機械設(shè)計習題卡答案

1、第八章一、填空題1 帶和帶輪之間的摩擦（或嚙合） 2 拉應(yīng)力 、彎曲應(yīng)力 、 離心應(yīng)力 1b1c ， 緊邊繞進小帶輪 3 打滑和疲勞破壞 、 在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命 4 帶的有效拉力小于極限拉力即Fe<Fec，、 5 初拉力F0 、 摩擦系數(shù)f 、 小帶輪上的包角6. 小于等于87. 小帶輪直徑D1、傳動中心距a、帶的型號、包角、摩擦系數(shù)f、初拉力Fo8.最大值，包角，摩擦系數(shù)，張緊力9.定期張緊裝置，自動張緊裝置，張緊輪裝置。二、 單項選擇題1B2.C3.A4.A5.C6.D7.B8.A9.B10B11C12C13B 14.BB15.C16.B17.B18

2、.D、B. 19.D. 20.D. 21.B 22.D. 23.A. 24.C。判斷題1-5三、簡答題1答：在帶傳動中，由于松邊和緊邊的拉力不同，產(chǎn)生的彈性變形也不同。當皮帶從緊邊轉(zhuǎn)到松邊和從松邊轉(zhuǎn)到緊邊時，因帶的彈性變形量發(fā)生改變而導致皮帶與帶輪間產(chǎn)生的相對滑動被稱為彈性滑動。當帶的有效拉力超過極限拉力即Fe>Fec時，帶與帶輪間將發(fā)生顯著的相對滑動，即打滑。打滑首先發(fā)生在小帶輪上，因為小帶輪的包角小于大帶輪的包角，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)別在于彈性滑動是必然存在的，導致傳動比不恒定，但帶傳動能正常工作。打滑是載荷超過承載能力之后的失效形式，應(yīng)盡量避免。

3、2答：當皮帶繞在帶輪上時，會產(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)力過大降低帶傳動的壽命，應(yīng)限制小帶輪的最小直徑d1。3答：若中心距過小，帶速不變時，單位時間內(nèi)皮帶繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，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，在傳動比不變的情況下，將使小帶輪上的包角減小，降低帶傳動的承載能力。若中心距過大，皮帶則容易松弛，也會降低帶傳動的承載能力，且調(diào)整張緊過于頻繁。故設(shè)計帶傳動時，應(yīng)盡量將中心距確定在經(jīng)驗公式的范圍內(nèi)。4. 1) 增大中心距2) 控制傳動比3) 增設(shè)張緊輪裝置5緊邊和松邊拉力F1和F2以及產(chǎn)生的拉應(yīng)力由離心力產(chǎn)生的離心拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力繞過帶

4、輪所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力6. 增大摩擦系數(shù)、增大包角、盡量使傳動在靠近最佳速度下工作、采用新型帶傳動、采用高強度帶材料等四、計算分析題1解：原因1帶的承載能力不夠。解決方案：更換皮帶型號：增大帶的截面面積或換成相應(yīng)窄V帶； 增加帶的根數(shù)，則同時更換帶輪；加大中心距，同時換較長的皮帶；原因2帶內(nèi)彎曲應(yīng)力過大。解決方案：在保證i、a不變的情況下，增大帶輪直徑，同時換較長的皮帶解：1）D點帶速大于大帶輪圓周速度2）A、C兩點帶速等于所在帶輪圓周速度3）B點帶速小于小帶輪圓周速度3解：小帶輪圓周速度v：vdn/60000=3.14×170×1450/6000012.9m/s有效拉力Fe

5、Fe1000P/v1000×8/12.9620.16 N預緊力F0: F0F1Fe/21300620.16/2989.92 N4解：有效拉力Fe Fe1000P/v1000×7.5/10750 N因F12F2，且F1F2Fe，有2F2F2Fe 故有：松邊拉力F2： F2Fe750 N緊邊拉力F1： F12Fe1500 N5.主要失效形式為打滑及疲勞破壞；帶工作時，緊邊和松邊有拉力差，帶輪從緊邊到松邊其彈性變形逐漸減小，帶與之收縮，產(chǎn)生相對滑動；不可避免。緊邊開始繞上小帶輪a點應(yīng)力最大，第九章一、填空題1 內(nèi)鏈板與套筒、 外鏈板與銷軸 、 滾子與套筒 、 套筒與銷軸 2 銷軸

