机械设计复习题Word文档格式.docx

1、I6： ，取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，试计算螺栓直径。螺栓工作拉力.；丄 I： ；l 11 . 二螺栓总拉力厂-I t - : 4i i - d螺栓小径 : .-4：.n.已知普通粗牙螺纹大径 d=24mm,中径-工-二二】，螺距P= 3mm,螺纹副 间摩擦系数=0.15,试求：1） 螺纹升角；2） 此螺栓能否自锁？3） 若用此螺栓作起重螺杆，起重时的效率 为多少？粗牙普通螺纹，线数n=1，牙型角：二602）当量摩擦角故： ，自锁图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷Fq = 100000N,螺栓 材料为5.8级，Q235, r二i民，安装时不控制预紧力，取安全系数， 取

2、剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。r t 氏 400a = =100 MPa许用拉应力 念42个螺栓，z = 2,每个螺栓的工作载荷剩余预紧力 F = 0.4 F=0.4 5000=2000 N故得螺钉中总拉力-心（或必）按强度条件，螺栓小径为什么在可能的情况下都将齿轮和轴分开制造？若做成齿轮轴时，轴和齿轮必须用同一材料制造，浪费材料，增大加工工时，而 且给制造带来不便，所以一般都尽可能采用分开制造。这样，轴和齿轮可选不同 的材料、不同的热处理，给加工、制造带来方便。圆柱齿轮在什么情况下做成齿轮轴？齿轮轴齿轮的齿根圆直径是否允许小于轴 的直径？当齿根圆距轮毂键槽底部的距离

3、 （或分度圆直径dv 1.8ds,ds为轴的直径）时，应该做成齿轮轴。当轴的强度足够时，齿轮轴齿根圆直径允许小于轴 的直径。设计如图所示齿轮减速传动时，已知输入轴转速 ni=200r/min,轮1、2 的传动比ii=2,轮2、3的传动比i2=2.5,每天工作8h,每年工作260天, 预期寿命8年。求各齿轮的接触应力及弯曲应力的循环次数 N。接触应力与弯曲应力的循环次数相同=8x260x8 = 16640h- .- 一 -11.】hr ：|- J.1 次见二 6%几 二处二 2QX1O$ = 10xlO82 次堆=6%几二处二 10X106 = 4 0 x 107一 次用户单位：合肥学院机械系在

4、什么条件下锥齿轮采用实心式、腹板式和带加强肋的腹板式结构？当锥齿轮小端齿根圆到键槽顶面的距离 e （1.62.0）m（m为模数）时，采用实心 式结构；当齿顶圆直径da300mm时, 可采用带加强肋的腹板式铸造结构。锥齿轮的结构形式有哪几种？在什么情况下做成锥齿轮轴?结构形式有：锥齿轮轴、实心式、腹板式及带加强肋腹板式结构。当锥齿轮小端齿根圆到键槽顶面的距离 e65 75201280, 90, 100, 110, 125, 140,75 85221485 9525附表2键联接的许用应力（MPa工作方式较弱零件材料或国静载荷轻微冲击冲击载荷静联接锻钢、铸钢12515010012060 90铸铁70

5、 8050 6030 45动联接铸钢、锻钢5040301） 属静联接，可选用普通 A型平键。2） 对于联轴器a）按附表 1,选 b h L=20 12 125b） 键的工作长度” _ l. _11二二丄c） 许用挤压应力：铸铁轮毂，有轻微冲击-引=（50 60） MPa斤 _ 4T _ 4x1000x103d） I 3）对于齿轮a）选:_ 一 :- _ , I _ 一 丄丄b）碍 1=（100 120） MPa_ 4T _4xlQ0Qxl03_ 14x55x90钩头楔键与普通楔键相比，优点是拆装方便，缺点是不安全。径（小径）对中（定心）的矩形花键与花键孔的公称尺寸是否相同，分别具有以下关系：内

6、 径相同，外径相同，齿宽相同。六、键、花键联接（选择题，中，2分）1下图中图1是 。2.下图中图2是 。3.下图中图3是 。4.下图中图4是 。A、切向键B、平键C、楔键 D、半圆键1.C2.A3.D4.B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）。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

