《機(jī)械設(shè)計(jì)》習(xí)題集

機(jī)械設(shè)計(jì)》習(xí)題集第一章緒論分析與思考題1機(jī)器的基本組成要素是什么2什么是零件什么是構(gòu)件什么是部件試各舉三個(gè)實(shí)例。1-3什么是通用零件什么是專用零件試各舉三個(gè)實(shí)例。1-4機(jī)械設(shè)計(jì)課程研究的內(nèi)容是什么第二章機(jī)械設(shè)計(jì)總論分析與思考題1一臺(tái)完整的機(jī)器通常由哪些基本部分組成各部分的作用是什么2設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)滿足哪些基本要求設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足哪些基本要求2-3機(jī)械零件主要有哪些失效形式常用的計(jì)算準(zhǔn)則主要有哪些4什么是零件的強(qiáng)度要求強(qiáng)度條件是如何表示的如何提高零件的強(qiáng)度5什么是零件的剛度要求剛度條件是如何表示的提高零件剛度的措施有哪些2-6零件在什么情況下會(huì)發(fā)生共振如何改變零件的固有頻率7什么是可靠性設(shè)計(jì)它與常規(guī)設(shè)計(jì)有何不同零件可靠度的定義是什么2-8機(jī)械零件設(shè)計(jì)中選擇材料的原則是什么9指出下列材料的種類，并說明代號(hào)中符號(hào)及數(shù)字的含義：HT150,ZG230-450，65Mn，45，Q235，40Cr，20CrMnTi，ZCuSnl0Pb5。10機(jī)械的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法有哪些主要區(qū)別第三章機(jī)械零件的強(qiáng)度一、選擇與填空題1零件表面的強(qiáng)化處理方法有 、 、 等。2零件的截面形狀一定，當(dāng)截面尺寸增大時(shí)，其疲勞極限值將隨之 。(1)增高(2)不變(3)降低3機(jī)械零件受載時(shí)，在 處產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中的程度通常隨材料強(qiáng)度的增大而 。4在載荷和幾何形狀相同的情況下，鋼制零件間的接觸應(yīng)力 鑄鐵零件間的接觸應(yīng)力。5兩零件的材料和幾何尺寸都不相同，以曲面接觸受載時(shí)，兩者的接觸應(yīng)力值 。(1)相等(2)不相等(3)是否相等與材料和幾何尺寸有關(guān)二、分析與思考題6試舉例說明什么零件的疲勞破壞屬于低周疲勞破壞，什么零件的疲勞破壞屬高周疲勞破壞。7在材料的疲勞曲線上，為何需要人為規(guī)定一循環(huán)基數(shù)N0，并將對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力稱為材料的疲勞極限8圖示各零件均受靜載荷作用，試判斷零件上A點(diǎn)的應(yīng)力是靜應(yīng)力還是變應(yīng)力；并確定應(yīng)力比r的大小或范圍。題3-8圖9彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)KZ的含義是什么它與哪些因素有關(guān)它對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度各有何影響3-10零件的等壽命疲勞曲線與材料試件的等壽命疲勞曲線有何區(qū)別在相同的應(yīng)力變化規(guī)律下，零件和材料試件的失效形式是否總是相同的為什么3-11試說明承受循環(huán)變應(yīng)力的機(jī)械零件，在什么情況下可按靜強(qiáng)度條件計(jì)算什么情況下需按疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算3-12在單向穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的零件，如何確定其極限應(yīng)力3-13疲勞損傷線性累積假說的含義是什么寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。3-14在雙向穩(wěn)定變應(yīng)力下工作的零件，怎樣進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算3-15影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施有哪些3-16導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生低應(yīng)力斷裂的原因有哪些3-17機(jī)械結(jié)構(gòu)的裂紋是否會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展是如何判定的三、設(shè)計(jì)計(jì)算題3-18某材料的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限Z-l=350MPa,屈服極限o=550MPa，強(qiáng)度極限。6B=750MPa,循環(huán)基數(shù)N0=5310,m=9，試求對(duì)稱循環(huán)次數(shù)N分別為53104、53105、53107次時(shí)的極限應(yīng)力。題3—19圖3-19某零件如圖所示，材料的強(qiáng)度極限。B=650MPa，表面精車，不進(jìn)行強(qiáng)化處理。試確定I-I截面處的彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)KZ和剪切疲勞極限的綜合影響系數(shù)Kn。3-20—零件由45鋼制成，材料的力學(xué)性能為：o=360MPa，o-l=300MPa，WZ=0.2。