機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè).doc

第一章 緒論分析與思考題1-1 機(jī)器的基本組成要素是什么？1-2 什么是零件？什么是構(gòu)件？什么是部件？試各舉三個(gè)實(shí)例。1-3 什么是通用零件？什么是專用零件？試各舉三個(gè)實(shí)例。1-4 “機(jī)械設(shè)計(jì)”課程研究的內(nèi)容是什么？第三章 機(jī)械零件的強(qiáng)度一、選擇與填空題3-1 零件表面的強(qiáng)化處理方法有_、_、_等。3-2 零件的截面形狀一定，當(dāng)截面尺寸增大時(shí)，其疲勞極限值將隨之_。（1）增高 (2) 不變 （3）降低3-3 機(jī)械零件受載時(shí)，在_處產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中的程度通常隨材料強(qiáng)度的增大而_.3-4 在載荷的幾何形狀相同的情況下，鋼制零件間的接觸應(yīng)力_鑄鐵零件間的接觸應(yīng)力，這是因?yàn)殇摬牡膹椥阅Ａ縚鑄鐵的彈性模量。 （1）大于 （2）等于 （3）小于3-5 兩零件的材料的幾何尺寸都不相同，以曲面接觸受載時(shí)，兩者的接觸應(yīng)力值_。 （1）相等 （2）不相等 （3）是否相等與材料和幾何尺寸有關(guān)二、分析與思考題3-6 試舉例說明什么零件的疲勞破壞屬于低周疲勞破壞？什么零件的疲勞破壞屬于高周疲勞破壞？3-7 在材料的疲勞曲線上，為何需要人為規(guī)定一循環(huán)基數(shù)N0，并將對應(yīng)的極限應(yīng)力稱為材料的疲勞極限？3-8 圖示各零件均受靜載荷作用，試判斷零件A點(diǎn)的應(yīng)力是靜應(yīng)力還是變應(yīng)力，并確定應(yīng)力比r的大小或范圍。題3-8圖3-9 彎曲疲勞極限的結(jié)合影響系數(shù)K的含義是什么？它與哪些因素有關(guān)？它對零件的疲勞強(qiáng)度和殂強(qiáng)度各有何影響？3-10 零件的等壽命疲勞曲線與材料試件的等壽命疲勞曲線有何區(qū)別？在相同的應(yīng)力變化規(guī)律下，零件和材料試件的失效形式是否總是相同的？為什么？3-11 試說明承受循環(huán)變應(yīng)力的機(jī)械零件，在什么情況下可按靜強(qiáng)度條件計(jì)算？什么情況下需按疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算？3-12 在單向穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的零件，如何確定其極限應(yīng)力？3-13 疲勞損傷線性累積假說的含義是什么？寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。3-14 在雙向穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的零件，怎樣進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算？3-15 影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施有哪些？3-16 導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生低應(yīng)力斷裂的原因有哪些？3-17 機(jī)械結(jié)構(gòu)的裂紋是否會失穩(wěn)擴(kuò)展，是如何判定的？三，設(shè)計(jì)計(jì)算題3-18 某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限-1 =350Mpa,屈服極限s =550Mpa,強(qiáng)度極限 B=750Mpa，循環(huán)基數(shù)N0 =5*106 ,m=9，試求對稱循環(huán)次數(shù)N分別為5*104次、5*105 次、5*107次時(shí)的極限應(yīng)力。3-19 某零件如圖所示，材料的強(qiáng)度B=650Mpa ,表面精車，不進(jìn)行強(qiáng)化處理。試確定I-I截面處的彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)K和剪切疲勞極限的綜合影響系數(shù)K。 題3-19 圖3-20一零件由45鋼制成，材料的力學(xué)性能為:s=360Mpa, -1 =300Mpa, =0.2。已知零件上的最大工作應(yīng)力max =190Mpa,最小工作應(yīng)力min =110Mpa，應(yīng)力變化規(guī)律為= 常數(shù)，彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)K =2.0，試分別用圖解法確定該零件的計(jì)算安全系數(shù)。3-21 某材料受彎曲變應(yīng)力作用，其力學(xué)性能為：-1 =350Mpa,m=9,N0 =5*106 ?，F(xiàn)用此材料的試件進(jìn)行試驗(yàn)，以對稱循環(huán)變應(yīng)力1 =500Mpa作用104次，2 =400Mpa作用105次， 3=300Mpa作用106 次。試確定：（1）該試件在此條件下的計(jì)算安全系數(shù)；（2）如果試件再作用=450Mpa的應(yīng)力，還能循環(huán)多少次試件才破壞？3-22 轉(zhuǎn)軸的局部結(jié)構(gòu)如題3-19圖所示。已知軸的I-I截面承受的彎矩M=300N*m ,扭矩T=800N*m，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)。軸材料為40Cr調(diào)質(zhì)，-1 =355Mpa,-1 =200Mpa , =0.2,=0.1。