機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)

1、、強(qiáng)度計(jì)算試給出以下有關(guān)變應(yīng)力的定義表達(dá)式（并予以說明）平均應(yīng)力Q:應(yīng)力幅Q:循環(huán)特性r。ma已知某零件的簡化極限應(yīng)力圖及其危險(xiǎn)剖面上的Q,Q，如圖所示。當(dāng)其應(yīng)力ma簡述求解過程）。=C（常數(shù)）變化時(shí),m變化規(guī)率按Q安全系數(shù)nca零件的名義載荷是指載荷。已知某零件的簡化極限應(yīng)力圖及危險(xiǎn)剖面上的工作應(yīng)力點(diǎn)MGQ）。如圖，當(dāng)ma應(yīng)力按Q=C（常數(shù)）變化時(shí)，試在圖中找出相應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)，并導(dǎo)出安全系數(shù)nmca的表達(dá)式。（注：試件的材料特性：屮=-1一0）0DA0%2K造成實(shí)際零件的疲勞極限不同于標(biāo)準(zhǔn)試件的因素有哪些？零件的計(jì)算載荷與名義載荷的關(guān)系是。7試給出以下有關(guān)變應(yīng)力的定義表達(dá)式并予以說明平均應(yīng)

2、力b(2)應(yīng)力幅b(3)循環(huán)特性rma給出帶的應(yīng)力分布圖，注明各種應(yīng)力名稱及最大合成應(yīng)力的位置。某材料的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限b=180MPa，取循環(huán)基數(shù)N=5x106,-10m=9，試求循環(huán)次數(shù)分別為7000，25000，620000次時(shí)的有限壽命彎曲疲勞極限。在壓力作用下，以點(diǎn)線相接觸的兩物體在接觸處產(chǎn)生的應(yīng)力稱為應(yīng)力。零件在交變應(yīng)力作用下的強(qiáng)度計(jì)算屬于強(qiáng)度計(jì)算。零件的計(jì)算載荷與名義載荷的關(guān)系是。零件的實(shí)際載荷與計(jì)算載荷的差異對零件強(qiáng)度的影響，將在中考慮。二、鍵銷聯(lián)接TOC o 1-5 h z1楔鍵聯(lián)接中，楔鍵的工作面是面?；ㄦI聯(lián)接的主要失效形式是、。平鍵是靠鍵的兩側(cè)面來傳遞載荷平鍵聯(lián)接的可

3、能失效形式有。疲勞點(diǎn)蝕彎曲疲勞破壞膠合壓潰、磨損、剪切破壞等花鍵聯(lián)接按其齒形不同，可分為、花鍵聯(lián)接。鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件。()普通平鍵是靠鍵的來傳遞扭矩。a.下表面b.兩側(cè)面c.上、下表面TOC o 1-5 h z漸開線花鍵的定心方式有和。普通平鍵的寬和高(bxh)是根據(jù)確定的，其工作面為。設(shè)計(jì)時(shí)鍵的剖面尺寸通常是根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)中選取。(1)鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩(2)軸的轉(zhuǎn)速(3)輪轂的長度(4)軸的直徑花鍵聯(lián)接的類型有、和?；ㄦI聯(lián)接的主要失效形式是、。常用的無鍵聯(lián)接形式有、。銷聯(lián)接主要用于、。某實(shí)驗(yàn)臺(tái)的輸出軸端裝有一卷筒，該處軸的直徑D=15mm，選用A型平鍵聯(lián)接,且bxhxl=4x4x18mm，鍵及輪轂的

4、材料均為45#鋼，(取In=135MPa)，p載荷平穩(wěn)。試求此鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩。紋聯(lián)接受拉螺栓在軸向載荷的作用下，螺栓桿和螺紋部分可能發(fā)生和失效。螺紋聯(lián)接防松的實(shí)質(zhì)是。受剪鉸制孔螺栓在橫向剪力作用下，螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生和螺栓被主要失效形式。螺紋的螺旋升角愈小，螺紋的自鎖性能愈好。（）受橫向載荷的普通螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為什么要把螺栓所受的軸向預(yù)緊力增大30%？緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，螺栓所受軸向拉力乘以1.3，是。a.防止松脫b.保證足夠的預(yù)緊力c.計(jì)入扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力聯(lián)接螺紋既滿足的自鎖條件，為什么還要加防松裝置？試舉出兩種常用防松原v理的防松裝置。（6分）8.圖示汽缸內(nèi)徑D=500mm，氣

