機械設計 徐錦康

1、機 械 設 計 習 題第一章 機械設計概述思考題1.1 一部完整的機器由哪幾部分組成? 1.2 設計機器時應滿足哪些基本要求? 1.3 設計機械零件時應滿足哪些基本要求? 1.4 機械零件的計算準則與失效形式有什么關系? 常用的計算準則有哪些? 它們各針對什么失效形式? 1.5 什么叫機械零件的可靠度?它與零件的可靠性有什么關系? 機械零件的可靠度與失效率有什么關系? 1.6 機械零件的設計計算有哪兩種方法? 它們各包括哪些內(nèi)容? 各在什么條件下采用? 1.7 機械零件設計的一般步驟有哪些? 其中哪個步驟對零件尺寸的確定起決定性的作用? 為什么? 1.8 選擇零件材料時要了解材料的哪些主要性能

2、? 合理選擇零件材料的原則是什么? 1.9 機械設計時為什么要考慮零件的結構工藝性問題? 主要應從哪些方面來考慮零件的結構工藝性? 1.10 什么是標準化、系列化和通用化?標準化的重要意義是什么? 1.11 機械設計方法通常分哪兩大類?簡述兩者的區(qū)別和聯(lián)系。 1.12 什么是傳統(tǒng)設計方法?傳統(tǒng)設計方法又分哪3種? 各在什么條件下被采用?1.13 什么是現(xiàn)代設計方法?簡述現(xiàn)代設計方法的特點。第四章 帶傳動思考題 4.1 按工作原理的不同，帶傳動的主要類型有哪些?各自適用于什么場合?4.2 V帶傳動為什么比平帶傳動的承載能力大?4.3 影響帶傳動承載能力的因素有哪些? 如何提高帶傳動的承載能力?4

3、.4 什么是彈性滑動? 什么是打滑? 它們對帶傳動有何影響? 是否可以避免?4.5 一般情況下，帶傳動的打滑首先發(fā)生在大帶輪上還是小帶輪上? 為什么?4.6 簡述V帶傳動的極限有效拉力Felim與摩擦系數(shù)f ，小帶輪包角1及初拉力F0之間的關系。4.7 分析帶傳動工作時帶截面上產(chǎn)生的應力及其分布，并指出最大應力發(fā)生處。4.8 簡述帶傳動的主要失效形式和設計準則。4.9 機械傳動系統(tǒng)中，為什么一般將帶傳動布置在高速級?4.10 如何確定小帶輪的直徑?4.11 為什么V帶剖面的楔角為40，而帶輪的槽角則為32、34、36或38?4.12 試說明公式中各符號的含義。4.13 試分別說明K與小帶輪包角

4、1、KL與帶長Ld間的關系。4.14 帶傳動張緊的目的是什么? 張緊輪應如何安放?4.15 多根V帶傳動時，若發(fā)現(xiàn)一根已損壞，應如何處置?習 題4.1 已知一普通V帶傳動傳遞的功率P = 8 kW，帶速v = 15 ms，緊邊與松邊拉力之比為31 ，求該帶傳動的有效拉力Fe和緊邊拉力F1 。4.2 有一電動機驅(qū)動的普通V帶傳動，單班制工作，主動輪轉(zhuǎn)速n1 =1460 rmin ，中心距a =370mm ，dd1 =140mm ，dd2 = 400mm ，中等沖擊，輕微振動，用3根B型普通V帶傳動，初拉力按規(guī)定給定，試求該裝置所能傳遞的最大功率。4.3 設計一普通V帶傳動。已知所需傳遞的功率P

5、= 5 kW，電動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速n1 =1440rmin ，從動輪轉(zhuǎn)速n2 = 340rmin，載荷平穩(wěn)，兩班制工作。4.4 設計某機床上的普通V帶傳動。已知所需傳遞的功率P = 11 kW，電動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速n1 =1460rmin ，傳動比i =2.5，載荷平穩(wěn)，單班制工作，中心距a =l000 mm ，從動輪軸孔直徑da = 70mm 。要求給出從動輪工作圖。第五章 鏈傳動思考題 5.1 在傳動原理、應用特點、運動特性、初拉力、張緊以及松邊位置等方面將鏈傳動與帶傳動相比較。 5.2 滾子鏈的標記“10A2100 GB 12431997”的含義是什么? 5.3 為什么鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，而鏈輪齒數(shù)