設(shè)K=2.2，K=1.8 ，試計(jì)算考慮彎矩和扭矩共同作用時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)Sca. 3-23 某氣缸蓋螺栓連接，螺栓桿應(yīng)力的均值s=525Mpa,其標(biāo)準(zhǔn)差s=30Mpa , 螺栓材料強(qiáng)度極限的均值r=600Mpa,其標(biāo)準(zhǔn)差r=40Mpa。若應(yīng)力和強(qiáng)度極限均服從正態(tài)分布，試求該螺栓連接的可靠度。（第3版）第五章 螺紋連接和螺旋傳動一、選擇題與填空題5-1 普通螺紋的公稱直徑指的是螺紋的_,計(jì)算螺紋的磨擦力矩時(shí)使用的是螺紋的_，計(jì)算螺紋危險(xiǎn)截面時(shí)使用的是螺紋的_.5-2 螺紋升角增大,則連接的自鎖性_，傳動的效率_；牙型角 增大，則連接的自鎖性_,傳動的效率_.（1）提高 （2）不變 （3）降低5-3 在鉸制孔用螺栓連接中,螺栓桿與孔的配合為_. (1)間隙配合 (2)過渡配合 (3)過盈配合5-4 在螺栓連接的破壞形式中，約有_%的螺栓屬于疲勞破壞，疲勞斷裂常發(fā)生在_。5-5 在承受橫向載荷或旋轉(zhuǎn)力矩的普通緊螺栓組連接中，螺栓桿_作用。（1）受應(yīng)切力 （2）受拉應(yīng)力 （3）受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和拉應(yīng)力 （4）既可能只受切應(yīng)力又可能只受拉應(yīng)力5-6 緊螺栓連接受軸向外載荷。假定螺栓的剛度Cb 與被連接件的剛度Cm 相等，連接的預(yù)緊力為F0 ,要求受載后接合面不分離，當(dāng)外載荷F等于預(yù)緊力F0時(shí)，則_。 （1）被連接件分離，連接失效 （2）被連接件即將分離，連接不可靠 （3）連接可靠,但不能繼續(xù)再加載 （4）連接可靠，只要螺栓強(qiáng)度足夠，還可以繼續(xù)加大外載荷F二、分析與思考題5-7 常用螺紋有哪幾種類型？各用于什么場合？對連接螺紋和傳動螺紋的要求有何不同？5-8 在螺栓連接中，不同的載荷類型在求不同的螺紋余留長度，這是為什么？5-9 連接螺紋都具有良好的自鎖性，為什么有時(shí)還需要防松裝置？試各舉出兩個(gè)機(jī)械防松和摩擦防松的例子。5-10 普通螺栓連接和鉸制孔用螺栓連接的主要失效形式是什么？計(jì)算準(zhǔn)則是什么？5-11 計(jì)算普通螺栓連接時(shí)，為什么只考慮螺栓截面的拉伸強(qiáng)度，而不考慮螺栓頭、螺母和螺紋牙的強(qiáng)度？5-12 普通緊螺栓連接所受到的軸向工作載荷或橫向工作載荷為脈動循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷是什么循環(huán)？5-13 螺栓的性能等級為8.8級，與它相配的螺母性能等級應(yīng)為多少？性能等級數(shù)字代號的含義是什么？5-14 在什么情況下，螺栓連接的安全系數(shù)大小與螺栓直徑有關(guān)？試說明其原因。5-15 緊螺栓連接所受軸向變載荷在0-F間變化，當(dāng)預(yù)緊力F0一定時(shí)，改變螺栓或被連接件的剛度，對螺栓連接的疲勞強(qiáng)度和連接的緊密性有何影響？5-16 在保證螺栓連接緊密性要求和靜強(qiáng)度要求的前提下，要提高螺栓連接的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)如何改變螺栓和被連接件的剛度及預(yù)緊力大??？試通過受力變形線圖來說明。5-17 為什么螺母的螺紋圈數(shù)不宜大于10？通常采用哪些結(jié)構(gòu)形式可使各圈螺紋牙的載荷分布趨于均勻？5-18 滑動螺旋的主要失效形式是什么？其基本尺寸（即螺桿直徑及螺母高度）通常是根據(jù)什么條件確定的？5-19 滾動螺旋傳動與滑動螺旋傳動相比較，有何優(yōu)缺點(diǎn)？三、設(shè)計(jì)計(jì)算題5-20材如圖所示，兩根梁用8個(gè)4.6級普通螺栓與兩塊鋼蓋板相連接，梁受到的拉力F=28kN，摩擦系數(shù)f=0.2，控制預(yù)緊力，試確定所需累栓的直徑。解：已知螺栓數(shù)目z=8,接合面數(shù)i=2，取防滑系數(shù)Ks=1.2,則螺栓所需預(yù)緊力F0為 F0KsF/fzi=1.2*28000N/0.2*8*2=10500N 查教材中的表5-8，得s=20MPa,查表5-10，取安全系數(shù)S=1.3，則= /s =(240/1.3)Mpa=184.6Mpa,所需螺栓的直徑 d14*1.3*F0/*= 4*1.3*10500/*184.6mm=9.7mm 取整后得螺栓尺寸d=10mm，螺紋為M10。注：解中有兩處錯誤，請指出錯處并說明錯誤原因。題5-20 圖 題5-21 圖5-21 如圖所示一牽引鉤用2個(gè)M12（d1=10.106mm）的普通螺栓固定于機(jī)體上，已知接合面間磨擦系數(shù)f=0.2，防滑系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料強(qiáng)度級別為6.8級，安全系數(shù)S=3，試計(jì)算該螺栓組連接允許的最大牽引力F。5-22 圖示為一氣缸蓋螺栓組連接。已知?dú)飧變?nèi)的工作壓力p在01.5Mpa之間變化，缸蓋與缸體均為鋼制，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。為保證氣密性要求，試選擇螺栓材料，并確定螺栓數(shù)目和尺寸。 題 5-22 圖 題 5-23 圖 5-23 圖示凸緣聯(lián)軸器（GB/T 5843-2003）的型號為YLD10，允許傳遞最大轉(zhuǎn)矩T=630N*m，兩半聯(lián)軸器采用4個(gè)M12的鉸制孔用螺栓連接，螺栓規(guī)格為M12*60（GB/T 27-1988），螺紋段長22mm，螺栓的性能等級為8.8級，聯(lián)軸器材料為HT200，試校核其連接強(qiáng)度。