機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)題

1、2008年機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)題一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題 1、指出圖上的錯(cuò)誤并改正。（用圖表示或用文字解釋均可）2、下圖為下置蝸桿軸，發(fā)熱量大，蝸桿及軸承皆為油潤滑，指出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤，并說明錯(cuò)誤原因（并就圖改正）。3、在下圖中直接改正軸系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤（軸端安裝聯(lián)軸器）4、如圖所示軸系結(jié)構(gòu)，按示例，編號指出其他錯(cuò)誤(不少于7處)。(注：不考慮軸承的潤滑方式以及圖中的倒角和圓角)。示例：缺少調(diào)整墊片5、指出軸系中的錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)，編號說明其錯(cuò)誤原因。12345678910二、軸承計(jì)算題1、如圖所示軸系中，采用一對角接觸球軸承支承（軸承的派生軸向力Fd=0.7Fr），軸承的徑向載荷分別為Fr1=15000N，F(xiàn)r2=70

2、00N，作用在軸上的外載荷F=5600N，7312AC型軸承的e=0.68，當(dāng)軸承Fa/Fr>e時(shí)，X= 0.41，Y= 0.87，當(dāng)Fa/Fr e時(shí)，X=1，Y= 0， fp=1，試計(jì)算：（1）兩個(gè)軸承的軸向載荷Fa1、Fa2；（2）兩個(gè)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2。Faeeeaeaaer日aeaeaaeaeaFd1Fr2Fr1Fd22、圖示一對角接觸球軸承支承的軸系，軸承正安裝（面對面），已知兩個(gè)軸承的徑向載荷分別為Fr1=2000N，F(xiàn)r2=4000N,軸上作用的軸向外載荷FA=1000N，軸承內(nèi)部派生軸向力Fd的計(jì)算式為Fd=0.7Fr。當(dāng)軸承的軸向載荷與徑向載荷之比Fa/Fre時(shí)

3、，X=0.41，Y=0.87；Fa/Fre時(shí)，X=1，Y=0，e=0.68。載荷系數(shù)fp=1.0，試計(jì)算：（1）兩個(gè)軸承的軸向載荷Fa1、Fa2；（2）兩個(gè)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2。軸承內(nèi)部派生軸向力：Fd1=0.7Fr1=0.7*2000=1400N，F(xiàn)d2=0.7Fr2=0.7*4000=2800NFd1+FA=1400+1000=2400N<2800N，軸承1被壓緊，軸承2被放松。（1）Fa1=Fd2FA=28001000=1800N，F(xiàn)a2=Fd2=2800N。（2）Fa1/Fr1=1800/2000=0.9>e=0.68，P1= fp(XFr1+YFa1)=1*(0.4

4、1*2000+0.87*1800)=2386NFa2/Fr2=2800/4000=0.7>e=0.68，P2= fp(XFr2+YFa2)=1*(1*2800+0*4000)=2800N3、某工程機(jī)械的傳動(dòng)裝置中，根據(jù)工作條件擬在某傳動(dòng)軸上安裝一對型號為7307AC的角接觸球軸承，如圖所示。已知兩軸承的徑向載荷Frl=1000N，F(xiàn)r2=2060N，外加軸向載荷FA=880N，內(nèi)部軸向力為Fd=0.68Fr，判別系數(shù)e=0.68，當(dāng)Fa/ Fre時(shí)，X=1，Y=0；當(dāng)Fa/ Fr>e時(shí)，X=0.41，Y=0.87。試畫出內(nèi)部軸向力Fd1、Fd2的方向，并計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P

5、2。4、一對角接觸球軸承反安裝（寬邊相對安裝）。已知：徑向力FrI=6750N，F(xiàn)rII=5700N，外部軸向力FA=3000N，方向如圖所示，試求兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷PI、PII，并判斷哪個(gè)軸承壽命短些。（注：內(nèi)部軸向力Fd=0.7Fr，判別系數(shù)e=0.68，當(dāng)FaFre時(shí)，X=1，Y=0；當(dāng)Fa/Fr>e時(shí)，X=0.41，Y=0.87，）三、螺栓計(jì)算題1、受軸向力緊螺栓聯(lián)接的螺栓剛度為Cb=4×105 N/mm，被聯(lián)接件剛度為Cm=16×105 N/mm，螺栓所受預(yù)緊力F0=8000N，螺栓所受工作載荷F=4000N。要求： 1）按比例畫出螺栓與被聯(lián)接件變形關(guān)系圖（