6、選奇數(shù)? 5.4 為什么鏈傳動通常將主動邊放在上邊，而與帶傳動相反? 5.5 鏈傳動的失效形式有哪些? 設計準則是什么? 5.6 滾子鏈的額定功率曲線是在什么條件下得到的? 實際使用時如何修正? 5.7 鏈速一定時，鏈輪齒數(shù)z的多少和鏈節(jié)距p的大小對鏈傳動有何影響? 5.8 試分析如何適當?shù)剡x擇鏈傳動的參數(shù)以減輕多邊形效應的不良影響。習 題5.1 設計一滾子鏈傳動。電動機驅(qū)動，已知需傳遞的功率P = 7 kW，主動輪轉(zhuǎn)速n1 = 960rmin ，從動輪轉(zhuǎn)速n2 = 330rmin，載荷平穩(wěn)，按規(guī)定條件潤滑，兩鏈輪軸線位于同一水平面，中心距無嚴格要求。5.2 某帶式運輸機由電動機驅(qū)動，傳動方案

7、擬采用一級齒輪傳動、一級帶傳動、一級鏈傳動組成。試畫出該傳動系統(tǒng)簡圖，并作必要的說明。 5.3 選擇并驗算一帶式輸送機的鏈傳動，已知傳遞功率P = 22kW，主動輪轉(zhuǎn)速n1 = 750rmin ，傳動比i =3，工況系數(shù)KA = 1.4，中心距a800 mm (可調(diào)節(jié))。5.4 圖5.16所示為鏈傳動的4種布置形式。小鏈輪為主動輪，請在圖上標出其正確的轉(zhuǎn)動方向。圖5.16 題5.4圖第六章 齒輪傳動思考題6.1 齒輪傳動常見的失效形式有哪些? 閉式硬齒面、閉式軟齒面和開式齒輪傳動的設計計算準則分別是什么? 6.2 在不改變材料和尺寸的情況下，如何提高輪齒的抗折斷能力? 6.3 齒面點蝕首先發(fā)生

8、在輪齒上的什么部位? 為什么?為防止點蝕可采取哪些措施? 6.4 計算齒輪強度時為什么要引入載荷系數(shù)K ? K由哪幾部分組成? 影響各組成部分取值的因素有哪些? 6.5 圓柱齒輪傳動中大齒輪和小齒輪的接觸應力是否相等? 如大、小齒輪的材料及熱處理情況相同，則它們的許用接觸應力是否相等? 6.6 試述小齒輪齒數(shù)z ，和齒寬系數(shù)d對齒輪傳動性能及承載能力的影響。 6.7 齒輪設計中為什么要使小齒輪硬度比大齒輪硬度高? 小齒輪寬度比大齒輪寬? 6.8 現(xiàn)有A、B兩對閉式軟齒面直齒圓柱齒輪傳動，A對模數(shù)m = 2 mm，齒數(shù)z1 = 40，z2 = 90；B對模數(shù)m = 4mm，齒數(shù)z1 = 20，

9、z2 = 45。兩對齒輪的精度、材質(zhì)配對、工作情況及其他參數(shù)均相同。試比較這兩對齒輪傳動的齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度、工作平穩(wěn)性及制造成本。 6.9 試述齒輪傳動設計參數(shù)的選擇原則。一般參數(shù)的閉式齒輪傳動和開式齒輪傳動在選擇模數(shù)、齒數(shù)等方面有何區(qū)別? 6.10 齒形系數(shù)與模數(shù)有關嗎? 影響齒形系數(shù)的因素有哪些? 6.11 直齒錐齒輪傳動強度計算有何特點? 其強度當量齒輪是如何定義的? 如何確定強度當量齒輪的設計參數(shù)? 6.12 齒輪傳動的常用潤滑方式有哪些? 潤滑方式的選擇主要取決于什么因素? 6.13 決定齒輪結構形式的主要因素有哪些? 常見的齒輪結構形式有哪幾種? 它們分別適用于何

10、種場合?習 題6.1 有一單級直齒圓柱齒輪減速器，已知z1 = 32，z2 = 108，中心距a = 210 mm，齒寬b = 70mm，大小齒輪的材料均為45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)，硬度為250 HBS，齒輪精度為8級，輸入轉(zhuǎn)速n1 =1460rmin，電動機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，要求齒輪工作壽命不少于10000 h 。試求該齒輪傳動能傳遞的最大功率。6.2 設計銑床中的一對直齒圓柱齒輪傳動，已知需傳遞的功率P =7.5 kW，小齒輪主動，轉(zhuǎn)速nl =1440rmin，齒數(shù)zl =26，z2 =54，雙向傳動，兩班制，工作壽命為5年，每年300個工作日。小齒輪對軸承非對稱布置，軸的剛性較大，工作中受輕微沖

