機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題卡及答案解析

1、.專業(yè)資料分享.龍頭、大梁、腳蹬傳動(dòng)部分_、一、零件的表面破剛度準(zhǔn)則_、填空題1機(jī)械零件一般可以分為 通用零件 和 專用零件 兩大類。2觀察一輛自行車， 螺釘、鏈輪、鏈條 等明顯屬于通用零件，而一 則屬于專用零件。3 機(jī)器通常由三個(gè)部分和兩個(gè)系統(tǒng)組成， 它們是原動(dòng)機(jī)部分 執(zhí)行部分_、控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)_。4. 機(jī)械零件的主要失效形式包括整體斷裂_、過(guò)大的殘余變形. 壞和破壞正常工作條件引起的失效 。5根據(jù)不同失效形式，機(jī)械零件的一般的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則包括強(qiáng)度準(zhǔn)則 壽命準(zhǔn)貝嘰振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)貝U和可靠性準(zhǔn)貝U。.WORD完美格式.、填空題:1. 零件材料的疲勞根據(jù)疲勞次數(shù)的明顯不同可分為低周疲勞和高周疲勞，

2、例如材料斷裂試件和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。2. 材料疲勞曲線是表達(dá) 疲勞極限 與 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 的相對(duì)關(guān)系。3零件的疲勞強(qiáng)度極限除與材料自身疲勞強(qiáng)度極限有關(guān)外，還與零件的應(yīng)力集中狀況、零件具體尺寸_、零件表面質(zhì)量以及零件的熱處理強(qiáng)化方式四個(gè)方面有關(guān)。4. 對(duì)于單向穩(wěn)定變應(yīng)力進(jìn)行分析時(shí)，可能發(fā)生最常見(jiàn)三種變化規(guī)律為r=c、 m=C 和bmin=C _,例如心軸、大多數(shù)底座類零件、舉重設(shè)備中的吊 臂_。5. 對(duì)規(guī)律性單向不穩(wěn)定變應(yīng)力采用疲勞損傷累積 假說(shuō)進(jìn)行計(jì)算。6. 極限應(yīng)力線圖是以_hL = 14965,則鍵的工作長(zhǎng)度為AA. 58mmB. 61mmC. 65mmD. 51mm8. 下面是幾種普通平鍵聯(lián)接

3、的剖視面，其中B在結(jié)構(gòu)上正確。ABC9楔鍵聯(lián)接的主要缺點(diǎn)是DA.鍵的斜面加工困難B.鍵安裝時(shí)易損壞C.鍵楔緊后在輪轂中產(chǎn)生初應(yīng)力D.軸和軸上零件對(duì)中性差10.半圓鍵和切向鍵的應(yīng)用場(chǎng)合是B 。A .前者多用來(lái)傳遞較大扭矩，后者多用來(lái)傳遞較小扭矩B. 前者多用來(lái)傳遞較小扭矩，后者多用來(lái)傳遞較大扭矩C. 各種大小扭矩均可傳遞、簡(jiǎn)答題1根據(jù)用途不同，平鍵分為哪幾種類型？指出其中哪些用于靜聯(lián)接，哪些用于動(dòng)聯(lián)接。根據(jù)用途的不同，平鍵分為普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵四種。其中，普通平鍵和薄型平鍵用于靜聯(lián)接，導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動(dòng)聯(lián)接。2. 薄型平鍵聯(lián)接與普通平鍵聯(lián)接相比，在使用場(chǎng)合、結(jié)構(gòu)尺寸和承載能力上