5-24 受軸向載荷 的緊螺栓連接，被連接鋼板間采用橡膠墊片，螺栓的相對剛度為0.9。已知預(yù)緊力F0=1500N，當(dāng)軸向工作載荷F=1000N時(shí)，求螺栓所受的總拉力及被連接件之間的殘余預(yù)緊力。5-25 鉸制孔用螺栓組連接的三種方案如圖所示。已知L=300mm，a=60mm，試求螺栓連接的三個(gè)方案中，受力最大的螺栓所受的力各為多少？哪個(gè)方案較好？ 題 5-25 圖 題 5-26 圖5-26 如圖所示的底板螺栓組連接受外力Fe的作用。外力Fe作用在包含x軸并垂直于底板接合面的平面內(nèi)。試分析底板螺栓組的受力情況，并判斷哪個(gè)螺栓受力最大？保證連接安全工作的必要條件有哪些？四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析題5-27 試指出下列圖中的錯誤結(jié)構(gòu)，并畫出正確性的結(jié)構(gòu)圖。題 5-27 圖第七章 鉚接、焊接、膠接和過盈連接 一， 選擇與填空題7-1 沿受載方向，同一列的鉚釘數(shù)目不宜過多，這是由于_。7-2 電弧焊縫大體上可分為_與_兩類，前者用于連接_的被焊件，后者用于連接_的被焊件。7-3 設(shè)計(jì)膠接接頭時(shí)，應(yīng)盡可能使膠縫承受_或_載荷。7-4 影響過盈連接承載能力最為敏感的因素是配合面的_.(1)直徑尺寸 （2）長度尺寸 （3）表面粗糙度 （4）過盈量（5）磨擦系數(shù)7-5 在過盈連接中，當(dāng)其他條件相同時(shí)，僅將實(shí)心軸改為空心軸，則連接所能傳遞的載荷將_。（1）增大 （2）不變 （3）減小二、分析與思考題7-6 鉚縫有哪些類型？各應(yīng)用在什么場合？7-7 鉚釘連接的破壞形式有哪些？怎樣校核鉚縫的強(qiáng)度？7-8 什么叫焊縫的強(qiáng)度系數(shù)？怎樣才能使對接焊縫的強(qiáng)度不低于母板的強(qiáng)度？7-9 在什么情況下采用不對稱側(cè)面焊縫？如何分配兩側(cè)焊縫的長度？7-10 膠粘劑通常分為哪幾類？各適用于什么場合？7-11 與鉚接和焊接相比較，膠接的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？7-12 過盈連接有哪幾種裝配方法？當(dāng)過盈量相同時(shí)，哪種裝配方法的連接緊固性好？7-13 過盈連接的承載能力是由哪些因素決定的？7-14 在對過盈連接進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，若發(fā)現(xiàn)包容件或被包容件的強(qiáng)度不夠時(shí)，可采取哪些措施來提高連接強(qiáng)度？三、設(shè)計(jì)計(jì)算題7-15 如圖所示的鉚接接頭承受靜載荷F=200kN,鉚釘材料為Q215鋼，被鉚釘材料為Q235鋼，被鉚釘?shù)膶挾萣=180mm，厚度=10mm，釘孔是在兩被鉚件上分別按樣板鉆孔。設(shè)鉚釘直徑d=2，節(jié)距t=3d，邊距e=2.5d,試校核該鉚縫的強(qiáng)度。題 7-15 圖 題 7-16 圖7-16 焊接接頭如圖所示，被焊件材料均為Q235鋼，b=170mm,b1=80mm,=12mm，承受靜載荷F=400kN，設(shè)采用E4303號焊條手工焊接，試校核該接頭的強(qiáng)度。7-17 鑄錫磷青銅蝸輪輪圈與鑄鋼輪芯采用過盈連接，尺寸如圖所示，采用H7/s6配合，配合表面粗糙度Ra均為0.8m，磨擦系數(shù)f=0.1,設(shè)連接零件本身的強(qiáng)度足夠，試求：（1）用壓入法裝配時(shí)，該連接允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩是多少？（2）用脹縮法裝配時(shí)，該連接允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩是多少？7-18 小齒輪與軸為過盈連接，尺寸如圖所示，材料均為45鋼，采用H7/p6配合，孔與軸配合表面粗糙長Ra均為0.8m，用壓入法裝配。試求： 題 7-17 圖 題 7-18 圖（1） 配合表面間單位面積上的最大壓力；（2） 所需的最大壓入力；（3） 各零件中的最大應(yīng)力。四、連接篇綜合題7-19 軸和輪轂分別采用切向鍵連接、漸開線花鍵連接和脹緊連接。已知軸的直徑d=100mm,輪轂寬度L=150mm，軸和輪轂的材料均為碳鋼，取許用擠壓應(yīng)力p=100Mpa。漸開線花鍵的模數(shù)m=5mm，齒數(shù)z=19，外花鍵的大徑D=100mm，分度圓壓力角=30 。脹緊連接采用兩個(gè)Z2型脹套串聯(lián)。試計(jì)算這三種連接各允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩？7-20 如圖所示，兩軸通過凸緣聯(lián)軸器連接，已知聯(lián)軸器的型號為YLD6，軸的直徑d=30mm，軸伸長度L1=60mm，聯(lián)軸器與軸采用A型普通平鍵連接，鍵長L=50mm，兩半聯(lián)軸器用4個(gè)M8的普通螺栓連接，螺栓中心分布圓直徑D0=90mm，螺栓的性能等級為8.8級，不控制預(yù)緊力。軸的材料為45鋼，聯(lián)軸器的材料為HT200。試計(jì)算此聯(lián)軸器所允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩（載荷平穩(wěn)）。題 7-20 圖第九章 鏈傳動一，選擇與填空題9-1 與齒輪傳動相比較，鏈傳動的主要特點(diǎn)之一是_.（1）適合于高速 (2)制造成本高 （3）安裝精度要求較低 （4）有過載保護(hù)9-2滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板組成，其_之間、_之間分別為過盈配合，而_之間、_之間分別為間隙配合。9-3 鏈條的磨損主要發(fā)生在_的接觸面上.9-4 在鏈傳動中，鏈輪的轉(zhuǎn)速_,節(jié)矩_,齒數(shù)_，則傳動的動載荷越大。