已知零件上的最大工作應(yīng)力oma某=190MPa，最小工作應(yīng)力omin=110MPa，應(yīng)力變化規(guī)律為om二常數(shù)，彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)Kd=2.0，試分別用圖解法和計(jì)算法確定該零件的計(jì)算安全系數(shù)。題3-20圖-2-3-21某材料受彎曲變應(yīng)力作用，其力學(xué)性能為：o-l=350MPa,m=9,N0=53106?，F(xiàn)用此材料的試件進(jìn)行試驗(yàn)，以對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力ol=500MPa作用104次，o2=400MPa作用105次，o3=300MPa作用106次。試確定:該試件在此條件下的計(jì)算安全系數(shù)；如果試件再作用o=450MPa的應(yīng)力，還能循環(huán)多少次試件才破壞3-22轉(zhuǎn)軸的局部結(jié)構(gòu)如題3-19圖所示。已知軸的I-I截面承受的彎矩M=300N2m，扭矩T=800N2m，彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)。軸材料為40Cr鋼調(diào)質(zhì)，ZT=355MPa，n-l=200MPa，WZ=0.2，Wn=0.1，設(shè)KZ=2.2,Kn=1.8，試計(jì)算考慮彎矩和扭矩共同作用時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)Sca。第四章摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述分析與思考題1按照摩擦面間的潤(rùn)滑狀態(tài)不同，滑動(dòng)摩擦可分為哪幾種4-2膜厚比的物理意義是什么邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦所對(duì)應(yīng)的膜厚比范圍各是多少3在工程中，常用金屬材料副的摩擦系數(shù)是如何得來的4什么是邊界膜邊界膜的形成機(jī)理是什么如何提高邊界膜的強(qiáng)度4-5零件的磨損過程大致可分為哪幾個(gè)階段每個(gè)階段的特征是什么6根據(jù)磨損機(jī)理的不同，磨損通常分為哪幾種類型它們各有什么主要特點(diǎn)7潤(rùn)滑油的粘度是如何定義的什么是潤(rùn)滑油的粘性定律什么樣的液體稱為牛頓液體8粘度的表示方法通常有哪幾種各種粘度的單位和換算關(guān)系是什么9潤(rùn)滑油的主要性能指標(biāo)有哪些潤(rùn)滑脂的主要性能指標(biāo)有哪些4-10在潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂中加入添加劑的作用是什么11流體動(dòng)力潤(rùn)滑和流體靜力潤(rùn)滑的油膜形成原理有何不同流體靜力潤(rùn)滑的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么12流體動(dòng)力潤(rùn)滑和彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑兩者間有何本質(zhì)區(qū)別所研究的對(duì)象有何不同第五章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)一、選擇與填空題1普通螺紋的公稱直徑指的是螺紋的 ，計(jì)算螺紋的摩擦力矩時(shí)使用的是螺紋的 ，計(jì)算螺紋危險(xiǎn)截面時(shí)使用的是螺紋的2螺紋升角V增大，則聯(lián)接的自鎖性 ，傳動(dòng)的效率 ；牙型角a增大，則聯(lián)接的自鎖性 ，傳動(dòng)的效率(1)提高(2)不變(3)降低3在鉸制孔用螺栓聯(lián)接中，螺栓桿與孔的配合為 。(1)間隙配合(2)過渡配合(3)過盈配合4在螺栓聯(lián)接的破壞形式中，約有 ％的螺栓屬于疲勞破壞，疲勞斷裂常發(fā)生在 。5在承受橫向載荷或旋轉(zhuǎn)力矩的普通緊螺栓組聯(lián)接中，螺栓桿 作用。(1)受切應(yīng)力(2)受拉應(yīng)力(3)受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和拉應(yīng)力(4)既可能只受切應(yīng)力又可能只受拉應(yīng)力-3-6緊螺栓聯(lián)接受軸向外載荷。假定螺栓的剛度Cb與被聯(lián)接件的剛度Cm相等，聯(lián)接的預(yù)緊力為F0,要求受載后接合面不分離，當(dāng)外載荷F等于預(yù)緊力F0時(shí)，則 。被聯(lián)接件分離，聯(lián)接失效(2)被聯(lián)接件即將分離，聯(lián)接不可靠(3)聯(lián)接可靠，但不能繼續(xù)再加載(4)聯(lián)接可靠，只要螺栓強(qiáng)度足夠，還可以繼續(xù)加大外載荷F二、分析與思考題7常用螺紋有哪幾種類型各用于什么場(chǎng)合對(duì)聯(lián)接螺紋和傳動(dòng)螺紋的要求有何不同8在螺栓聯(lián)接中，不同的載荷類型要求不同的螺紋余留長(zhǎng)度，這是為什么5-9聯(lián)接螺紋都具有良好的自鎖性，為什么有時(shí)還需要防松裝置試各舉出兩個(gè)機(jī)械防松和摩擦防松的例子。