機(jī)械設(shè)計(jì)1徐錦康

1、機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題第一章 機(jī)械設(shè)計(jì)概述思考題1.1 一部完整的機(jī)器由哪幾局部組成 ?1.2 設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)滿足哪些根本要求 ?1.3 設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足哪些根本要求 ?1.4 機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)那么與失效形式有什么關(guān)系 ? 常用的計(jì)算準(zhǔn)那么有哪些 ? 它們各針 對什么失效形式 ?1.5 什么叫機(jī)械零件的可靠度 ?它與零件的可靠性有什么關(guān)系 ? 機(jī)械零件的可靠度與 失效率有什么關(guān)系 ?1.6 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)計(jì)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(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟有哪些 ? 其中哪個(gè)步驟對零件尺寸確實(shí)定起決定性的作 用? 為什么 ?1.8 選擇零件材料時(shí)要了解材料

2、的哪些主要性能 ? 合理選擇零件材料的原那么是什么 ?1.9 機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)為什么要考慮零件的結(jié)構(gòu)工藝性問題 ? 主要應(yīng)從哪些方面來考慮零件 的結(jié)構(gòu)工藝性 ?1.10 什么是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化 ?標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義是什么 ?1.11 機(jī)械設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方法 ?傳統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方法 ?簡述現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)。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

3、有哪些 ? 如何提高帶傳動的承載能力 ?4.4 什么是彈性滑動 ? 什么是打滑 ? 它們對帶傳動有何影響 ? 是否可以防止 ?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a 1及初拉力Fo之間的關(guān)系。4.7 分析帶傳開工作時(shí)帶截面上產(chǎn)生的應(yīng)力及其分布，并指出最大應(yīng)力發(fā)生處。4.8 簡述帶傳動的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。4.9 機(jī)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°,而帶輪的槽角那么為 32°

4、、34°、36°或38° ?I4. 12試說明公式P0 (P0P0)K KL中各符號的含義。4. 13試分別說明K a與小帶輪包角a 1、Kl與帶長Ld間的關(guān)系。4.14 帶傳動張緊的目的是什么 ? 張緊輪應(yīng)如何安放 ?4.15 多根 V 帶傳動時(shí),假設(shè)發(fā)現(xiàn)一根已損壞,應(yīng)如何處置 ?習(xí)題4. 1一普通 V帶傳動傳遞的功率 P = 8 kW，帶速v = 15 m/s,緊邊與松邊拉力之 比為3 ： 1 ,求該帶傳動的有效拉力Fe和緊邊拉力。4.2 有一電動機(jī)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 ,

5、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(shè)計(jì)一普通 V帶傳動。所需傳遞的功率 P = 5 kW，電動機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)速n1 =1440r min ,從動輪轉(zhuǎn)速 n2 = 34 0r min ,載荷平穩(wěn),兩班制工作。4.4設(shè)計(jì)某機(jī)床上的普通 V帶傳動。所需傳遞的功率 P = 11 kW，電動機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn) 速n1 =1460r/min，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

6、在傳動原理、應(yīng)用特點(diǎn)、運(yùn)動特性、初拉力、張緊以及松邊位置等方面將鏈傳動 與帶傳動相比擬。5.2 滾子鏈的標(biāo)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)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(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是什么 ?5.6 滾子鏈的額定功率曲線是在什么條件下得到的 ? 實(shí)際使用時(shí)如何修正 ?5.7鏈速一定時(shí)，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(dāng)?shù)剡x擇鏈傳動的參數(shù)以減輕多邊形效應(yīng)的不良影響。習(xí)題5. 1設(shè)計(jì)一滾子鏈傳動。電動機(jī)驅(qū)動，需傳遞的

7、功率P = 7 kW，主動輪轉(zhuǎn)速ni =960r/ min，從動輪轉(zhuǎn)速n2 = 330r/ min，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(yán)格要求。5. 2某帶式運(yùn)輸機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，傳動方案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(yàn)算一帶式輸送機(jī)的鏈傳動，傳遞功率P = 22kW，主動輪轉(zhuǎn)速ni = 750r/ min，傳動比i =3，工況系數(shù) Ka = 1.4，中心距a< 800 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?jiān)趫D上標(biāo)出其正確的 轉(zhuǎn)動方向。圖5. 16

8、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(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)那么分別是什么 ？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(diǎn)蝕首先發(fā)生在輪齒上的什么部位？為什么？為防止點(diǎn)蝕可采取哪些措施？6.4計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)為什么要引入載荷系數(shù)K ? K由哪幾局部組成？影響各組成局部取值的因素有哪些？6. 5圓柱齒輪傳動中大齒輪和小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如大、小齒輪的材料及熱處理情況相同，那么它們的許用接觸應(yīng)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(shè)計(jì)中為什么

