机械设计复习题型答案

1、一、分析题型（都是直齿齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动和蜗杆传动的组合） 图示为三级减速传动系统。若蜗杆为主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。1）若要使各轴上所受轴向力互相抵消一部分，试判断蜗杆1、蜗轮2及斜齿轮3和4的螺旋线方向及、轴的回转方向；2）齿轮2、齿轮3和齿轮5所受的轴向力Fa和圆周力Ft方向（Ft、Fa在图中画出）。二、计算题题型（只在第三章、第五章、第八章和第十三章）（第三章题型：三种情况;）1、已知某零件,其材料的机械性能为s=360MPa,-1=300MPa,0=400Mpa。已知零件上的最大工作应力，最小工作应力，应力变化规律为，综合影响系数。绘制此零件的简化极限应力

2、线图，并用图解法求零件的安全系数。解：比例：1mm/5Mpa45°A(0,150Mpa),D(200Mpa,100Mpa)C(360Mpa,0) 点各1分图正确3分。 M(150Mpa,40Mpa) 2分M坐标为(30mm,23mm),也即（150Mpa，115Mpa） 2分 3分（第五章题型：横向力、轴向力、扭矩和倾覆力矩四种受力或组合受力）1、有一钢制液压油缸，用8个螺栓（小径）联接缸体与缸盖，如图所示。缸体内径D=160mm，螺栓分布圆直径D0=200mm。为保证气密性要求，残余预紧力取为工作载荷的1.6倍，螺栓的许用应力=180MPa，要求螺栓间弧线距离不大于100mm。计算

3、：（1）判断螺栓间的弧线距离是否合适；（2）求缸体内的最大压强p=？D0解：(1) 判断螺栓间距由于：故，螺栓间距合适。 （2分）（2）设每缸体内的最大压强为P(N/mm2)每个螺栓受的工作载荷为： （2分）每个螺栓受的总载荷为： （3分）由： ，代入、=180MPa得： 即： （3分）2、已知一支架用4个螺栓与机座联接，所受外载荷分解成一轴向工作载荷和一横向工作载荷。螺栓的相对刚度，性能等级为为8.8级，安全系数。接合面的摩擦系数，防滑系数。求螺栓小径的计算值。解：）在轴向工作载荷作用下，每个螺栓受的轴向工作拉力为： 2分）在横向工作载荷作用下，根据支架不滑移的条件，每个螺栓受的预紧力为：

4、3分代入、及，得每个螺栓受的预紧力为： 1分）螺栓受的总拉力为： 3分）确定螺栓小径的计算值螺栓材料为.级，其屈服极限为a,许用应力为： 2分螺栓小径的计算值为： 3分3、 如图所示，一块带有牵引钩的平板，用4个M16（d1=13.835mm）的普通螺栓固定在机架上，螺栓的材料为Q235-A，其屈服强度极限 Mpa ，接合面的摩擦系数 ，连接的防滑系数KS=1.5，拧紧螺栓时，其许用应力控制在屈服强度极限的80%，试求该螺栓组所允许的最大拖拽力F是多少？若更换成4个M16（d0=17mm）的铰制孔用螺栓连接，且仅按螺栓受剪计算，许用剪切强度极限 时，所允许的最大拖拽力比普通螺栓组增加了多少？解

5、：当用4个普通螺栓连接时，靠螺栓拧紧时的预紧力在平板和机架接触面之间产生的摩擦力平衡横向拖拽力F，根据题意，则有：（2分）由拉伸强度条件： （3分） 得: （5分）由接合面不产生滑移的条件： （3分）得：（3分）该螺栓组所允许的最大拖拽力F=11835.45N。当改用4个铰制螺栓连接，且仅按螺栓受剪计算时，每个螺栓所受的工作剪力为：（2分）根据螺栓的剪切强度条件，则有： （5分）得：（4分）采用铰制孔用螺栓组所允许的拖拽力比采用普通螺栓组多108895.2-11835.45=97059.76N 。（2分）（第八章题型）1、单根V带传递的预紧力，主动带轮的基准直径，转速，小带轮包角，V带与带轮之

6、间的当量摩擦系数，求（1）V带紧边、松边的拉力、；（5分） （2）V带能传递的最大圆周力和最大功率。（5分）解：（1）由柔韧体摩擦的欧拉公式 则 （2） 或 （第十三章题型）1、如图所示，在某一传动轴上安装一对角接触向心球轴承。轴承受到的径向载荷为，；轴上外加轴向载荷为，派生轴向力为，轴承基本额定动载荷，载荷系数为；正常工作温度下，工作转速为。试计算：1)计算两个轴承实际受到的轴向载荷和；2)计算两个轴承的当量动载荷和；3)求危险轴承的寿命。（注： ）解：（1）该对角接触球轴承为正装，因此派生轴向力方向如图所示。 （1分） (1分） 由于 (1分) 故，轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”。 (1分) 轴承实际所受轴向力分别为： (1分) (1分)（2） (2分)轴承1当量动载荷为： （2分） （2分）轴承2当量动载荷为： （2分）由于，故轴承2危险。 （1分）。 （3分）三、结构改错题题型请将图中轴系结构有错误及不合理处用序号标出，并按序号简明说明原因。解： 应倒角； 应有调整垫片； 箱体与端盖接触面之外部分应低一些； 轴端太长，应与轴承左端面平齐或略长； 无须用套筒，改用轴肩，但应低于轴承内圈外径； 少键； 与齿轮配合的轴段应比齿轮宽度小12mm； 透盖与轴之间应有间隙，且应有