5、壓P=1.2MPa，D=640mm,要求螺栓間距不大于0150mm，殘余預(yù)緊力Q是工作載荷的1.5倍，確定螺栓數(shù)目和所受的最大軸向拉力。p受橫向扭矩的螺栓組采用鉸制孔時(shí)，結(jié)合面為矩形，則每個(gè)螺栓所受的載荷是_。（1）相等的（2）與螺栓中心到螺栓組形心的距離成正比（3）與螺栓中心到螺栓組形心的距離成反比螺紋的螺旋升角愈小，或當(dāng)量摩擦角愈大，螺紋的自鎖性能愈_，效率愈_。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）有一受軸向變載荷作用的緊螺栓聯(lián)接，預(yù)緊力Q=4000N，軸向工作載荷在p04000N之間變化，假設(shè)螺栓與被聯(lián)接件剛度相等，試?yán)L制受力變形圖并計(jì)算：（1）螺栓所受最大和最小

6、載荷是多少？（2）被聯(lián)接件之間的壓緊力最大和最小值是多少？（3）螺栓材料的許用應(yīng)力tr=80MPa，根據(jù)受軸向靜載荷計(jì)算螺栓尺寸d廣（4）若要提高螺栓的疲勞強(qiáng)度可采用哪些措施（列舉三種）。受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接，在工作載荷F和殘余預(yù)緊力Q不變的情況下，提高螺栓p的疲勞強(qiáng)度可以減少剛度及增加剛度。14說明螺栓聯(lián)接，螺釘聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其應(yīng)用上的不同之處15.圖示剛性聯(lián)軸器，螺栓孔分布圓直徑D=160mm，其傳遞的扭矩T=1200N.m，若使用M16的普通螺栓（螺紋內(nèi)徑d=13.84mm），被聯(lián)接件接合面的摩擦系數(shù)f=0.25，1防滑系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料的許用應(yīng)力t=80MPa,問至少需要

7、多少個(gè)螺栓才能滿足聯(lián)接的要求？常用螺紋聯(lián)接有哪些類型，各適用于什么場合？（5分）圖示汽缸內(nèi)徑D=500mm，蒸汽壓力P=01.2MPa，在法蘭上要有12個(gè)螺栓，其殘余預(yù)緊力為工作載荷的1.5倍，螺栓聯(lián)接的相對剛度為0.8，試確定單個(gè)螺栓所受的最大軸向拉力與最小軸向拉力。（10分）在螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，被聯(lián)接件與螺母和螺栓頭接觸表面處需要加工，這是為了。設(shè)計(jì)螺栓組時(shí)常把螺栓布置成軸對稱的均勻幾何形狀，這主要是為了計(jì)算螺栓抗拉強(qiáng)度時(shí)用直徑，分析螺紋的受力時(shí)用直徑。1一薄板用兩個(gè)M10普通螺栓聯(lián)接在厚機(jī)架上，尺寸如圖示。已知薄板上受力P=600N，板間摩擦系數(shù)f=0.2，防滑系數(shù)K$=1.2，螺栓

8、許用應(yīng)力In=108MPa，螺栓螺紋小徑d=8.376mm，試校核螺栓聯(lián)接是否安全可靠。1受剪鉸制孔螺栓在橫向剪力作用下，螺栓桿和孔壁間可能發(fā)生和螺栓被等失效形式。如圖所示，用螺母及兩個(gè)圓盤夾緊圓鋸片。鋸片直徑D=600mm，圓盤平均直徑D=350mm，軸的材料為45#鋼(b=360MPa)，取安全系數(shù)n=1.5，軸上螺1s紋為M60(小徑d=56.5mm)。若圓盤與鋸片之間的摩擦系數(shù)f=0.15，試求鋸片1外圓周上所能承受的最大切削力。采用增加螺紋螺母圈數(shù)的辦法為什么不能提高聯(lián)接強(qiáng)度？四、帶傳動(dòng)三角傳動(dòng)工作時(shí)，與帶輪輪槽接觸。a.帶的底面b.帶的頂面c.帶的兩側(cè)面當(dāng)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)時(shí)，打滑首先發(fā)

