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《机械设计复习题》word文档

填空题(10分)选择题(15分)看老师以前帮大家复习的就行,这里不能给复习题的简答题(自己找答案吧)(20-25分)1、花键联接和平键联接相比,有那些优缺点?2.普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接主要失效形式是什么?试写出二者的计算准则3.齿面点蚀一般发生在何部位?为什么? 防止或减小点蚀的措施有哪些?4.简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种?5、提高螺栓联接强度的措施有哪些?6、简述带传动的优点?7.滚动轴承的基本类型有哪些?8、何谓带传动的弹性滑动9、简述摩擦和润滑的种类?10、那些因素影响带传动的最大有效拉力?11、螺纹联接的常用防松方法有那些?计算题 (这个需要大家自己好好查书)(40分)1、有一钢制液压油缸,如图所示。

缸内油压3mpa,缸体内径D=160mm,螺栓分布直径D0=200mm,。

为保证气密性要求,残余预紧力取为工作载荷的 1.6倍,螺栓间弧线距离不大于100mm。

已知螺栓的许用应力为180mpa。

试计算:(1)最少的螺栓数目;(2)单个螺栓承受的总拉力;(3)螺栓小径。

1、解:(1)设螺栓弧线距离为P0,则螺栓数(2)螺栓的受力分析在压强P的作用下,螺栓联接承受轴向力在轴向力P V的作用下,各螺栓所受的轴向工作载荷为单个螺栓承受的总拉力(3)螺栓危险截面的直径(螺纹小径d1)为2、螺栓组联接的二种方案如图所示,已知外载荷R,L=300mm,a=60mm,求:(1)螺栓组在两个方案中受力最大螺栓的剪力各为多少?(剪力以R的倍数表示)(2)分析哪个方案较好,为什么?2、解:方案(a):设通过螺栓组对称中心并与接合面相垂直的轴线为回转轴线(螺栓2的轴线)。

在工作载荷R的作用下,螺栓组联接承受横向工作剪力R以及由R产生的转矩T=R·L的作用。

在转矩T的作用下,薄板在各螺栓所受的工作剪力在工作剪力R作用下,薄板在各螺栓所受的工作剪力(方向与相反)因此方案(b):设通过螺栓组对称中心O并与接合面相垂直的轴线为回转轴线。

在工作载荷R的作用下,螺栓组联接承受横向工作剪力R以及由R产生的转矩T=R·L的作用。

在转矩T的作用下,薄板在各螺栓所受的工作剪力在工作剪力R作用下,薄板在各螺栓所受的工作剪力(方向与相反)由图显然与的合力最大因此则螺栓所受最大工作剪力。

由上面分析计算可以看出:方案(b)螺栓最大工作剪力较小,而且各螺栓受力相对(a)方案较均匀,方案(b)较好。

(与同向)(与反向)(与反向)则螺栓所受最大工作剪力3、悬臂梁由四个普通螺栓联接固定于立墙上的两个夹板间,如图所示,已知载荷P=1000N,螺栓布局和相关尺寸如图示,试选择螺栓直径d注:(1)螺栓材料45钢的[ ]=360mpa;(2)板间摩擦系数f=0.15,可靠性系数Ks=1.2;(3)螺纹标准见下表;螺纹外径 d(mm) 5 6 8 10 12 14 16螺纹内径 d1(mm) 4.1344.9176.6478.37610.10611.83513.8353、解:在横向力作用下,悬臂梁不滑移的条件为则悬臂梁在y 向摩擦力预紧力也可用符号0F 表示4、某优质碳素钢的性能为:1-σ=307 MPa ,m=9,60105⨯=N 。

现用此材料制作试件进行试验,以对称循环变应力1σ=500 MPa 作用410次,2σ=400 MPa 作用510次。

试计算该试件的计算安全系数。

如以后再以3σ=350 MPa 作用于试件,还能再循环多少次才能使试件破坏? 4、解:114.152.275/30752.275)4001050010(1051119959461====⨯+⨯⨯⨯==-=∑caca mzi m i i ca S mpa n N σσσσ计算安全系数为62500(1101==-mN N )σσ mN N )2102(σσ-==470000 mN N )3103(σσ-==1550000 如要使试件破坏,则有97000031155000034700001000006250010000==++n n 5、钢制零件,其B σ=560MPa ,s σ=280 MPa ,1-σ=250 MPa 。

承受工作变应力m ax σ=155 MPa ,min σ=30 MPa 。

零件的有效应力集中系数σk =1.65,绝对尺寸系数σε=0.81,表面状态系数=β0.95,如取许用安全系数=1.5,按无限寿命校核此零件的强度。

5、解:1)计算应力幅和平均应力MPa a 5.622minmax =-=σσσ MPa m 5.922minmax =+=σσσ2)计算疲劳强度安全系数545.11=+=-ma k s σϕσβεσσασσ3)计算静强度安全系数81.1=+=ma ss σσσσ该零件的疲劳强度和静强度安全系数均大于需用安全系数[]5.1=s ,故零件强度足够。