6、比例尺自定）；2）用計(jì)算法求出螺栓所受的總拉力F2和剩余預(yù)緊力F1。2、圖中為某壓力容器，容器蓋與缸體用6個(gè)普通螺栓聯(lián)接，缸內(nèi)壓強(qiáng)p=2 MPa，缸內(nèi)徑D=150mm。根據(jù)聯(lián)接的緊密性要求，每個(gè)螺栓的殘余預(yù)緊力F1=1.6F，F(xiàn)為單個(gè)螺栓的工作拉力，選用螺栓材料為35#鋼，屈服極限s=300MPa，安全系數(shù)S=2，試計(jì)算所需螺栓的小徑d1。3、用于緊聯(lián)接的一個(gè)M16普通螺栓，小徑d1=14.376mm，預(yù)緊力F0=20kN，軸向工作載荷F=10kN，螺栓剛度Cb=1×106 N/mm，被聯(lián)接件剛度Cm=4×106N/mm，螺栓材料的許用應(yīng)力=150MPa；（1）計(jì)算螺栓所受

7、的總拉力F2；（2）校核螺栓工作時(shí)的強(qiáng)度。F2= F1+FCb/(Cb+Cm)=20000 +10000×106/(1×106 + 4×106)=22000N 螺栓強(qiáng)度滿足。4、圖示為緊螺栓組聯(lián)接，采用兩個(gè)M16的普通螺栓（內(nèi)徑d1=13.84mm），聯(lián)接所受的橫向載荷R=6500N，被聯(lián)接件接合面的摩擦系數(shù)f=0.15，聯(lián)接可靠性系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料的許用拉應(yīng)力=120MPa，試校核該聯(lián)接是否安全。四、V帶傳動(dòng)受力計(jì)算五、受力分析1、圖示一斜齒輪一蝸桿傳動(dòng)裝置（轉(zhuǎn)向如圖），（1）分析蝸桿3受力，用分力表示于嚙合點(diǎn)A；（2）判斷蝸輪4轉(zhuǎn)動(dòng)方向（標(biāo)明在圖上）。

8、2、如圖所示為斜齒圓柱齒輪減速器和蝸桿減速器組成的二級減速裝置。1）小圓柱齒輪主動(dòng)時(shí)，畫出蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向及其各分力方向。2）從軸承和軸受力情況分析，這樣設(shè)計(jì)斜齒輪和蝸桿的螺旋方向是否合理？為什么？3）按圖示方案設(shè)計(jì)完成后，如果誤將蝸桿減速器放在高速級，而負(fù)載功率及轉(zhuǎn)速均不變，分析可能會(huì)出現(xiàn)什么問題？1電動(dòng)機(jī) 2、4聯(lián)軸器 3斜齒圓柱齒輪減速器 5蝸桿減速器3、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。4、已知在某二級直齒錐齒輪一斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，1輪為驅(qū)動(dòng)輪，3輪的螺旋

9、線方向如圖所示。為了使II軸軸承上所受的軸向力抵消一部分，試確定1輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。并將各輪軸向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4輪的螺旋線方向和1輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向標(biāo)在圖中。六、參數(shù)性能分析題1、一對閉式軟齒面直齒輪傳動(dòng)，其齒數(shù)與模數(shù)有兩種方案：a）m=4mm，z1=20，z2=60；b）m=2mm，z1=40，z2=120，其它參數(shù)都一樣。試問：1）兩種方案的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度是否相同？2）若兩種方案的彎曲強(qiáng)度都能滿足，則哪種方案比較好？2、為什么擰緊的螺栓會(huì)自動(dòng)脫落？常用的防松措施有哪些（舉三例）？ 3、鏈傳動(dòng)中為什么鏈輪齒數(shù)不宜過少z zmin？而又不宜過多z120？4、說明滾動(dòng)軸承密封

10、的作用，并舉出三種密封方法？5、閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)d1一定時(shí)，如何選擇z1？并詳述理由。6、V帶傳動(dòng)的最小帶輪直徑dd1、帶速v、小輪包角1受什么限制，為什么？7、為什么蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？若熱平衡計(jì)算不滿足要求，試舉出三種改進(jìn)措施。8、圖中兩種傳動(dòng)方案，你認(rèn)為那種方案較好？試分析、說明原因。 B方案較好，因?yàn)椋?（1）B方案中，帶傳動(dòng)在高速級，其有效拉力Fe較小，要求帶的型號、帶輪尺寸、預(yù)緊力均較小。而A方案上述情況相反。 （2）B方案中，齒輪傳動(dòng)第一級小齒輪遠(yuǎn)離皮帶輪，第二級大齒輪遠(yuǎn)離輸出聯(lián)軸器，使這兩根軸的受扭段長，單位長度上的扭轉(zhuǎn)變形小、扭轉(zhuǎn)剛度大，載荷沿齒向分布均勻,而A