9、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)zi = 40，Z2 = 90 ； B對模數(shù)m = 4mm，齒數(shù)zi = 20， 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。試比擬這兩對齒輪傳動的齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度、工作 平穩(wěn)性及制造本錢。6. 9試述齒輪傳動設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇原那么。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(guān)嗎 ？影響齒形系數(shù)的因素有哪些？6. 11直齒錐齒輪傳動強(qiáng)度計(jì)算有何特點(diǎn)？其強(qiáng)度當(dāng)量齒輪是如何

10、定義的？如何確定強(qiáng)度當(dāng)量齒輪的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)形式的主要因素有哪些？常見的齒輪結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？它們分別適用于何種場合？習(xí)題6. 1 有一單級直齒圓柱齒輪減速器，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 =1460r/ min，電動機(jī)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(shè)計(jì)銃床中的一對直齒圓柱齒輪傳動，需傳遞的功率

11、 P =7. 5 kW，小齒輪主動，轉(zhuǎn)速ni =1440r/min，齒數(shù)zi =26, Z2 =54,雙向傳動，兩班制，工作壽命為5年，每年300個(gè)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ni =1460r/min，電動機(jī)驅(qū)動，長期雙向轉(zhuǎn)動，載荷有中等沖擊，要求結(jié)構(gòu)緊湊，試設(shè) 計(jì)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。主動輪 1為左旋，轉(zhuǎn)向ni如下列圖，為使中間軸上兩齒輪所受軸向力互相抵消一局部，試在圖中標(biāo)出各齒輪的螺旋

12、線方 向，并在各齒輪別離體的嚙合點(diǎn)處標(biāo)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圖示為一圓錐一圓柱齒輪減速器，功率由I軸輸入，川軸輸出，不計(jì)摩擦損失。直齒錐齒輪傳動 z i =20, z2 =50，m = 5mm ，齒寬b = 40mm ；斜齒圓柱齒輪傳動 z =23 , Z4 = 92 , m n =6mm。試求n軸上軸承所受軸向力為零時(shí)斜齒輪的螺旋角卩，并作出齒輪各嚙合點(diǎn)處作用力的方向用3個(gè)分力表示。圖6.35 題6. 5圖6.6 設(shè)計(jì)由電動機(jī)驅(qū)動的閉式直齒錐齒輪傳動。功率P =5 kW，轉(zhuǎn)速ni = 960 r /min，傳動比為2. 5,小齒輪懸臂布

13、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(diǎn)？為什么？蝸桿傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是什么？7. 3指出以下公式的錯(cuò)誤并加以改正。Ft22T2d22 i T1d22T1d1i蟲Z2d2(1)n2Z1d17.4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(dǎo)程角丫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(qiáng)度計(jì)算中，為什么只需計(jì)算蝸輪輪齒的強(qiáng)度？7. 8錫青銅和鋁鐵青銅的許用接觸應(yīng)力d

14、 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(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算？熱平衡不滿足要求時(shí)應(yīng)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點(diǎn)和設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)。鼻X鑰圖 7. 187. 10圖7. 19 題7. 1圖習(xí)題7.1如圖7. 19所示蝸桿一斜齒輪傳動中，為使軸H上所受軸向力相互抵消一局部，試 確定并在圖上直接標(biāo)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(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)用閉式阿基米德蝸桿減速器，輸入功率P = 5 kW，蝸桿轉(zhuǎn)速ni = 1440 r/ m

15、in，傳動比i12 =24，有輕微沖擊，預(yù)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 一蝸桿減速器， m = 5mm , d1 = 50mm , z2 = 60,蝸桿材料為40Cr,高頻淬火， 外表磨光，蝸輪材料為 ZCuSnlOPbl，砂模鑄造，蝸輪轉(zhuǎn)速n2 =46r/ min，預(yù)計(jì)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&1滾動軸承由哪些根本元件構(gòu)成？各有何作用？&2球軸承和滾子軸承各有何優(yōu)缺點(diǎn)，適用于什么場合？&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

16、、調(diào)心等方面各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？&4什么是滾動軸承的根本額定壽命？在額定壽命期內(nèi)，一個(gè)軸承是否會發(fā)生失效？&5什么是接觸角？接觸角的大小對軸承承載有何影響？&6選擇滾動軸承類型時(shí)主要考慮哪些因素？&7怎樣確定一對角接觸球軸承或圓錐滾子軸承的軸向載荷？&8什么叫滾動軸承的當(dāng)量動負(fù)荷？它有何作用？如何計(jì)算當(dāng)量動負(fù)荷？&9滾動軸承為什么要預(yù)緊 ？預(yù)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？&11滾動軸承的支承結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？它們分別適用于什么場 ？8.12軸承組合設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些方面的問題？習(xí)題&1 一農(nóng)用水泵軸

