《机械设计》习题库(计算题点讲)(DOC)

1、西南科技大学机械设计习也库第1页共 10 页西南科技大学机械设计习题库四、计算题1、 图示， 螺栓刚度为 6,被联接件刚度为 6， 已知 6 =86， 预紧力 F=1000N,轴向工作 载荷 F=11002试求； 螺栓所受的总拉力被联接件中的剩余预紧力 F” 。F = F F或者Fo=F+F”f F”】q + c?2、图示，为一对正安装的圆锥滚子轴承。己知：作用在轴上的外载荷为.450kN mm,斤二 3000N, 尺二 10007,方向如图所示。试求：在插图二上，标出两轴承所受的派生轴向力 5和 6 的方向；求出派生轴向力 5和的大小；计算轴承所受的实际轴向力 4 和A：o（提示：派生轴向力

2、 S与轴承所受的径向支反力斥的关系为：S =0.257?）【要点：S的方向图示：由轴承外圈的厚边指向薄边。（2）计算轴承支反力： RI=（300FR+ M） /900；R2=FR-RI计算派生轴向力：S-S2hO.25R】一375N（3）判断压紧端和放松端，确定轴承所受的实际轴向力】【要【要点：受轴向工作載荷作用的紧螺栓联接却3令300C】+C22题4-2图答案西南科技大学机械设计Al题库第 2 页共 10 页3、夹紧联接如插图一所示，己知夹紧联接柄承受载荷 Q = 600N,螺栓个数 Z = 2,联接柄长度L = 300min,轴直径 d = 60mm,夹紧结合面摩擦系数 f =0. 15,

3、螺栓的许用拉应力a =58. 97MPa0试求；计算所需要的预紧力 F确定螺栓的直径(提示：“粗才普通螺纹基本尺寸”见表)表 粗牙普通螺纹基本尺寸4、 如图所示， 某轴用一对反装的 7211 AC轴承所支承， 己知作用在轴上的径向外载荷FR二 3000N,作用在轴上的轴向外载荷 Fx=500N,方向如图所示。载荷系数f=l.2o试求：安装轴承处的轴颈直径是多少？标出两轴承各|的派生轴向力 s】、S：的方向。计算出两轴承各自的派生轴向力 Si、S：的大小。计算出两轴承所受的实际轴向力 Al、A：的大小。 两轴承各 I I所受的当量动负荷 P：、P：的大小。提示：派生轴向力 E与轴承所受的径向支反

4、力斤的关系为：S二 0. 7R：e二 0. 7：当 A/RWe 时，X=l, Y二 0；当 A/Re 时，X=0. 41, Y二 0. 87。 当量动负荷计算公式为：P二/b(XR+YA)公称宜径 d粗牙第 1系列螺距 P中径占小径 di101.59. 0268. 376121. 7510. 86310. 10616214. 70113. 835202 518. 37617. 29424322. 05120. 752要点：所需要的预紧力F防止滑动条件:2x2x-fFr=KfQL两面夹紧】；k/=l.l1.3,取k/=l.l：di =/4xL3F (GB196_81) mm确定螺栓的直两个螺栓,

5、查表选螺栓规格O西南科技大学机械设计习也库第3页共 10 页【要【要点：同题 2】5、图示，滑动轴承由四个对称布置的普通螺栓与机座相联，轴承承受的工作载荷为 P,载荷 方向如图中所示。己知：螺栓、机座和轴承刚度相同，每个螺栓的预紧力均为 500N,若要求 匸作后接合面间不能出现间隙，试计算：轴承所能承受的最大极限工作载荷凡口为多少？要点：1受轴向工作载荷作用的紧螺栓联接：2.令每个螺栓所受残余预紧力为零，工作拉力FF =F F =F唾=0甩C +c2q + c? 4申申6、图示，为一对反安装的 70000AC型角接触球轴承。已知：作用在轴上的径向外载荷斤二 200轴向外载荷 7=100N,方向

6、如图所示。试求:（1） 在插图二上，标出两轴承所受的派生轴向力 S和 6 的方向，并求出其大小。（2） 计算轴承所受的实际轴向力 4和 4。（提示：派生轴向力 S与轴承所受的径向支反力斤的关系为：S =0. 77?）7、一带式运输机用普通 V带传动，己知传递功率 F7KW,转速 M=1440r/min,工况系数心二 1.1,试选择普通 V带的型号。【要【要点：同题 2：关键是支反力的计算】L2L西南科技大学机械设计习也库第4页共 10 页【要【要点：根据 PC=KAP和m査图确定V带型号。】8、一带式制动器如插图示。制动杆通过两颗 M12的普通螺栓 1 和 2 达到増长目的。己知：带 与鼓轮间

7、的摩擦系数二 0.28,鼓轮直径 300mm,其它相关尺寸图示， 带允许的垠大拉 力尺 800N,接长制动杆结合面间的摩擦系数丘=0.16,联接的可靠性系数人二 1.1,螺栓的 许用应力cr =184MPa试求：（1） 带的 a侧和 b 侧中，哪侧是紧边，哪侧是松边？（2） 紧边允许的最大拉力冷？此时松边拉力金? 拉力差尼二？（提示：e28 仝 2.5）（3） 允许的最大制动力凡尸？允许的最大制动力矩 J=?（4） 判断出螺栓 1 和螺栓 2 哪个是危险螺栓？危险螺栓受力多少？（5） 工作前每个螺栓应该施加多大的预紧力 F，?（6） 校核该螺栓是否满足强皮要求。（提示：“粗牙普通螺纹基本尺寸”