4、有何區(qū)別？薄型平鍵與普通平鍵的主要區(qū)別是鍵的高度為普通平鍵的60%70%，也分圓頭、平頭和單圓頭三種型式，但傳遞轉(zhuǎn)距的能力較低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸及一些徑向尺寸受限的場(chǎng)合。3. 采用雙鍵聯(lián)接時(shí)，兩個(gè)平鍵應(yīng)布置在沿圓周方向相隔 180 o的位置，兩個(gè)半圓鍵應(yīng)布 置在軸的同一條母線上，兩個(gè)楔鍵應(yīng)布置在沿圓周方向上相隔 90（120 o的位置。分別 是為什么？同時(shí)，在強(qiáng)度計(jì)算中，為什么雙鍵只能按 1.5個(gè)鍵計(jì)算？平鍵：對(duì)軸的削弱均勻，擠壓力對(duì)軸平衡，不產(chǎn)生附加力矩，受力狀態(tài)好，對(duì)中性好。 半圓鍵：半圓鍵對(duì)軸強(qiáng)度削弱大，雙鍵放在同一截面上對(duì)軸的強(qiáng)度削弱太大，所以只能 放在同一母線上。楔鍵：夾角為1

5、80o雙鍵相當(dāng)于一個(gè)楔鍵的承載能力，夾角過(guò)小，對(duì)做軸的局部削弱過(guò)大; 夾角過(guò)大，則兩個(gè)楔鍵的總承載能力下降?？紤]到兩個(gè)鍵上載荷分配的不均勻性，在強(qiáng)度較核中只按1.5個(gè)鍵計(jì)算。四、計(jì)算分析題1. 圖示牙嵌離合器的左右兩半分別用鍵與軸 1、2相聯(lián)接，在空載下，通過(guò)操縱可使右 半離合器沿導(dǎo)向平鍵在軸1上作軸向移動(dòng)。該軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T= 1200N?m軸徑d1 = 80mm,右半離合器的輪轂長(zhǎng)度 L1 = 130m m,行程11 = 60mm,工作中有輕微沖擊，離合 器及軸的材料均為鋼材。試選擇右半離合器的導(dǎo)向平鍵尺寸，并較核其聯(lián)接強(qiáng)度。選擇導(dǎo)向平鍵選A型導(dǎo)向平鍵，對(duì)于軸徑di= 80mm，查教材P1

6、06表6-1得平鍵的截面尺寸 b = 22mm , h =14mm,取鍵長(zhǎng) L = 180Li+li= 130+ 60= 190。2.強(qiáng)度校核材料均為鋼，工作時(shí)有輕微沖擊，查教材P106表6-2，取p=40MPa。k=0.5h=0.5 M4=7mm,l = L1-b/2 = 130- 22/2 = 119mm則 2000T =2000 1200 =36.01MPa 乞 Ip I -40MPakld 7X11980故此鍵聯(lián)接能滿足強(qiáng)度要求。2圖示凸緣聯(lián)軸器，允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T為1500N?m（靜載荷）， 材料為HT250。聯(lián)接處軸及輪轂尺寸如圖示（單位：mm）。試：1）考慮在軸端采用何種類型的

7、平鍵較為合適，選擇鍵的類型及尺 寸，并較核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度。2）若鍵聯(lián)接強(qiáng)度不夠，請(qǐng)列舉兩種以上解決方案。1選擇普通平鍵因在軸端，可選 C型普通平鍵，對(duì)于軸徑 d = 55mm，查教材P106表6-1得平鍵的截面尺寸為16 XI0，即 b = 16mm，h= 10mm，取鍵長(zhǎng) L = 90100。2.強(qiáng)度校核因聯(lián)軸器材料為 HT250,靜載荷，查教材 P106 表 6-2,取（rp=75MPa。k=0.5h=0.5 M0=5mm，l = Lb/2=90 16/2 = 82mm。2000T2000 1500.,6133.0MPa. I =75MPap kid 5 82 55不能滿足強(qiáng)度要求。鍵聯(lián)接強(qiáng)

