《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。2 .用公式T =1 hl d I。】验算平键联接的挤压强度时，许用挤压应力op应按d的材料确定。4 p(a)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。(a)齿顶顶部；(b)靠近节线白齿顶；(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。(a) Z/cos& (b) Z

2、/cos26; (c) Z/cos36; (d ) Z/cosP; (e)Z/cos2P; (f)Z/cos3P。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。(a)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

3、栓用公式 Fr Wdhlp 进行挤压强度验算时，取 bp 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)。1 .在使用条件下，单根 V带所能传递的功率 (P。+AP。KaKl ,式中AP。、Ka Kl的名称是什么？为什么要引 入它们？答：APo-当传动不等于1时，单根V带额定功率的增量；Kq-当包角不等于180

4、时的修正系数；K l-当带长不等于试系数规定的特定带长时的修正系数；单本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：挪合防松四、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(1) 按II、III两轴

5、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n1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Z3、Z4在 啮合处的Ft、Fa、Fr的方向(画在“ O”处)。Z5的转向为,要求：Z42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。2BLOi主动五、计算题1.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Z1二30;传动比i =2;模数 m =3mm ;齿轮宽度b二85 mm、b2=8

6、0 mm;输入轴转速 n1=1000 r/min ;输入轴功率 P=20 kW ;载荷系数k=1.6; ZEZHZs = 400qMPa ;齿轮材料的许用接触应力为 Ioh 1=500 MPa、Ich 1=400 MPa 。试校核该齿轮传动的接触疲劳强度是否满足要求。答:计算公式：d1 -2kT1 u 1 ZEZHZmm595.5*10 R 95.5*105 *205N =1.91*105Nmm1000d1 =m*Z 1 =90mmb185Pd = = =0.94d1905.2*1.6*1.91*105 *d1 -3 *0.942 1 ,400、2() =85mm W 90mm满足要求。2 5

7、002.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 常温下工作，要求：n = 1000r/min ,载荷平稳(fp=1.1),S的计算公式如附表所示，基本额定动负荷Cr = 33400N）Fa/Fr eeFsXYXY0.680.68Fr100.410.87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 附表II答：方法同卷B、选择填空1 .工程中常见的联接螺纹是 （a）右旋单线；（b）左旋单线;2 .平键联接中，键的工作面是 （a）上下面；（b）两侧面；Fa=1000NFri=4000NFr2=2000

8、N机械设计Ba 三角螺纹。（c）右旋双线；（d）左旋双线。b 。上下面和两侧面；（d）两头的端面。3.闭式齿轮传动中，轮齿的齿面点蚀（接触疲劳磨损）通常首先发生在 （a）齿顶顶部；（b）靠近节线白齿顶；（c）靠近节线的齿根；（d）齿根根部。4.与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要缺点是（a）传动比大；（b）效率低；（c）传动尺寸大;5.直齿圆锥齿轮传动强度计算一般按b 。（d）蜗杆的支撑刚性差。的当量圆柱齿轮传动进行。（a）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90的阿基米德蜗杆传动，其蜗轮与蜗杆的啮合在 （a）法面；（b）端面；（c）中间平面；（d）蜗杆轴的横

9、截面。b 上相当于渐开线齿轮与齿条的啮合。二、填空1.2.螺栓组联接受横向外载荷作用，若采用镀制孔用螺栓联接，则靠基升制过序配合来传递载荷。3.4.设计平键联接时，键的截面尺寸（ bh）是根据带传动的主要失效形式是 扛滑确定的。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 CM 2十QT)2中引入应力校正系数 0是因为存在扭转应力。三、问答题1

10、.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？四、计算题答：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

11、使两轴随时接合或分离。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P作用。已知：螺栓预紧力为F;相对刚度为 c1一；接合面的许用挤压应力为 bp；联接的结构和尺寸如图 c1 c2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。Zi=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：小齿轮齿数模数m =3.5mm；齿轮宽度b1二85 mm、b2=80 mm；输入轴转速 m=955 r/min ;输入轴功率 Pi=10 kW ;载荷系数k=1.2;ZEZHZg =475%

12、：MPa ；齿轮材料的许用接触应力为Iohi=470 MPa、IH 1=330 MPa。试校核该齿轮传动的接触疲劳强度是否合格。解:Tididi3.如图一对工作，要求:计算公式：d1 一595.5 i0 i05mN mm =i0 N mm955= m1z1 =28 3.5mm = 98mmbidi850.87698一 一 一 52 i.2 i00.8762 士”ZeZhZe、Z283=2.964282i ,但 fmm=72.3mmY98mm2.9644707207AC型滚动轴承,其受力大小及作用位置如图所示。轴转速mm合格n = 800 r/min ,载荷平稳(fd=i.2),常温下求1、n轴

13、承所受轴向载荷(4)计算轴承使用寿命 L i0h。Fai、Fa2；Fs甲计算公式如附表所示，基本额行动负荷Fa=800NCr = 22500NFa/Fr eeFsXYXY0.680.68Fri00.4i0.87注：轴承e、X、Y的数值查附表，(内部)附加轴向力 附表Fri=2000NFr2 = 1000N解： Fsi =0.68Fri =i36NFS2 =0.68Fr2 =680NFsi Fa W360 800 =2i60N - Fs2 -680N所以，轴承I被“放松”，轴承n被“压紧”所以Fai = Fsi =i360NFa2 =Fa Fsi =2i60NFaiFri3=0.68=e2000= 1,Y =0Fa2Fr22i60 =2.i6 ei000取 X =0.4i,Y =0.87P1 =fd XFr1 YFa1 )=1.2 1 2000 0 )=2400NP2 = fd XFr2 YFa2 =1.20.41 1000 0.87 2160 = 2747NP2P1所以，按P2计算，L10h106 fC 9106r22500 J .I = I h=11448h60n P ；60M 800 2747 1五、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：（1）