张淑敏作业习题分解.docx

1、张淑敏作业习题分解第一章连接设计思考题1、 按螺纹牙型分类，螺纹可以分为哪几种？试说明各自的特点及主要用 途？2、 螺纹的主要参数有哪些？在设计中如何应用？3、 螺纹的旋向如何判别？常见的螺纹是左旋还是右旋？4、 常见的螺纹是单线还是多线？为什么？5、 在公称直径相同的条件下粗牙螺纹与细牙螺纹相比哪一个自锁性 强？那一个连接强度高？为什么？6、 螺纹连接为什么要防松？防松的基本原理有哪些？常用的防松措施 有哪些？7、 螺纹连接的主要失效形式有哪些？其设计准则是什么？8、 什么是松螺栓连接？什么是紧螺栓连接？其强度计算方法有何不 同？9、 螺栓组结构设计应考虑哪些问题？进行螺栓组受力分析的目的是

2、什 么？其强度计算方法有何特点？10、 紧螺栓连接强度计算式中的1.3倍是什么含义？如果用铰制孔用螺 栓来传递横向载荷，是否也要这样考虑？为什么？1 .3F P: d 24d1十分析与计算题1、已知螺栓的刚度C1 =100 N/mm，被连接件的刚度C2 =400 N/mm，若 预紧Fp和轴向工作载荷F均为400N ,试问：（1）、被连接件间有压紧作用吗？为什么？（2 ）、以一定的比例画出受力一变形关系图，并标出Fp和Fp 之值。2、 有一受横向工作载荷作用的紧螺栓连接，采用单个M16的六角头螺 栓（GB5782-2000 ）连接两块钢板，螺栓材料Q235 ,结合面间的摩擦因数为 f=0.13，

3、摩擦传力可靠性系数Kf=1.3，试求在一般拧紧情况下（不控制预紧 力），连接所能承受的最大横向工作载荷之值？3、 用同一把活扳手分别拧紧M8和M16两个螺栓连接，若活扳手工作 长度为200mm ，施加在扳手上的力为200N。试问：（1 ）、两螺栓所受的预紧力Fp之值？（2）、试分析哪个螺栓在预紧时易被拧断？4、 图1-1所示，为用四个普通螺栓连接的支架。被连接件总厚度为45mm 螺栓材料为Q235，性能等级4.6级，结合面间的摩擦因数为f=0.15，载荷 Q=1000N ，试确定螺栓直径，并写出连接件的标记？图1-1例解：从图示知本题属于受横向载荷作用的螺栓组连接。一）受力分析（图1-2所示）

4、将载荷向螺栓组型心简化得：1作用在型心0的横向载荷QQ=1000N2绕型心0旋转的转矩TT=1000Q=1000 X 1000=1 X 10 （ Nmm ）3由于Q使每个螺栓受横向载荷RqRq=Q/4=1000/4=250NRq的方向与载荷Q作用方向相同4由于Q使每个螺栓受横向载荷RtRt的方向与各螺栓到型心0的连线垂直，且与扭矩T作用的方向一致。Rt =T 二 1 忖 =884NI4r 4 200 2图1-25将各螺栓的两个分力Rq和Rt进行合成，可得合力Ri - R2- R3- R4， 其中R2、R3、为最大合力，根据余玄定理：Rmax = . R2q R2t 2RtRq cos135二

5、2502 8842 -2 250 884 (-0.707)=1075N2)螺栓直径的确定1根据Rmax确定预紧力Fp由平衡条件知：Fpm仁K f Rmax，由题意知 m=1， 若取Kf =1.3贝U: Fp 二 KfRmax =1.3 1075 =9317Nmf 0.152确定许用应力(T 假设螺栓直径在M 16 M 30之间，查表9-6 ,按不控制预紧力取S=3.8公式： s对于性能级别为4.6的螺栓，二b =400N/mm2S106 40010= 240NS欝63讪3定螺栓直径di4 1.3 93174 1.3F二 63.16:15.63mm查设计手册2知：M20的粗牙普通螺纹，其公称直径