7、加工成阶梯轴;11） 缺调整垫片。辗压、 喷丸、渗碳、高频淬火等方法能提高零件的疲劳强度，一是由于表面硬度提高, 二是由于在零件表面产生了残余压应力 Y图示的轴受弯曲应力时，在 AA断面，键槽的弯曲有效应力集中系数 K；= 1,扭转 有效应力集中系数K1。（Y ）当轴上零件在轴上的位置要求能在轴向调节时应采用 双锁紧挡圈按轴所受载荷性质分类， 自行车的后轴是 心车由，车床的主轴是 转车由，汽车变速箱至后桥的连接轴是 传动轴轴进行安全系数校核计算时，除校核疲劳强度外，还要校核静强度，静强度按 尖峰载荷进行校核轴的振动有纵向振动，扭转振动，横向振动 _等三类，其中纵向振动 自振频率很高，一般不会发

8、生。按许用弯曲应力计算轴的直径，计算当量弯矩 M 的公式为胚-J胚亍+（血2式中为 数。若轴之许用应力坯卜200隔、仏= 95MPa、工山卜廿壘，弯曲应力为对称循环变应力，扭矩产生脉动循环变应力，则 = 。为应力校正系数。a-IJ = J| = 0.5790.6珀95安全系数校核计算公式;为式中：K为为弯曲有效应力集中系数，表面状态系数弯曲应力尺寸系数，材料对称循环载荷敏感系数应力幅，平均应力工作转速 低于第一阶临界转速的轴， 称为刚性轴，超过第一阶临界转速的轴称为挠性轴安全系数校核计算，要求求得的安全系数S大于某一最低允许值S 当计算精确度低，材料不均匀，破坏后引起重大事故（举出三种条件）时

9、，S应取大些；反之，可以取小些。般回转轴上滚动轴 承的主要失效形式是 ，用 算控制失效；低速重载滚动轴承主要是 效，应 进行 算；高速滚动轴承主要是 效，用 进行控制。疲劳点蚀，疲劳寿命，塑性变形，静载荷，胶合或元件回火，极限转速画出一般基孔制孔的 公差带和滚动轴承孔的公差带。 I二I注： 一一表示基孔制孔的公差带滚动轴承接触式密封适用于 ，常用的结构有 、 。非接触式密封适用于 ，常用结构有 、低，毡圈密封，密封圈密封高，间隙密封，曲路（迷宫）密封，甩油密封滚动轴承所受载荷的大小和方向都保持不变时，只有在 滚动轴承不转动条件下，滚动轴承各元件上的应力都是静应力滚动轴承的基本额定寿命为 一批相

10、同的轴承，在相同的工作条件下运转，其中90%在疲劳点蚀前所能运转的总转数或在一定转速下所能运转的总工作时数。一个轴系由一对滚动轴承支承，两轴承在规定的工作寿命内不发生点蚀失效的可靠度均为90%，则轴系在工作寿命内不发生点蚀失效的可靠度为 81%滚动轴承 的基本额定动载荷为基本额定寿命为 106 r时轴承所能承受的最大载荷。当滚动轴 承上同时承受 载荷和 载荷时，要用当量动载荷进行轴承的 计算。滚动轴承的当量动载荷对向心轴承和角接触轴承是 载荷，对推力轴承是 载荷。径向，轴向，寿命假定的径向，假定的轴向滚动轴承保持架的作用 是使滚动体等间距分布，并减小滚动体间的摩擦和磨损。滚动轴承的额定静载 荷

11、是在最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起规定计算接触应力时相当的静载荷提高滚动轴承极限转速的措施是提高轴承精度适当加大球轴承的游隙用喷油或油雾润滑以改善润滑冷却条件采用青铜或夹布胶木保持架减小摩擦（任答其三）举出三种轴上零件的周向固定方法，画出每种的结构图，并说明其优缺点。平键：结构简单，加工方便，最常用，一般不影响轴上零件定心。过盈配合：结构简单，对中性好，不宜用于振动或冲击 ，不宜多次装拆 花键：对中性好，传力大，可用于动联接，但加工困难。销钉：加工方便，传力不大，对轴削弱较严重。平键、销钉图。（花键、过盈配合图略）平捷联挣 销璇樣有一根轴，其 b = 390MPa，s= 220MPa，-1