8、度不夠，列舉解決方案：1） 還可適當(dāng)增加鍵的長(zhǎng)度，滿足LW 1002） 采用雙鍵聯(lián)接，承載能力為單鍵的1.5倍；以上兩種方案組合使用，以提高鍵聯(lián)接的承載能力。若仍不滿足，可:3）采用花鍵聯(lián)接；4）提高聯(lián)軸器的材料性能，如改為鋼材。、填空題1帶傳動(dòng)主要是依靠帶和帶輪之間的摩擦（或嚙合）來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。2. 小帶輪主動(dòng)的 V帶傳動(dòng)在工作過(guò)程中，帶內(nèi)應(yīng)力有 拉應(yīng)力 、彎曲應(yīng)力 、 離心應(yīng) 力 ，最大應(yīng)力 Q 口玄乂 =吐型土公_發(fā)生在緊邊繞進(jìn)小帶輪 處。3. 帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和疲勞破壞。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。4. 帶傳動(dòng)不發(fā)生打滑的受力條件是

9、帶的有效拉力小于極限拉力即FeFec時(shí)，帶與帶輪間將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，即打滑。打滑 首先發(fā)生在小帶輪上，因?yàn)樾л喌陌?a小于大帶輪的包角，故它的極限拉力也較小，承載能力 低，所以先打滑。兩者的區(qū)別在于彈性滑動(dòng)是必然存在的，導(dǎo)致傳動(dòng)比不恒定，但帶傳動(dòng)能正常工作。打滑是載 荷超過(guò)承載能力之后的失效形式，應(yīng)盡量避免。2. 在設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，為什么要限制小帶輪的最小直徑di？當(dāng)皮帶繞在帶輪上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。帶輪直徑越小，彎曲應(yīng)力越大。為因避免彎曲應(yīng)力過(guò)大降 低帶傳動(dòng)的壽命，應(yīng)限制小帶輪的最小直徑di。3. 簡(jiǎn)述傳動(dòng)中心距a對(duì)帶傳動(dòng)性能的影響。若中心距過(guò)小，帶速不變時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)皮帶繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多

10、，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，將加劇帶的疲勞 損壞，降低其壽命；且由于中心距小，在傳動(dòng)比不變的情況下，將使小帶輪上的包角減小，降低帶 傳動(dòng)的承載能力。中心距大，可以增加帶輪的包角，減少單位時(shí)間內(nèi)帶的循環(huán)次數(shù)，有利于提高帶 的奉命。但中心距過(guò)大，則加劇帶的波動(dòng)，降低傳動(dòng)的平穩(wěn)性，同時(shí)增大帶傳動(dòng)的整體尺寸。故設(shè) 計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡量將中心距確定在經(jīng)驗(yàn)公式的范圍內(nèi)。四、計(jì)算分析題1. 某傳動(dòng)裝置中的V帶經(jīng)常出現(xiàn)斷帶，試分析原因并提出改進(jìn)方案（至少提供兩種）原因1.帶的承載能力不夠。解決方案： 更換皮帶型號(hào)：增大帶的截面面積或換成相應(yīng)窄V帶； 增加帶的根數(shù)，則同時(shí)更換帶輪； 加大中心距，同時(shí)換較長(zhǎng)的皮帶；原因2帶

11、內(nèi)彎曲應(yīng)力過(guò)大。解決方案：在保證 i、a不變的情況下，增大帶輪直徑，同時(shí)換較長(zhǎng)的 皮帶2. 圖示一 V帶傳動(dòng)，小帶輪為主動(dòng)輪，轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針。A、C和B、D分別是V帶繞入點(diǎn)和繞出點(diǎn)。試問(wèn)在上述 4個(gè)點(diǎn)中：C1) 在哪些點(diǎn)上帶速大于所在帶輪圓周速度？2) 在哪些點(diǎn)上帶速等于所在帶輪圓周速度？3) 在哪些點(diǎn)上帶速小于所在帶輪圓周速度?1) D點(diǎn)帶速大于大帶輪圓周速度2) A、C兩點(diǎn)帶速等于所在帶輪圓周速度3) B點(diǎn)帶速小于小帶輪圓周速度3某普通V帶傳動(dòng)，其實(shí)際緊邊拉力為 1300N，傳遞的功率為8KW，小帶輪直徑為 170mm,小帶輪的工作轉(zhuǎn)速為1450r/min,試求帶的預(yù)緊力Fo。小帶輪圓周速度