9、生在帶輪的輪上。若正常工作時(shí)，在_輪上帶的速度大于帶輪的速度三角膠帶按剖分面尺寸大小分等型號(hào)，其公稱長度是指長度。已知帶傳動(dòng)的功率P=7.5Kw，主動(dòng)輪直徑d=100mm，轉(zhuǎn)速n=1200rpm，11緊邊拉力F是松邊拉力F的兩倍，試求F、F的值。1212帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)是可以防止的。()三角帶的公稱長度是指。a.外圓周長b.內(nèi)圓周長c.節(jié)線周長帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在。在帶傳動(dòng)中用的方法可以使小帶輪包角加大。增大小帶輪直徑d(2)減小小帶輪直徑d11(3)增大大帶輪直徑d(4)減小中心距a2帶傳動(dòng)最大的有效圓周力隨著和的增大而增大。帶傳動(dòng)為什么要限制其最小中心距？三角帶傳動(dòng)中帶輪最常

10、用的材料是。A(2)45號(hào)鋼(3)HT15333(4)塑料三角帶傳動(dòng)中，為什么要驗(yàn)算下列幾項(xiàng)：5m/sv120。(3)DD11minTOC o 1-5 h z帶傳動(dòng)中最常用的材料是。Q235A(即A)(2)45號(hào)鋼(3)HT1533(4)塑料3帶傳動(dòng)的主要失效形式是和。影響帶傳動(dòng)的最大圓周力的因素是、和。三角帶傳動(dòng)的最小帶輪直徑D、帶速v、小輪包角a受什么限制，為什么？11帶傳動(dòng)中為什么要限制帶速、小帶輪直徑與小帶輪包角？三角帶傳動(dòng)傳遞的功率P=7.5Kw，平均帶速v=10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍(即F=2F)，求緊邊拉力F，有效圓周力F及初拉力F。121e0三角膠帶按剖面尺寸大小分等

11、型號(hào)，其公稱長度是指簡述帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)現(xiàn)象，并說明該現(xiàn)象是如何影響傳動(dòng)的？何謂帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑？二者的性質(zhì)有何不同？撓性帶的歐拉公式F=Fefa中，其中：a表示;f表示12帶是處于應(yīng)力下工作的，這將使帶容易產(chǎn)生破壞。一般帶傳動(dòng)的主要失效形式是和。五、鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)，鏈節(jié)數(shù)常取為數(shù)；鏈輪齒數(shù)應(yīng)取與鏈節(jié)數(shù)齒數(shù)。2鏈傳動(dòng)中鏈條的平均速度為。鏈傳動(dòng)中的動(dòng)載荷，隨著、增大而增大。鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比較有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？一般情況下，鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定。()鏈節(jié)距越大，鏈速也越不均勻。()鏈傳動(dòng)中為什么鏈輪齒數(shù)Z不宜過少ZZ?而又不宜過多Z9d卩2KT（卩土11ZZZeH該式中的應(yīng)該取HmaxLH1

12、H2minfcLH1H2LrH1kH2閉式齒輪傳動(dòng)中，常見的兩種疲勞損壞形式是和在齒輪傳動(dòng)中，為減少動(dòng)載荷，試至少舉出三種措施。7.圖示為兩級(jí)斜齒輪傳動(dòng)，由電機(jī)帶動(dòng)的齒輪1轉(zhuǎn)向及輪齒旋向如圖所示。今欲使軸上傳動(dòng)件軸向力完全抵消，試確定：斜齒輪3、4輪齒的旋向；斜齒輪3、4螺旋角的大??；用圖表示軸II上傳動(dòng)件受力情況(用各分力表示)。增大齒輪的模數(shù)，可以提高齒輪的接觸強(qiáng)度。()齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是針對齒輪建立的。a.齒面點(diǎn)蝕b.齒面膠合c.齒面磨損10齒輪的齒形系數(shù)與有關(guān)，齒形系數(shù)越大，輪齒的彎曲強(qiáng)度越齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的力學(xué)模型？錐齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的齒形系數(shù)應(yīng)按

13、確定。(1)齒數(shù)Z2)cos35一對相互嚙合的齒輪傳動(dòng)，小齒輪材料為40Cr，大齒輪材料為45號(hào)鋼，嚙合處的接觸應(yīng)力。(1)G=QH1H2Ge時(shí)，x=0.41，y=0.85，5000h,選用軸承型號(hào)7307AC,已查得C=33400N,hAe=0.7,S=0.7R,e時(shí)，x=0.41y=0.85,R1試計(jì)算軸承壽命是否滿足要求。滾動(dòng)軸承6308、2308、7308，其中承受徑向載荷最大的是;承受軸向載荷最大的是;允許轉(zhuǎn)速最咼的是說明滾動(dòng)軸承密封的作用,并舉出三種密封方法？如圖所示為一對角接觸球軸承在兩個(gè)支點(diǎn)上的組合設(shè)計(jì)。試確定危險(xiǎn)軸承的壽命為多少小時(shí)。已知：R=2500N,R=1250N，作用