9-5鏈傳動的主要失效形式有_四種。在潤滑良好、中等速度的鏈傳動中。其承載能力主要取決于_.二、分析與思考題9-6 與帶傳動相比，鏈傳動有何優(yōu)缺點(diǎn)？9-7 在多排鏈傳動中，鏈的排數(shù)過多有何不利？9-8 對鏈輪材料的基本要求是什么？對大、小鏈輪的硬度要求有何不同？9-9 齒形鏈與滾子鏈相比，有何優(yōu)缺點(diǎn)？9-10 國家標(biāo)準(zhǔn)對滾子鏈齒形是如何規(guī)定的？9-11 為什么鏈傳動的平均傳動比是常數(shù)，而在一般情況下瞬時(shí)傳動比不是常數(shù)？9-12 鏈傳動的額定功率曲線是在什么條件下得到的？當(dāng)所設(shè)計(jì)的鏈傳動與上述條件不符合時(shí)，要進(jìn)行哪些項(xiàng)目的修正？9-13 若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在哪個(gè)鏈輪上？為什么？9-14為什么小鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少？9-15 鏈節(jié)距的大小對鏈傳動有何影響？在高速重載工況下，應(yīng)如何選擇滾子鏈？9-16 鏈傳動的中心距一般取為多少？中心距過大或過小對傳動有何不利？9-17 鏈傳動有哪幾種潤滑方式？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)如何選擇潤滑方式/9-18 有一鏈傳動，小鏈輪主動，轉(zhuǎn)速n1=900r/min，齒數(shù)z1=25,z2=75?，F(xiàn)因工作需要，擬將大鏈輪的轉(zhuǎn)速降低到n2=250r/min，鏈條長度不變，試問：（1）若從動輪齒數(shù)不變，應(yīng)將主動輪齒數(shù)減小到多少？此時(shí)鏈條所能傳遞的功率有何變化？（2）若主動輪齒數(shù)不變，應(yīng)將主動輪齒數(shù)增大到多少？此時(shí)鏈條所能傳遞的功率有何變化？三、設(shè)計(jì)計(jì)算題9-19 滾子鏈傳動傳遞的功率P=8.5kW，工況系數(shù)KA=1.2， 主動鏈輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min,齒數(shù)z1=21，從動鏈輪轉(zhuǎn)速n2=330r/min，中心距a600mm，鏈節(jié)距p=12.7mm，試計(jì)算需要幾排鏈。9-20 單排滾子鏈傳動，主動鏈輪轉(zhuǎn)速n1=600r/min，齒數(shù)z1=21，從動鏈輪齒數(shù)z2=105，中心距a=910mm，該鏈的節(jié)矩p=25.4mm，工況系數(shù)KA=1.2，試求鏈傳動所允許傳遞功率 P。9-21 設(shè)計(jì)一輸送裝置用的鏈傳動。已知傳遞的功率P=16.8kW，主動輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min,傳動比i=3.5，原動機(jī)為電動機(jī)，工作載荷沖擊較大，中心距a=800mm，水平布置。 第十一章 蝸桿傳動一，選擇與填空題11-1 在蝸桿傳動中，蝸桿頭數(shù)越少，則傳動效率越_,自鎖性越_。一般蝸桿頭數(shù)常取_。11-2 對滑動速度vs4m/s的重要蝸桿傳動，蝸桿的材料可選用_進(jìn)行_處理；蝸輪的材料可選用_。11-3 對閉式蝸桿傳動進(jìn)行熱平衡計(jì)算，其主要目的是為了防止溫升過高導(dǎo)致_。（1）材料的機(jī)械性能下降 （2）潤滑油變質(zhì) （3）蝸桿熱變形過大 （4）潤滑條件惡化11-4 蝸桿傳動的當(dāng)量磨擦系數(shù)fv隨齒面相對滑動速度的增大面_。（1）增大 （2）不變 （3）減小11-5 蝸桿傳動的相對滑動速度vs10m/s時(shí)應(yīng)采用_潤滑。二、分析與思考題11-6 蝸桿傳動與齒輪傳動相比有何特點(diǎn)？常用于什么場合？11-7 與普通圓柱蝸桿傳動相比，圓弧圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動、錐蝸桿傳動各有何特點(diǎn)？各適用于什么場合？11-8 普通圓柱蝸桿主要有哪幾種類型？其中哪幾種蝸桿不便于磨削，精度較低/11-9 在車床上用直線刀刃的刀具加工蝸桿，什么情況下用單刀？什么情況下用雙刀？為什么？11-10 在普通圓柱蝸桿傳動中，為什么將蝸桿的分度圓直徑規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值？11-11 采用變位蝸桿傳動的目的是什么？變位蝸桿傳動與變位齒輪傳動相比有何特點(diǎn)？11-12 影響蝸桿傳動效率的主要因素有哪些？為什么傳遞大功率時(shí)很少用普通圓柱蝸桿傳動？11-13 蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力，有的與相對滑動速度大小有關(guān)，而與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)無關(guān)，有的則相反，試說明原因。11-14 對于蝸桿傳動，下面三式有無錯誤？為什么？（1）i=w1/w2=n1/n2=z1/z2=d2/d1;（2）a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2;（3）Ft2=2T2/d2=2T1i/d2=2T1/d1=Ft1。11-15 圖示蝸桿傳動均是以蝸桿為主動件。試在圖上標(biāo)出蝸輪（或蝸桿）的轉(zhuǎn)向，蝸輪齒的螺旋線方向，蝸桿、蝸輪所受各分力的方向。題 11-15 圖11-16 蝸桿傳動中為何常以蝸桿為主動件？蝸輪能否作為主動件？為什么？11-17 圖示為簡單手動起重裝置。若按圖示方向轉(zhuǎn)動蝸桿，提升重物G，試確定：（1）蝸桿和蝸輪齒的旋向；（2）蝸輪所受作用力的方向（畫出）；（3）當(dāng)提升重物或降下重物時(shí)，蝸輪輪齒是單側(cè)受載還是雙側(cè)受載？