11、擊，7級精度。6.3 某兩級斜齒圓柱齒輪減速器傳遞功率P = 40 kW，高速級傳動比i12 =3.3，高速軸轉(zhuǎn)速nl =1460rmin，電動機驅(qū)動，長期雙向轉(zhuǎn)動，載荷有中等沖擊，要求結構緊湊，試設計該減速器的高速級齒輪傳動。6.4 兩級展開式斜齒圓柱齒輪減速器如圖6.34所示。已知主動輪1為左旋，轉(zhuǎn)向nl如圖所示，為使中間軸上兩齒輪所受軸向力互相抵消一部分，試在圖中標出各齒輪的螺旋線方向，并在各齒輪分離體的嚙合點處標出齒輪的軸向力Fa 、徑向力Fr和圓周力Ft的方向。圖6.34 題6.4圖6.5 圖示為一圓錐圓柱齒輪減速器，功率由軸輸入，軸輸出，不計摩擦損失。已知直齒錐齒輪傳動z l =2

12、0，z2 =50，m = 5mm ，齒寬b = 40mm ；斜齒圓柱齒輪傳動z3 =23，z4 = 92，m n =6mm。試求軸上軸承所受軸向力為零時斜齒輪的螺旋角，并作出齒輪各嚙合點處作用力的方向(用3個分力表示)。圖6.35 題6.5圖6.6 設計由電動機驅(qū)動的閉式直齒錐齒輪傳動。已知功率P =5 kW，轉(zhuǎn)速nl = 960 rmin，傳動比為2.5，小齒輪懸臂布置，載荷平穩(wěn)，要求齒輪工作壽命不少于10000 h 。第七章 蝸桿傳動思考題7.1 蝸桿傳動有哪些類型?7.2 與齒輪傳動相比，蝸桿傳動的失效形式有何特點? 為什么?蝸桿傳動的設計準則是什么?7.3 指出下列公式的錯誤并加以改正

13、。 (1) ； (2)； (3) 7.4 何謂蝸桿傳動的中間平面? 何謂蝸桿傳動的相對滑動速度? 7.5 蝸桿頭數(shù)z1和導程角對蝸桿傳動的嚙合效率有何影響? 蝸桿傳動的效率為什么比齒輪傳動的效率低得多? 7.6 蝸桿傳動的自鎖條件是什么?為什么? 7.7 蝸桿傳動的強度計算中，為什么只需計算蝸輪輪齒的強度? 7.8 錫青銅和鋁鐵青銅的許用接觸應力H在意義上和取值上各有何不同? 為什么? 7.9 蝸桿傳動在什么工況條件下應進行熱平衡計算? 熱平衡不滿足要求時應采取什么措施? 7.10 分析圖7.18所示蝸桿傳動中蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)動方向或輪齒旋向及所受各力的方向。 7.11 簡述圓弧圓柱蝸桿傳動的特

14、點和設計計算要點。 圖7.18 思考題7.10圖 圖7.19 題7.1圖習 題 7.1 如圖7.19所示蝸桿斜齒輪傳動中，為使軸上所受軸向力相互抵消一部分，試確定并在圖上直接標明斜齒輪5輪齒的旋向、蝸桿的轉(zhuǎn)向及蝸輪與斜齒輪3所受軸向力的方向。 7.2 設計一帶式輸送機用閉式阿基米德蝸桿減速器，已知輸入功率P = 5 kW，蝸桿轉(zhuǎn)速nl = 1440 rmin ，傳動比i12 =24，有輕微沖擊，預期使用壽命10年，每年工作250天，每天工作8h。要求繪制蝸桿或蝸輪工作圖。 7.3 已知一蝸桿減速器，m = 5mm ，d1 = 50mm ，z2 = 60，蝸桿材料為40Cr，高頻淬火，表面磨光，