10普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔用螺栓聯(lián)接的主要失效形式是什么計(jì)算準(zhǔn)則是什么5-11計(jì)算普通螺栓聯(lián)接時(shí)，為什么只考慮螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度，而不考慮螺栓頭、螺母和螺紋牙的強(qiáng)度5-12普通緊螺栓聯(lián)接所受到的軸向工作載荷或橫向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷是什么循環(huán)5-13螺栓的性能等級(jí)為8.8級(jí)，與它相配的螺母的性能等級(jí)應(yīng)為多少性能等級(jí)數(shù)字代號(hào)的含義是什么5-14在什么情況下，螺栓聯(lián)接的安全系數(shù)大小與螺栓直徑有關(guān)試說明其原因。5-15緊螺栓聯(lián)接所受軸向變載荷在0?F間變化，當(dāng)預(yù)緊力F0一定時(shí)，改變螺栓或被聯(lián)接件的剛度，對(duì)螺栓聯(lián)接的疲勞強(qiáng)度和聯(lián)接的緊密性有何影響5-16在保證螺栓聯(lián)接緊密性要求和靜強(qiáng)度要求的前提下，要提高螺栓聯(lián)接的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)如何改變螺栓和被聯(lián)接件的剛度及預(yù)緊力大小試通過受力變形線圖來說明。5-17為什么螺母的螺紋圈數(shù)不宜大于10通常采用哪些結(jié)構(gòu)形式可使各圈螺紋牙的載荷分布趨于均勻5-18滑動(dòng)螺旋的主要失效形式是什么其基本尺寸（即螺桿直徑及螺母高度）通常是根據(jù)什么條件確定的5-19滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)與滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)相比較，有何優(yōu)缺點(diǎn)三、設(shè)計(jì)計(jì)算題5-20如圖所示，兩根梁用8個(gè)4.6級(jí)普通螺栓與兩塊鋼蓋板相聯(lián)接梁受到的拉力F=28kN，摩擦系數(shù)f=0.2,控制預(yù)緊力，試確定所需螺栓的直徑。解：已知螺栓數(shù)目z=8，接合面數(shù)i=2，取防滑系數(shù)K=1.2,則螺栓所需預(yù)緊力F0為F02查主教材中的表5-8，得oS=240MPa,查表5-10，取安全系數(shù)S=1.3,則[o]=oS/S=240MPa/1.3=184.6MPa，所需螺栓的直徑dl$KF1.228000N10500Nfzi0.28241.3F0取整后得螺栓尺寸d=10mm，螺紋為M10。注：解中有兩處錯(cuò)誤，請(qǐng)指出錯(cuò)處并說明原因。5-21圖示為一氣缸蓋螺栓組聯(lián)接。已知?dú)飧變?nèi)的工作壓力p在0?1.5MPa間變化，缸蓋與缸體均為鋼制，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。為保證氣密性要求，試選擇螺栓材料，并確定螺栓數(shù)目和尺寸。-4-41.3105009.7mml84.65-22受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，被聯(lián)接鋼板間采用橡膠墊片。已知預(yù)緊力F0=1500N，當(dāng)軸向工作載荷F=1000N時(shí)，求螺栓所受的總拉力及被聯(lián)接件之間的殘余預(yù)緊力。5-23圖示凸緣聯(lián)軸器(GB/T5843-1986)的型號(hào)為YLDl0,允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T=630N2m,兩半聯(lián)軸器采用4個(gè)M12的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，螺栓規(guī)格為M12~60(GB/T27-1988)，螺栓的性能等級(jí)為8.8級(jí)，聯(lián)軸器材料為HT200，試校核其聯(lián)接強(qiáng)度。題5-23圖題5-24圖5-24鉸制孔用螺栓組聯(lián)接的三種方案如圖所示。已知L=300mm，a=60mm，試求螺栓組聯(lián)接的三個(gè)方案中，受力最大的螺栓所受的力各為多少哪個(gè)方案較好5-25如圖所示的底板螺栓組聯(lián)接受外力Fe的作用。外力Fe作用在包含某軸并垂直于底板接合面的平面內(nèi)。試分析底板螺栓組的受力情況，并判斷哪個(gè)螺栓受力最大保證聯(lián)接安全工作的必要條件有哪些題5-25圖四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析題5-26試指出下列圖中的錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)，并畫出正確的結(jié)構(gòu)圖。a)螺釘聯(lián)接b)雙頭螺柱聯(lián)接c)鉸制孔用螺栓聯(lián)接第十一章蝸桿傳動(dòng)、選擇與填空題1在蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿頭數(shù)越少，則傳動(dòng)效率越 ，自鎖TOC\o"1-5"\h\z性越 。一般蝸桿頭數(shù)常取 。2對(duì)滑動(dòng)速度v$4m/的重要蝸桿傳動(dòng)，蝸桿的材料可選用 進(jìn)行 處理；蝸輪的材料可選用 。3對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算，其主要目的是為了防止溫升過高導(dǎo)致 。材料的力學(xué)性能下降(2)潤(rùn)滑油變質(zhì)(3)蝸桿熱變形過大(4)潤(rùn)滑條件惡化4蝸桿傳動(dòng)的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv隨齒面相對(duì)滑動(dòng)速度的增大而 。