6、 、 套筒 3 會產(chǎn)生附加彎矩 4 小鏈輪轉(zhuǎn)速n1 、 額定功率P0 5 高 、 大 、 少 5.變化的，恒定的 6.好 7.承載能力增大，多邊效應(yīng)增大，振動、沖擊、噪音嚴重8.大，高，小 9.鉛垂，水平或傾斜 10.緊，松 11. 緊，松二、選擇題1C2C3B4D5B、A 6.D 7.C 8.D 9. A 10.C判斷題1-5 ××三、簡答分析題：1. 答：鏈條的鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選擇偶數(shù)，這樣可避免過渡鏈節(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. 答：鏈條的節(jié)距p的大小，反映了鏈條和鏈輪各部分尺

7、寸的大小。在一定條件下，鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但傳動的多邊形效應(yīng)也要相應(yīng)增大，振動、沖擊、噪聲也越嚴重。所以設(shè)計時，為使傳動結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長，應(yīng)盡量選取較小節(jié)距的單排鏈。速度高、功率大時，選用小節(jié)距多排鏈。從經(jīng)濟上考慮，中心距小、傳動比大時，選小節(jié)距多排鏈；中心距大、傳動比小時，選大節(jié)距單排鏈。3解：不合理。應(yīng)將帶傳動和鏈傳動位置對調(diào)。原因：鏈傳動具有動載荷及傳動不平穩(wěn)，所以應(yīng)盡量放在低速軸上，減少由此引起的振動和沖擊；而帶傳動因有彈性元件皮帶而具有平穩(wěn)吸振的特點，所以可放在電動機輸出軸上。4. 鏈傳動是帶有中間撓性件的嚙合傳動。與帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，因而能保持準確

8、的平均傳動比，傳動效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較??；在同樣使用條件下，鏈傳動結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時鏈傳動能用于高溫、易燃場合。5. 1）鉸鏈元件由于疲勞強度不足而破壞；2）因鉸鏈銷軸磨損使鏈節(jié)距過度伸長，從而破壞正確嚙合和造成脫鏈現(xiàn)象；3）潤滑不當或轉(zhuǎn)速過高時，銷軸和套筒表面發(fā)生膠合破壞；4）經(jīng)常起動、反轉(zhuǎn)、制動的鏈傳動，由于過載造成沖擊破斷；5）低速重載的鏈傳動發(fā)生靜拉斷。第十三章一、 選擇題 1.(2) 2.(1) 3.(1) 4.(3) 5.(3) 6.(4) 7.(1) 8.(4) 9.(2)10.D 11.D 12.A 13.A 14.A 15.A,

9、B二、 填空題1. 內(nèi)圈 外圈 滾動體 保持架2. 相對滑動速度3. 滾動體 接觸角 越大4. 滾子 球 精度5. 點蝕 接觸應(yīng)力6. (1) N316/P6 51316 (2) 51316 N316/P6 (3) 6306/P5 51316(4) 6306/P5 (5) 303067.軸向，徑向，軸向負荷和徑向負荷 8.基孔，基軸 9.軸承所受載荷的大小、方向及性質(zhì)，轉(zhuǎn)速的高低，調(diào)心性能要求，裝拆方便及經(jīng)濟性要求，向心、推力。10.疲勞點蝕，可靠度90%，塑性變形，靜強度。判斷題。1-5 ×××三、 問答題1 圓錐滾子軸承 圓柱滾子軸承 滾針軸承2 基本額定動載

10、荷：使軸承的基本額定壽命恰好為106r(轉(zhuǎn))時，軸承所能承受的載荷值。基本額定靜載荷：使受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達到定值的載荷，作為軸承靜強度的界限?；绢~定壽命10：按一組軸承中10的軸承發(fā)生點蝕破壞，而90的軸承不發(fā)生點蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)(以106轉(zhuǎn)為單位)或工作小時數(shù)作為軸承的壽命。當量動載荷：為一假想載荷，在該假想載荷作用下，滾動軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相當。當量靜載荷：為一假想載荷，在該假想載荷作用下，滾動軸承的永久接觸變形量與實際載荷作用下的永久接觸變形量相當。3 滾動軸承的內(nèi)、外圈和滾動體，般用軸承鉻鋼制造。熱處理：淬火低溫回火，硬度一般不低于60HRC

