机械设计作业习题集汇总资料

1、#+2-12-22-32-42-52-6一台完整的机器通常由哪些基本部分组成？各部分的作用是什么？ 设计机器时应满足哪些基本要求？涉及机械零件时应满足哪些基本要求？ 机械零件主要有哪些失效形式？常用的计算准则主要有哪些？ 什么是零件的强度要求？强度条件是如何表示的？如何提高零件的强度？ 什么是零件的刚度要求？刚度条件是如何表示的？提高零件刚度的措施有哪些？ 机械零件设计中选择材料的原则是什么？指出下列材料的种类， 并说明代号中符号及数字的含义：HT150, ZG230-450, 65Mn 45,2-7Q235, 40Cr, 20CrMnTi, ZCuSn10Pb52-8机械零件设计中实行标准化

2、有何意义?4-14-24-34-44-5选择与填空题设计键连接时，键的截面尺寸通常根据6-1(1)所传递转矩的大小(2)所传递功率的大小6-2普通平键连接的主要失效形式是_按标准选择。(3)轮毂的长度 (4)轴的直径，导向平键连接的主要形式是按照摩擦面间的润滑状态不同，润滑摩擦可分为哪几种？什么是边界膜？边界膜的形成机理是什么？如何提高边界膜的强度？零件的磨损过程大致可分为哪几个阶段？每个阶段的特征是什么？根据磨损机理的不同，磨损通常可以分为几种类型？它们各有什么主要特点? 润滑油的主要性能指标有哪些？润滑脂的主要性能指标有哪些？。O(2 )减轻轮毂滑移时的阻力6-3在载荷性质相同时，导向平键

3、连接的许用压力应取得比普通平键连接的许用压应力小， 这是为了 (3)补偿键磨损后强度的减弱(4)增加(1 )减轻磨损 导向的精度 6-4楔键连接的主要缺点是 。(3)键楔紧后在轮毂中产生初应力(1)键的斜面加工困难(2)键安装时易损坏轴和轴上零件对中性差不是型面连接6-5型面曲线为摆线或等距曲线的型面连接与平键连接相比较，的优点。(1 )对中性好 (2)轮毂孔的应力集中小(3)拆卸方便(4)加工方便6-6为什么采用两个平键(双键连接)时，通常在轴的圆周上相隔 180度位置布置；采用两 个楔键时，常相隔 90度到120度；而采用两个半圆键时，则布置在轴的同一母线上。6-7与平键、楔键、半圆键相配

4、的轴和轮毂上的键槽是如何加工的？6-8花键连接的主要失效形式是什么？如何进行强度计算？6-9销有那几种类型？各用于何种场合？销连接有哪些失效形式？设计准则有何不同？6-10图示牙嵌离合器的左右两半分别用键与轴1、2相连接，在空载下，通过操纵可使右半离合器沿导向平键在轴 1上作轴向移动。该轴传递的转矩T =1200N m,轴径d1 =80mm右半离合器的轮毂长度 L1=130mm行程l1=60mm工作中有轻微冲击，离合器及轴的材料均钢材。试选择右半离合器的导向平键尺寸，并校核其连接强度。6-11图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键连接。已知轴传递的转矩T=1000N- m齿轮的

5、材料为锻钢，凸缘联轴器材料为HT200,工作时有轻微冲击，连接处轴及轮毂尺寸如图示。试选择键的类型及尺寸，并校核该连接的强度。6-12试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。6-13已知图示的轴伸长度为 72mm直径d=40mm配合公差为 H7/k6，采用A型普通平键连 接。试确定图中各结构尺寸，尺寸公差，表面粗糙度和形位公差(一般键连接)8-1带传动正常工作时,紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系(1) Fi = F2 (2) Fi-F2 = Fe (3) Fi/ F2 =fae (4)F1+F2 = Fo8-2若将传动比不为1的平带传动中心距减小1/3，带长作相应调整，而其他条件不变，