17、用深溝球軸承支承，軸頸直徑d =35mm，轉(zhuǎn)速n =i2900 r/rain，徑向負(fù)荷Fr =1770 N，軸向負(fù)荷Fa = 720 N，要求預(yù)期壽命 6000 h,試選擇軸承的型號。& 2某減速器主動軸用兩個(gè)圓錐滾子軸承30212支承，如圖8. 30所示。軸的轉(zhuǎn)速n = 960r/min , Fae = 59 N , Fr1= 4800 N , Fr2=2200 N，工作時(shí)有中等沖擊，正常工作溫 度，要求軸承的預(yù)期壽命為15000 h。試判斷該對軸承是否適宜。& 3如圖& 31所示，軸支承在兩個(gè)7207ACJ軸承上，兩軸承寬度中點(diǎn)間的距離為 240 mm，軸上負(fù)荷Fr

18、e = 2800 N , Fae = 750 N,方向和作用點(diǎn)如下列圖。試計(jì)算軸承 C、D所受的 軸向負(fù)荷Fac、Fad。24<|圖8. 30 題& 2圖圖8.31 題8. 3圖圖8.3 2 題& 4圖圖8.3 3 題8. 5圖& 4圖8. 32所示為從動錐齒輪軸，從齒寬中點(diǎn)到兩個(gè) 30000型軸承壓力中心的距離分 別為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(yù)期設(shè) 計(jì)壽命為 300

19、00 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(gè) 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(diǎn)是什么？什么場合應(yīng)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(diǎn) ?9.3簡述滑動軸承的分類。什么是不完全油膜滑動軸承? 什么是液體摩擦滑動軸承 ?9.4試述滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。9. 5的問題 ?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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮9.6對滑動軸承材料性能的根本要求是什么?常用的軸承材料有哪幾類 ?9

20、.7軸瓦的主要失效形式是什么 ?9.8在滑動軸承上開設(shè)油孔和油槽時(shí)應(yīng)注意哪些問題?9.9不完全油膜滑動軸承的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是什么?9.10不完全油膜滑動軸承計(jì)算中的p、pv、v 各代表什么意義 ?9.11實(shí)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(dǎo)液體動壓潤滑一維雷諾方程時(shí)提出了哪些假設(shè)條件? 各有何優(yōu)缺點(diǎn) ?9.13試根據(jù)一維雷諾方程說明油楔承載機(jī)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2及偏心率E。寫出他們與h min 之間的關(guān)系式。9.16滑動軸承建立完全液體潤滑的判據(jù)是

21、什么？許用油膜厚度h與哪些因素有關(guān)？9.17 軸承熱平衡計(jì)算時(shí)為什么要限制潤滑油的人口溫度t1 ? 假設(shè)不滿足要求那么應(yīng)采取哪些措施 ?9.18設(shè)計(jì)液體動壓滑動軸承時(shí)，假設(shè)出現(xiàn)以下情況之一，試問應(yīng)采取哪些改進(jìn)措施?1)偏低。hmin < h ;2) pw p、VW v或 p< p、pv< pv不滿足；3)潤滑油入口溫度ti9.19滑動軸承潤滑的目的是什么 ?常用的潤滑劑有哪些 ?9.1設(shè)計(jì)一蝸輪軸的不完全油膜徑向滑動軸承。蝸輪軸轉(zhuǎn)速n = 60 r/ min，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

22、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ZCuPb5S nSZ n5。1驗(yàn)算軸承的工作能力。載荷Fr= 36000N、轉(zhuǎn)速n= 150 r/ rain ;2計(jì)算軸的允許轉(zhuǎn)速 n。載荷Fr= 36000 N ;3計(jì)算軸承能承受的最大載荷Fmax。轉(zhuǎn)速n= 900r/rain ;4確定軸所允許的最大轉(zhuǎn)速n max。9.3某不完全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，

23、轉(zhuǎn)速n =1500r/ rain，軸頸直徑d =200mm，軸承寬徑比 B/d=0.8,相對間隙=0.001 5 ,包角a = 180 °，采用L AN32全損耗系統(tǒng)用油，非壓力供油，假設(shè)軸承中平均油溫tm=50C,油的粘度n =0. 018 Pa -a。 求最小油膜厚度hmin。9.5設(shè)計(jì)一機(jī)床用的液體動壓徑向滑動軸承，對開式結(jié)構(gòu)，載荷垂直向下，工作情況 穩(wěn)定，工作載荷 Fr=100000 N，軸頸直徑 d=200mm，轉(zhuǎn)速n=500r/min。第十章聯(lián)軸器、離合器T=200-500 N - m ,軸的轉(zhuǎn)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