8、见表）计算功率 Pc（KW）西南科技大学机械设计Al 题库第 5 页共 10 页表 粗牙普通螺纹基本尺寸（GB196-81） ma公称宜径 D、d粗牙第一霍列第二系列螺距 F中径 4 di小径 Di、dx40.73. 5453. 2424.5(0. 75)4.0133. 68850.81.4801. 134615. 3504.91781.257. 1886 647101.59. 026& 376121.7510. 86310.10616214. 70113. 83514212. 70111.835182.516. 37615. 2942018. 37617. 2942220. 3761

9、9. 29424322. 05120. 7522725. 05123. 752303.527. 72726.211注* K 优先选用第一系列.其次是第二系列.第二系列（表中未列出 HR）尽可能不用。要点：1.带传动的计算；2.紧螺栓联接计算。1带传动的计算：带的进入端为紧边，出来端为松边。制动时，带的a侧为紧边，b侧为松边。 带允许故人拉力为紧边拉力，F1=800N：松边拉力F2=F1/efa工作拉力为拉力差Fmax=F1-F2制动时允许的最大制动力卩唤 与F】的关系：Pmax=300Ft:500+300制动时允许的最人制动力矩Tn逝：Tn逊二FnD/22.紧螺栓联接计算螺栓组受力分析：取隔离

10、体图示，计算螺栓1、2所受的横向救荷冃和F：,比较其大小:结果F：F：o（2）防滑条件:F迅二KfF -F防拉断时，螺栓小径应满足： J52XF，查插农-确定M12的螺栓足否安全。V 4轴承的额定动载荷 Cr=50500N； S=0. 7R; e二 0. 7;A/Re, X=l, Y=0; A/Re,X=0.41,Y=0. 87； P=/p (XR+YA)10、接长扳手如图示。联接釆用受拉螺栓，试根据强度条件导出螺栓危险截面直径的计算式(己墙上，托架轴孔中心受一斜力 P二 10000乂 P力与铅垂线夹角 a =30 ,接合面摩擦系数“S二 0. 4,可靠性系数 kf=1.3,相对刚度系数_二

11、0.3。试求：如果保证托架底板不向下滑移，则每 C1+C-J要点：根据力学原理，载荷对螺栓组联接的作用可用 RH、Rv 及 M 的联合作用來代替。设单 个螺栓预紧力为 F,在螺栓轴向载荷 RH/4 作用上以后，底板与墙体间残余予紧力产生的摩 擦力总和应大于Rv,而力矩 M 不会影响下滑。4/zF”=4F，-一=C+C249、如图所示，某轴用一对反装的 7211AC轴承所支承，己知 R产 2000N,R：=1000N,FL500N,其方向如图所示,载荷系数=1.2。试求:该轴承的内径。标出两轴承各 Il 的派生轴向力 S】、IRiS： 的方向。R2I两轴承冬自所受的当最动负荷 O【要点：同题 2

12、】知常数必须化简)。注：摩擦系数为可靠性系数强度条件为：4X13F Ff公称宜径 d粗牙第 1 系列螺距 P中径缶小径 di101.59. 0268. 376121.7510. 86310. 10616214. 70113. 835202 51& 37617. 29424322. 05120. 752危险螺栓是上边两个螺栓1和2o危险螺栓所受的工作栽荷F：在翻转力矩H作用卜每个危险M H /2 M螺栓所受到的工作拉力为帝花厂玩每个危险螺栓所受的总拉伸时斗F+悬F能满足工作要求的螺栓直径：dl =4xl.3F041选用多大的螺栓直径能满足工作雯求?(5)PP西南科技大学机械设计习也库第

13、8 页共 10 页14、图示为凸缘联轴器的螺栓组联接。己知在 Zb=150mm 的圆周上均布 8 个 M12 的普通螺栓(Z1=13. 835mm),螺栓的许用应力a=184. 62Mpa,凸缘联轴器传递的扭矩 C1000N m,接合面间的縻擦系数 p =0. 13,可靠性系数 Af=1.2o试校核螺栓的强度。【要点：见教材 P63例题 2.215、 图示， ， 某轴由一对圆锥滚子轴承支掠。 已知： 轴承所受的径向力分别为/?F2000N,足二 4000M,作用在轴上的轴向外载荷FA=1030N,方向如图所示：载荷平稳，负荷系数环二 1：在一般温度下工作，/；=!：轴转速 n = lOOOrp

14、mo 试画出两轴承所受派生轴向力 S 的方向，并计算轴承寿命厶。2该轴承的派生轴向力 S与轴承所受的径向力 7?的关系为：:2x1.63该轴承的主要性能参数为：r=34000N (N), e=0. 38；4当量动载荷的 x、y 系数，参见下表：(表中川为轴承所受的轴向力)单列轴承A/RWeA/R eXyXy100.41.6【要点：同题 2】提示：轴承寿命计算公式为：-二1(/也、也、60n P?(/?);16、图示，带式制动器。已知：带与鼓轮间的縻擦系数为 f,包角为 Q ,带允许的最大拉力为 800No 试求:(1)在极限状态下紧边拉力 F1=?并指出带的紧边在左边还是右边?(2)计算制动时允许的最大制动力 Pmax = ?(3)写出计算松边拉力 F：的数学表达式(提示：不必计第)【要【要点：同题 8 的 1.带传动的计算。】17、图示，一块矩形钢板采用三个受拉螺栓固定在一个槽钢上。已知：悬臂端载荷 P, 接合面间的摩擦系数为 f,可靠性系数 Kf ,螺栓的许用拉应力为 9,有关尺寸如图所示。试导出:(1) 找出受力最大的螺栓，导出它受力的计算表达式;(2) 导出满足此工作条件预紧力的计算表达式：(3)导出满足此工作条件螺栓直径的计算表达式。要点：(1)受力分析：将我