机械设计精选题100例 - 副本

1、 第三章 机械零件强度2、某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力，最小应力，平均应力，应力幅，循环特性r。4、已知材料，常数，用图解法及计算法求安全系数S。注：简化疲劳极限线图采用折线图法。6、一个由40Cr制成的零件，其力学性能如下：屈服极限，对称循环疲劳极限，脉动循环疲劳极限，已知最大工作应力，最小工作应力，r=常数，综合影响系数，试绘制该零件的许用极限应力图（折线图），并用作图法计算它的安全系数，指出该零件可能发生的破坏形式。7、某零件的材料，试画出其简化极限应力图；当工作应力，试在该图上标出此点K，并说明是否在安全区。9、某钢制零件已知材料的极限应力图，其，该零件的有效应力集中系数，

2、尺寸系数，表面状态系数，寿命系数，工作应力的循环特性。1.试用作图法求当安全系数为1.5情况下的最大工作应力值；2.该零件过载时的可能破坏形式；3.绘出工作应力图(图上标出，)。10、有一材料，在式中，问当时，疲劳强度，此时会出现什么现象？是否可按此应力设计。11、如已知材料的对称循环疲劳极限s-1=240MPa，脉动循环疲劳极限s0420MPa，屈服极限sS=570MPa，试画出按折线简化的极限应力图。如有一应力状态K(sKm，sKa)为已知，其应力变化规律为r=常数=0.75，sm180MPa，试在极限应力图上标出K点的极限应力点。12、图示为一塑性材料的简化极限应力图，1)请标出图中点A

3、、B、S的坐标；2)设用该材料制造机械零件，其综合影响系数(Ks)D2，则考虑综合影响系数时点A¢、B¢在图上何处，请标出。13、已知极限应力图中某应力状态C(sCm,sCa),试在该图上标出C点按三种应力变化(=常数、sm=常数及smin=常数)时的极限应力点。第5章 螺纹连接14、图示某机构上的拉杆端部采用普通螺纹联接。已知拉杆所受最大载荷F16kN，载荷很少变动。螺钉和拉杆材料为Q235钢，屈服极限，试确定拉杆螺纹的最小直径（安全系数可取)。15、图示吊钩起重量W20kN，吊钩材料为5.8级，Q235，起重用，取安全系数，试求吊钩螺纹部分所需最小直径。16、刚性凸缘联

4、轴器用6个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D155mm的圆周上，接合面摩擦系数m=0.12，摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）。若联轴器传递的转矩T1500N×m，问每个螺栓预紧力F¢应为多大？17、图示螺栓联接中，采用两个M16（小径，中径，）的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级，联接时不严格控制预紧力（取安全系数，被联接件接合面间的摩擦系数m=0.2。若考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数），试计算该联接允许传递的静载荷FR（取计算直径dc=d1）。19、图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷FQ100000N，螺栓材料为5.8级，Q235，安装时不控制预紧力

5、，取安全系数，取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。21、气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D=250mm，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹内径15.294mm、中径16.376mm，许用拉应力=120MPa，取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径dc=d1）。23、如图所示的夹紧联接柄承受静载荷FQ720N，螺栓个数z2，联接柄长度L250mm，轴直径，夹紧接合面摩擦系数m0.15，螺栓材料为4.6级、Q235钢、，拧紧时不严格控制预紧力，取安全系数,试求螺栓所需最小直径（或计算直径）。24、图示为一气缸盖螺栓联接预紧时的受力-变

6、形图。当螺栓再承受F=+2000+1000N的工作载荷时，试求：1）螺栓总拉力应如何变化，其最大拉力和最小拉力为多少？2）螺栓受拉应力循环特性系数是多少？25、板A用5个普通螺钉固定在机座B上，已知板与机座间摩擦系数m=0.15，防滑系数（可靠性系数）Kf=1.2，螺钉许用应力，试指出哪个螺钉是危险螺钉？并按强度计算该螺钉联接中螺钉所需的小径（或计算直径）尺寸。26、图示方形盖板用4个螺钉与箱体联接，吊环作用10kN的力，吊环因制造误差，中心O¢与螺栓组形心O偏离，求受力最大的螺栓所受的工作拉力。27、受轴向力紧螺栓联接，已知螺栓刚度，被联接件刚度，螺栓所受预紧力，螺栓所受工作载荷为

