機(jī)械設(shè)計(jì)題庫

1、1、 凸輪聯(lián)軸器用M1 6 （小徑d1 =1 3. 835 mm,中徑d2 = 1 4. 702 mm）普通螺栓聯(lián)接，螺栓均勻分布在直徑D=155mm勺圓周上，接合面摩擦系數(shù)=0.15，傳遞的轉(zhuǎn)距T=800N.m,載荷較平穩(wěn)，防滑系數(shù)kf=1.2 ,螺栓材料屈服極限s=480MPa,取安全系數(shù)s =4,確定螺栓個(gè)數(shù) Z解：許用應(yīng)力尸一"0 120MPa S4每個(gè)螺栓所受預(yù)緊力 F。，由強(qiáng)度條件，知_ D _,又 zF0 kfT ,故 2即 z =6。2、如圖所示凸緣聯(lián)軸器，用 4個(gè)M16六角頭錢制孔用螺栓聯(lián)接，其受剪螺栓直徑為d0 17mm ,螺栓長65mm,螺紋段長28mm。螺栓材

2、料為 Q235鋼，屈服極限S 240MPa ,聯(lián)軸器材料為 HT250 ,強(qiáng)度極限B 250MPa o聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩 T=2000N.m,載荷較平穩(wěn)，試校核螺紋聯(lián)接強(qiáng)度附：受剪螺栓聯(lián)接許用切應(yīng)力2.5許用擠壓應(yīng)力（靜載）：對鋼 n一巨；對鑄鐵 np1.5p設(shè)每個(gè)螺栓所受剪力為F,則zFDT,故2.、. F 6452切應(yīng)力 28.42MPa22d0 1744B2.5擠壓面長度h (65 28) 23 14 mm對鑄鐵許用擠壓應(yīng)力p "0 100MPap 12.52.5對鋼許用擠壓應(yīng)力p &0 160MPap 21.515擠壓應(yīng)力 P 645227.11MPa< p ,安全

3、d0h 17 14p 13、板A用5個(gè)普通螺釘固定在機(jī)座B上，已知板與機(jī)座間摩擦系數(shù)=0.15,防滑系數(shù)（可靠性系數(shù)）Kf=1.2,螺釘許用應(yīng)力60 MPa ,試指出哪個(gè)螺釘是危險(xiǎn)螺釘？并按強(qiáng)度計(jì)算該螺釘聯(lián)接中螺釘所需的小徑（或計(jì)算直徑）尺寸。（畫出受力圖）解：1）將力向形心簡化：Fq=2000?N;2） Fq使每一個(gè)螺釘產(chǎn)生作用力Fri Fq/5 2000/5 400NM使每個(gè)螺釘產(chǎn)生作用力方向如圖（中間螺釘 FR2 0）。3）第2個(gè)螺釘受力最大，為危險(xiǎn)螺釘，設(shè)其受力為FrFr Fr1 FR2 400 3000 3400 N。4） F >KfFR, 0.15F12 3400, F 27

4、200N2213F4/ d1 <, 4 1.3 27200 / d1060, d127.39mm式中：F 預(yù)緊力；d1螺紋小徑（亦可用計(jì)算直徑 dc計(jì)算）4、用三個(gè)普通螺栓將鋼板A固定在鋼板B上。圖中尺寸 L= 460mm, a=85mm。鋼板間摩擦系數(shù)=0.08,聯(lián)接的可靠系數(shù)（防滑系數(shù)）Kf=1.5,螺紋小徑d1=10.106mm ,螺栓的許用拉應(yīng)力 =100 MPa。畫出螺栓受力圖， 求能承受的最大力 F為多少（取螺紋計(jì)算直徑dc=d1） o （畫出受力圖）解：FF產(chǎn)生之橫向F 13fl產(chǎn)生之橫向力螺栓所受最大力F2FmaxLF2aFi500F5 一 F2 1002F 5F2 =

5、- -F 2.83F3 2螺栓拉力KfFmax1.3 2.83FFof-max 30.66F0.125、圖示油缸油壓 p3MPa ,缸徑D=160?mm,螺栓數(shù)量z=8,螺栓材料許用應(yīng)力150MPa，取乘馀預(yù)緊力為工作拉力的1.5倍，試計(jì)算螺栓直徑。解：螺栓工作拉力p D2/(4z) 31602/327540 N殘余預(yù)緊力f15F螺栓總拉力FoF F 1.5F F2.5F2.57540 18850 N螺栓小徑 d1（或dc）n（4 1.3Fo）/（ 150）1/2 14.4mm6、已知V帶（三角帶）傳遞的實(shí)際功率P = 7kW,帶速v= 10m/s,緊邊拉力是松邊拉力的2倍，試求有效圓周力Fe