(1)增大(2)不變(3)減小5蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度v〈5m/時(shí)采用 潤(rùn)滑；v>10m/時(shí)應(yīng)采用 潤(rùn)滑。二、分析與思考題6蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比有何特點(diǎn)常用于什么場(chǎng)合7與普通圓柱蝸桿傳動(dòng)相比，圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐蝸桿傳動(dòng)各有何特點(diǎn)各適用于什么場(chǎng)合11-8普通圓柱蝸桿主要有哪幾種類型其中哪幾種蝸桿不便于磨削，精度較低9在車床上用直線刀刃加工蝸桿，什么情況下用單刀什么情況下用雙刀為什么11-10在普通圓柱蝸桿傳動(dòng)中，為什么將蝸桿的分度圓直徑規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值11采用變位蝸桿傳動(dòng)的目的是什么變位蝸桿傳動(dòng)與變位齒輪傳動(dòng)相比有何特點(diǎn)11-12影響蝸桿傳動(dòng)效率的主要因素有哪些為什么傳遞大功率時(shí)很少用普通圓柱蝸桿傳動(dòng)13蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力，有的與相對(duì)滑動(dòng)速度大小有關(guān)，而與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)無關(guān)，有的則相反，試說明其原因。14對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，下面三式有無錯(cuò)誤為什么(I)i=sl/s2二nl/n2二z2/zl二d2/dl；(2)a=(dl+d2)/2二m(zl+z2)/2；(3)Ft2=2T2/d2=2Tli/d2=2Tl/dl=Ftl15圖示蝸桿傳動(dòng)均是以蝸桿為主動(dòng)件。試在圖上標(biāo)出蝸輪(或蝸桿)的轉(zhuǎn)向，蝸輪齒的螺旋線方向，蝸桿、蝸輪所受各分力的方向。a)b)題11-15圖16蝸桿傳動(dòng)中為何常以蝸桿為主動(dòng)件蝸輪能否作為主動(dòng)件為什么17圖示為簡(jiǎn)單手動(dòng)起重裝置。若按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，提升重物G,試確定：(1)蝸桿和蝸輪齒的旋向；蝸輪所受作用力的方向(畫出)；-16-當(dāng)提升重物或降下重物時(shí),蝸輪齒面是單側(cè)受載還是雙側(cè)受載題11-17圖18在動(dòng)力蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪的齒數(shù)在什么范圍內(nèi)選取齒數(shù)過多或過少有何不利11-19選擇蝸桿、蝸輪材料的原則是什么11-20蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)中為何特別重視發(fā)熱問題如何進(jìn)行熱平衡計(jì)算常用的散熱措施有哪些11-21為什么蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行蝸桿的剛度計(jì)算對(duì)于常用的兩端支承蝸桿軸如何進(jìn)行剛度計(jì)算11-22為什么普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的承載能力主要取決于蝸輪輪齒的強(qiáng)度，用碳鋼或合金鋼制造蝸輪有何不利三、設(shè)計(jì)計(jì)算題11-23圖示為某起重設(shè)備的減速裝置。已知各輪齒數(shù)z1=z2=20,z3=60,z4=2,z5=40,輪1轉(zhuǎn)向如圖所示，卷筒直徑D=136mm。試求：此時(shí)重物是上升還是下降設(shè)系統(tǒng)效率n=0.68，為使重物上升，施加在輪1上的驅(qū)動(dòng)力矩T1=10N2m,問重物的重量是多少題11-23圖題11-24圖11-24蝸輪滑車如圖所示，起重量F=10kN,蝸桿為雙頭，模數(shù)m=6.3mm，分度圓直徑dl=63mm，蝸輪齒數(shù)z2=40,卷簡(jiǎn)直徑D=148mm，蝸桿傳動(dòng)的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.1，軸承、濺油和鏈傳動(dòng)的功率損失為8%,工人加在鏈上的作用力F'=200N。試求鏈輪直徑D',并驗(yàn)算蝸桿傳動(dòng)是否自鎖。11-25試設(shè)計(jì)輕紡機(jī)械中的一單級(jí)蝸桿減速器，傳遞功率P1=8.5kW，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，nl=1460r/min,傳動(dòng)比i=20，載荷平穩(wěn)，單向工作，長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑情況良好，工作壽命Lh=15000h。11-26已知一蝸桿傳動(dòng)，蝸桿為主動(dòng)，轉(zhuǎn)速nl=1440r/min，蝸桿頭數(shù)zl=2，模數(shù)m=4mm，蝸桿直徑系數(shù)q=10，蝸桿材料為鋼，齒面硬度大于45HRC,磨削，蝸輪材料為鑄錫青銅，求該傳動(dòng)的嚙合效率。-1711-27設(shè)計(jì)用于帶式輸送機(jī)的普通圓柱蝸桿減速器，傳遞功率Pl=7.5kW，蝸桿轉(zhuǎn)速nl=970r/min，傳動(dòng)比i=18，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)。蝸桿材料為20Cr鋼，滲碳淬火，硬度大于58HRC。