11-18 在動力蝸桿傳動中，蝸輪的齒數(shù)在什么范圍內(nèi)選??？齒數(shù)過多或過少有何不利？11-19 選擇蝸桿、蝸輪材料的原則是什么？11-20 蝸桿傳動設(shè)計(jì)中為何特別重視發(fā)熱問題？如何進(jìn)行熱平 題 11-17 圖衡計(jì)算？常用的散熱措施有哪些？11-21 為什么蝸桿傳動要進(jìn)行蝸桿的剛度計(jì)算？對于常用的兩端支承蝸桿軸如何進(jìn)行剛度計(jì)算？11-22 為什么普通圓柱蝸桿傳動的承載能力主要取決于蝸輪輪齒的強(qiáng)度，用碳鋼或合金鋼制造蝸輪有何不利？三、設(shè)計(jì)計(jì)算題11-23 圖示為某起重設(shè)備的減速裝置。已知各輪齒數(shù)z1=z2=20,z3=60,z4=2,z5=40,輪1轉(zhuǎn)向如圖所示，卷筒直徑D=136mm。試求：（1）此時(shí)重物是上升還是下降？（2）設(shè)系統(tǒng)效率=0.68，為使重物上升，施加在輪1上的驅(qū)動力矩T1=10N*m，問重物的重量是多少？11-24 蝸輪滑車如圖所示，起重力F=10kN，蝸桿頭數(shù)z1=2，模數(shù)m=6.3mm，分度圓直徑d1=63mm,蝸輪齒數(shù)z2=40，卷筒直徑D=148mm，蝸桿傳動的當(dāng)量磨擦系數(shù)fv=0.1，軸承、濺油和鏈傳動的功率損失為8%,鏈輪直徑D=350mm，試求工人加在鏈上的作用力F，并驗(yàn)算蝸桿傳動是否有自鎖。題 11-23 圖 題 11-24 圖11-25 試設(shè)計(jì)輕紡機(jī)械中的一單級蝸桿減速器，傳動功率P1=8.5kW,主動軸轉(zhuǎn)速n1=1460r/min，傳動比i=20，載荷平穩(wěn)，單向工作，長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，潤滑情況良好，工作壽命Lh=15000h。11-26 已知一蝸桿傳動，蝸桿為主動，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，蝸桿頭數(shù)z1=2,模數(shù)m=4mm，蝸桿直徑系數(shù)q=10，蝸桿材料為鋼，齒面硬度大于45HRC，磨削，蝸輪材料為錫青銅，求該傳動的嚙合效率。11-27 設(shè)計(jì)用于帶式輸送機(jī)的普通圓柱蝸桿減速器，傳遞功率P1=7.5kW，蝸桿轉(zhuǎn)速n1=970r/min，傳動比i=18，由電動機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)。蝸桿材料為20Cr，滲碳碎火，硬度大于58HRC。蝸輪材料為ZcuSn10P1，金屬模鑄造。蝸桿減速器每日工作8h，工作壽命為7年（每年250個(gè)工作日）。四、傳動篇綜合題11-28 在圖示傳動系統(tǒng)工程，件1、5為蝸桿，件2、6為蝸輪，件3、4為斜齒圓柱齒輪，件7、8為直齒錐齒輪。已知蝸桿1為主動，要求輸出齒輪8的回轉(zhuǎn)方向如圖所示。試確定：（1）各軸的回轉(zhuǎn)方向（畫在圖上）；（2）考慮 I、II、III 軸上所受軸向力能抵消一部分，定出各輪的螺旋線高向（畫在圖上）； （3）畫出各輪的軸向分力的方向。11-29 圖示為三級減速裝置傳動方案簡圖，要求總傳動比i=50，這樣布置是否合理？為什么？試畫出合理的傳動方案簡圖（不采用蝸桿傳動）。 題 11-28 圖題 11-29 圖 第十三章 滾動軸承一、選擇與填空題13-1 說明下列型號滾動軸承的類型、內(nèi)徑、公差等級、尺寸系列和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：6306、513116、N316、30306、6306/P5、30206。并指出其中具有下列特征的軸承：（1）徑向承載能力最高和最低的軸承分別是_和_;（2）軸向承載能力最高和最低的軸承分別是_和_；（3）極限轉(zhuǎn)速最高和最低的軸承分別是_和_;（4）公差等級最高的軸承是_；（5）承受軸向徑向聯(lián)合載荷 的能力最高的軸承是_。13-2 若一滾動軸承的基本額定壽命為537000轉(zhuǎn)，則該軸承所受的當(dāng)量動載荷基本額定動載荷。（1）大于 （2）等于 （3）小于13-3 在保證軸承工作能力的條件下，調(diào)心軸承內(nèi)、外圈軸線間可傾斜的最大角度為_，而深溝球軸承內(nèi)、外圈軸線間可傾斜的最大角度為_。（1）34 (2)816 (3) 1o2o （4）2o3o13-4 滾動軸承的內(nèi)徑和外徑的公差帶均為_，而且統(tǒng)一采用上偏差為_，下偏差為_的分布。13-5 采用流動軸承軸向預(yù)緊措施的主要目的是_。（1）提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度 （2）提高軸承的承載能力 （3）降低軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲 （4）提高軸承的使用壽命13-6 各類流動軸承的潤滑方式，通?？筛鶕?jù)軸承的_來選擇。（1）轉(zhuǎn)速n (2)當(dāng)量動載荷P （3）軸頸圓周速度v （4）內(nèi)徑與轉(zhuǎn)速的乘積dn13-7 若滾動軸承采用脂潤滑，則其裝脂量一般為軸承內(nèi)部空間容積的_。二、分析與思考題13-8 寫出滾動軸承的類型代號及名稱，并說明各類軸承能承受何種載荷（徑向或軸向）？13-9 為什么30000型和70000型軸承成對使用？成對使用時(shí)，什么叫正裝及反裝？什么叫“面對面”及“背靠背”安裝？試比較正裝與反裝的特點(diǎn)。13-10 流動軸承的各元件一般采用什么材料及熱處理方式？13-11 流動軸承基本額定動載荷 C的含義是什么？當(dāng)滾動軸承上作用的當(dāng)量動載荷不超過C值時(shí)，軸承是否就不會發(fā)生點(diǎn)蝕破壞？