6、为20 ,内径d1=17.29415.63mm符合强度要求，M20在假设范围之内，安全系数S选值合理。为统一起 见，四个螺栓均采用M20的粗牙普通螺栓连接。三）定连接件标记查设计手册2,按GB93-2000 取弹簧垫圈高度为5mm。查设计手册2,按GB170-2000 取螺母高度为18mm。螺母端伸 出长度=0.2 x d=0.2 x 20=4mm计算螺栓所需长度=20+25+5+18+4=72mm查设计手册2取螺栓长度L=75mm。 采用连接件的标记如下：螺栓 BG5782-2000 M20 X 75螺母 BG6170-2000 M20弹簧垫圈 BG93-2000 205、 一受轴向外载荷F

7、 = 1000 N的紧螺栓连接，螺栓的刚度为C1，被连接 件的刚度为C2 ,且C2 = 8C1 ;预紧力Fp= 1000 N。试求螺栓中的总拉力和 被连接件中的剩余预紧力。6、 图1-3所示的连接用4个M12普通螺钉把板1固定在零件3上，零件 1与3之间有摩擦片2，各零件之间摩擦系数f=0.13，螺钉强度级别为5.6级, 二s = 300MPa ,安全系数S=4.5 ；防滑系数（可靠性系数）Kf = 1.3 ；大径 d =12 mm，中径d 10863 mm，小径d 10.106 mm ；螺钉拧紧后靠摩擦力 承受载荷F ,求允许F的最大值。piJ 图1-37、图1-4所示，用三个 M16的普通

8、螺栓将钢板 A固定在钢板 B上。L =400mm , a=70mm。钢 板间摩擦系数f =0.12，连接的可靠性系数Kf=1.3，螺栓 的许用拉应力；=120MPa。求此连接能承受的最大载荷F为多少。8、图1-5所示，为一压力容器，容器体和容器盖用螺栓组连接，容器内 长期稳定工作压强P=1.2MP a， D=500mm ， Do=64Omm ，为保证气密性要求， 螺栓间距L7d ，取Fp =1.5F，螺栓材料用35号钢，性能等级为5.6，试设 计此螺栓连接（螺栓个数和螺栓直径）。提示：用粗牙螺纹，不控制预紧力，先任选一个螺栓个数，再按静强度 计算螺栓直径，验算螺栓间距。图1-59、图1-6所示

9、油缸油压p = 3MPa ,缸径D =160 mm ,螺栓数量z=8 ,螺栓材料许用应力I- .1 -150MPa,取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，试计算螺栓直径。10、如图1-7所示的夹紧连接柄承受静载荷Fq = 720N ,螺栓个数z= 2, 连接柄长度L = 250mm ,轴直径d60mm ,夹紧接合面摩擦系数f= 0.15 , 螺栓材料为4.6级、Q235钢、匚$ =240MPa，拧紧时不严格控制预紧力，取 安全系数S=4,试求螺栓所需最小直径（或计算直径）。图1-7三、结构设计1、查手册确定下列螺纹连接的主要尺寸，并按1: 1比例画出连接结构 图。(1 )、用M16的六角头螺栓(G

10、B5782-2000 )连接两块厚度各为30的钢板，两块钢板上钻通孔血17.5 ,沉头座孔深1mm ,试选用合适的防松措施 并写出螺栓和螺母的标记？(2 )、用M12的六角头螺栓(GB5782-2000 ),将厚12mm 的铸铁盖板紧固在很厚的铸铁机体上，构成螺钉连接的结构，中等装配精度，盖板和机 体间采用厚度为1mm的垫片，采用弹簧垫圈防松，试标出螺栓和弹簧垫圈的 标记？(3)用M10的铰制孔用螺栓连接两块厚度各为30的钢板，试画出正 确的结构图并写出螺栓和螺母的标记。2、试找出图1-8中螺纹连接结构设计中的错误，并画出正确的结构图。a)螺钉连接 b)双头螺柱c)螺栓连接图1-8第二章带传动

11、思 考 题：1、 带传动 有哪些基本类型？在一般传递动 力的机械 中，主 要采用哪一 种带传动？ V型带的标记如何表示？2、 带传动 正常工作时产生弹性滑动的主要原因是什么？ 造成的后果是 什么？ 如何计算弹性滑动率？3、 带传动 的打滑一般首先发生在哪一个带 轮上？ 为什么？ 打滑的 利和 害是什么？4、 带 传 动 在 带 速 V Fe计算最大有效圆周力为274N时需要多大的张紧力匚 Fe ef：1 1 274 e0.51 279 - 1Fo - 2 f 2 0.51 279 - 224N2 e 1 -1 2 e -1将初拉力F0提高到224N时，则传动能力刚够。& 有一 B型胶带传动，传