12、v：v = n dn/60000=3.14 X 170 X 1450/600209m/s 有效拉力 FeFe= 1000P/v = 1000X8/12.9 = 620.16 N預(yù)緊力 F。：F0= F1- Fe/2 = 1300 620.16/2 = 989.92 N4. V帶傳動(dòng)傳遞的功率P= 7.5kW，帶速v= 10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即F1=2F2，試求緊邊拉力F1、有效拉力Fe和預(yù)緊力F。有效拉力FeFe= 1000P/V = 1000X7.5/10= 750 N因 F1= 2F2，且 F1 F2= Fe，有 2F2 F2= Fe故有：松邊拉力 F2：F2 = Fe=

13、750 N緊邊拉力 F1：F1= 2Fe= 1500 N；Fi 二 F?？?Fe.F。e =1500750 =1125N22、填空題1. 滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板和外鏈板所組成，其中內(nèi)鏈板與套筒 之間、處鏈板與銷軸 之間分別為過(guò)盈配合,而滾子與套筒之間、套筒與銷軸 之間分別為間隙配合。2 鏈條的磨損主要發(fā)生在銷軸 與 套筒的接觸面上。3. 鏈條中應(yīng)盡量避免過(guò)渡鏈節(jié)，這主要是因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生附加彎矩。4. 在標(biāo)準(zhǔn)套筒滾子鏈的額定功率曲線圖中，應(yīng)根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速n和額定功率&來(lái)選擇 鏈條的型號(hào)。5. 在鏈傳動(dòng)中，鏈輪的轉(zhuǎn)速越高、節(jié)距越 大、齒數(shù)越小，則傳動(dòng)的動(dòng)載荷越大。 二、選擇題1. 與帶傳動(dòng)

14、相比較，鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)之一是 _C。A .工作時(shí)平穩(wěn)無(wú)噪音B.過(guò)載保護(hù)C.能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比D .制造費(fèi)用低2. 與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)之一是C 。A .適用于高速B .制造成本高C.安裝精度要求較低D .有過(guò)載保護(hù)3. 多排鏈的排數(shù)不宜過(guò)多，這主要是因?yàn)榕艛?shù)過(guò)多則B_。A .給安裝帶來(lái)困難B .各排鏈?zhǔn)芰Σ痪鶉?yán)重C.鏈傳動(dòng)軸向尺寸過(guò)大D .鏈的質(zhì)量過(guò)大4. 節(jié)矩是19.05mm、鏈號(hào)12A系列、雙列、140節(jié)A級(jí)滾子鏈，它的標(biāo)記是D_。A . BH19.05AX2-120GB1243.1-83B . BH1905AX 2-120GB1243.1-83C. 12AX2-120GB1

15、243.1-83D . 12A-2 X120GB1243.1-835. 在一定轉(zhuǎn)速下，要減輕鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷，應(yīng)鏈條節(jié)距及 A 鏈輪齒數(shù)。A.增大B .減小C.不改變6. 在設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)，欲使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長(zhǎng)，則應(yīng)盡量選取D 。A .大節(jié)距單排鏈B .小節(jié)距多排鏈C.大節(jié)距多排鏈D .小節(jié)距單排鏈三、簡(jiǎn)答分析題：1.鏈條的鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選擇奇數(shù)還是偶數(shù)？為什么？滾子鏈的鏈輪齒數(shù)應(yīng)選擇奇數(shù)還是偶 數(shù)？為什么？答：鏈條的鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選擇偶數(shù)，這樣可避免過(guò)渡鏈節(jié)所產(chǎn)生的附加彎矩。滾子鏈的鏈輪齒數(shù)應(yīng)選擇奇數(shù)。因鏈條的鏈節(jié)數(shù)選擇了偶數(shù)，為考慮磨損均勻，鏈輪齒數(shù)應(yīng)選擇與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)的奇數(shù)。2. 在選擇