為什么？13-12 對于同一型號的滾動軸承，在某一工況條件下的基本額定壽命為L。若其他條件不變，僅將軸承所受的當(dāng)量動載荷增加一倍，軸承的基本額定壽命將為多少？13-13 滾動軸承常見的失效形式有哪些？公式L=(C/P)是針對哪種失效形式建立起來的？計(jì)算出的L是什么含義？13-14 你所學(xué)過的滾動軸承中，哪幾類滾動軸承是內(nèi)、外圈可分離的？13-15 什么類型的滾動軸承在安裝時(shí)要調(diào)整軸承游隙？常用哪些方法調(diào)整軸承游隙？13-16 滾動軸承支承的軸系，其軸向固定的典型結(jié)構(gòu)形式有三類：（1）兩支點(diǎn)各單向固定；（2）一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動；（3）兩支點(diǎn)游動。試問這三種類型各適用于什么場合？13-17 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)中為什么有時(shí)要采用預(yù)緊結(jié)構(gòu)？預(yù)緊方法有哪些？13-18 滾動軸承的回轉(zhuǎn)套圈的不回轉(zhuǎn)套圈與軸或機(jī)座裝配時(shí)所取的配合性質(zhì)有何不同？常選用什么配合？其配合松緊程度與圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中相同配合有何不同？13-19 在錐齒輪傳動中，小錐齒輪的軸常支承在套杯里，采用這種結(jié)構(gòu)形式有何優(yōu)點(diǎn)？13-20 滾動軸承常用的潤滑方式有哪些？具體選用時(shí)應(yīng)如何考慮？13-21 接觸式密封有哪幾種常用的結(jié)構(gòu)形式？分別適用于什么速度范圍？13-22 在唇形密封圈結(jié)構(gòu)中，密封唇的方向與密封要求何關(guān)系？三、設(shè)計(jì)計(jì)算題13-23 如圖所示，軸的兩端正裝兩個(gè)角接觸球軸承，已知軸的轉(zhuǎn)速n=750r/min，軸上的徑向力Fre=2300N，軸向力Fae=600N。試計(jì)算該對軸承的壽命Lh。（已知：C=22500N，e=0.68,Fd=0.68Fr,X=0.41，Y=0.87,fp=1.5,ft=1.0） 題 13-23 圖 題 13-24 圖13-24 如圖所示，軸上裝有一斜齒圓柱齒輪，軸支承在一對正裝的7209AC軸承上。齒輪輪齒上受到圓周力Fte=8100N，徑向力Fre=3052N，軸向力Fae=2170N，轉(zhuǎn)速n=300r/min，載荷系數(shù)fp=1.2。試計(jì)算兩軸承的基本額定壽命（以h計(jì)）。13-25 一根裝有小錐齒輪的軸似用圖示的支承方案，兩支點(diǎn)均選用圓錐滾子軸承。圓錐齒輪傳遞的功率P=4.5kW（平穩(wěn)），轉(zhuǎn)速n=500r/min，平均分度圓半徑rm=100mm，錐角=16 ,要求軸頸直徑d20mm。其他尺寸如圖所示。若希望軸承的基本額定壽命能超過60000h，試選擇合適的軸承型號。題 13-25 圖13-26 6251軸承受徑向載荷Fr=45.6kN，軸向載荷Fa=6.3kN，載荷平穩(wěn)，fp=1.0。試計(jì)算其當(dāng)量動載荷 P。若在此當(dāng)量動載荷作用下要求該軸承能正常旋轉(zhuǎn)106轉(zhuǎn)，其可靠度約為多少？四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析題13-27按要求在給出的結(jié)構(gòu)圖中填畫合適的軸承（圖中箭頭示意載荷方向）題 13-27 圖第十五章 軸一、選擇與填空題15-1 軸上安裝有過盈連接零件時(shí)，應(yīng)力集中將發(fā)生在軸上_。（1）輪轂中間部位 （2）沿輪轂兩端部位 (3)距離輪轂端部為1/3輪轂長度處15-2 某45鋼軸的剛度不足，可采取_措施來提高其剛度。（1）改用40CCr (2)淬火處理 （3）增大軸徑 （4）增大圓角半徑15-3 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算軸的應(yīng)力時(shí)，公式中折合系數(shù) 是考慮_。（1）材料抗彎與抗扭的性能不同 （2）彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的循環(huán)性質(zhì)不同（3）強(qiáng)度理論的要求15-4對軸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，可提高軸的_。（1）靜強(qiáng)度 （2）剛度 （3）疲勞強(qiáng)度 （4）耐沖擊性能二、分析與思考題15-5 何為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸？試各舉出兩種應(yīng)用實(shí)例。15-6 試說明下面幾種軸材料的適用場合，Q235-A,45,1Cr18Ni9Ti,QT600-2,40CrNi。15-7 軸的強(qiáng)度計(jì)算方法有哪幾種？各適用于何種情況？15-8 按彎扭合成強(qiáng)度和按疲勞強(qiáng)度校核軸時(shí)，危險(xiǎn)截面應(yīng)如何確定？確定危險(xiǎn)截面時(shí)考慮的因素有何區(qū)別？15-9 為什么要進(jìn)行軸的靜強(qiáng)度校核計(jì)算？這時(shí)是否考慮應(yīng)力集中等因素的影響？15-10 經(jīng)校核發(fā)現(xiàn)軸的疲勞強(qiáng)度不符合要求時(shí)，在不增大軸徑的條件下，可采取哪些措施來提高軸的疲勞強(qiáng)度？15-11 何謂軸的臨界轉(zhuǎn)速？軸的彎曲振動臨界轉(zhuǎn)速大小與哪些因素有關(guān)？15-12 什么叫剛性軸？什么叫撓性軸？設(shè)計(jì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸時(shí)，應(yīng)如何考慮軸的工作轉(zhuǎn)速范圍？