12、递功率P=2KW ,带与带轮之间的当量摩擦系 数 f=0.51 ,小带轮包角 a 1=175 0,主动轮转速 n 1 =1400r/min , dd 1=140mm , 传动带的弹性模量E=300MPa。试求：(1 )胶带所受的最大拉应力(T max之值？(2)分析哪种应力对带的寿命影响最大？9、 B 型 胶带分别绕在 dd 1=100mm , dd 1=140mm , dd 1=180mm 不同直 径的带轮上时，试：(1 ) 分别计算带的弯曲应力T b1= ?2) 分析小带轮直径对胶带寿命的影响？10、 B型胶带传递功率P=3KW ,带与带轮之间的当量摩擦系数fv=0.51 , 小带轮包角a

13、 1=175 0 ,主动轮转速 n 1=1400r/min , dd 1=140mm ,张紧力F0=180N。试问：(1 ) 传动能力是否够？(2) 如果将初拉力提高至F0=220N呢？11、如图3-1所示，一立式搅拌机采用2根A型带传动，主动轮转速 n1=1430r/min , dd 1=140mm ,从动 轮转速 n2=572r/min ,传动 中心距 a=500mm ,工况系数Ka=1.1 ,试求：(1)允许传递的最大功率是多少？(2)带传动作用在轴上的压轴力为多大？na ni图3-112、 V 型带传动中，已知小带轮转速 ni=960r/min , ddi=140mm ,大带轮直径dd

14、2 =425mm ,弹性滑动率 =0.02 。试问：计入弹性滑动率和不计弹 性滑动率时，大带轮的转速相差多少？13、 由双速电动机与V带传动组成传动装置，靠改变电动机转速，输出 轴可以得到300r/min 和600r/min两种转速。若输出轴功率不变，带传动应按 那种转速设计？为什么？14、 图3-2为一宝塔轮带传动，各轮直径为dd 1 = d d 6， dd 2 = dd 5 , dd 3 =dd 4，轴I为主动轴，转速n1 一定，若从动轴II上阻力矩T2 一定，为什么 当轮1与轮2组合时，传动相应输出的功率最小？（假设忽略摩擦损失）z 1 图3-2三、结构设计题1、V型带传动进行带轮结构设

15、计时，带轮结构型式选择及尺寸确定的 根据是什么？轮缘上轮槽尺寸根据什么来确定？并说明哪些结构尺寸是根据 经验确定的？2、图3-3所示为B型V带带轮的轮缘结构图，试问图中标注的表面粗 糙度是否合理？角应该多大？说明为什么？图3-3 图3-43、 设计一采用3根普通A型带的带轮，带轮材料为HT200 ,已知带轮 基准直径D=280mm ,试绘出带轮工作图。4、 图3-4所示是带在带轮中的安装情况，试问是否正确？第三章链传动一、 思考题1、 与带传动、齿轮传动相比，链传动有哪些优缺点？2、 有一滚子链的标记为10A-2 X 100 GB1243.1-83 ,试说明它的含义？3、 影响链传动速度不均匀

16、的主要因素是什么？为什么在一般情况下链传 动的瞬时传动比是变化的？在什么情况下瞬时传动比才是恒定的？4、 链传动的主要失效形式有哪些？5、 链传动设计计算时在什么条件下按许用功率曲线选择链传动？什么 工作条件下应进行静强度校核？6、 链传动中限制最少齿数的目的是什么？限制最多齿数的目的又是为 什么？7、 链传动中最适宜的中心距是多少？链的节数最好选择奇数还是偶 数？8、 链轮常用材料有哪些？在中速中载的链传动中链轮常用材料有哪 些？9、 在传动系统中链传动通常设置在高速级还是低速级？为什么？、分析与计算题1、利用公式算出链号为10A和16A的套筒滚子链节距P值？2 、已知套筒滚子链轮齿数Z=2

17、1，链节距p=19.05mm，试求链轮分度园直 径d，齿顶园直径da和齿根园直径df ？（数字精确至小数点后3位）。3、 某 套筒滚子链传动，Zi = 15 , p=25.40mm , ni=500r/min ，试 求平均链速V,最大水平分速Vmax和最小水平分速Vmn及链速变化率之值？4、 计算当小链轮齿数乙分别为：5、9、11、13、15、19、21、23、25、27和29时链速变化率 ,并绘出链速变化率与乙的关系曲线？5、 当链节磨损率 P/P=3% ,链节距P=12.70mm时，分别求出链轮齿数Z 为50、100、150时的节园直径增量 d ,并分析齿数对掉链可能性的影响？6、 在套筒