12、= 170MPa，o=32OMPa;其工作A=1,应力为-a= 60MPa， m=60MPa，由结构尺寸及表面质量知 : ，要求：1）用计算法求其安全系数3）在所画的极限应力图上，用图解法求 S1）2）极限应力图图示为一直齿圆柱齿轮传 动机构，轮2的分度圆直径d2=118mm,功率由轮1传入，轮3输出。在1、2两齿轮啮合处有切向力Ft=3200N, 径向力 Fr=1160N，轴的许用应力db=150MPa,二0b=72MPa,二ib=42MPa。要求：（1）画出轴n的受力图；（2）画出轴n的弯、扭矩图；（3）用许用弯曲应力法求轴n危险断面直径。轴n上齿轮2受力:轴u上不受扭矩，只受弯矩。轴n受

13、力商=他+肝 +區+盯=7200 +1W +?320+H60）3 二 6166N轴n受力可画为:A5呂1CIC8Nf/j=3&23|斤=28危险断面直径J=rBr=3&9mm即危险断面的直径最小为36.9mm。一轴由60Si2Mn钢制成，许用切应力.=640MPa, G=80000MPa,要求轴在传扭 矩500Nm时，轴两端的相对扭角为60，求此轴的直径和长度。60 兀 X7l = -180 3tt_ 77x32iL :. 一广 可石-rf3又:1 x64016 ， H6取 d=16mm兀_ 32 x500x JO5 x/代入（1）式得： - ： 二工。即此轴的直径d=16mm长度l=1.08

14、m。i图中所示是一个由齿轮驱动的小滚筒，齿轮受力如图，转速为 300r/min。滚筒受到一个均匀分布的力，其大小为 w=3.5N/mm，力的作用方向沿z轴的正方向。 设轴的许用应力为二+ib=220MPa, ；0b=95MPa, ；b=55MPa，求轴承 A 中间 断面轴直径最小应为多少。（扭矩按不平稳考虑。）A断面受弯矩二 75 75T=Fcos20x = 900 xcos20x = 3.17 xlO*N mm 扭矩 LMf = j0+（債二（j63，+（M79x317）2） xlQ4 = 656 xl0*N rnm 采用什么办法可以节约蜗轮所用的铜材？（举出两种）1） 在铸铁轮芯上加铸青铜

15、齿圈；2） 用过盈配合或螺栓联接青铜齿圈与铸铁轮芯;3） 用离心浇注法拼铸铸铁轮芯；4） 大型蜗轮可采用两个半片轮辐式拼接组合等。在闭式蜗杆传动中，为什么必须进行热平衡计算？提高散热能力的措施有哪些?由于蜗杆传动的效率低于齿轮传动， 故在闭式传动中，如果产生的热量不能及时 散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。故必须根据单位时间内的发热量等于 （或小于）同时间内的散热量条件进行热平 衡计算，以保证油温稳定地处于规定范围内，这是蜗杆传动的设计准则之一。2）在蜗杆轴端装风扇以提高散热能力的措施有：1）加散热片以增大散热面积; 加快空气流通速度；3）箱体内加冷却系统。

16、如何恰当地选用蜗杆传动的传动比ii2、蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2？蜗杆传动的传动比按传动需要选择，但一般动力传动ii2在580（或8 100）之间。zi按要求的传动比和效率选择，若要求大的传动比，对效率 要求不高，Z1可选得小些；若要求传动具有自锁性，则 Z1= 1；若要提高 效率，可增加Z1，但Z1 一般为1、2、4、6，与传动比有关。蜗轮齿数Z2 主要根据传动比确定，Z228，对于动力传动，Z280，以保证蜗杆传动 啮合质量（提高刚度和传动的平稳性）。举出常用的蜗杆、蜗轮材料各三种蜗杆：15Cr、20Cr渗碳淬火、40、45、40Cr、40CrNi、42SiMn 表面淬火。蜗轮：ZCuSn