11、；相對運動表面易發(fā)生磨損，要提高其表面硬度，以增強耐磨性。保持架常用低碳鋼、銅合金、鋁合金或塑料制成；易成形，減摩。4 高速運轉(zhuǎn)時離心力大，推力球軸承的鋼球與保持架磨損、發(fā)熱嚴重，壽命降低，故不宜采用。當工作轉(zhuǎn)速高時，通常采用深溝球軸承或角接觸球軸承為宜。5 角接觸球軸承(6000型)和圓錐滾子軸承(7000型)承受徑向載荷時，要產(chǎn)生派生軸向力，派生軸向力迫使軸承內(nèi)、外圈有分離的趨勢，為保證軸承能正常工作，故通常成對使用。面對面安裝：兩軸承外圈窄端面相對安裝。實際跨距l(xiāng)較軸承之間的距離短些，軸系的剛度較高，軸承的間隙調(diào)整和裝配較易。常用。背靠背安裝：兩軸承外圈寬端面相對安裝。實際跨距l(xiāng)較軸承之

12、間的距離長些，軸系的剛度較低，軸承的間隙調(diào)整困難。常用于要求軸的外伸部分撓曲變形小時。調(diào)心軸承(10000型和20000型)能自動調(diào)心，允許內(nèi)圈對外圈軸線偏斜量大，可以調(diào)整軸線的誤差，但若不成對使用，則不可能實現(xiàn)其功能。6在安裝時要調(diào)整軸承游隙的滾動軸承類型：10000，20000，30000，50000，60000，70000。調(diào)整軸承游隙的常用方法：加厚或減薄端蓋與箱體間調(diào)整墊片用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整用圓螺母調(diào)整7兩支點各單向固定：工作溫升較小，支承跨距不大的軸。 一支點雙向固定，另一支點游動：工作溫升較高,支承跨距較長(L>350mm)的軸。 兩支點游動：要求左右游動的軸(如人字齒輪的主動

13、軸)。8滾動軸承的回轉(zhuǎn)套圈和不回轉(zhuǎn)套圈與軸或機座裝配時所取的配合性質(zhì)有何不同?常選用什么配合?其配合的松緊程度與圓柱公差標準中相同配合有何不同? 滾動軸承的回轉(zhuǎn)套圈與軸或機座裝配時所取的配合性質(zhì)：過盈配合(js5,js6,k5,k6,m5,m6,r5,r6,M7,N7)。不回轉(zhuǎn)套圈與軸或機座裝配時所取的配合性質(zhì)：不回轉(zhuǎn)套圈與軸或機座裝配應(yīng)比回轉(zhuǎn)套圈與軸或機座裝配有較松的配合(H6,H7,J7,J6,K7,K6,M7,M6,h6,g6)。 其配合的松緊程度與圓柱公差標準中相同配合不同：滾動軸承是標準件，軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基推；軸承外徑與外殼孔的配合采用基軸制，即以

14、軸承的外徑尺寸為基準。與內(nèi)圈相配合的軸的公差帶以及與外圈相配合的外殼孔的公差帶，均按圓柱公差與配合的國家標準選取。由于dm的公差帶在零線之下，而圓柱公差標準中基淮孔的公差帶在零線之上，所以軸承內(nèi)圈與軸的配合比圓柱公差標準中規(guī)定的基孔制同類配合要緊得多。對軸承內(nèi)孔與軸的配合而言圓柱公差標準中的許多過渡配合實際成為過盈配合，而有的間隙配合實際變?yōu)檫^渡配合。軸承外圈與外殼孔的配合與圓柱公差標準中規(guī)定的基軸制同類配合相比較，配合性質(zhì)的類別基本一致，但由于軸承外徑的公差值較小，因而配合也較緊。9. 1）軸承的載荷：軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。2）軸承的轉(zhuǎn)速：在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)

15、速的高低對類型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速較高時，才會有比較顯著的影響。3）軸承的調(diào)心性能；4）軸承的安裝和拆卸。10. 靜載荷是指軸承套圈相對轉(zhuǎn)速為零或相對轉(zhuǎn)速極度低時，作用在軸承上的載荷。為了限制滾動軸承在靜載荷下產(chǎn)生過大的接觸應(yīng)力和永久變形，需進行靜載荷計算。11. 潤滑對于滾動軸承具有重要意義，軸承中的潤滑劑不僅可以降低摩擦陰力，還可以起著散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動、防止銹蝕等作用。軸承常用的潤滑方式有兩種：油潤滑和脂潤滑。此外，也有使用固體潤滑劑潤滑的。四、分析計算題 1、解：(1) 一對軸承中當量動載荷大的那個軸承危險。 求支反力Fr1、Fr2 Fr2F- Fr1=6000-