6、则带传动的最大有效拉力Fee(3)降低(1)增大 (2)不变8-3 V带传动在工作过程中，带内应力有，最大应力bmax，发生在处。设计准是8-5带传动不发生打滑的条件是O，为保证带传动具有一定的疲劳寿命，应将紧边应力限制为 CT “ <max8-4带传动的主要失效形式是 则带传动工作时，带与小带轮间的摩擦力和带与大带轮间的摩擦力两者大小是否相等？为8-6什么？带传动正常工作时的摩擦力与打滑时的摩擦力是否相等？为什么？将带轮工作面加工8-7带与带轮间的摩擦系数对带轮传动有什么影响？为了增加传动能力， 得粗糙些以增大摩擦系数，这样做合理否？为什么？8-8带传动中的弹性滑动是如何发生的？打滑又

7、是如何发生的？两者有何区别？对带传动 各产生什么影响？打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？8-9是分析传动中心距 a、预紧力Fo及带的根数z的大小对带传动的工作能力有何影响?8-10 一带式运输机装置如图所示。已知小带轮基准直径D1 =140mm大带轮基准直径D2=400mm鼓轮直径D =250mm为了提高生产效率，拟在运输机载荷不变(即拉力F不变)的情况下，将输送带的速度v提高，设电动机的功率和减速器的强度足够, 后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计， 为了实现这一要求, 种方案更合理，为什么？且更换大小带轮 是分析采取下列哪(1)将大带轮基准直径 D2减小到280mm;(3)8-11

8、8-12将小带轮基准直径 D1增大到200mm;将鼓轮直径D增大到350mm在多根V带传动中，当一根带疲劳断裂时，应如何更换？为什么？为何V带传动的中心距一般设计成可调节的？在什么情况下需采用张紧轮？张紧轮布置在什么位置比较合理?8-13已知一窄 V带传动，主动轮转速n1=1460r/min，两个带轮基准直径D1 =140mm大，试求带所能传递的功率。8-148-15D2 =400mm中心距a=815mm采用两根SPA型窄V带，一天运转16小时，工作载荷变动较图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理处，并改正。图中所示为SPB型窄V带轮槽结构，试填写有关结构尺寸、尺寸公差及表面粗糙值。10-

9、1应圆整的有在齿轮传动的设计计算中，对下列参数和尺寸标准化的有 ；没有标准化也不应圆整的有(1)斜齿圆柱齿轮的法面模 ma (2)斜齿圆柱齿轮的端面模数 m (3)分度圆直径d (4)齿顶圆直径da (5)齿轮宽度B ( 6)分度圆压力角a ( 7)斜齿轮螺旋角P ( 8)变位 不出现点蚀破坏？如何提高齿面抗点蚀的能力？系数10-2(1)10-3x (9)中心距a (10)齿厚s材料为20Cr的齿轮要达到硬齿面，适宜的热处理方法是 整体淬火 (2)渗碳淬火(3)调质 (4)表面淬火将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为 6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮, 为宜。该齿轮制造工艺顺序应是(1)滚齿、表面淬

10、火、磨齿(2)滚齿、磨齿、表面淬火 (3)表面淬火、 滚齿、调质、磨齿10-4在下列措施中，(1)提高齿面硬度 变位系数10-5在齿轮传动中， 的是不利于减轻和防止齿面点蚀发生。(2)采用粘度低的润滑油(3)降低齿面粗糙度值将齿面进行齿顶修缘的目的是10-6影响齿轮传动动载荷系数Kv大小的两个主要因素是滚齿、磨齿 (4)(4)采用较大的，将齿轮加工成鼓形齿的目10-7相同,一对正确啮合的标准渐开线齿轮做减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿面硬度均 则齿根弯曲应力(1)升1町2( 2)町1=町2( 3f1F210-8有两个标准直齿圆柱齿轮， 齿轮1的模数mil =3mm齿数z1 =30；齿轮2的