17、10P1（10-1 锡青铜），ZCuSn5Pb5Zn（5-5-5 锡青铜），ZCuAI9Mn2 9-2 铝青铜）、HT150 HT200蜗杆的螺旋部分可用哪几种方法加工？在什么情况下将蜗杆与轴分开制造?根据蜗杆螺旋部分根径与相邻段轴径之比不同，蜗杆螺旋部分的加工方法有铣制 和车制两种。当蜗杆螺旋部分根径较大（根径与轴径之差大于等于5倍模数或直 径系数q12）或蜗杆与轴采用不同材料时，可以将蜗杆与轴分开制造。一蜗杆传动，已知：m=8mm，zi=2，di=80mm，i=20，中心距 a=204mm，试求:1） 蜗轮的变位系数；2） 蜗轮和蜗杆的顶圆直径；3） 蜗轮的螺旋角。*1） 令 z3 - 4

18、0。二 1（必 +d? +2楓）-204mm 曰】 ，得408-80-8x402x32）巴i . _； -十- -.Id心二 +2初+ 2伽二 8 x40+2 x8 + 2 x8x 0.5- 344mmQ . - i3）S= y = arctan= arctan= 11.3099= H18f36N80一个双头蜗杆（zi = 2）的导程为12.56mm,若测得蜗杆的外径为32mm,求模数 m、直径系数q （或分度圆直径di）及导程角。匕二一=亍，所以二-_匚工d 込二 di + 2擁，所以 h 二 32-2x2 二 28mm28- - ，所以：，:_= 8.1301- 87-48ff图示为蜗杆！

19、斜齿圆柱齿轮两级传动，右旋蜗杆的转向如图所示。1） 标出中间轴II和从动轴III的转向；2） 确定蜗轮轮齿的旋向；3） 为使轴II所受轴向力最小，确定斜齿轮螺旋线方向；4） 若蜗杆头数1 _ I，蜗轮齿数7： _ ：，蜗杆分度圆直径宀JL：二1，蜗杆直径 系数g = i，试求蜗轮端面模数 m蜗杆升角：和中心距a。5）画出各轮的轴向力和圆周力1）匸;匸转向见图2）右旋。3）3轮右旋，4轮左旋。 80 m- - = 8mm4）jy = arctan-= arctan = 57%5M才北“=扌（叭十= *胸（q+勺）二x 8 X （10+ 80）二 360mm5）见图。开口平带减速传动，已知两带轮基

20、准直径为 ddi=150mm和dd2=400mm,中心 距 a=1000mm，小轮转速 ni=1460r/min,试求：1） 小轮包角；2） 不考虑带传动的弹性滑动时大轮的转速；3） 滑动率=0.015时大轮的实际转速。1）小带轮包角2） 不考虑弹性滑动时大带轮转速勿二炖如二 1460 x = 548r/miii 為 4003） 滑动率=0.015时，大带轮的实际转速有一 V带（三角带）传动，测量主动轮外径dai=190mm,从动轮外径da2= 720mm,主动轮转速ni=940r/min，从动轮转速n2=233r/min，V带型号为B型，试求：1）传动比；2）滑动率；（外径-.-:，h -

21、，B型带 ha=5mm）B1）传动比i因n2是实际测得的，它是考虑了滑动率 后的实际转速，因此带传动的实际传动 比2）滑动率;V带（三角带）带轮的基准直径应取V带节线所在圆的直径，现测得带轮外径dal, 则ddi=dai-2 ha=190-2 5 =180mmdd2=da2-2 ha=720-2 5=710mme 二 = 710x533 = oca滑动率单根V带（三角带）传动的初拉力F0= 354N,主动带轮的基准直径ddi=160mm, 主动轮转速ni=1500r/min,主动带轮上的包角i= 150，带与带轮之间的摩擦系 数=0.485。求：1） V带（三角带）紧边、松边的拉力 Fi、F2；2） V带（三角带）传动能传递的最大有效圆周力 Fe及最大功率P。1） 带速皿tlx160x1500 ,. .v = 二 12.d6dih/s60x1000 60x10002） 联解= = 2x354 = 708N仏個=严150二上二 2.618= 2.718 = 2.7181WJ = 3.559r+/?j=708k 虧=3559= 155286 = 552.7133）V带（三角带）传动能传递的最大有效圆周力 Fe- 1 3559-1F=2F.-= 2x354x _i = 397427N* 严+1 3 芳 9 + 14）V带（三角带）传动能传递的最大功率P=5；v/W0