15、蝸輪材料為ZCuSnlOPbl，砂模鑄造，蝸輪轉(zhuǎn)速n2 =46 rmin ，預計使用15000 h 。試求該蝸桿減速器允許傳遞的最大扭矩T2和輸入功率P1 。第八章 滾動軸承思考題8.1 滾動軸承由哪些基本元件構成? 各有何作用?8.2 球軸承和滾子軸承各有何優(yōu)缺點，適用于什么場合?8.3 我國常用滾動軸承的類型有哪些?它們在承載能力、調(diào)隙、調(diào)心等方面各有什么優(yōu)缺點? 8.4 什么是滾動軸承的基本額定壽命? 在額定壽命期內(nèi)，一個軸承是否會發(fā)生失效?8.5 什么是接觸角? 接觸角的大小對軸承承載有何影響? 8.6 選擇滾動軸承類型時主要考慮哪些因素?8.7 怎樣確定一對角接觸球軸承或圓錐滾子軸承

16、的軸向載荷? 8.8 什么叫滾動軸承的當量動負荷? 它有何作用? 如何計算當量動負荷?8.9 滾動軸承為什么要預緊? 預緊的方法有哪些?8.10 軸承的工作速度對選擇軸承潤滑方式有何影響?8.11 滾動軸承的支承結構形式有哪幾種? 它們分別適用于什么場?8.12 軸承組合設計時應考慮哪些方面的問題?習 題 8.1 一農(nóng)用水泵軸用深溝球軸承支承，軸頸直徑d =35mm ，轉(zhuǎn)速n=12900 rrain，徑向負荷Fr =1770 N ，軸向負荷Fa = 720 N，要求預期壽命6000 h，試選擇軸承的型號。 8.2 某減速器主動軸用兩個圓錐滾子軸承30212支承，如圖8.30所示。已知軸的轉(zhuǎn)速n

17、 = 960rmin ，F(xiàn)ae = 59 N ，F(xiàn)r1= 4800 N ，F(xiàn)r2=2200 N，工作時有中等沖擊，正常工作溫度，要求軸承的預期壽命為15000 h 。試判斷該對軸承是否合適。8.3 如圖8.31所示，軸支承在兩個7207ACJ軸承上，兩軸承寬度中點間的距離為240 mm，軸上負荷Fre = 2800 N，F(xiàn)ae = 750 N，方向和作用點如圖所示。試計算軸承C、D所受的軸向負荷Fac、Fad 。圖8.30 題8.2圖 圖8.31 題8.3圖 圖8.32 題8.4圖 圖8.33 題8.5圖8.4 圖8.32所示為從動錐齒輪軸，從齒寬中點到兩個30000型軸承壓力中心的距離分別為

18、60mm和195 mm，齒輪的平均分度圓直徑dm2 = 212.5 mm ，齒輪受軸向力Fae = 960 N ，所受圓周力和徑向力的合力Fre = 2710 N，輕度沖擊，轉(zhuǎn)速n = 500 rmin ，軸承的預期設計壽命為30000 h ，軸頸直徑d =35 mm ，試選擇軸承型號。 8.5 如圖8.33所示支承，右端為兩個7410ACJ軸承，軸轉(zhuǎn)速n =3000 min ，其余數(shù)據(jù)如圖。求右支承軸承壽命。第九章 滑動軸承思考題9.1 滑動軸承的主要特點是什么？什么場合應采用滑動軸承？9.2 滑動軸承的摩擦狀態(tài)有哪幾種? 各有什么特點?9.3 簡述滑動軸承的分類。什么是不完全油膜滑動軸承?

19、 什么是液體摩擦滑動軸承?9.4 試述滑動軸承的典型結構及特點。9.5 為了減小磨損，延長壽命，以徑向滑動軸承為例，說明滑動軸承結構設計應考慮的問題?9.6 對滑動軸承材料性能的基本要求是什么?常用的軸承材料有哪幾類?9.7 軸瓦的主要失效形式是什么?9.8 在滑動軸承上開設油孔和油槽時應注意哪些問題?9.9 不完全油膜滑動軸承的失效形式和設計準則是什么?9.10 不完全油膜滑動軸承計算中的p、pv、v各代表什么意義?9.11 實現(xiàn)流體潤滑的方法有哪些? 它們的工作原理有何不同?9.12 推導液體動壓潤滑一維雷諾方程時提出了哪些假設條件? 各有何優(yōu)缺點?9.13 試根據(jù)一維雷諾方程說明油楔承載