蝸輪材料為ZCuSnl0Pl，金屬模鑄造。蝸桿減速器每日工作8小時(shí)，工作壽命為7年（每年250個(gè)工作日）。四、傳動(dòng)篇綜合題11-28在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中，件1、5為蝸桿，件2、6為蝸輪，件3、4為斜齒圓柱齒輪，件7、8為直齒圓錐齒輪。已知蝸桿1為主動(dòng)，要求輸出齒輪8的回轉(zhuǎn)方向如圖所示。試確定：⑴各軸的回轉(zhuǎn)方向（畫在圖上）；（2）考慮I、II、III軸上所受軸向力能抵消一部分，定出各輪的螺旋線方向（畫在圖上）；（3）畫出各輪的軸向分力的方向。題11-28圖題11-29圖11-29圖示為三級(jí)減速裝置傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，要求總傳動(dòng)比i=50，這樣布置是否合理為什么試畫出合理的傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖（不采用蝸桿傳動(dòng)）。第十二章滑動(dòng)軸承一、選擇與填空題1寬徑比B/d是設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承時(shí)首先要確定的重要參數(shù)之一，通常取B/d二 。(1)1?10(2)0.1?1(3)0.3?1.5(4)3?512-2軸承合金通常用于做滑動(dòng)軸承的 。(1)軸套(2)軸承襯(3)含油軸瓦(4)軸承座3在不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)中，限制p值的主要目的是 ;限制pv值的主要目的是 4徑向滑動(dòng)軸承的偏心距e隨著載荷增大而 ;隨著轉(zhuǎn)速增高而 。5 不是靜壓滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)。(1)起動(dòng)力矩小(2)對(duì)軸承材料要求高(3)供油系統(tǒng)復(fù)雜(4)高、低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能均好二、分析與思考題6試分別從摩擦狀態(tài)、油膜形成的原理以及潤(rùn)滑介質(zhì)幾方面對(duì)滑動(dòng)軸承進(jìn)行分類。12-7為什么滑動(dòng)軸承要分成軸承座和軸瓦，有時(shí)又在軸瓦上敷上一層軸承襯12-8在滑動(dòng)軸承上開設(shè)油孔和油槽時(shí)應(yīng)注意哪些問題9一般軸承的寬徑比在什么范圍內(nèi)為什么寬徑比不宜過大或過小10提高液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和油膜剛度是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的重-18-要問題，其具體措施有哪些11采用扇形塊可傾軸瓦時(shí)，可傾軸瓦的支承點(diǎn)與軸的旋轉(zhuǎn)方向有何關(guān)系軸是否允許正反轉(zhuǎn)12滑動(dòng)軸承常見的失效形式有哪些13對(duì)滑動(dòng)軸承材料的性能有哪幾方面的要求14對(duì)滑動(dòng)軸承材料的基本要求之一是耐磨，而表面淬硬的鋼材是很耐磨的，試問是否可用表面淬硬的鋼制軸頸和鋼制軸瓦配對(duì)，以達(dá)到耐磨的要求12T5在設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承時(shí)，相對(duì)間隙V的選取與速度和載荷的大小有何關(guān)系12-16某離心泵用徑向滑動(dòng)軸承，軸頸表面圓周速度v=2.5m/，工作壓力P=3?4MPa，設(shè)計(jì)中擬采用整體式軸瓦（不加軸承襯），試選擇一種合適的軸承材料。17驗(yàn)算滑動(dòng)軸承的壓力p、速度v和壓力與速度的乘積pv，是不完全液體潤(rùn)滑軸承設(shè)計(jì)中的內(nèi)容，對(duì)液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承是否需要進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算為什么18試分析液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承和不完全液體潤(rùn)滑軸承的區(qū)別，并討論它們各自適用的場(chǎng)合。19不完全液體潤(rùn)滑軸承與液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則有何不同12-20試說明液體動(dòng)壓油膜形成的必要條件。21對(duì)已設(shè)計(jì)好的液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，試分析在僅改動(dòng)下列參數(shù)之一時(shí)，將如何影響該軸承的承載能力。(1)轉(zhuǎn)速由n=500r/min改為n=700r/min；(2)寬徑比B/d由1.0改為0.8；(3)潤(rùn)滑油由采用46號(hào)全損耗系統(tǒng)用油改為68號(hào)全損耗系統(tǒng)用油；軸承孔表面粗糙度由Rz=6.3um改為Rz=3.2um。