11、模数m2 =3mm齿数Z2 =50 ,则齿形系数和应力校正系数的乘积YFa1 Ysa1YFa2 YSa2 o(1)大于 (2)等于(3)小于(4)不一定大于、等于或小于10-9齿轮的弯曲疲劳强度极限和接触疲劳强度极限CrH是经持久疲劳试验并按失效概率来确定的，实验齿轮的弯曲应力循环特性为.来确定的，实验齿轮的为弯曲应力循环特性为循环。10-10直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以 的当量圆柱齿轮为计算基础的。10-11为什么齿面点蚀一般首先发生在界线附近的齿根面上？在开式齿轮传中，为什么一般10-12在什么工况下工作的齿轮易出现胶合破坏？胶合破坏通常出现在齿轮的什么部位 何提高齿面抗胶合能力？1

12、0-13闭式齿轮传动和开式齿轮传动在其承载能力的计算准则上有何不同？为什么？10-14通常所谓软齿面与硬齿面的硬度界限是如何划分的？软吃面齿轮和硬齿面齿轮在加 工方法上有何区别？为什么？10-15导致载荷沿齿轮接触线分布不均匀的原因有哪些？如何减轻载荷分布不均匀的程 度？K ?载荷系数K是有那几部分组10-16在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数成？各考虑了什么因素的影响？试问在下列条件齿轮10-17标准圆柱齿轮传动，若传动比i，转矩T1，齿宽b均保持不变,m不变，齿数增加;的弯曲应力与接触应力各将发生什么变化?(1)模数(2)齿数乙不变，模数m增加(3)齿数zi增加一倍，模数 m减小一

13、半。10-18 一对圆柱齿轮传动，大齿轮和小齿轮的接触应力是否相等？如大、 处理情况相同，则其许用接触应力是否相等？如其许用接触应力相等， 疲劳强度是否相等？10-19图为两级减速器齿轮的两种布置方案，试问那种布置方案较为合理？为什么？10-20在直齿、斜齿圆柱齿轮传动中， 为什么将小齿轮设计得比大齿轮宽一些？在人字齿轮 传动中是否也应将小齿轮设计得宽一些？10-21在下列各齿轮受力图中标注各力的符号(齿轮 1主动)。小齿轮的材料即热 则大、小齿轮的接触10-22两极展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮1为左旋，转向n1如图，为使中间轴上两齿轮所受的轴向力相互抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺

14、旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa、径向力Ft和圆周力的方向(圆周力的方向用符号 或丨丨表示)。10-23图示定轴轮系中，已知齿数Zi = z2=25，z2 =20，齿轮1转速n =450r/min，工作寿命Lh=2000h。若齿轮1为主动轮且转向不变，试问:(1)齿轮2在工作过程中齿轮的接触应力和弯曲应力的循环特性r各为多少?(2)齿轮2的接触应力和弯曲应力的循环次数N2各为多少?10-24 一对斜齿圆柱齿轮传动由电动机直接驱动，齿轮材料为45钢，软齿面，齿轮精度等级为8-7-7FL。已知法面模数 mn，齿数z1 =30，z2=93，螺旋角P =13.82o，齿宽B1=

15、85mmB2 =80mm转速n1 =1440r/min，该齿轮对称布置在两支架之间，载荷平稳。试确定该齿轮传动的载荷系数K。10-25在上题齿轮传动中，小齿轮调质处理，齿面硬度为220240HBS大齿轮常化处理，齿面硬度为190210HBS要求齿轮的工作寿命为5年(允许出现少量点蚀)，每年工作250天，每天工作8小时，齿轮单向转动。是确定该齿轮传动的许用接触应力和许用弯曲应力。10-26设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为b H1 =700M Pa, cT 2=600 MPa求得中心距 a=100mm现改用 丘 打=600MPa b H 2 =400 MPa的材料，若齿宽和其他条件

