《机械设计》参考答案

1、机械设计A 、选择填空 1. 当被联接件之一的厚度较大，且零件需要经常拆卸的场合，应采用_c。 （a）普通螺栓联接；（b）螺钉联接；（c）双头螺柱联接；（d）紧定螺钉联接。 1 2. 用公式T -hid p验算平键联接的挤压强度时，许用挤压应力p应按d 的材料确定。 4 p 键；（b）轴；（c）轮毂；（d）键、轴、轮毂中的弱者。 3. 齿轮传动中，轮齿的齿面点蚀通常首先发生在c表面。 齿顶顶部；（b）靠近节线的齿顶；（c）靠近节线的齿根；（d）齿根根部。 4. 以Z表示齿轮的齿数，在查取齿形系数YFa时，斜齿轮按Zv = f查取；锥齿轮按 Zv = 查取。 2323 （a） Z/cos ； （

2、b） Z/cos ； （c） Z/cos ； （d ） Z/cos ； （e）Z/cos ； （f）Z/cos 5.直齿圆锥齿轮传动强度计算一般按 c的当量园柱齿轮传动进行。 大端；（b）距大端0.4b处；（c）齿宽中点处；（d）小端。 6. 两轴交错角为900的阿基米德蜗杆传动，在b上蜗杆与蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 （a） 法面；（b）端面；（c）中间平面；（d）蜗杆轴的横截面。 二、填空 1. 齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算中，齿形系数YFa主要与齿轮的齿廓形状 和 齿数 有关。 2. 角接触轴承的接触角a是指滚动体与外圈滚道接触点处的法线和半径方面之间的夹角。 3. 受剪螺栓

3、用公式Fr dh p进行挤压强度验算时，取 p的最小值作计算对象。 4. 普通平键联接工作时，键的侧面为工作面，键的上下表面为非工作面。 5. V 带传动的主要失效形式是打滑，磨损，疲劳断裂。 6. 闭式蜗杆传动的功率损耗包括传动啮合效率、轴承磨擦损耗和浸入油池中的零件搅油时的溅油损耗 三项。 7. 轴上零件的轴向定位与固定方法中能用于较大轴向力的有轴端挡圈定位、圆螺母定位（任填两项）。 三、问答题 1. 在使用条件下，单根 V带所能传递的功率P0P0 K Kl，式中 P0、K、Kl的名称是什么？为什么要引 入它们？ 答：P。-当传动不等于1时，单根V带额定功率的增量； K -当包角不等于18

4、0。时的修正系数； Kl-当带长不等于试系数规定的特定带长时的修正系数； 单根V带的基本额定功率是在规定的试验条件下得到的。实际工作条件下带传动的传动电，V带长度和带轮包角与试验 条件不同，因此，需要对单根V带的基本额定功率予以修正，从而得到单根V带的额定功率。 2. 三角形螺纹具有自锁性能，但对于重要螺纹联接为什么还要防松？按工作原理分有哪三种防松方法？各举一例说 明。 答：防止螺旋副 在受载时发动相对转动，所以要防松。 （1） 磨擦防松：对顶螺母防松 （2）机械防松：止动垫圈防松 （3）破坏螺旋副运动关系防松：铆合防松 四、分析题 1受力分析 如图所示，已知蜗杆 1为主动件，圆锥齿轮 Z5

5、的转向为n3,要求: （1）按II、山 两轴上的轴承受外加轴向 载荷较小的条件确定蜗杆轴I的转向（在图 上ni处画箭头表示）； （2）在图上画出蜗轮 Z2和斜齿轮Z3、Z4 齿的旋向，并用文字（右或左）在图上（旋） 的位置标出蜗杆齿的旋向； （3）在图上画出蜗轮 Z2和斜齿轮 Z Z4在 啮合处的Ft、Fa、Fr的方向（画在“ O处）。 Z1 II III 2应力分析 如图所示V带传动，轮1为主动轮。试在图上画出带的应力分布、 写出最大应力表达式并标出最大应力发生位置。 2 C !(- n B O1 |( J L j / V7 V D主 A 动 计算题 五、 已知条件为：小齿轮齿数 乙=30;

6、传动比i 1. 有一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动, =2;模数m=3mm齿轮宽度b=85 mm b2=80 mm;输入轴转速 n 1=1000 r/min 输入轴功率R=20 kW;载荷系数k=1.6 ; ZeZhZ400. MPa ；齿轮材 料的许用接触应力为 H 2=400 MPa。试校核该齿轮传动的接触疲劳强度是否满足要求。 计算公式：d h 1=500 MPa、 mm 答: 5 T 95.5*10 R 1 ni d1 =m*Z =90mm bi 85 0.94 d190 d1 5* 95.5*105 3 2*1.6*1.91*105 * 0.94 -20N 1.91*105Nmm 10

7、00 (400)2 85mm 90mm 满足要求。 2500 如图所示一对7307AC型滚动轴承，其受力大小及作用位置如图所示。轴转速 n = 1000r/min，载荷平稳(fp=1.1)， 2. 常温下工作，要求： （1）求I、n轴承所受轴向载荷Fa1、Fa2 ； （2）计算轴承使用寿命。 （注：轴承e、X、Y的数值查附表，内部轴向力S的计算公式如附表所示，基本额定动负荷Cr = 33400N ） 附表 Fa/ Fre Fa/ Fr e e Fs X Y X Y 0.68 0.68 Fr 1 P 0 0.41 0.87 答：方法同卷B 机械设计B -、选择填空 1. 2. 3. 4. 5.