三、設(shè)計(jì)計(jì)算題15-13 已知一傳動軸的材料為40Cr調(diào)質(zhì)，傳遞功率P=12kW，轉(zhuǎn)速n=80r/min。試求：（1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸的直徑；（2）按扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算軸的直徑（設(shè)軸的允許扭轉(zhuǎn)角=0.5(o)/m）。15-14 直徑d=75mm的實(shí)心軸與外徑d=85mm的空心軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度相等，設(shè)兩軸的材料相同，試求該空心軸的內(nèi)徑d1和減輕重量的百分率。15-15 圖示為一臺二級圓錐-圓柱齒輪減速器簡圖，輸入軸由兩端看為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。已知Ft1=5000N,Fr1=1690N,Fa1=676N,dm1=120mm,dm2=300mm,Ft3=10000N,Fr3=3751N,Fa3=2493N,d3=150mm,l1=l3=60mm,l2=120mm,l4=l5=l6=100mm。試畫出輸入軸的計(jì)算簡圖，計(jì)算軸的支承反力，畫出軸的彎矩圖和扭矩圖，并將計(jì)算結(jié)果標(biāo)在圖中。15-16 根據(jù)題15-15中的已知條件，試畫出中間軸的計(jì)算簡圖支承反力，畫出題 15-15 圖軸的彎矩圖和扭矩圖，并將計(jì)算結(jié)果標(biāo)在圖中。題 15-16 圖15-17 兩級展開式斜齒圓柱齒輪減速器的中間軸的尺寸和結(jié)構(gòu)如圖所示。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪與軸均采用H7/k6配合，并采用圓頭普通平鍵連接，軸肩處的圓角半徑均為r=1.5mm。若已知軸所受扭矩T=292N*m，軸的彎矩圖如圖所示。試按彎扭合成理論驗(yàn)算軸上截面 和 的強(qiáng)度，并精度驗(yàn)算軸的疲勞強(qiáng)度。題 15-17 圖四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析題15-18 試指出圖示小錐齒輪軸系中的錯誤結(jié)構(gòu)，并畫出正確結(jié)構(gòu)圖。題 15-18 圖15-19 試指出圖示斜齒圓柱齒輪軸系中的錯誤結(jié)構(gòu)，并畫出正確結(jié)構(gòu)圖。題 15-19 圖五、軸系零、部件篇綜合題15-20 圖中軸端軸承采用圓螺母與止動墊片固定。已知軸承型號為6310，試確定圖中的結(jié)構(gòu)尺寸公差，并將所先的圓螺母和止動墊片的標(biāo)記在圖中。題 15-20 圖15-21 一蝸桿軸的局部裝配關(guān)系如圖所示,采用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器，軸孔直徑d=32mm，軸伸出端的密封采用旋轉(zhuǎn)唇形密封圈，采用6300系列深溝球軸承。試確定圖中各結(jié)構(gòu)尺寸、尺寸公差和表面粗糙度，并將所選軸端擋圈、密封圈、軸用彈性擋圈和滾動軸承的標(biāo)記在圖中。題 15-21 圖單元設(shè)計(jì)作業(yè)題及設(shè)計(jì)指導(dǎo)作業(yè)一 螺紋連接設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：1.普通螺栓連接用M16 六角頭螺栓（GB/T 5782-2000）連接兩塊厚度各為25mm的鋼板，采用彈簧墊圈（GB/T 93-1987）防松。2鉸制孔用螺栓連接用M16六角頭鉸制孔用螺栓(GB/T27-1988)連接兩塊厚度各為25mm的鋼板。3.雙頭螺柱連接用M16雙頭螺柱(GB/T 898-1988)連接厚25mm的鋼板和一個(gè)很厚的鑄鐵零件。4.螺釘連接用M16六角頭螺栓(GB/T 5782-2000)連接厚25mm的鑄鐵凸緣和另一個(gè)很厚的鑄鐵零件，螺栓頭與鑄鐵凸緣間加裝平墊圈(GB/T 97.1-2002).要求：（1） 按題中給出的條件查手冊確定標(biāo)準(zhǔn)連接零件的尺寸；（2） 按1：1比例與制圖規(guī)范畫出上述各種螺紋連接結(jié)構(gòu)圖，圖1為參考圖。圖1 螺紋連接結(jié)構(gòu)作業(yè)二 帶傳動和齒輪傳動設(shè)計(jì)一、任務(wù)書題目：V帶傳動和齒輪傳動的設(shè)計(jì)（圖2）1. 原始數(shù)據(jù)參數(shù) 題號1234減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩T/(N*m)154160228249減速器輸出軸轉(zhuǎn)速n/(r/min：載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作年限5年，每年250個(gè)工作日，每日工作16h。圖2 V帶傳動和齒輪傳動簡圖2. 工作量（1） 小帶輪零件圖一張或（和）大齒輪零件圖一張；（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，內(nèi)容包括電動機(jī)的選擇、傳動參數(shù)的計(jì)算、V 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算或（和）齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算。二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)1.電動機(jī)的選擇電動機(jī)有各種類型，對于無特殊要求的機(jī)械裝置，選用Y系列三相異步電動機(jī)。