12-22在設(shè)計(jì)液體潤(rùn)滑軸承時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一后，可考慮采取什么改進(jìn)措施(對(duì)每種情況提出兩種改進(jìn)措施)當(dāng)hmin當(dāng)條件p12-23液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承承載能力驗(yàn)算合格的基本依據(jù)是什么12-24滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑的目的是什么(分別從液體潤(rùn)滑和不完全液體潤(rùn)滑兩類軸承分析)12-25滑動(dòng)軸承常用的潤(rùn)滑劑種類有哪些選用時(shí)應(yīng)考慮哪些因素三、設(shè)計(jì)計(jì)算題12-26起重機(jī)卷筒軸采用兩個(gè)不完全液體潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承支承，已知每個(gè)軸承上的徑向載荷F=100kN,軸頸直徑d=90mm，轉(zhuǎn)速v=90r/min。擬采用整體式軸瓦，試設(shè)計(jì)此軸承，并選擇潤(rùn)滑劑牌號(hào)。12-27有一不完全液體潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，軸頸直徑d=200mm，軸承寬度B=250mm，軸承材料選用ZCuAll0Fe3，當(dāng)軸轉(zhuǎn)速為60r/min、100r/min、500r/min時(shí)，軸承允許的最大徑向載荷各為多少12-28一液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，承受徑向載荷F=70kN，轉(zhuǎn)速n=1500r/min，軸頸直徑d=200mm，寬徑比B/d=0.8，相對(duì)間隙2=0.0015,包角a=180°，采用32號(hào)全損耗系統(tǒng)用油(無壓供油)，假設(shè)軸承中平均油溫tm=50°C，油的粘度n=0.018Pa2,求最小油膜厚度hmin。29某汽輪機(jī)用動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，軸承直徑d=80mm，轉(zhuǎn)速n=1000r/min,軸承上的徑向載荷F=10kN，載荷平穩(wěn)，試確定軸瓦材料、軸承寬度B、潤(rùn)滑油牌號(hào)、流量、最小油膜厚度、軸與孔的配合公差及表面粗糙度，并進(jìn)行軸承熱平衡計(jì)算。-19-第十三章滾動(dòng)軸承一、選擇與填空題1說明下列型號(hào)滾動(dòng)軸承的類型、內(nèi)徑、公差等級(jí)、直徑系列和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：6306、51316、N316/P6、30306、6306/P5、30206，并指出其中具有下列特征的軸承：(1)徑向承載能力最高和最低的軸承分別是 和 TOC\o"1-5"\h\z(2)軸向承載能力最高和最低的軸承分別是 和 ；(3)極限轉(zhuǎn)速最高和最低的軸承分別是 和 ；(4)公差等級(jí)最高的軸承是 ；承受軸向徑向聯(lián)合載荷的能力最高的軸承是 。2若一滾動(dòng)軸承的基本額定壽命為537000轉(zhuǎn)，則該軸承所受的當(dāng)量動(dòng)載荷 基本額定動(dòng)載荷。(1)大于(2)等于(3)小于3在保證軸承工作能力的條件下，調(diào)心軸承內(nèi)、外圈軸線間可傾斜的最大角度為 ，而深溝球軸承內(nèi)、外圈軸線間可傾斜的最大角度為 。(1)3，?4，(2)8，?16，(3)1°?2°(4)2°?3°4滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑和外徑的公差帶均為 ，而且統(tǒng)一采用上偏差為 ，下偏差為 的分布。13-5采用滾動(dòng)軸承軸向預(yù)緊措施的主要目的是 。(1)提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度(2)提高軸承的承載能力(3)降低軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲(4)提高軸承的使用壽命6各類滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式，通?？筛鶕?jù)軸承的 來選擇。(1)轉(zhuǎn)速n(2)當(dāng)量動(dòng)載荷P⑶軸頸圓周速度v(4)內(nèi)徑與轉(zhuǎn)速的乘積dn13-7若滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑，則其裝脂量一般為軸承內(nèi)部空間容積的二、分析與思考題8滾動(dòng)軸承共分幾大類型寫出它們的類型代號(hào)及名稱，并說明各類軸承能承受何種載荷(徑向或軸向)。9為什么30000型和70000型軸承常成對(duì)使用成對(duì)使用時(shí)，什么叫正裝及反裝什么叫“面對(duì)面”及“背靠背”安裝試比較正裝與反裝的特點(diǎn)。10滾動(dòng)軸承的壽命與基本額定壽命有何區(qū)別按公式L=(C/P)計(jì)算出的L是什么含義11滾動(dòng)軸承基本額定動(dòng)載荷C的含義是什么當(dāng)滾動(dòng)軸承上作用的當(dāng)量動(dòng)載荷不超過C值時(shí)，軸承是否就不會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕破壞為什么12對(duì)于同一型號(hào)的滾動(dòng)軸承，在某一工況條件下的基本額定壽命為L(zhǎng)。若其它條件不變，僅將軸承所受的當(dāng)量動(dòng)載荷增加一倍，軸承的基本額定壽命將為多少￡13滾動(dòng)軸承常見的失效形式有哪些公式L=(C/P)是針對(duì)哪種失效形式建立起來的14你所學(xué)過的滾動(dòng)軸承中，哪幾類滾動(dòng)軸承是內(nèi)、外圈可分離的15什么類型的滾動(dòng)軸承在安裝時(shí)要調(diào)整軸承游隙常用哪些方法調(diào)整軸承游隙13-16滾動(dòng)軸承支承的軸系，其軸向固定的典型結(jié)構(gòu)形式有三類：(1)兩支點(diǎn)各單向固定；(2)一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)；(3)兩支點(diǎn)游動(dòng)。