16、4000=2000N計算軸承的軸向載荷Fd1、Fd2先計算內(nèi)部軸向力：Fd=Fr/2YFd1=Fr1/2Y4000/2×2.1952NFd2=Fr2/2Y=200/2×2.1476NFd1+Fa=952+1000=1952N> Fd2476N 軸承2壓緊，軸承1放松。Fa1Fd1=952NFa2Fd1+Fa1952N計算當量動載荷 Fa1/ Fr1952/40000.239< e=0.29，得：X=1，Y=0P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.2×40004800NFa2/ Fr21952/20000.976>e0.29，得：X=0.4，Y

17、=2.1P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.2×(0.4×20002.1×1952)5879NP2> P1 軸承2危險。 合用。2、解：1)計算軸承的軸向載荷Fd1、Fd2由表13-7，70000C型軸承的內(nèi)部軸向力為Fd=eFr，由表13-5得e=0.380.56，初定e=0.45(軸承1)，e=0.40(軸承2)Fd1=eFr1=0.45×1000450NFd2=eFr2=0.40×2060824NFd2+Fae=824+1200=2024N> Fd1470N 軸承1壓緊，軸承2放松。Fa1Fd2+Fae=2024NFa2

18、Fd2824N2)計算當量動載荷由手冊查得7307C軸承：基本額定動載荷C=35.1kN，基本額定靜載荷Co=27.5kN。由表13-5 Fa1/Co=2024/27500=0.0736 得：e=0.45(與初選相同)。 Fa1/ Fr12024/10002.024> e=0.45，由表13-5查得：X=0.44，Y=1.25由表13-6，取載荷系數(shù)fp=1.5P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.5(0.44×10001.25×2024)4455NFa2/Co=824/27500=0.03 得：e=0.40 (與初選相同) Fa2/ Fr2824/20600.4

19、0e，由表13-5查得：X=1，Y=0P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.5×20603090N3)核驗軸承壽命P1> P2 應(yīng)以軸承1的當量動載荷P1為計算依據(jù)。由此可知，7307C軸承不滿足使用要求，還需要另選軸承。4)改選一對7307AC軸承作核驗計算 內(nèi)部軸向力：70000C型軸承的內(nèi)部軸向力由表13-7查得：Fd=0.68FrFd1=0.68Fr1=0.68×1000680NFd2=0.68Fr2=0.68×20601400.8N軸向載荷Fd1、Fd2：Fd2+Fae=1400.8+1200=2600.8N> Fd1680N 軸承1壓緊

20、，軸承2放松。Fa1Fd2+Fae=2600.8NFa2Fd21400.8N由手冊查得7307AC軸承：基本額定動載荷C=33.4kN，基本額定靜載荷Co=25.2kN。由表13-5 查得：e=0.68。 Fa1/ Fr12600.8/10002.6> e=0.68，由表13-5查得：X=0.41，Y=0.87由表13-6，取載荷系數(shù)fp=1.5P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.5(0.41×10000.87×2600.8)4009N Fa2/ Fr21400.8/20600.68e，由表13-5查得：X=1，Y=0P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.5

21、×20603090N同理：P1> P2 應(yīng)以軸承1的當量動載荷P1為計算依據(jù)。由此可知，7307AC軸承滿足使用要求。討論：由手冊查得的7307C軸承的基本額定動載荷，其數(shù)值為C=35.1KN，略高于7307 AC軸承。但計算結(jié)果表明，7307C軸承不滿足使用要求，而使用7307AC軸承卻可行，原因何在？70000C軸承與70000 AC軸承雖同屬角接觸球軸承，但兩者在結(jié)構(gòu)上尚有一定的區(qū)別。70000 AC軸承接觸角較大，e值較高而Y值較小，故承受軸向載荷的能力較強。在本傳動裝置的軸系上，作用有較大的外部軸向載荷，因而選用能承受較大軸向載荷的70000 AC軸承較為合適。五、結(jié)

22、構(gòu)題1、 按要求在給出的結(jié)構(gòu)圖中填畫合適的軸承a)30000，60000，70000b)10000，20000，60000c)N0000，NU0000，NA0000d)10000，20000，60000e)30000，60000，70000f)51000，(60000)2、解：此軸系結(jié)構(gòu)圖有以下錯誤1） 帶輪左端軸向固定不合理。2） 軸承蓋加工表面應(yīng)減少。3） 通蓋軸承無密封裝置。4） 無軸承間隙的調(diào)整墊片。5） 擋油環(huán)與箱體相接觸。6） 軸承無法拆卸。7） 齒輪軸向固定不可靠。8） 齒輪無安裝基準。9） 鍵過長。10） 軸承安裝不方便。11） 軸承蓋孔與軸接觸。12） 帶輪無安裝基準。13） 帶輪無周向固定。3. 存在