓带传动的弹性滑动和打滑?
二者的性质有何不同?
22.
f表示。
挠性带的欧拉公式F,=F2ef.>中,其中:
:
-表示;
23.带是处于应力下工作的,这将使带容易产生破坏。
24.一般带传动的主要失效形式是和。
五、链传动
1.设计链传动,链节数常取为数;链轮齿数应取与链节数齿数。
2.链传动中链条的平均速度为。
3.链传动中的动载荷,随着、增大而增大。
4.链传动与带传动相比较有哪些优缺点?
5.一般情况下,链传动瞬时传动比恒定。
()
6.链节距越大,链速也越不均匀。
()
7.链传动中为什么链轮齿数不宜过少/-./min?
而又不宜过多./<120?
8.链传动中的动载荷随着和增大而增大。
9.链传动中合理的链条长为。
10.链传动的链节距为链轮齿数为则链轮分度圆半径为。
11.螺纹联接防松的根本问题在于。
(1)增加螺纹联接的轴向力
(2)增加螺纹联接的横向力
(3)防止螺纹副的相对转动(4)增加螺纹联接的刚度
12.联接、传动各用什么螺纹,为什么?
(8分)
13.设计链传动时,链节数最好取。
(1)偶数
(2)奇数(3)质数(4)链轮齿数的整数倍
14.在受轴向工作载荷的螺栓联接中,已知螺栓刚度为Cb,被联接件刚度为Cm,如果
Cm=8Cb,预紧力Qp=1000N,工作载荷F=1100N,试求螺栓中的总拉力和被联接件中的残余预紧力,并画出紧螺栓联接的受力与变形图。
六、齿轮传动
1•闭式软齿面齿轮传动中,齿轮最可能出现的破坏形式为。
a.轮齿折断b.齿面磨料磨损c.齿面疲劳点蚀
1.在带、链、齿轮组成的多级减速传动中,链传动应放在。
a.高速级b.低速级c.高、低均可
2.齿轮传动强度计算中的载荷系数、八」、一「式中*、—.、\■■的物理含义?
3.
图示斜齿圆柱齿轮传动,
4.
),该式中
齿轮传动按接触疲劳强度设计
①max
的卜!
应该取。
min{&占&牡}
5.闭式齿轮传动中,常见的两种疲劳损坏形式是和
6.在齿轮传动中,为减少动载荷,试至少举出三种措施。
7.图示为两级斜齿轮传动,由电机带动的齿轮1转向及轮齿旋向如图所示。
今欲使轴
上传动件轴向力完全抵消,试确定:
①斜齿轮3、4轮齿的旋向;②斜齿轮3、4
螺旋角的大小;③用图表示轴n上传动件受力情况(用各分力表示)
A=15°
(4)不确定
14.
为使轴n、
图示蜗杆齿轮传动装置。
已知蜗轮圆周力方向Ft2(见图),蜗杆1为主动件,W上传动件轴向力能抵消一部分,试确定:
(1)蜗杆的转向和旋向;
(2)斜齿轮3、4、和5轮齿的旋向
(3)锥齿轮7的转向;
15.闭式软齿面齿轮传动中,当d!
一定时,如何选择?
并详述理由。
16.齿轮传动产生动载荷的原因是什么?
17.在齿轮传动中,为改善齿端偏载现象,可采取的措施之一是。
(1)增加齿宽
(2)将齿轮轮齿做成鼓形齿
(3)