24、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(diǎn)？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(diǎn) ？10. 5無彈性兀件撓性聯(lián)軸器和有彈性兀件撓性聯(lián)軸器補(bǔ)償相對位移的方式有何不冋10.6萬向聯(lián)軸器有何特點(diǎn)？安裝雙萬向聯(lián)軸器應(yīng)注意些什么問題？10.7離合器應(yīng)滿足哪些根本要求 ？10.8比擬嵌合式離合器與摩擦式離合器的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。10.9牙嵌離合器的牙形有幾種形式 ？各有何特點(diǎn)？習(xí)題10.1直流電動機(jī)用聯(lián)軸器與減速器相連。傳遞的轉(zhuǎn)矩速n=8001350 r/min，兩軸間的最大徑向位移為2.3 mm、最大偏角位移為

25、1. 6°。試選擇聯(lián)軸器的類型。10. 2 一電動機(jī)與齒輪減速器間用聯(lián)軸器相連。電動機(jī)功率P= 4.0 kW，轉(zhuǎn)速n =960r/ min，電動機(jī)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(jī)連接，原動機(jī)為電動機(jī)，傳遞功率 38kW，轉(zhuǎn)速300r/ min，聯(lián)軸器兩端連接軸徑均為50mm，試選擇此聯(lián)軸器的型號。假設(shè)原動機(jī)改為活塞式內(nèi)燃機(jī)，試選擇聯(lián)軸器的類型。第十一章軸思考題11. 1軸在機(jī)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 ？假設(shè)軸的工作條

26、件、結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(yīng)先按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件估算軸的最小直徑？11. 4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(diǎn)？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 ？試舉例說明。11.8當(dāng)軸的強(qiáng)度缺乏或剛度缺乏時(shí)，可分別采取哪些措施來提高其強(qiáng)度和剛度？11. 9計(jì)算彎矩計(jì)算公式Mca . M 2 ( T)2中系數(shù)的含義是什么？其大小如何 確定？11.

27、10為什么要進(jìn)行軸的靜強(qiáng)度校核計(jì)算？計(jì)算時(shí)為什么不考慮應(yīng)力集中等因素的影響。習(xí)題11. 1一傳動軸傳遞的功率為 37kW，轉(zhuǎn)速n= 900r/min，軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)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(shí)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(shí)心軸質(zhì)量為1)。11. 2圖11. 22所示為某減速器輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖，試指出其設(shè)計(jì)錯(cuò)誤并畫出正確的結(jié)構(gòu)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，試確定以下尺寸：齒輪軸 孔倒角C1

28、；軸上軸承處的圓角ri及軸肩高度h;軸環(huán)直徑d ；軸上齒輪處的圓角2及軸段長 度I ;軸端倒角C。11. 4 一單級直齒圓柱齒輪減速器，電動機(jī)直接驅(qū)動，電動機(jī)功率P = 22 kW，轉(zhuǎn)速 n1 = 1440 r/ min，齒輪模數(shù) m = 4 mm，齒數(shù) Z1=18, Z2=82，支承間跨距 1=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(qiáng) 度條件確定輸出軸危險(xiǎn) 截面 處的直徑 d 。11.5 圖11.24a所示為 兩級展開 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(jié)構(gòu)如下列圖，圖中點(diǎn)A、D為圓錐滾于軸承的載荷作用中心。中間

29、軸轉(zhuǎn)速n 2=180 r / min ，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(qiáng)度條件驗(yàn)算軸上截面I和n處的強(qiáng)度，并精確校核該軸的危險(xiǎn)截面是否平安。m / mmaZ3旋向齒輪2320°11210°44'右齒輪3420°239° 22'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(diǎn)？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？12. 3為什么采用兩個(gè)平鍵時(shí)，一般布置在沿周向相隔18

30、0°的位置；采用兩個(gè)楔鍵時(shí)隔90° 120 °而采用兩個(gè)半圓鍵時(shí)，卻布置在軸的同一母線上？習(xí)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(qiáng)度。軸的材料為45鋼，傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=1000N mm ,齒輪用鍛鋼制造，半聯(lián)軸器用灰鑄鐵制造，工作時(shí)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(shí)主要應(yīng)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(jì)算中應(yīng)如何考慮這些區(qū)別 ？13. 3實(shí)際應(yīng)用中絕大多數(shù)螺紋連接都要預(yù)緊，試問預(yù)緊的