試問這三種類型各適用于什么場(chǎng)合17一高速旋轉(zhuǎn)、傳遞較大功率且支承跨距較大的蝸桿軸，采用一對(duì)正裝的圓錐滾子軸承作為支承，是否合適為什么18滾動(dòng)軸承的回轉(zhuǎn)套圈和不回轉(zhuǎn)套圈與軸或機(jī)座裝配時(shí)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(biāo)準(zhǔn)中相同配合有何不同13-19在圓錐齒輪傳動(dòng)中，小圓錐齒輪的軸常支承在套杯里，采用這種結(jié)構(gòu)形式有何-20-件圖進(jìn)行成品的檢驗(yàn)和驗(yàn)收。因此，一張完整的零件圖應(yīng)滿足以下要求：(1)清楚而正確地表達(dá)出零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀；(2)標(biāo)出零件各部位的尺寸及其精度；(3)標(biāo)出零件各部位必要的形狀位置公差；(4)標(biāo)出零件各表面的粗糙度；(5)注明對(duì)零件的其它技術(shù)要求，例如圓角半徑、倒角尺寸及傳動(dòng)件的主要參數(shù)等，對(duì)于齒輪還應(yīng)列出其主要幾何參數(shù)、精度等級(jí)及檢驗(yàn)項(xiàng)目等；填寫清楚零件圖標(biāo)題欄。三、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1.選擇電動(dòng)機(jī)，分配傳動(dòng)比，計(jì)算傳動(dòng)參數(shù)。2.V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算或(和)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算。3．畫小帶輪零件圖或(和)大齒輪零件圖。作業(yè)三軸系組件設(shè)計(jì)一、任務(wù)書題目1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)輸出軸的軸系組件設(shè)計(jì)(圖5)1．原始數(shù)據(jù)題12號(hào)參數(shù)輸出軸轉(zhuǎn)速n2/(r/min)輸出軸功率P/kW齒輪齒數(shù)z齒輪模數(shù)mn/mm齒輪齒寬b/mma/mm(見圖5)c/mm(見圖5)齒輪螺旋角B(右旋)/(°)1372.510138014.25801001452.710738014.258010031533.011338014.258010041653.212038014.2580100注：滾動(dòng)軸承壽命為10000h,工作溫度小于120°C，有輕微沖擊。圖5斜齒圓柱齒輪軸系結(jié)構(gòu)2．工作量(1)輸出軸的軸系組件裝配圖一張。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，主要內(nèi)容包括：輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸承類型選擇和壽命計(jì)算，以及其它必要的計(jì)算。-31-題目2圓錐齒輪傳動(dòng)輸入軸的軸系組件設(shè)計(jì)(圖6)1．原始數(shù)據(jù)題號(hào)12參數(shù)輸入軸轉(zhuǎn)速nl/(r/min)輸入軸功率P/kW小圓錐齒輪齒數(shù)z1齒輪模數(shù)m/mm小圓錐齒輪分度圓錐角6l/(°)9602.523318.4310050809603.025318.43100508039603.527318.43100508049604.028318.431005080a/mm(見圖6)b/mm(見圖6)c/mm(見圖6)注：滾動(dòng)軸承壽命為10000h,工作溫度小于120°C，有輕微沖擊。圖6圓錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)2．工作量輸入軸的軸系組件裝配圖一張。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，主要內(nèi)容包括：輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸承類型選擇和壽命計(jì)算，以及其它必要的計(jì)算。二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)1．軸和齒輪的結(jié)構(gòu)軸和齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考主教材中的有關(guān)章節(jié)。對(duì)于小圓錐齒輪，當(dāng)齒根圓與軸徑接近時(shí)，可將齒輪與軸制成一體，但要注意齒輪圖7小圓錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)軸的裝拆問題。軸承正裝的小圓錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)如圖7所示。圖a是齒輪軸結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)當(dāng)齒輪外徑比套杯孔大時(shí)，軸承和套筒是在套杯內(nèi)進(jìn)行安裝，很不方便。因此，如果用正裝結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)小圓錐齒輪外徑比套杯孔小時(shí)，才能采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，這時(shí)可在套杯外先將軸承和套筒裝在齒輪軸上后，一起裝入套杯。