机械设计基础复习试题

1、上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室复合轮系一、传动比求解思路一、传动比求解思路联立求解基本轮系1基本轮系2基本轮系3基本轮系K求解式1求解式2求解式3求解式K上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室二、复合轮系拆解方法二、复合轮系拆解方法1. 找出行星轮（有公转）2. 找出中心轮（与行星轮啮合）3. 找出行星架（支撑行星轮）基本周转轮系4. 找出所有基本周转轮系后，余下为定轴轮系上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室解：n3=n4 (2分分)i46=(

2、n4/n6)=-(z6/z4)=-3 (2分分) nH=n6 (2分分)i13H=(n1-n6)/(n3-n6)=-(z3/z1)=-4 (2分分) i16=17 （2分）分）上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室受受轴向工作载荷轴向工作载荷的螺栓受力计算的螺栓受力计算设流体压强为p，螺栓数目为z，则每个螺栓所受的平均工作载荷工作载荷为：p D2/4FE =zDFEFEp例：压力容器的缸盖与缸体之间的螺栓联接。D为缸体内径。螺栓所受总载荷为：REaFFFFFR残余预紧力，按要求确定。上海海事大学机械原理与

3、设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室强度条件：设计计算： mmFda3 . 141ae211.3Fd/ 4MPa上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室图示一钢制液压油缸，油压p=3MPa，缸径D=160mm，螺栓分布圆直径D0=210mm。为满足气密性要求，取残余预紧力FR=1.8FE，并要求螺栓间距不大于100mm。试确定最少螺栓个数n和相应的螺纹直径d。（注：n取偶数，螺栓许用应力=120MPa） 上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室依题意： D0/n100 n D0/100= *210/100=6.6，取nmin=8（个）单个螺

4、栓所受工作载荷 FE：FE=(pD2/4)/nmin=3*1602/(4*8)=7539.8N单个螺栓所受总载荷Fa：Fa=FR+FE=2.8FE=2.8*10539.8=21111.5N计算螺纹小径d1：查螺纹标准，选M20的普通螺栓（d1=17.294mm）。结论：需用8个M20的普通螺栓。 mmFda06.171205 .211113 . 1443 . 11解：上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室图示为一斜齿圆柱齿轮圆柱蜗杆传动。为使蜗杆轴上的轴向力最小，试确定：（1）斜齿轮1、2的螺旋线方向；（

5、2）蜗轮4的转动方向；确定蜗杆轴转向确定蜗杆轴向力Fa3的方向确定齿轮2、1的轴向力Fa2、Fa1的方向确定齿轮1、2的旋向确定蜗轮4的转向。Fa3Fa2Fa1右旋左旋上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室Fr2Fr1Fa1Ft2n1Ft1Fa2上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室轴承安装示意图角接触球轴承正装角接触球轴承反装圆锥滚子轴承正装圆锥滚子轴承反装角接触滚动轴承寿命计算小结：角接触滚动轴承寿命计算小结：1、求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；2、求附加轴向力F

6、s1、Fs2，参考表16-12；3、根据轴承安装方式及合力的指向判定“压紧”、“放松”端，求出Fa1、Fa2；4、根据eFFra11？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0eFFra22？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0111+=arFXFP222+=arYFXFP，取),max(21PPP 上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室5、校核式：球轴承：=3滚子轴承：=10/3610()60thhpf CLLnf P1660()10ptf PnCCf【计算举例】上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室一转轴采用一对圆锥滚子轴承支承（轴承正装）。已

7、知：轴承所受径向力Fr1=3500 N，Fr2=5000 N，轴上所受轴向力FA=900 N，方向如图；轴的转速n=800 r/min；常温下运转，载荷有轻微冲击（fP=1.2）。试计算该对轴承寿命。【附注：Cr=34000 N；内部轴向力F=Fr/3.6，e=0.333，Fa/Fr e 时，X=0.4，Y=1.8；Fa/Fr e 时，X=1.0，Y=0】轴承1轴承2FA上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室解：（1）计算轴承内部轴向力F1=Fr1/3.6=3500/3.6=972.2N，F2=Fr2/3.6=5000/3.6=1388.9N（2）确定轴承所受轴向载荷

8、Fa1=maxF1, F2-FA=max972.2, 1388.9-900=488.9=972.2NFa2=maxF2, F1+FA=max1388.9, 972.2+900=1872.2=1872.2N轴承1轴承2FAF1F2上海海事大学机械原理与设计教研室上海海事大学机械原理与设计教研室（3）计算轴承当量动载荷轴承1：Fa1/Fr1=972.2/3500=0.2778 e=0.333，X2=0.4，Y2=1.8 P2=X2Fr2+Y2Fa2=0.4*5000+1.8*1872.2=5370N（4）计算轴承寿命Pr2 Pr1，按轴承2（受力较大）计算寿命h60106PfCfnLPrth式中，ft=1，fP=1.2，=1