18、滚子链传动中，若规定 d/P 0.96 ,当链节磨损率 P/P分别 为2 %和2.5%时，则滚子链轮的最多齿数Z2max分别是多少？7、 一双排套筒滚子链传动传递的功率P= 1.5KW，传动的中心距a=500mm, 链节距于P=12.7mm，主动链轮转速n 1=145r/min ，主动链轮齿数乙=17，中等 冲击载荷，水平传动，取静强度安全系数S= 7,试校核此传动的静强度。8、 设计一链传动。已知电动机输出功率P=7.5Kw，转速 m=970r/min ，要 求从动链轮转速n2 = 320r/min ,传动中心距a 4.1KW。选取链号 10A ( P=15.875 )二)、确定实际中心距a

19、聾(Lp 一壬互)(Lp_壬互)_ 8(刍互)4 2 2 2 二=15.875(132 25 互)(132 -25 75)-8(75 25)4 2 、 2 2 二638mm4)、求压轴力Fq(1)、验算链速V= Z 1Pn ( 60 x 1000 )=25 x 15.875 x 720/ ( 60 x 1000 )=4.76m/s 0.6m/s用许用功率曲线法确定链节距P合适，不再需要进行静强度校 核。(2)、计算工作拉力F e=1000 P /V=1000 x 5.5/4.76=1155.46 N(3)、压轴力Fq按水平布置选Kq =1.15F q= K Q F e=1.15 x 1155.

20、46=1328.78N5)、润滑方式由1P70 图3-32 ,按v = 4.76m / s, p=15.875 可采用油浴式润滑6)、链轮结构设计(略)第五章 齿轮传动一、 思 考题：1 与 带 传 动 、 链 传 动 相 比 较 ， 齿 轮 传 动 的 主 要 优 缺 点 有 哪 些 ？2 一 对 闭 式 动 力 齿 轮 的 材 料 均 为 45 号 钢 ，其 中 小 齿 轮 经 表 面 淬 火 处 理 ， 而大齿轮仅作调质处理，试 问：（1）该对齿轮以哪种失效为主？（ 2）这 对齿 轮的主要尺寸通常先按什么强度来确定？3 . 在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K?载荷系数K是 由哪

21、几部分组成的？ 各考虑了什么因素的影响？4 齿面接触疲劳强度计算公式是如何建立的？ 为什 么要选择节点作为 齿面接触应力的计算点？5 齿根弯曲疲劳强度计算公式是如何建立的？ 小齿 轮和大齿轮在齿根 处 的 弯 曲 应 力 是 否 相 等 ? 为 什 么 ？6 为何一对齿轮传动中两轮的齿面硬度常有一差值? 两轮 的齿面硬度 差值以取多大较为合适?7 在圆柱齿轮减速器中,为什么小齿轮齿宽bl要略大于大齿轮齿宽b2? 强度计算时,按bi还是按b2计算？8 一对圆柱齿轮传动,小齿 轮和大齿轮在啮合处的接触应力是否相等? 如 大 、小 齿 轮 的 材 料 及 热 处 理 情 况 均 相 同 ，则 其 许

22、 用 接 触 疲 劳 应 力 是 否 相 等 ？9 一对圆柱齿轮传动,小齿 轮和大齿轮在齿根处的弯曲应力是否相等? 如 大 、小 齿 轮 的 材 料 及 热 处 理 情 况 均 相 同 ，则 其 许 用 弯 曲 疲 劳 应 力 是 否 相 等 ？10.试述齿形系数Yf的 物理意义。齿形系数与那些因素有关？同一齿数 的直齿圆柱齿轮与斜齿圆柱齿轮的Yf值是否相 同？11在两级圆 柱齿轮传动中 ， 如其中 一级用斜齿圆 柱齿轮传动， 它一般 是用在高速级还是低速级， 为什么？12闭式齿轮传动中 ， 如何划分软齿面齿轮和硬齿面齿轮？ 软齿面齿轮 和硬齿面齿轮的设计步骤有何不同？13.直齿圆锥齿轮传动的强度计算是以什么作为计算依据的？14.为保证圆锥齿轮的良好啮合，在安装调试时