機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)題

機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)題

習(xí)題一

1.一部機(jī)器一般由幾部分組成？機(jī)械設(shè)計(jì)課以研究哪一部分為主？

2.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序是什么？3.機(jī)械零件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足哪些

基本準(zhǔn)則？

（P4-8五點(diǎn)）（P13-14五點(diǎn)）

⑴強(qiáng)度準(zhǔn)則

⑴計(jì)劃階段

⑵剛度準(zhǔn)則⑵方案設(shè)計(jì)階段

⑶壽命準(zhǔn)則⑶技術(shù)設(shè)計(jì)階段

⑷振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則⑷技術(shù)文件編制階段

⑸可靠性準(zhǔn)則⑸改進(jìn)設(shè)計(jì)階段

4.影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有哪些？原因是什么？

4）零件材料與加工工藝、材料本身的疲勞強(qiáng)度及加工工藝可提高疲

勞強(qiáng)度

5、r=-l變應(yīng)力，

r=0變應(yīng)力，

r=l時(shí)稱為r=變應(yīng)力。

1、機(jī)械是機(jī)器與構(gòu)件的總稱

2、靜載荷---脆性材料

有沖擊一一塑性材料

3、

強(qiáng)制性國(guó)標(biāo)：GBXXXX

推薦性國(guó)標(biāo):GB/TXXXX

習(xí)題二

一、簡(jiǎn)答題

1、普通三角形螺紋聯(lián)接有什么特點(diǎn)?P62

答：牙型為等邊三角形，牙型角a=60°,內(nèi)外螺紋旋合后留有徑向間

隙。外螺紋牙根允許

有較大的圓角，以減小應(yīng)力集中。同一公稱直徑按螺距大小，分為粗

牙和細(xì)牙。細(xì)牙螺紋的

牙型與粗牙相似，但螺距小，升角小，自鎖性較好，強(qiáng)度高，因牙細(xì)

不耐磨，容易滑扣。

2、螺栓聯(lián)接有何特點(diǎn)?P65

螺栓連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是被連接件上的通孔和螺栓桿間留有間隙，通孔

的加工精度要求低，結(jié)

構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，使用時(shí)不受被連接件材料的限制。

3、螺紋聯(lián)接的類型有哪些？P64-65（4點(diǎn)）

1）螺栓連接

（2）雙頭螺柱連接

（3）螺釘連接

4）緊定螺釘連接

4、為什么螺紋聯(lián)接要采用防松措施?P70

因?yàn)楫?dāng)螺紋連接一旦出現(xiàn)松落，輕者會(huì)影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，重者會(huì)

造成嚴(yán)重的事故，則螺

紋連接采用防松措施則可以保證連接安全可靠，防止連接脫落。

5、螺紋聯(lián)接靠摩擦力防松的措施有哪些？6、螺紋聯(lián)接用機(jī)械元件防

松的措施有哪些？

6、P71（3點(diǎn)）

P71（3點(diǎn)）

對(duì)頂螺母開(kāi)口銷與六角開(kāi)槽螺母

使用彈簧墊圈使用止動(dòng)墊圈

自鎖螺母串聯(lián)鋼絲

?8、極限應(yīng)力線圖有何用處？

點(diǎn)）P24

傳力螺旋確定零件材料的破壞形式；

傳導(dǎo)螺旋確定零件材料的極限應(yīng)力

調(diào)整螺旋計(jì)算零件的安全系數(shù)。

3.如何提高機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度？P32（4點(diǎn)）

影響因素：應(yīng)力集中、絕對(duì)尺寸、表面狀態(tài)

⑴盡可能降低零件上的應(yīng)力集中

⑵選用疲勞強(qiáng)度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強(qiáng)度的熱處理及

強(qiáng)化工藝

⑶提高零件表面加工質(zhì)量

⑷盡可能減小或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋尺寸。

10、提高接觸疲勞強(qiáng)度的措施

）控制最大接觸應(yīng)力

）提高接觸表面硬度，改善表面加工質(zhì)量

）增大接觸面綜合曲率半徑

）改外接觸為內(nèi)接觸，點(diǎn)接觸一線接觸

5）采用高粘度潤(rùn)滑油

二、計(jì)算題

1、某零件用45Mn2制造，材料的力學(xué)性能為：？B=900MPa,?S=

750MPa,??1=410MPa,問(wèn)該零件受脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力作用時(shí)，其極限應(yīng)

力？0C??=0.25,k?=l,??=0,85,?=0.8。為多少？

解：綜合影響系數(shù)：K

??

k?

?

10.8570.8

?1.47

???