31、目的是什么？13.4擰緊螺母時(shí)，擰緊力矩T要克服哪些摩擦阻力矩 ？這時(shí)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(yù)緊力F0 ?預(yù)緊力F0的大小由哪些條件決定?控制預(yù)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(shè)計(jì)螺栓組連接的結(jié)構(gòu)時(shí)一般應(yīng)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(guān)系？假設(shè)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(yù)緊后螺栓承受拉伸和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力，但是為什么只要將軸向拉力增大30%就可以按純拉伸計(jì)算螺栓的強(qiáng)度？13

32、. 10對于受軸向載荷的緊螺栓連接，假設(shè)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(yù)緊力Fo與工作拉力F之和？為什么？13. 11提高螺紋連接強(qiáng)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(yīng)力幅？13. 13螺栓中的附加彎曲應(yīng)力是怎樣產(chǎn)生的？為防止產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，從結(jié)構(gòu)或工藝上可采取哪些措施？習(xí)題13. 1試分析圖示緊定螺釘連接和普通螺栓連接擰緊時(shí)各連接零件螺栓、螺母、螺釘?shù)氖芰?，并分別畫出其受力圖。假設(shè)圖a為M10螺釘，do = 6 mm , Fq=5.6 kN，螺紋副間的摩擦因子f=0. 15，螺釘?shù)锥伺c零件間的摩擦因子f =0.18，

33、試判斷最大應(yīng)力發(fā)生在哪個(gè)截面處列出必要的公式?圖13.35 題13.1 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(gè)螺柱均勻分布在直徑 Do =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，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(yù)緊力F q' = 1. 8F0 。試設(shè)計(jì)此螺栓組

34、連接。圖13.37 題13. 3圖13.4螺栓組連接的3種方案如下列圖，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(gè)方案比擬好。13.5如圖13.39所示，厚度占的鋼板用 3個(gè)鉸制孔用螺栓緊固于18號槽鋼上，F(xiàn)q= 9 kN，鋼板及螺栓材料均為 Q235，許用彎曲應(yīng)力c b=158 MPa，許用切應(yīng)力t =98MPa，許用擠壓應(yīng)力c p=240 MPa。試求鋼板的厚度3和螺栓的尺寸。萬案-汀曽TJ1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，螺栓剛度C1 = 0. 5X 106 N/mm，被連接件剛度C2 = 2

35、 X 106 N/mm，預(yù)緊力Fo = 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(guān)系線圖；2在圖上量出螺栓所受總拉力已及剩余 預(yù)緊力Fo，并用計(jì)算法驗(yàn)證；3假設(shè)工作載荷在0與5400 N之間變化，螺栓危險(xiǎn)剖面的 面積為110mm2，求螺栓的應(yīng)力幅。帶傳動作業(yè)4.1 解:1000P1000 8Fe533.3 Nv15FeF1F2F112-F1-F1由題意得：33F13 Fe 3 533.3 800 N所以224.3 解：一、確定計(jì)算功率由表P69取Ka=1.1 ,那么PeaK A P 1.1 55.5 N二、選擇帶的型號根據(jù)Pea、ni由圖

36、P71選A型V帶。三、 確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1. 確定小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1由表P61及圖P71取 dd1 = 90 mm2. 驗(yàn)算帶速n 1dd1v60 10001440 9060 10006.79 m/s 5 m/s適宜n11440d d2d d190381n23404.驗(yàn)算實(shí)際傳動比dd2400i124.44n2dd190n2' n2324.3 340100003403.計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2四、確定中心距及帶的基準(zhǔn)長度mm由表卩61取 dd2 =400 mm。n1i1214404.44324.3rpm100004.600500適宜1. 初選中心距a。(0.7 2)(dd1 dd

37、2)(0.7 2)(90 400)343 980 mma°600 mm2. 確定帶的基準(zhǔn)長度Ld2000 2022.7aa。0 600595mm22五、驗(yàn)算包角dd 2dd 1“400 901 18060 18060151.5120a600適宜六、確定帶的根數(shù)L02a0(dd1dd2 )(dd2dd1)224a°(40090)22600 (90400)2022.724600由表P60取 Ld = 2000 mm3計(jì)算實(shí)際中心距mm由表P68得 Po =0.95 ,由表P72得厶 Po =0.165,由表P73得 K a =0.92,由表P60得 Kl =1.07,z Ca那么(P0R)K Kl4.9根(1 0.165) 0.92 1.01七、確定有效拉力F。500比(25 1) qv