6、和緊邊拉力F1的值。解：1）帶的有效圓周力2）帶的松邊拉力由題意有：F12F2F1 F2Fe 700NFi 2F23）帶的緊邊拉力7、V帶（三角帶）傳動(dòng)所傳遞的功率P = 7.5kW,帶速v= 10m/s,現(xiàn)測得張緊力F°=1125N,試求緊邊拉力Fi和松邊拉力F2。解：1）有效圓周力Fe2）緊邊拉力F1與松邊拉力F2初拉力Fo 14 F2）聯(lián)解所以，F(xiàn)2750N , F11500N8、單根V帶（三角帶）傳動(dòng)的初拉力 F0= 354N,主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1=160mm ,主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1=1500r/min , 主動(dòng)帶輪上的包角 1=150 ,帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)=0.485。

7、求：1） V帶（三角帶）緊邊、松邊的拉力F1、F2;2） V帶（三角帶）傳動(dòng)能傳遞的最大有效圓周力Fe及最大功率P。e=2.718解：1）帶速2）聯(lián)解3）V帶（三角帶）傳動(dòng)能傳遞的最大有效圓周力Fe4）V帶（三角帶）傳動(dòng)能傳遞的最大功率9、單根V帶（三角帶）所能傳遞的最大功率 P=5kW,已知主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=140mm,主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速n二1460r/min ,主動(dòng)帶輪上的包角1 = 140 ,帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)=0.5,求最大有效圓周力Fe和緊邊拉力F10附：e=2.718解:1）帶的速度v 607000140 146060 100010.702m/s1000P1000 52）帶

8、的有效圓周力 Fe 467.202Nv 10.7023）帶的緊邊拉力F1聯(lián)解e 2.718,05, 1402.4435 rad180所以，F(xiàn)2195245 N, F1 662.447N10、單根V帶（三角帶）傳遞的最大功率P = 4.82kW,小帶輪的基準(zhǔn)直徑ddi=180mm,大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=400mm,小帶輪轉(zhuǎn)速n1=1450r/min,小帶輪上的包角1=152 ,帶與帶輪的當(dāng)量摩擦系數(shù)=0.25。試確定帶傳動(dòng)的有效圓周力 Fe、緊邊拉力F1和張緊力F。附:e=2.718o解1)帶的速度vdd1n12)60 10001,1000P帶的有效圓周力Fe Kt180 14501367 m

9、/s60 10001000 4.82 -352.597 N13673)帶的緊邊拉力Fi聯(lián)解4)152,2.653 rad180張緊力F0已知：小齒輪齒數(shù)P=100kW ,小齒輪轉(zhuǎn)速Zi=18,大齒輪齒數(shù)n1=960r/min ,小齒輪螺旋線11、分析圖中斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的小齒輪受力，忽略摩擦損失。 z2=59 ,法向模數(shù) mn=6mm ,中心距 a=235mm ,傳遞功率 方向左旋。求：1）大齒輪螺旋角 的大小和方向；2）大齒輪轉(zhuǎn)矩 丁2；3）大齒輪分度圓直徑 d2；4）大齒輪受力（用三個(gè)分力表示）的大小和方向，并在圖上畫出。mn（z1 z2）5 （23 71）_斛： arccos arcco

10、s 16.426416 25 35 ,旋向如圖2a2 245大齒輪分度圓直徑d2mn Z2cos5 71 cos16.4264370106 mm,6 P大兇軋轉(zhuǎn)矩T29.55 10 一6159.55 10 987931N mm145大齒輪受力（用三個(gè)分力表示）三個(gè)分力的方向如圖所示。切向力Ft2二d2軸向力Fa Ft tan徑向力 Fr Ft tan n/cos12、圖示圓錐-圓柱齒輪減速器，輪1主動(dòng)，轉(zhuǎn)向如圖示，試在圖上畫出:1）各軸轉(zhuǎn)向；2） 3、4兩輪螺旋線方向（使II軸兩輪所受軸向力方向相反）；3）輪2、3所受各分力的方向。解：見圖。13、圖示為一斜齒圓柱齒輪 -蝸桿傳動(dòng)，小斜齒輪 1

11、主動(dòng)，已知蝸輪為右旋，轉(zhuǎn)向如圖示。試在圖上標(biāo)出:1）蝸桿螺旋線方向及轉(zhuǎn)向；2）大斜齒輪螺旋線方向，要求大斜齒輪所產(chǎn)生的軸向力能與蝸桿的軸向力抵消一部分；3）小斜齒輪螺旋線方向及軸的轉(zhuǎn)向；4）蝸桿軸（包括大斜齒輪）上各作用力的方向，畫出受力圖（各以三個(gè)分力表示）。解：如圖。14、圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中，1、2為錐齒輪，3、4為斜齒輪，5為蝸桿，6為蝸輪，小錐齒輪為主動(dòng)輪，轉(zhuǎn)向如圖所 示，試從各軸受軸向力較小要求出發(fā)，在圖上畫出各輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、螺旋線方向及軸向力方向。解：15、起重卷筒用蝸桿傳動(dòng)，測得中心距為 125mm,模數(shù)為5mm, z1=1, z2 = 40, D =140mm, L=100mm,當(dāng)