6、一开式直齿圆柱齿轮传动,已知a=150mm,z1=23,z2=97,齿宽b2=30,b1=35,小齿轮及大齿轮均为45钢正火,许用应力[][]21F F σσ==270Mpa (已考虑是开式齿轮),[][]21H H σσ==420Mpa, 查得11Sa Fa Y Y ⨯=4.45, 22Sa Fa Y Y ⨯=3.93,εY =1,EH Z Z ⨯=475 ,εZ =1,βαK K K K K v A ==1.8,n1=1440r/min,该齿轮传动为单向运转,试求它所能传递的最大功率。

mm Z Z Z u u KT d HE H d 3211)][(*1*2σεφ±≥[]mm Y Y Y z KT m F Sa Fa d 32112σφε*≥6、解:开式传动用弯曲强度计算。

[]mm Y Y Y z KT m F Sa Fa d 32112σφε*≥ )(2121Z Z m a +=mm m 5.2)9723(1502=+÷⨯= 522.05.573012===mZ b d φ1119550000n P T = [][]27093.327045.4222111=>=F sa Fa F sa Fa Y Y Y Y σσ取27045.4代入公式321270144023522.0145.495500008.125.2⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=P KW P 965.101=派生轴向力:NY R S N Y R S 6256.12200025.1876.1260022211=⨯===⨯==轴承受到的轴向力:NS A N F S A a 6253752221===-=2、当量动载荷:e R A 625.060037511== 6.14.011==Y X e R A 3125.020*******== 0122==Y XNA Y R X P N A Y R X P 20008402222211111=+==+=寿命计算取2P 计算h Pf C f n L p t h 48708)(601026==ε 合格8、 图示由一对正装的7206AC 角接触球轴承支承的轴。

已知:径向载荷N F R 20001=,N F R 30002=, 轴向外载荷Fx =1000N ,轴承转速n=200r/min ,轴承基本额定动载荷C=22.5KN ,工作温度小于1200C ,载荷平稳;试问哪个轴承的寿命较短?128、解:F s1=0.7F R1=0.7×2000=1400N ,方向如图 F s2=0.7F R2=0.7×3000=2100N ,方向如图 F s2+F x =2100+3000=5100N> F s1 轴承1—压紧,轴承2—放松 F A1=5100N ,F A2=2100NF A2/ F R2=2100/3000=0.7=e ,X 2=1,Y 2=0 F P2=F R2=3000N F A1/F R1=5100/2000=2.55>e,X 1=0.41,Y 1=0.87F P1= X 1F R1+ Y 1F A1=0.41×2000+0.87×5100=5257N F P1>F P2轴承1寿命短。

9、一对标准直齿圆柱齿轮传动,参数见表。

试: (1) 比较哪个齿轮易点蚀;哪个齿轮易折断? (2) 齿宽系数d φ等于多少?(3) 若载荷系数3.1=K ,按齿根弯曲疲劳强度计算[]F Sa F F z bm Y Y Y KT a σσε≤⋅⋅=1212,齿轮允许传递的最大扭矩1T 等于多少?9、解:(1)因为 [][]21H H σσ>所以齿轮2相对更易点蚀。

[]Mpa Mpa Y Y Sa F Fa 4.8652.197.2390111=⨯=⋅σ[]Mpa Y Y a a S F F8.9368.135.2370222=⨯=⋅σ因为[][]222111a a a S F FSa F FY Y Y Y ⋅<⋅σσ所以齿轮1易弯曲疲劳折断。

(2) ()08.1173551=⨯==d b d φ(3)按齿轮1计算弯曲强度[]11111212F S F F z bm Y Y Y KT a a σσε≤⋅⋅=所以 []mm N Y Y Y K z m b T a a S F F⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅⋅=3.279605152.197.23.12173553902212max 1111εσ即最大扭矩T 为279605.3N ·mmN R S 6.897132068.068.011=⨯=⨯=N R S 8.2046301068.068.022=⨯=⨯=Fa S S +<21轴承1受压,轴承2放松N F S A a 8.304621=+=N S A 8.204622==2) 求解当量动载荷68.03.213208.304611>==R A N YA XR P 9.31918.304687.0132041.0111=⨯+⨯=+=e R A ===68.030108.204622 N YA XR P 301030101222=⨯=+=h Pf C f n L p t h 36)(6010⨯⨯= h L h 67.4170)9.31913.1234501.1(960601036=⨯⨯⨯= 结构改错题:请用圆圈标出错误的位置(下面是你可以参考的答案)(10-15) 如:1、联轴器轴向和周向均未固定;2、齿轮周向未固定;3、套筒轴向固定齿轮不可靠;4.联轴器与轴承盖接触5.轴与轴承盖接触;6.箱体端面的加工面积过大7.轴承盖无退刀槽8.轴承盖外端面的加工面积过大9.轴头伸出过长,增加了加工和装配长度10.缺少台阶,轴承装拆不便;11.套筒过高,轴承装拆不便;12.缺少调整垫片,无法调整轴承间隙13.整体式箱体不便装拆;14.轴与轴承盖之间缺少密封;15.缺少挡油环。

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