8、6. （a） 工程中常见的联接螺纹是a三角螺纹。 右旋单线；（b）左旋单线；（c）右旋双线；（d）左旋双线。 平键联接中，键的工作面是 b 上下面； 闭式齿轮传动中，轮齿的齿面点蚀 齿顶顶部；（b） 与齿轮传动相比， 传动比大；（b） 直齿圆锥齿轮传动强度计算一般按 大端；（b）距大端0.4b处；（c）齿宽中点处；（d）小端。 两轴交错角为900的阿基米德蜗杆传动，其蜗轮与蜗杆的啮合在 法面；（b）端面；（c）中间平面；（d）蜗杆轴的横截面。 O （b）两侧面；（c）上下面和两侧面；（d）两头的端面。 （接触疲劳磨损）通常首先发生在 靠近节线的齿顶；（c）靠近节线的齿根；（d）齿根根部。 蜗杆

9、传动的主要缺点是b。 效率低；（c）传动尺寸大；（d）蜗杆的支撑刚性差。 c的当量圆柱齿轮传动进行。 表面。 上相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。 二、填空 1. 2. 3. 螺栓组联接受横向外载荷作用，若采用铰制孔用螺栓联接，则靠 设计平键联接时，键的截面尺寸（b h）是根据 轴的直径确定的。 带传动的主要失效形式是打滑、磨损 基孔制过度配合来传递载荷。 模数m =3.5mm；齿轮宽度 6=85 mm b2=80 mm;输入轴转速 n 1=955 r/min ;输入轴功率 R=10 kW;载荷系数 k=1.2 ; ZEZHZ 475 MPa ;齿轮材料的许用接触应力为 h 1=470 MPa、h

10、 2=330 MPa。试校核该齿轮传动的接 4. 齿轮的齿根弯曲疲劳强度计算公式中，齿形系数YFa主要与齿轮的齿廓形状和齿数 有关。 5. 闭式蜗杆传动的传动效率包括：传动的啮合效率、轴承摩擦损耗效率 和 溅油损耗效率 三项。 6. 轴上零件常用的轴向定位与固定方法有轴端挡圈定位、贺螺母定位(任填两项)。 7. 按许用弯曲应力计算法设计轴的直径时，当量弯矩公式M . M 2 ( T)2中引入应力校正系数是因为 存在扭转应力。 三、问答题 1. 紧螺栓连接的强度可按纯拉伸计算，但需将拉力增大30%为什么？ 答：受预紧力拉伸而产生位伸应力外，还受螺纹摩擦力矩扭转产生扭转切应力。 2. 在相当的条件

11、下，为什么 V带所能传递的功率大于平带？ 答：与带轮接触的摩擦面大，产生的摩擦力更大，传递功率大。 3. 在设计软齿面齿轮传动时，常使大小齿轮的齿面硬度相差几十个HB单位，应使哪个齿轮硬？为什么？ 答：小齿轮硬。为了使两个齿轮的强度相当。 4. 联轴器和离合器的功用有哪些主要的相同与不同之处？ 答：联轴器和离合器是机械传动中常用的部件。用来连接轴与轴，以传递运动与转矩，有时也可做安全装置。联轴器 在机器运转时不能分离，离合器在机器运转过程中可使两轴随时接合或分离。 P作用。已知：螺栓预紧 1. 一轴承架用4只普通螺栓和机座联接，轴承架受向上的载荷 力为F ;相对刚度为C1;接合面的许用挤压应力

12、为b p；联接的结构和尺寸如图 CiC2 示，螺栓危险剖面的计算直径为 dc；螺栓的许用拉应力为b 。要求: 1) .说明联接可能出现的失效形式； 2) .对应列出联接正常工作条件的表达式。 Z1=28; Z2 =83 ; 2. 有一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知条件为：小齿轮齿数 触疲劳强度是否合格。 解: 计算公式： d1 Zezhz 2 mm T195.5 10510 N mm 5 10 N mm 955 di m1 z1 28 3.5mm 98mm bi di 850.876 98 Z2 N 832.964 28 d1 52 2 1.2 105 2.964 1475 3 0.876

13、 mm 2.964470 72.3mm 98mm 合格 3.如图一对 下工作，要求： (3) 求i、n轴承所受轴向载荷 (4) 计算轴承使用寿命 L10h。 7207AC型滚动轴承, 其受力大小及作用位置如图所示。轴转速 Fa1、Fa2 ； Fa/ Fre Fa/ Fr e e Fs X Y X Y 0.68 0.68 Fr 1 P 0 0.41 0.87 注：轴承e、X、Y的数值查附表，(内部)附加轴向力 附表 n = 800 r/min，载荷平稳(fd=1.2)，常温 Fs的计算公式如附表所示，基本额定动负荷Cr = 22500N Fa=800N Fri=2000N FEOOON 解：FS

14、10.68Fr1 1360N Fs2 0.68Fr2 680N Fs1 Fa Fs2 680N 所以，轴承I被“放松”，轴承n被“压紧” 所以 Fa1Fs1 1360 N Fa2Fa Fs12160N Fa1 F r 1 1360 ccc 0.68 e 2000 取X 1,Y0 Fa2 Fr2 2160c “ 2.16 e 1000 取 X 0.41,Y0.87 P1fd XFr1 YFa1 1.2 1 2000 02400N P2 fd XFr2 YFa21.2 0.41 1000 0.87 21602747N 106 3 C 63 10622500 , 一，s P2 P 所以，按P2计算， L10h h 11448h 60n P 60 800 2747 五、分析题 1 受力分析：图示为电动机驱动的带传动和锥一一柱齿轮传动系统的水平布置图，要求在图上标出： （