16、不变，使计算改用材料后的中心距。10-27 一直齿圆柱齿轮传动，已知Z, =20， z2 =60， m =4mm B1 =45mmi B2 =40mm齿轮材料为锻钢，许用接触应力 洽11=500MPa cT H2 =430MPa许用弯曲应力 cT F 1 =340MPa cT 12=280MPa弯曲载荷系数 K =1.85，接触载荷系数 K =1.40，求大齿轮允许的输出转矩P =7.5kw，小齿轮主动，转速T2 (不及功率损失)。10-28设计铳床中一对支持圆柱齿轮传动，已知功率n1=1450r/min，齿数z1 =23，z2=54,双向传动，工作寿命Lh=12000h。小齿轮对轴承非对称布

17、置，轴的刚性较大，工作中受轻微冲击,7级制造精度。式结构的滑动轴承。当径向载荷相对于轴承不转动时，应开在上,以免降低轴承的承载能力。应开在(3)供油系统复杂(4)高、低速运转性能均10-29设计小型航空发动机中的一斜齿圆柱齿轮传动，已知功率P1=130kw ,转速ni=11640r/min，齿数乙=23, Z2=73,工作寿命Lh=100h,小齿轮作悬臂布置，工作情况系数 Ka=1.25。10-30 一标注斜齿圆柱齿轮的布局结构如图所示。已知法面模数 mn =5mm齿数z=52，螺旋角P =13片0'25"，精度等级为8-7-7HK GB10095-88。.是确定图中各结构尺

18、寸、尺寸公差、表面粗糙度和形位公差，并填写表中数据。12-1宽径比B/d是设计滑动轴承时首先要确定的重要参数之一，通常取B/d =(1)12-2(1)12-3o110(2) 0.11(3) 0.42(4) 35巴氏合金通常用于做滑动轴承的 轴套 (2)轴承套 (3)含油轴瓦(4)轴承座当轴不宜由轴向装入滑动轴承时，应采用 在径向滑动轴承的轴瓦上设计纵向油槽， 上；当径向载荷相对轴承转动时，12-5 不是静压滑动轴承的特点。(1)启动力矩小(2)对轴承材料要求高好12-412-612-712-8在滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题? 为什么轴承的宽径比不宜过大或过小？ 验算滑动轴承的压力

19、P，速度V和压力与速度的乘积 pV，是不完全液体润滑轴承设计中的内容，对液体动力润滑轴承是否需要进行此项验算？为什么？12-9试分析液体动力润滑轴承和不完全液体润滑轴承的区别，并讨论它们各自适用的场合。12-10试分析液体动力油膜形成的必要条件，一个液体动力润滑轴承是如何满足这些条件 的？12-11对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改动下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。转速由 n =500r/min 改为 n =700r/min ；宽径比B/d由1.0改为0.8 ；润滑油由采用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油;（1）（2）（3）F6/d7 改为 F7/d8。

20、轴承孔表面粗糙度由Rs =6.3 4m改为Rs =3.2 Am ；周静和轴承孔的配合由（5）12-12在设计液体润滑轴承时，当出现下列情况之一后， 可考虑采用什么改进措施（对每种情况提出两种改进措施）？1)当 hmin 时(2)当条件 P C p，V C V ， PV < pV 不满足时;（3）当计算入口温度ti偏低时。12-13有一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径d =200mm轴承宽度 B=250mm轴承材料选用ZCuAI10Fe3，当轴转速为60、100、500r/min时，轴承允许的最大径向载荷各位 多少？12-14某汽轮机用动力润滑径向滑动轴承，轴承直径d =80mm转速n= 1000r/min，轴承径向载荷F =10000N,载荷平稳，试确定轴瓦材料、轴承宽度B，润滑油牌号、流量、最小油膜厚度、周与孔的配合公差及表面粗糙度，并进行轴承热平衡计算。12-15指出图示结构设计的不合理之处，并画出正确的结构图。有关。12-16牙签离合器的许用压力和许用弯曲应力与（1）工作情况系数 5 （ 2）结合时的转速状态（3）齿的形状12-17弹性联轴器的弹性元件有定刚度与变刚度之分，非金属材料的弹性元件是其刚度多随载荷增大而。12-18多盘摩擦离合器的内摩擦盘有时做成蝶形，这是为了 。（1） 减轻盘的磨损（2）提