20、機理及建立液體動壓潤滑的必要條件。 9.14 試述液體動壓徑向滑動軸承的工作過程。 9.15 解釋液體動壓徑向滑動軸承的直徑間隙、相對間隙及偏心率。寫出他們與h min之間的關系式。 9.16 滑動軸承建立完全液體潤滑的判據(jù)是什么? 許用油膜厚度h與哪些因素有關? 9.17 軸承熱平衡計算時為什么要限制潤滑油的人口溫度t1 ? 若不滿足要求則應采取哪些措施? 9.18 設計液體動壓滑動軸承時，若出現(xiàn)下列情況之一，試問應采取哪些改進措施? 1) hmin h； 2) pp、vv或pp、pvpv不滿足；3) 潤滑油入口溫度t1偏低。9.19 滑動軸承潤滑的目的是什么?常用的潤滑劑有哪些?習 題9.

21、1 設計一蝸輪軸的不完全油膜徑向滑動軸承。已知蝸輪軸轉(zhuǎn)速n = 60 rmin ，軸頸直徑d = 80 mm ，徑向載荷Fr = 7000 N ，軸瓦材料為錫青銅，軸的材料為45鋼。 9.2 有一不完全油膜徑向滑動軸承，軸頸直徑d = 60mm，軸承寬度B = 60 mm，軸瓦材料為錫青銅ZCuPb5SnSZn5。1) 驗算軸承的工作能力。已知載荷Fr= 36000N、轉(zhuǎn)速n= 150 rrain ；2) 計算軸的允許轉(zhuǎn)速n 。已知載荷Fr= 36000 N；3) 計算軸承能承受的最大載荷Fmax 。已知轉(zhuǎn)速n= 900rrain ；4) 確定軸所允許的最大轉(zhuǎn)速nmax 。9.3 已知某不完全

22、油膜止推滑動軸承(轉(zhuǎn)速較低)的止推面為空心式，外徑d2 =120mm , 內(nèi)徑d1=60mm ，軸承材料為青銅，軸頸經(jīng)淬火處理。試確定該軸承所能承受的最大軸向載荷Fa 。9.4 一液體動壓徑向滑動軸承承受徑向載荷Fr= 70000 N，轉(zhuǎn)速n =1500rrain ，軸頸直徑d =200mm ，軸承寬徑比Bd=0.8，相對間隙=0.001 5，包角= 180，采用LAN32全損耗系統(tǒng)用油，非壓力供油，假設軸承中平均油溫tm=50，油的粘度=0.018 Paa 。求最小油膜厚度hmin 。9.5 設計一機床用的液體動壓徑向滑動軸承，對開式結構，載荷垂直向下，工作情況穩(wěn)定，工作載荷Fr=10000

23、0 N，軸頸直徑d=200mm，轉(zhuǎn)速n=500rmin。第十章 聯(lián)軸器、離合器思考題 11.1 聯(lián)軸器和離合器的主要功用分別是什么? 聯(lián)軸器與離合器的根本區(qū)別是什么？11.2 聯(lián)軸器所連兩軸的相對偏移形式有哪些?11.3 常用聯(lián)軸器、離合器及制動器各有哪些主要類型? 各有何特點?10.4 凸緣聯(lián)軸器有幾種對中方式? 各種對中方式有何特點?10.5 無彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈性元件撓性聯(lián)軸器補償相對位移的方式有何不同?10.6 萬向聯(lián)軸器有何特點?安裝雙萬向聯(lián)軸器應注意些什么問題?10.7 離合器應滿足哪些基本要求?10.8 比較嵌合式離合器與摩擦式離合器的工作原理和優(yōu)缺點。10.9 牙嵌離合器

24、的牙形有幾種形式? 各有何特點?習 題10.1 直流電動機用聯(lián)軸器與減速器相連。已知傳遞的轉(zhuǎn)矩T=200-500 Nm ，軸的轉(zhuǎn)速n=8001350 rmin ，兩軸間的最大徑向位移為2.3 mm、最大偏角位移為1.6。試選擇聯(lián)軸器的類型。10.2 一電動機與齒輪減速器間用聯(lián)軸器相連。已知電動機功率P= 4.0 kW，轉(zhuǎn)速n = 960rmin，電動機外伸軸直徑d=32 mm ，減速器輸入軸直徑d = 30mm。試選擇聯(lián)軸器的類型和型號。10.3 某離心式水泵采用彈性柱銷聯(lián)軸器與原動機連接，原動機為電動機，傳遞功率38kW，轉(zhuǎn)速300rmin，聯(lián)軸器兩端連接軸徑均為50mm，試選擇此聯(lián)軸器的型