14、在圓錐齒輪4上的軸向力F=500N，作用在12a4斜齒輪3上的軸向力F=1005N，要求兩軸向力相抵消一部分，自己確定其方向并畫在圖a3A上。（軸承額定動(dòng)載荷C=31900N,n=1000rpm,f=1,f=1.2,e=0.4，當(dāng)一e,x=0.4,y=1.6）R具有調(diào)心性能的滾動(dòng)軸承是和軸支承在30314滾動(dòng)軸承上，軸端錐齒輪所受的軸向力為F,(自己確定其方向)。a左軸承記為1，右軸承記為2，如圖示安裝。說明軸承代號(hào)的含義。若軸承徑向力RR，試寫出兩軸承上12軸向載荷的計(jì)算式。滾動(dòng)軸承N308,N408,N108都是類型軸承，其內(nèi)徑為mm,且承載能力最咼的是。其精度等級(jí)。某軸用兩個(gè)同樣的軸承，

15、其受力如圖。派生軸向力S=0.4R，試求兩軸承所受軸向力A各為多少？（8分）Fr-3：n：i：iN17.如圖示，某軸由一對圓錐滾子軸承支承，已知F=6000NrF=1030N，an=1000r/minf=1，f=1，額定動(dòng)載荷C=34000N，提示:ptRS=2ye=0.38，y=1.6，e時(shí)，x=0.4，Ry=1.6，e時(shí)，x=0.4，Y=1.6；pt2YRA當(dāng)一e時(shí)，x=1，Y=0。軸承額定動(dòng)載荷C=34000N。求:R2）軸承的額定壽命L。h3）簡述滾動(dòng)軸承額定動(dòng)載荷與當(dāng)量動(dòng)載荷的含義予以說明。有一滾子軸承，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的額定壽命為L=10000h，現(xiàn)因該軸承由于用于不太重要的場所，所以可

16、靠性降為75%，求該可靠性下的軸承壽命。(已知，Lbr,a)1lg=0.0457R典型的滾動(dòng)軸承由、四部分組成。滾動(dòng)軸承具有性能稱為調(diào)心性能。向心推力軸承的派生軸向力應(yīng)當(dāng)作用在方向上。向心推力軸承由于，因而在徑向載荷作用下會(huì)產(chǎn)生派生軸向力。滾動(dòng)軸承最常見的失效形式是和。代號(hào)為“N308”的滾動(dòng)軸承其精度等級(jí)是級(jí)，內(nèi)徑是。九、軸1.用文字說明代號(hào)所指之處軸系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤所在，并畫出改進(jìn)后的軸系結(jié)構(gòu)。為了提高軸的剛度，一般采用的措施是（1）用合金鋼代替碳鋼（3）表面強(qiáng)化處理只承受彎矩的軸，稱為a.轉(zhuǎn)軸b.心軸2）增大軸的直徑4）采用降低應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)措施c.傳動(dòng)軸圖示軸的結(jié)構(gòu)1、2、3處有哪些不合理的地方？用文字說明。5轉(zhuǎn)軸工作時(shí)主要承受。純扭矩純彎矩扭矩和彎矩摩擦力矩6.分析圖示結(jié)構(gòu)，指出16位置處結(jié)構(gòu)為什么是錯(cuò)的？7對于轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)按計(jì)算。a.彎矩b.扭矩c.彎矩、扭矩合成的當(dāng)量彎矩指出圖示軸上結(jié)構(gòu)1、2、3、4處有哪些不合理地地方？用文字說明。分析圖示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤。（用數(shù)字標(biāo)出并說明）（2）畫出正確結(jié)構(gòu)圖。10軸承工作載荷愈大，選用潤滑脂的針入度。（1）愈大（2）愈小（3）與載荷無關(guān)采用合金鋼和熱處理的辦法來提高軸的，并無實(shí)效。（1）表面硬度（2）強(qiáng)度（3）工藝性（4）剛度分析圖示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤（用數(shù)字標(biāo)出并說明）。（2）