因?yàn)?，脈動(dòng)循環(huán)時(shí)?a??m,和直線A?E?方程聯(lián)立，

可求得M點(diǎn)的坐標(biāo)。即：

?

??

?1

?a????O?m?K??O

?a??O?m

??0

?a??0?m?238.37MPa代入已知數(shù)據(jù):解得：?0

則：零件受脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力作用時(shí);其極限應(yīng)力為

?m??0?a?2?238.37?476.74MPao?0C??0

2、如題3-51圖所示，用6個(gè)M16的普通螺栓聯(lián)接的鋼制液壓油缸,

螺栓性能為8.8級(jí)，

2

?21.5F,求預(yù)安全系數(shù)S=3,缸內(nèi)油壓p=2.5N/mm,為保證緊密性

要求，剩余預(yù)緊力QP

緊力QP的取值范圍。（端蓋與油缸結(jié)合面處采用金屬墊片）

液壓油缸蓋所受的總載荷：F??p?單個(gè)螺栓工作載荷：F?查得螺栓的

相對(duì)剛度，最小預(yù)緊力：

?CL

???l?Qp?QP

?CL?CF?

?

?F?1.5F?0.7F?1.5?4710?0.7?4710?10362N??

2

?D

4

2

?2.5?

3.147120

4

2

?28260N

F?ZCL

?

282606

?4710N

CL?CF

?0.2~0.3,取

CLCL7CF

?0.3

已知螺栓性能等級(jí)為8.8級(jí)，則?s?640Nmm[?]?

?

S

o螺栓材料的許用應(yīng)力為：

S

?

6403

?213Nmm

2

1.3Q

查得M16螺栓的小徑dl?13.835mm,代入強(qiáng)度條件:

?dl[?]

4?1.3

2

2

?

4

國(guó)?]

dl

2

得螺栓許用總拉力：Q?

?

3.14713.835

4?1.3

?213

724619N

則最大預(yù)緊力：Qp?Q?

CLCL7CF

F?24619?0.3?4710?23206N

綜上，預(yù)緊力的取值范圍：10362WQpW23206N習(xí)題三

一、選擇題

1.平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的A。A.兩個(gè)側(cè)面C.兩個(gè)端

面

B.上下兩面D.側(cè)面和上下面

2.一般普通平鍵聯(lián)接的主要失效形式是BoA.剪斷C.膠

合

B.磨損D.壓潰

3.設(shè)計(jì)普通平鍵聯(lián)接時(shí)，根據(jù)D來(lái)選擇鍵的長(zhǎng)度尺寸。

A.傳遞的轉(zhuǎn)矩C.軸的直徑

B.傳遞的功率D.輪轂長(zhǎng)度

4.設(shè)計(jì)普通平鍵聯(lián)接時(shí)-，根據(jù)C來(lái)選擇鍵的截面尺寸_A.傳

遞的力矩C.軸的直徑

B.傳遞的功率D.輪轂長(zhǎng)度

5.當(dāng)采用一個(gè)平鍵不能滿足強(qiáng)度要求時(shí)，可采用兩個(gè)錯(cuò)開(kāi)

D布置。A.90°

B.120°D.180°

C.150°

二、簡(jiǎn)答題

1.普通平鍵有那些失效形式？主要失效形式是什么？怎樣進(jìn)行強(qiáng)度

校核？如經(jīng)校核判斷強(qiáng)度不足時(shí)，可采取哪些措施？

普通平鍵的的失效形式有工作面被壓潰，個(gè)別情況會(huì)出現(xiàn)鍵被剪斷。

主要失效形式是工作面被壓潰。進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)校核擠壓強(qiáng)度和剪切

強(qiáng)度。如經(jīng)校核判斷強(qiáng)度不足時(shí)，可在同一連接處錯(cuò)開(kāi)180°布置兩個(gè)平

鍵，強(qiáng)度按1.5個(gè)計(jì)算。

2.平鍵和楔鍵聯(lián)接在工作原理上有什么不同？P103-104

平鍵連接：鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)

傳遞轉(zhuǎn)矩。楔鍵連接：鍵的上下兩面是工作面，工作時(shí)，靠鍵的楔

緊作用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。3.簡(jiǎn)述疲勞破壞及其特點(diǎn)

疲勞破壞指的是零件在交變應(yīng)力下的損壞，其特點(diǎn)為：

1、斷裂時(shí)并無(wú)明顯的宏觀塑性變形，斷裂前沒(méi)有明顯的預(yù)兆，而是

突然地破壞。2、引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，常常低于靜載荷時(shí)的屈服強(qiáng)

度

3、疲勞破壞能清楚的顯示出裂紋的發(fā)生、擴(kuò)展和最后的斷裂這三個(gè)