16、鏈條的節(jié)距時(shí)，應(yīng)如何確定？鏈條的節(jié)距p的大小，反映了鏈條和鏈輪各部分尺寸的大小。在一定條件下，鏈的節(jié)距越大，承載 能力就越高，但傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)也要相應(yīng)增大，振動(dòng)、沖擊、噪聲也越嚴(yán)重。所以設(shè)計(jì)時(shí)，為使 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)，應(yīng)盡量選取較小節(jié)距的單排鏈。速度高、功率大時(shí)，選用小節(jié)距多排鏈。 從經(jīng)濟(jì)上考慮，中心距小、傳動(dòng)比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；中心距大、傳動(dòng)比小時(shí)，選大節(jié)距單排 鏈。3. 圖示傳動(dòng)方案是否合理？為什么？不合理。應(yīng)將帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)位置對(duì)調(diào)。原因：鏈傳動(dòng)轉(zhuǎn)速越高，多邊形效應(yīng)越嚴(yán) 重，引起的動(dòng)載荷越大，所以應(yīng)盡量放在低速軸 上，減少由此引起的振動(dòng)和沖擊；在傳遞同樣的 功率時(shí)，帶速小，則所

17、需有效拉力大，因而所需 帶的根數(shù)增多，同時(shí)，帶傳動(dòng)因有彈性元件皮帶 而具有平穩(wěn)吸振的特點(diǎn)，所以可放在電動(dòng)機(jī)輸出 軸上。第十章一.選擇趙土1 A 2.0 3 A 4D 5.8 6.C 7.C 8B &A 10 B 11.C 12 A13 D15.A. D 16.C 17.B 18.D 19 B 20 D、填空超1-為了減小動(dòng)載荷、為了比善載荷沿齒向的分布不均2. 脈動(dòng) 3 山電川點(diǎn)處4 一 J8損、保證悅棍彎曲療勞強(qiáng)應(yīng)靠近節(jié)罐的齒眼聞岐廉6. X ,盤(pán)柿廿捆不的勻、 小、 k 、 X7. 30- 508-相反、IUH-.一“尉弋聞譽(yù)*4；1 一善蘭用小齒理中力集中：2 mxwA乂嚇剛性便怖播赳堆

18、-雯拄醴為匂勺；3i于時(shí)亡圮的抖處童方說(shuō)樓世苕村蚪具苛足込:n何心：刎*國(guó)哽凡*魂區(qū)可丁藝壯眸農(nóng)詼攔衷生I*：-?工口亞.2.Sr芻輪齒訃訃節(jié)蜒鐵喀二苛產(chǎn)用磚正曳址毎”凸H疔矚前球件蹩.閉曲卜艮.時(shí)療力牧從 特期赴玄齒駝傳樂(lè)，進(jìn)常珀時(shí)只有 對(duì)齒妙存.繪齒愛(ài)力也葷大.丸比，點(diǎn)協(xié)也就存充岀境電羸近蘋(píng)拄的齒栓F：卜* MfcH .ZtLfiT擴(kuò)駁-幵式咗艷忙動(dòng)巾.刊1請(qǐng)向11樹(shù)較快+樹(shù)少h現(xiàn)燈廿.侵高齒輪料料妁笛庫(kù)舉耶合甬的泗胃可*高扛戌他IT陀力.3-尊：盧忑呻發(fā)啊直忙咚恥克出延舲営f伍.卡甲航舲泮能戔強(qiáng)的潤(rùn)堰湘.柱購(gòu)幣曲中兀人世亠毎加刑等.即H提高齒曲抽稅件的牝力.4 7 H：式（5鴕舛動(dòng)叫主旻黑萌卄式為齒器點(diǎn)性，沖厲祚計(jì)冷躬曲庚正也止持機(jī)錢(qián)夢(mèng)議度為主開(kāi)式齒輪特動(dòng)的主聲蚩枕昭式為齒向苗揭M：詐糕折甘為主雯抵鞘羽式.41由!時(shí)齒和抗