圖b是齒輪與軸分開的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)軸承安裝方便。軸承反裝的小圓錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)由于裝配和調(diào)整都-32-比較麻煩，因此本作業(yè)要求采用正裝結(jié)構(gòu)。2．滾動(dòng)軸承的組合、固定和調(diào)整對(duì)于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和圓錐齒輪傳動(dòng)，軸上受到徑向力和軸向力，因此，需采用向心推力軸承，支承方式通常為兩支承各單向固定結(jié)構(gòu)。滾動(dòng)軸承支承的結(jié)構(gòu)形式參考主教材。滾動(dòng)軸承的外圈以及軸系的軸向固定采用軸承端蓋。軸承端蓋有凸緣式和嵌入式兩種，本作業(yè)要求采用凸緣式端蓋，其結(jié)構(gòu)尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。向心推力軸承是可調(diào)間隙軸承，在安裝時(shí)，其間隙可通過在軸承端蓋與箱體間加裝調(diào)整墊片組進(jìn)行調(diào)整（參看圖5）。調(diào)整墊片由多片厚度不同（例如0.1mm、0.2mm和0.5mm）的軟鋼（08F）片或黃銅片組成，使用時(shí)可根據(jù)需要組成合適的厚度。為了保證圓錐齒輪的正確嚙合，裝配時(shí)兩齒輪的錐頂必須重合，因此要調(diào)整大、小齒輪的軸向位置。對(duì)于懸臂安裝的小圓錐齒輪軸系，為了便于調(diào)整，小圓錐齒輪軸通常放在套杯里，在套杯凸緣端面與箱體之間，用加減調(diào)整墊片（參看圖6）的辦法來調(diào)整小圓錐齒輪的軸向位置。3．滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封減速器中的滾動(dòng)軸承可以采用脂潤(rùn)滑，也可以采用油潤(rùn)滑，這與齒輪的圓周速度和箱體結(jié)構(gòu)有關(guān)。本作業(yè)要求采用脂潤(rùn)滑。為了防止箱內(nèi)的潤(rùn)滑油濺人軸承室而稀釋或帶走潤(rùn)滑脂，需在軸承室內(nèi)側(cè)加裝封油環(huán)（圖8）軸伸出端的密封是為了防止?jié)L動(dòng)軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油（脂）漏出或外界雜質(zhì)侵入軸承室。常用的密封形式如圖9。設(shè)計(jì)時(shí)可參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。圖8封油環(huán)密封裝置a）氈圈密封b）旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈密封c）油溝槽密封圖9常用密封形式三、設(shè)計(jì)步驟1．根據(jù)設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，計(jì)算作用在齒輪上的力。2．按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初步估算軸徑。3．根據(jù)軸上零件的安裝、定位和調(diào)整要求進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4．畫軸的受力分析圖，進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。5．計(jì)算軸承所受的力，并驗(yàn)算軸承的壽命。6．完成軸系組件裝配圖，標(biāo)注主要尺寸和配合尺寸，引出零件號(hào)，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)欄。-33-機(jī)械設(shè)計(jì)自測(cè)試題I一、是非題和選擇題［是非題在括號(hào)內(nèi)填V（正確）或填3（不正確），選擇題在空格處填相應(yīng)的答案號(hào)］IT選用普通平鍵時(shí)，鍵的截面尺寸b3h和鍵長(zhǎng)L都是根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算確定的。()I-2圓柱齒輪結(jié)構(gòu)形式和毛坯獲取方法的選擇都與齒輪的外徑大小有關(guān)。()I-3圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑d=6mm,旋繞比C=5，則它的內(nèi)徑Dl=30mm。()I-4V帶橫截面中兩工作面之間的夾角為40°，所以帶輪槽角也是40°。()I-5變應(yīng)力是由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生。()I-6在承受橫向載荷的普通緊螺栓聯(lián)接中，螺栓桿 作用。(1)受切應(yīng)力(2)受拉應(yīng)力(3)受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和拉應(yīng)力(4)既可能只受切應(yīng)力又可能只受拉應(yīng)力I-7在下列四種向心滾動(dòng)軸承中， 型除可以承受徑向載荷外，還能承受不大的雙向軸向載荷。(1)60000(2)N0000(3)NA0000(4)500001-8在載荷比較平穩(wěn)，沖擊不大，但兩軸軸線具有一定程度的相對(duì)偏移的情況下，兩軸間通常宜選 聯(lián)軸器。(1)剛性(2)無彈性元件的撓性(3)有彈性元件的撓性(4)安全I(xiàn)-9采取 的措