7、F4000N。要求：1）按比例画出螺栓与被联接件受力-变形图（比例尺自定）。2）在图上量出螺栓所受的总拉力和剩余预紧力F²，并用计算法求出此二值，互相校对。3）若工作载荷在04000N之间变化，螺栓的危险截面面积为，求螺栓的应力幅和平均应力（按计算值等求、，不按作图求值)。用螺栓将板A固定在B上，试确定图示铰制孔用螺栓组联接中受力最大的螺栓所受的力。28、如图所示气缸内径D400mm，蒸汽压力p=00.5MPa，采用16个M22普通螺栓联接（螺栓小径，中径，），螺栓均匀分布在的圆周上。螺栓的相对刚度，联接剩余预紧力为工作载荷的1.5倍。若螺栓的许用拉应力，许用应力幅，试校核该螺栓组的

8、强度（取计算直径dc=d1）。29、试改正下图螺钉联接的错误结构。（另画一正确图即可。）30、下图是RBHeywood为了提高螺栓联接疲劳寿命设计的个结构特点，试说明各自提高寿命的原因。第6章 键、销32、如图所示，齿轮与轴用普通A型平键联接，轴径d=70mm，齿轮分度圆直径d1=200mm，圆周力，键宽b=20mm，键高h=12mm，键长L=80mm，求键侧挤压应力。34、电瓶车牵引板与拖车挂钩间用圆柱销联接。已知，销材料为20钢，许用切应力，许用挤压应力，牵引力F15 kN，求销的直径d。（圆柱销直径系列：，6，8，10，12，16，20，25，30，40，50）（牵引板及拖车挂钩材料为4

9、5钢。）35、用手柄1转动轴2，在手柄与轴之间有f88的孔与轴相配，配合为H7/h6，问：1）若使轴转动，应在B处装一销还是应在A、B两处各装一销？2）设销的许用切应力，求销的直径，销的数目按你上面的决定。36、分别用箭头指出工作面，并在图下方标出键的名称。第8章 带传动37、单根V带（三角带）传动的初拉力F0354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角a1150°，带与带轮之间的摩擦系数m=0.485。求：1）V带（三角带）紧边、松边的拉力F1、F2；2）V带（三角带）传动能传递的最大有效圆周力Fe及最大功率P。38、已知V带

10、（三角带）传递的实际功率P7kW，带速v10m/s，紧边拉力是松边拉力的2倍，试求有效圆周力Fe和紧边拉力F1的值。39、单根V带（三角带）传递的最大功率P4.82kW，小带轮的基准直径dd1=180mm，大带轮的基准直径dd2=400mm，小带轮转速n1=1450r/min，小带轮上的包角a1152°，带与带轮的当量摩擦系数m=0.25。试确定带传动的有效圆周力Fe、紧边拉力F1和张紧力F0。附：e=2.718。40、一开口平带减速传动，已知两带轮基准直径为dd1=150mm和dd2=400mm，中心距a=1000mm，小轮转速n1=1460r/min，试求：1）小轮包角；2）不考

11、虑带传动的弹性滑动时大轮的转速；3）滑动率e=0.015时大轮的实际转速。43、根据初拉力F0、包角a、当量摩擦系数mv求得C型带基准长度Ld1600mm，根数z3的普通V带传动的极限总摩擦力åF2000N。当带速v7m/s时要求传递功率Pc15kW，问此传动能否正常工作？若不能正常工作，可采取哪些措施使传动能正常工作？（答出二种即可）44、一普通V带（三角带）传动，采用A型带，两个带轮的基准直径分别为125mm和250mm，初定中心距a0=450mm。据此，初步求得带长Ld01498mm。试：1）按标准选定带的基准长度Ld；2）确定实际中心距。附：A型带的基准长度系列（部分值）Ld

12、 /mm：900，1000，1120，1250，1400，1600，1800，2000，45、有一V带（三角带）传动，测量主动轮外径da1=190mm，从动轮外径da2= 720mm，主动轮转速n1=940r/min，从动轮转速n2=233r/min，V带型号为B型，试求：1）传动比；2）滑动率e（外径，B型带ha=5mm)。附：e=2.718。47、以下四种情况采用的是同样的V带（三角带）传动，初拉力相同，张紧方式不同，哪种情况带可能先断？为什么？并按寿命由长到短排出这四种传动的顺序。第9章 链传动53、图示链传动，小链轮1按什么方向旋转比较合理（在图中标出）？并说明原因。 第10章齿轮传动

13、54、一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3.5mm,，z1=25，z2=76, b=10°54¢16²。已知传递的功率P175kW，转速n1=730r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。55、手动起升装置，采用两级开式齿轮传动。已知：z1z320，z2z460，手柄长度L250mm，人手最大作用力F150N，卷筒直径D500mm，开式齿轮效率hk0.96，轴承效率hc=0.98，求最大起重量W。56、图示两级斜齿圆柱齿轮减速器。已知轮1的螺旋线方向和III轴转向，齿轮2的参数mn=3mm，z2=57，b=14°