25、號。若原動機改為活塞式內(nèi)燃機，試選擇聯(lián)軸器的類型。第十一章 軸思考題 11.1 軸在機器中的功用是什么?按承載情況軸可分為哪幾類?試舉例說明。 11.2 軸的常用材料有哪些?若軸的工作條件、結構尺寸不變，僅將軸的材料由碳鋼改為合金鋼，為什么只能提高軸的強度而不能提高軸的剛度? 11.3 確定軸的各軸段直徑和長度前為什么應先按扭轉(zhuǎn)強度條件估算軸的最小直徑? 11.4 軸的結構設計時應考慮哪些問題?11.5 軸上零件的軸向、周向固定各有哪些方法?各有何特點？11.6 多級齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸的直徑大?11.7 軸受載后如果產(chǎn)生過大的彎曲變形或扭轉(zhuǎn)變形，對軸的正常工作有何影響?

26、 試舉例說明。11.8 當軸的強度不足或剛度不足時，可分別采取哪些措施來提高其強度和剛度?11.9 計算彎矩計算公式中系數(shù)的含義是什么? 其大小如何確定?11.10 為什么要進行軸的靜強度校核計算?計算時為什么不考慮應力集中等因素的影響。習 題 11.1 已知一傳動軸傳遞的功率為37kW，轉(zhuǎn)速n= 900rmin，軸的扭轉(zhuǎn)切應力不允許超過40 MPa 。要求： (1) 分別按以下兩種情況求該軸直徑：1)實心軸；2)空心軸?？招妮S內(nèi)外徑之比為0.7。 (2) 求兩種情況下軸的質(zhì)量之比(取實心軸質(zhì)量為1)。 11.2 圖11.22所示為某減速器輸出軸的結構與裝配圖，試指出其設計錯誤并畫出正確的結構

27、與裝配圖。 圖11.22 題11.2圖 圖11.23 題11.3圖11.3 圖11.23所示為一減速器軸，由一對6206軸承支承，試確定下列尺寸：齒輪軸孔倒角C1；軸上軸承處的圓角rl及軸肩高度h；軸環(huán)直徑d ；軸上齒輪處的圓角r2及軸段長度l ；軸端倒角C 。11.4 已知一單級直齒圓柱齒輪減速器，電動機直接驅(qū)動，電動機功率P = 22 kW，轉(zhuǎn)速n1 = 1440 rmin ，齒輪模數(shù)m = 4 mm ，齒數(shù)z1=18， z2=82 ，支承間跨距l(xiāng)=180 mm ，齒輪對稱布置，軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)。試按彎扭合成強度條件確定輸出軸危險截面處的直徑d 。11.5 圖11.24a所示為兩級展開

28、式斜齒圓柱齒輪減速器的傳動簡圖，圖11.24b所示為該減速器中間軸。尺寸和結構如圖所示，圖中點A、D為圓錐滾于軸承的載荷作用中心。已知中間軸轉(zhuǎn)速n 2 =180 rmin ，傳遞功率P = 5.5 kW，軸的材料為45鋼正火，軸上齒輪的參數(shù)列于下表。要求按彎扭合成強度條件驗算軸上截面和處的強度，并精確校核該軸的危險截面是否安全。mmmZ旋向齒輪23201121044右齒輪342023922右圖11.24 題11.5圖第十二章 軸轂連接思考題12.1 圓頭、方頭及單圓頭普通平鍵各有何特點?分別用在什么場合? 軸上鍵槽是如何加工的？ 12.2 平鍵連接可能有哪些失效形式? 平鍵的尺寸如何確定? 1

29、2.3 為什么采用兩個平鍵時，一般布置在沿周向相隔180的位置；采用兩個楔鍵時隔90120；而采用兩個半圓鍵時，卻布置在軸的同一母線上? 習 題12.1 圖12.22所示凸緣半聯(lián)軸器及圓柱齒輪，分別用鍵與減速器的低速軸連接。試選擇兩處鍵的類型及尺寸，井校核其連接強度。已知軸的材料為45鋼，傳遞的轉(zhuǎn)矩T=1000 Nmm , 齒輪用鍛鋼制造，半聯(lián)軸器用灰鑄鐵制造，工作時有輕微沖擊。圖12.22 題12.1圖第十三章 螺紋連接思考題 13.1 常用螺栓材料有哪些?選用螺栓材料時主要應考慮哪些問題? 13.2 松螺栓連接和緊螺栓連接的區(qū)別是什么?計算中應如何考慮這些區(qū)別? 13.3 實際應用中絕大多