組成部分。

習(xí)題四

1.為什么普通車(chē)床的第一級(jí)傳動(dòng)采用帶傳動(dòng)，而主軸與絲杠之間的

傳動(dòng)鏈中不能采用帶傳動(dòng)？

因?yàn)閹鲃?dòng)適用于中心距較大傳動(dòng)，且具有緩沖、吸振及過(guò)載打滑的

特點(diǎn)，能保護(hù)其他傳動(dòng)件，電動(dòng)機(jī)和機(jī)床1軸之間的距離很遠(yuǎn)，適合普通

機(jī)床的第一級(jí)傳動(dòng)要求；不適合使用齒輪傳動(dòng)，而且當(dāng)負(fù)荷超載時(shí)，皮帶

會(huì)打滑，可以保護(hù)其他傳動(dòng)零件。這是采用皮帶傳動(dòng)的主要目的。而從1

軸到絲杠之間采用齒輪傳動(dòng)，可以精確的保證傳動(dòng)比，而皮帶傳動(dòng)不能保

證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，這對(duì)于車(chē)床很重要。而且齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)緊湊，可以在

比較小的空間內(nèi)合理安排，因此可以減小機(jī)床的體積，并且可以實(shí)現(xiàn)方便

的變速。雖然齒輪傳動(dòng)不能夠打滑保護(hù)零件，但為了機(jī)床的安全，會(huì)在整

個(gè)的傳動(dòng)鏈中加入過(guò)載保護(hù)裝置，比如摩擦片離合器，過(guò)載保護(hù)器，超越

離合器等。

3.鏈傳動(dòng)的主要工作特點(diǎn)？P165

答：1、工作原理：通過(guò)鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)

動(dòng)

2、組成：主、從動(dòng)鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)和張緊裝置等。

3、特點(diǎn)：

（1）與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較

高，且作用與軸上的徑向壓力較小，且鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為

緊湊，能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作

（2）與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，于遠(yuǎn)距

離傳動(dòng)時(shí)，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)更輕便。

優(yōu)點(diǎn)：①平均速比準(zhǔn)確，無(wú)滑動(dòng)②張緊力小，軸上壓力?、蹅鲃?dòng)效

率高④承載能力高⑤可傳遞遠(yuǎn)距離傳動(dòng)⑥可在高溫，多灰塵環(huán)境下工作⑦

成本低。缺點(diǎn)：①瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定②傳動(dòng)不平穩(wěn)③傳動(dòng)時(shí)有噪音、

沖擊，不適合于高速傳動(dòng)④對(duì)安裝精度要求較高。⑤只能用于平行軸間

傳動(dòng)

4.如圖所示鏈傳動(dòng)的布置形式，小鏈輪為主動(dòng)輪，中心距a=（30~50）p,

它在圖a、b所示布置中應(yīng)按哪個(gè)方向回轉(zhuǎn)才算合理？?jī)奢喚€布置在同一

鉛垂面內(nèi)有什么缺點(diǎn)？應(yīng)采取什么措施？

解圖（a）,（b）所示布置中鏈輪按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)合理。

兩輪軸線機(jī)具置在同王鉛垂面內(nèi)下垂量增大，下鏈輪的有效嚙合齒數(shù)

減少，降低了傳動(dòng)能力。應(yīng)采?。?、調(diào)整中心距；2、加張緊輪；3、兩

輪偏置等措施。

機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題5

一、分析計(jì)算題

1、已知：V帶傳遞的實(shí)際功率P=7.5kW,帶速v=10m/s,緊邊拉力

是松邊拉力的兩倍，試求有效圓周力Fe、緊邊拉力Fl和初拉力F0。

(1)帶的有效圓周力：

Fe?lOOOPv?l000?7.5

10N?750N

(2)帶的松邊拉力：

根據(jù)受力公式有Fl?F2?Fe,由題意有F1?2F2及Fe?750No

聯(lián)立解以上各式，得

F2?750N

(3)帶的緊邊拉力：

Fl?2F2?2?750N?1500N

(4)初拉力F0

FO?(F1?F2)/2?1125N

2、已知：V帶傳動(dòng)所傳遞的功率P=7.5kW,帶速v=10m/s,現(xiàn)測(cè)得

初拉力F0=1125N,試求緊邊拉力F1和松邊拉力F2

(1)有效圓周Fe

Fe?l000Pv?l000?7.5

10N?750N

（2）緊邊拉力Fl與松邊拉力F2：

Fl?F2?Fe?750N

（Fl?F2）/2?F0?l125N

聯(lián)解以上兩式，