14、，齿轮3的参数mn=5mm，z3=21。求：1）使II轴所受轴向力最小时，齿轮3的螺旋线应是何旋向？在图上标出齿轮2、3的螺旋线方向。2）在图上标出齿轮2、3所受各分力方向。3）如使II轴的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取多大值？57、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。已知：小齿轮齿数z1=19，大齿轮齿数z2=78，法向模数mn=2mm，中心距a=100mm，传递功率P=15kW，小齿轮转速n1=960r/min，小齿轮螺旋线方向左旋。求：1）大齿轮螺旋角b 的大小和方向；2）小齿轮转矩T1；3）小齿轮分度圆直径d1；4）小齿轮受力（用三个分力表示）的大小和方向，并在图

15、上画出。58、有A、B两个单级直齿圆柱齿轮减速器，其齿轮材料、热处理方法、精度等级和宽度均对应相等。A减速器中齿轮的参数为：，（齿形系数，应力修正系数)，0(,)；B减速器中齿轮的参数为：，(,)，(,)。若不考虑重合度影响，试分析在同样工作条件下，哪一个减速器中齿轮强度高？59、求直齿圆柱齿轮传动的从动轮受力大小和方向（用两个分力表示）。已知：传动功率P11kW，从动轮转速n2=95.5r/min，z120，m=2.5mm，a=20°，z2=40。60、求直齿圆柱齿轮传动的从动轮受力大小和方向（用两个分力表示）,已知：传动功率P12kW，从动轮转速n2=95.5r/min，z130

16、，z260，m=3mm，a=20°。62、一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3.5mm,，z1=25，z2=76, b=10°54¢16²。已知传递的功率P175kW，转速n1=730r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。63、一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3mm，z1=25，z2=75，b=8°06¢34²。已知：传递的功率P170kW，转速n1=750r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。64、设计如图所示齿轮减速传动时，已知输入

17、轴转速n1=730r/min，轮1、2的传动比i1=1.5，轮2、3的传动比i2=2，每天工作8h，每年工作260天，预期寿命10年。求各齿轮的接触应力及弯曲应力的循环次数N。65、图示标准斜齿圆柱齿轮传动，z1为左旋, z129，z270，z3128，a1=100mm，a2=200mm，mn=2mm，功率P13kW，n1=100r/min（忽略摩擦，轮1主动），求z2受力（各用三个分力表示），并在图上标出。66、如图所示手动提升装置，采用两级直齿圆柱齿轮传动，两级齿轮传动的中心距a、模数m均相等，且z1z3，z2z4。匀速提升重物W3500N，卷筒直径D350mm，手柄长度L200mm，传动

18、总效率h0.80，求：1）此装置的总传动比i；2）各级齿轮的传动比i1、i2。3）作用在手柄上的圆周力Ft67、图示为一对锥齿轮与一对斜齿圆柱齿轮组成的二级减速器。已知：斜齿轮mn=2mm，z3=25，z4=53，II轴转矩T2=1210N.mm。1）如使z3、z4的中心距a=80mm，问斜齿轮螺旋角b？2）如使II轴轴向力有所抵消，试确定z3、z4的螺旋线旋向（在图上表示），并计算Fa3的大小，其方向在图上标出。68、图示直齿圆柱齿轮变速箱，长期工作，各对齿轮的材料、热处理、载荷系数、齿宽、模数均相同，不计摩擦损失。已知：z120，z280，z340，z460，z530，z670。主动轴I的

19、转速n1=1000r/min，从动轴II的转矩T2恒定。试分析哪对齿轮接触强度最大，哪对最小。69、图示传动系统中，1、2为锥齿轮，3、4为斜齿轮，5为蜗杆，6为蜗轮，小锥齿轮为主动轮，转向如图所示，试从各轴受轴向力较小要求出发，在图上画出各轮的转动方向、螺旋线方向及轴向力方向。70、在图示传动系统中，已知输入轴I的转向，要求蜗轮的转向为顺时针转动，试：1）确定蜗轮的螺旋线方向；2）为了使轴II、III上各传动件的轴向力相抵消一部分，在图上画出各齿轮的螺旋线方向；3）在各对传动的啮合处画出各齿轮和蜗杆所受的轴向力。 第11章 蜗杆传动71、有一双头蜗杆传动，蜗杆主动，转速960r/min，z2