30、數(shù)螺紋連接都要預緊，試問預緊的目的是什么? 13.4 擰緊螺母時，擰緊力矩T要克服哪些摩擦阻力矩? 這時螺栓和被連接件各受什么載荷作用？ 13.5 為什么對于重要的螺栓連接要控制螺栓的預緊力F0 ? 預緊力F0的大小由哪些條件決定? 控制預緊力的方法有哪些? 13.6 螺紋連接松脫的原因是什么? 試按3類防松原理舉例說明螺紋連接的各種防松措施。 13.7 設計螺栓組連接的結構時一般應考慮哪些方面的問題? 13.8 螺栓組連接承受的載荷與螺栓組內(nèi)螺栓的受力有什么關系? 若螺栓組受橫向載荷，螺栓是否一定受到剪切? 13.9 對于常用的普通螺栓，預緊后螺栓承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的復合應力，但是為什么只要將軸

31、向拉力增大30就可以按純拉伸計算螺栓的強度？ 13.10 對于受軸向載荷的緊螺栓連接，若考慮螺栓和被連接件剛度的影響，螺栓受到的總拉力是否等于預緊力F0與工作拉力F之和? 為什么? 13.11 提高螺紋連接強度的常用措施有哪些? 13.12 對于受變載荷作用的螺栓，可以采取哪些措施來減小螺栓的應力幅? 13.13 螺栓中的附加彎曲應力是怎樣產(chǎn)生的?為避免產(chǎn)生附加彎曲應力，從結構或工藝上可采取哪些措施? 習 題13.1 試分析圖示緊定螺釘連接和普通螺栓連接擰緊時各連接零件(螺栓、螺母、螺釘)的受力，并分別畫出其受力圖。 若圖a為M10螺釘，d0 = 6 mm ，F(xiàn)Q=5.6 kN，螺紋副間的摩擦

32、因子f=0.15，螺釘?shù)锥伺c零件間的摩擦因子f =0.18 ，試判斷最大應力發(fā)生在哪個截面處(列出必要的公式)?圖13.35 題13.1圖 圖13.36 題13.2圖13.2 起重卷筒與大齒輪間用雙頭螺柱連接，起重鋼索拉力FQ = 50 KN，卷簡直徑D = 400 mm ，8個螺柱均勻分布在直徑D0 =500mm的圓周上，螺栓性能等級4.6級，接合面摩擦因子f = 0.12，可靠度系數(shù)kf =1.2。試確定雙頭螺柱的直徑。13.3 圖示氣缸蓋連接中，已知氣缸內(nèi)壓力p在02 Mpa之間變化，氣缸內(nèi)徑D =500 mm ，螺栓分布在直徑D0 = 650 mm的圓周上，為保證氣密性要求，剩余預緊力

33、F Q= 1.8F0 。試設計此螺栓組連接。圖13.37 題13.3圖 13.4 螺栓組連接的3種方案如圖所示，外載荷FR及尺寸L相同，試分析確定各方案中受力最大螺栓所受力的大小，并指出哪個方案比較好。 13.5 如圖13.39所示，厚度占的鋼板用3個鉸制孔用螺栓緊固于18號槽鋼上，已知FQ= 9 kN，鋼板及螺栓材料均為Q235，許用彎曲應力b=158 MPa，許用切應力=98 MPa，許用擠壓應力p=240 MPa。試求鋼板的厚度和螺栓的尺寸。圖13.38 題13.4圖 圖13.39 題13.5圖13.6 有一受軸向力的緊螺栓連接，已知螺栓剛度C1 = 0.5106 Nmm ，被連接件剛度C2 = 2106 Nmm ，預緊力F0 = 9000 N ，螺栓所受工作載荷F = 5400N。要求：(1) 按比例畫出螺栓與被連接件的受力與變形關系線圖；(2) 在圖上量出螺栓所受總拉力F及剩余預緊力，并用計算法驗證；(3) 若工作載荷在0與5400 N之間變化，螺栓危險剖面的面積為110mm2 ，求螺栓的應力幅。帶傳動作業(yè)4.1 解：由題意得： ， 所以 4.3 解：一、確定計算功率由表4.6（P69）取KA=1.1 , 則 二、選擇帶的型號根據(jù)Pca 、n1 由圖4.11