Y系列三相異步電動機(jī)有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。同一功率的電動機(jī)，轉(zhuǎn)速高則重量輕，價(jià)格便宜，但轉(zhuǎn)動裝置的總轉(zhuǎn)動比和總體尺寸將加大，一般多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動機(jī)。 減速器的輸出軸通過聯(lián)軸器與工作機(jī)相連，因此工作機(jī)所需功率Pw為（略去聯(lián)軸器效率的影響） Pw =Tn/9550kW式中：T-減速器輸出軸的轉(zhuǎn)矩，N.m； N-減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，r/min。電動機(jī)所需功率P0為 P0=Pw/ kW 式中:_電動機(jī)至工作機(jī)之間的傳動總效率。對于本作業(yè)的兩級傳動，=12。其中1為V帶傳動的效率（包括一對軸承效率在內(nèi)），2為齒輪傳動的效率（包括一對軸承效率在內(nèi)）。其數(shù)值可參看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊或教材。由于電動機(jī)的額定功率Pm應(yīng)等于或略大于電動機(jī)所需功率P0 ，因此選擇電動機(jī)時(shí)通常取Pm =(11.3)P0 2.各級傳動比的分配傳動裝置的總傳動比為 I=nm/nw式中：nm-電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，r/min； nw -工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，即減速器輸出軸轉(zhuǎn)速，r/min。 本作業(yè)的傳動裝置為二級傳動，總傳動比i=i1/i2 。其中i1和i2分別為V帶傳動和齒輪傳動的傳動比，為了使傳動裝置尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使i1 i2 。 由于受到齒輪齒數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑等因素的影響，傳動裝置的實(shí)際傳動比與所要求的傳動比會略有差別。通常機(jī)器總傳動比的誤差應(yīng)限制在 3%5%范圍內(nèi)。3. 傳動參數(shù)的計(jì)算機(jī)器傳動裝置的轉(zhuǎn)動參數(shù)指的是各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。對于本作業(yè)的二級傳動系統(tǒng)，按電動機(jī)軸至工作機(jī)主軸的轉(zhuǎn)動方向進(jìn)行推算，各軸的轉(zhuǎn)速為 n1=nm/i1 n2=nm/(i1i2)各軸的功率為 P1=Pm1 P2=Pm12各軸的轉(zhuǎn)矩為 T1=9550P1/n1 N*m T2=9550P2/n2 N*m4. V帶轉(zhuǎn)動的設(shè)計(jì)計(jì)算，帶輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定可參考教材和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。小帶輪的孔徑和輪轂部分尺寸應(yīng)根據(jù)電動機(jī)的軸伸直徑和長度的決定，小帶輪的半徑應(yīng)小于電動機(jī)的機(jī)座中心高。圖3是供參考的V帶輪零件圖。5. 齒輪轉(zhuǎn)動的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)動的設(shè)計(jì)計(jì)算、齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定可參考教材和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。大齒輪得孔徑是根據(jù)與其相配合的軸徑來確定的，本作業(yè)將大齒輪的孔徑定為d=60mm。圖4是供參考的齒輪零件圖。6. 對零件圖的要求零件圖是零件制造和檢驗(yàn)的依據(jù)，工藝人員根據(jù)零件圖制定工藝規(guī)程，檢驗(yàn)人員按照零件圖進(jìn)行成品的檢驗(yàn)和驗(yàn)收。因此，一張完整的零件圖應(yīng)滿足以下要求：圖3 V帶輪零件圖圖4 齒輪零件圖（1） 清楚而正確的表達(dá)出零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀；（2） 標(biāo)出零件各部分的尺寸及其精度；（3） 標(biāo)出零件各部分必要的形狀位置公差；（4） 標(biāo)出零件各表面的粗糙度；（5） 注明對零件的其他部分的要求，例如圓角半徑、倒角尺寸及傳動件的主要參數(shù)等，對于齒輪還應(yīng)列出其主要幾何參數(shù)、精度等級及檢驗(yàn)項(xiàng)目等；（6） 填寫清楚零件圖標(biāo)題欄。三、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1.選擇電動機(jī)，分配傳動比，計(jì)算傳動參數(shù)。2.V帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算或（和）齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算。3.畫小帶輪零件圖或（和）大齒輪零件圖。作業(yè)三 軸系組件設(shè)計(jì)一、 任務(wù)書題目1 斜齒圓柱齒輪傳動輸出軸的軸系組件設(shè)計(jì)（圖5）1. 原始數(shù)據(jù)參數(shù) 題號1234輸出軸轉(zhuǎn)速n2/(r/min)137145153165輸出軸功率P/kW