20、=61，m=8mm，d1=80mm，当量摩擦系数mv=0.08，蜗杆输入功率P17kW，求：1）蜗杆分度圆导程角g；2）蜗杆传动效率h（只考虑传动啮合效率，忽略搅油及轴承损失）；3）蜗轮转向；4）蜗轮所受三个分力的大小并在图上表示其方向。73、图示为开式蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动，已知蜗杆主动，大齿轮4的转向及螺旋线方向如图示，试画出：1）轴I、II的转向。2）使轴II上两轮的轴向力抵消一部分时蜗轮、蜗杆的螺旋线方向。3）蜗轮2和齿轮3的受力图（用分力表示）。第12章 滑动轴承76、一液体动力润滑向心滑动轴承，轴颈上载荷F100kN，转速n=500r/min，轴颈直径d=200mm，轴承宽径比B/

21、d=1，轴及轴瓦表面的粗糙度为Rz10.0032mm，Rz2=0.0063mm，设其直径间隙D0.250mm，工作温度为50°C，润滑油运动粘度n50=50cSt，密度r500.9g/cm3，试校核其最小油膜厚度是否满足轴承工作可靠性要求。附：，偏心率cB/d0.50.60.650.70.750.80.85承载量系数Cp1.00.8531.2531.5281.9292.4693.3724.80877、计算一包角为180°的液体动压润滑滑动轴承，已知轴颈直径d=150mm，轴承宽度B90mm，载荷F15000N，转速n=1500r/min，相对间隙y0.002，润滑油工作粘度

22、h=0.0198Pa×s，轴颈和轴瓦表面不平度的平均高度Rz1=Rz2=3.2mm，试计算：最小油膜厚度hmin及其安全系数S为多少。78、判断图示两种推力轴承是否可能建立动压润滑油膜。第13章 滚动轴承82、试计算图示各轴承所受的轴向载荷（内部轴向力FS0.7Fr）。83、轴系支承在一对反安装的角接触球轴承7209AC（旧46209）上，轴上有径向载荷FR2000N，内部轴向力FS0.7Fr，求：1）两轴承各受多大的径向力和轴向力。2）哪个轴承的寿命低，为什么？84、悬臂起重机用的圆锥齿轮减速器主动轴采用一对30207圆锥滚子轴承（如下图），已知锥齿轮平均模数mm=3.6mm，齿数

23、z20，转速n=1450r/min，轮齿上的三个分力FT1300N，FR=400N，FA=250N，轴承工作时受有中等冲击载荷（可取冲击载荷系数fd=1.5)，要求使用寿命不低于12000h，试校验轴承是否合用。注：30207，内部轴向力。当；当，X = 1，Y = 0。基本额定载荷。85、图示轴上装有两个30208圆锥滚子轴承，基本额定动载荷Cr=34kN,额定静载荷C0r=31kN，轴的转速n=1400r/min，轴上作用力F1500N，冲击载荷系数fd=1.5。试问：（1）哪个轴承是危险轴承？（2）危险轴承寿命是多少小时？注：e=0.38，当Fa/Fre，X=1，Y=0；当Fa/Fr&g

24、t;e，X=0.4，Y=1.6，FS=Fr/3.2。86、斜齿轮轴由一对角接触球轴承7307AC（旧46307）支承，轴承正安装，已知Fr1=2600 N，Fr2=1900 N，FA=600 N，轴承计算有关系数如下表：eFa/Fr>eFa/FreFS0.7X=0.41，Y=0.85X=1，Y=00.7Fr试求：1）轴承的内部轴向力FS1、FS2，并图示方向；2）轴承的轴向力Fa1、Fa2；3）轴承的当量动载荷P1、P2，并判断危险轴承（fd=1，内部轴向力也称派生轴向力）。87、轴系由一对反安装的角接触球轴承7205AC（旧46205）支承（如图），转速n=730r/min，FR=35

25、00N，fd=1.2。1）按图示情况分析两轴承受力（求径向力Fr、轴向力Fa、当量动载荷P）；2）计算危险轴承寿命Lh；3）若改为正安装，轴承受力有什么变化？其寿命为反安装的几倍？（Cr=1.24kN，Fa/Fr>e=0.68时，X=0.41，Y=0.87，FS=0.7Fr）88、深沟球轴承基本额定动载荷Cr=136 kN，额定静载荷C0r133 kN，已知轴的转速为n=256 r/min，冲击载荷系数fd=1.2，此轴承受径向载荷Fr=20KN，轴向载荷Fa =5.32 kN，试计算此轴承的寿命。Fa/C0eFa/FreFa/Fr>e0.0280.22X=1，Y=0X=0.56，Y=2.00.0560.26X=1，Y=0X=0.56，Y=1.7189、试分析图中受单向轴向