12、量摩擦系數(shù) v=0.18,手推力F = 200N （忽略軸承摩擦）問：1）在圖中畫出起吊重物時(shí)手柄轉(zhuǎn)向、蝸輪所受三個(gè)分力方向，以及蝸輪齒旋向。2）此機(jī)構(gòu)能否自鎖？為什么？3）計(jì)算蝸輪上三個(gè)分力的大小。解：1）右旋，如圖示。2) d1 2a d2 2 125 5 40 50mmv,故具有自鎖性。3) T1 FL 200 100 20000N mm、2Tl4) Fa2 Ft1 L 800N d116、指出圖示軸系的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤（用筆圈出錯(cuò)誤之處，并簡單說明錯(cuò)誤原因，不要求改正，指 出10處）。解：D缺鍵；2）缺定位軸肩；3）旋轉(zhuǎn)件與端蓋接觸；4）缺密封，端蓋與旋轉(zhuǎn)軸接觸；5）缺擋油環(huán)；6）套筒頂不住齒

13、輪；7）軸應(yīng)加工成階梯軸；8）缺鍵，齒輪無周向固定；9）精加工軸及外伸太長；10）缺調(diào)整墊片；17、如圖所示為某減速器輸出軸的結(jié)構(gòu)圖，試指出其設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，并改正解：（1）無墊片（2）無間隙、無密封（3）鍵太長（4）無定位軸肩（5）無軸肩（6）套筒高于軸承內(nèi)圈高度（7）軸和輪轂一樣長，起不到定位作用；（8）無定位；（9）無墊片（10）采用反裝。18、指出圖示某齒輪軸系的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，軸承為脂潤滑，齒輪為油潤滑（用筆圈出錯(cuò)誤之處，并簡單說明錯(cuò)誤原因，不要求改正）。解：1）軸承配用不合適：向心推力軸承單個(gè)使用；2）轉(zhuǎn)動(dòng)件與靜止件直接接觸：軸伸與端蓋；3）軸上零件未定位，未固定：套筒頂不住齒輪；聯(lián)軸器周向未

14、固定，聯(lián)軸器軸向未固定4）工藝不合理：懸伸軸精加工面過長，裝配軸承不便；箱體端面的加工面與非加工面沒有分開； 端蓋與箱體端面之間無墊片，無法調(diào)整軸承游隙；齒輪周向定位鍵過長，套筒無法裝入；左端軸承處軸 肩過高；5）潤滑與密封問題：（11）齒輪油潤滑，軸承脂潤滑而無擋油環(huán)；（12）無密封，端蓋不應(yīng)與軸接觸；6）制圖問題：（13）缺線。19、圓錐滾子軸承 30206 （舊7206）的基本額定動(dòng)載荷 C = 24800N,極限轉(zhuǎn)速nim = 6000r/min ,承受當(dāng)量動(dòng)載 荷P= 5800N ,要求預(yù)期壽命Lh=10000h ,求這個(gè)軸承允許的最高轉(zhuǎn)速為多少。解：解：Lh16670(C) >

15、; lP考慮極卜M轉(zhuǎn)速nnlim6000 r/min ,綜合考慮，軸承允許的最高工作轉(zhuǎn)速為211.5 r/min20、斜齒輪軸由一對角接觸球軸承 7307AC （舊46307）支承，軸承正安裝，已知 Fr1=2600N, Fr2=1900 N, Fa=600 N,軸承計(jì)算有關(guān)系數(shù)如下表：eFa/Fr>eFa/F產(chǎn) eFs0.7X=0.41, 丫=0.85X=1 , Y=00.7Fr試求：1）軸承的內(nèi)部軸向力Fsi、FS2,并圖示方向;2）軸承的軸向力Fa1、Fa2；3）軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2,并判斷危險(xiǎn)軸承（fd=1,內(nèi)部軸向力也稱派生軸向力）解：(1) FS10.7Fr1 0.7

16、2600 1820 N(2)Fs2 FaFs1, 1軸承壓緊，2軸承放松。(3) 包 1930 0.74 e , X1 0.41, Y10.85Fr12600Fa2Fr2133019000.7 e, X21 , Y2P P2, 1軸承為危險(xiǎn)軸承21、軸系由一對圓錐滾子軸承36205c（舊7205）支承，軸承的基本額定動(dòng)載荷 Cr =19.9 kN, 軸上有軸向力FA=600 N,徑向力FR = 400N,切向力FT = 2500 N,軸轉(zhuǎn)速n=600 r/min,fd=1.3。1）求兩軸承的支反力；2）求兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷;3）校核危險(xiǎn)軸承的壽命eFa/Fr< eFa/Fr>efs0.36X=1, Y=0X=0.4, Y=1.7Fr/2Y解：求支反力求派生軸向力：FL 19Z1 580 N （方向向右）2Y 2 1.7Fr2586、八八一Fs2 上 172 N 萬向向左2Y 2 1.7求軸承所受到的軸向力：Fa FS1 600 580 1180 N >Fs2, 2 軸承壓緊，1 軸承放松。所以 Fa1Fs1580N確定兩軸承軸向動(dòng)載荷系數(shù)、徑向動(dòng)載荷系數(shù)Fa1580Fr1 1971Fa21180Fr2 5860.29 e, X12.01 e, X1, Y 00.4, Y 17確定兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷: 判斷危險(xiǎn)軸承：P2 Pi, 2軸承為危