机械设计作业

1、、强度计算试给出以下有关变应力的定义表达式（并予以说明）平均应力Q:应力幅Q:循环特性r。ma已知某零件的简化极限应力图及其危险剖面上的Q,Q，如图所示。当其应力ma简述求解过程）。=C（常数）变化时,m变化规率按Q安全系数nca零件的名义载荷是指载荷。已知某零件的简化极限应力图及危险剖面上的工作应力点MGQ）。如图，当ma应力按Q=C（常数）变化时，试在图中找出相应的极限应力点，并导出安全系数nmca的表达式。（注：试件的材料特性：屮=-1一0）0DA0%2K造成实际零件的疲劳极限不同于标准试件的因素有哪些？零件的计算载荷与名义载荷的关系是。7试给出以下有关变应力的定义表达式并予以说明平均应

2、力b(2)应力幅b(3)循环特性rma给出带的应力分布图，注明各种应力名称及最大合成应力的位置。某材料的对称循环弯曲疲劳极限b=180MPa，取循环基数N=5x106,-10m=9，试求循环次数分别为7000，25000，620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。在压力作用下，以点线相接触的两物体在接触处产生的应力称为应力。零件在交变应力作用下的强度计算属于强度计算。零件的计算载荷与名义载荷的关系是。零件的实际载荷与计算载荷的差异对零件强度的影响，将在中考虑。二、键销联接TOC o 1-5 h z1楔键联接中，楔键的工作面是面。花键联接的主要失效形式是、。平键是靠键的两侧面来传递载荷平键联接的可

3、能失效形式有。疲劳点蚀弯曲疲劳破坏胶合压溃、磨损、剪切破坏等花键联接按其齿形不同，可分为、花键联接。键是一种标准零件。()普通平键是靠键的来传递扭矩。a.下表面b.两侧面c.上、下表面TOC o 1-5 h z渐开线花键的定心方式有和。普通平键的宽和高(bxh)是根据确定的，其工作面为。设计时键的剖面尺寸通常是根据从标准中选取。(1)键传递的转矩(2)轴的转速(3)轮毂的长度(4)轴的直径花键联接的类型有、和。花键联接的主要失效形式是、。常用的无键联接形式有、。销联接主要用于、。某实验台的输出轴端装有一卷筒，该处轴的直径D=15mm，选用A型平键联接,且bxhxl=4x4x18mm，键及轮毂的

4、材料均为45#钢，(取In=135MPa)，p载荷平稳。试求此键联接所能传递的转矩。纹联接受拉螺栓在轴向载荷的作用下，螺栓杆和螺纹部分可能发生和失效。螺纹联接防松的实质是。受剪铰制孔螺栓在横向剪力作用下，螺栓杆和孔壁间可能发生和螺栓被主要失效形式。螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能愈好。（）受横向载荷的普通螺栓联接强度计算时，为什么要把螺栓所受的轴向预紧力增大30%？紧螺栓联接强度计算时，螺栓所受轴向拉力乘以1.3，是。a.防止松脱b.保证足够的预紧力c.计入扭转剪应力联接螺纹既满足的自锁条件，为什么还要加防松装置？试举出两种常用防松原v理的防松装置。（6分）8.图示汽缸内径D=500mm，气

5、压P=1.2MPa，D=640mm,要求螺栓间距不大于0150mm，残余预紧力Q是工作载荷的1.5倍，确定螺栓数目和所受的最大轴向拉力。p受横向扭矩的螺栓组采用铰制孔时，结合面为矩形，则每个螺栓所受的载荷是_。（1）相等的（2）与螺栓中心到螺栓组形心的距离成正比（3）与螺栓中心到螺栓组形心的距离成反比螺纹的螺旋升角愈小，或当量摩擦角愈大，螺纹的自锁性能愈_，效率愈_。为什么拧紧的螺栓会自动脱落？常用的防松措施有哪些？（举三例）有一受轴向变载荷作用的紧螺栓联接，预紧力Q=4000N，轴向工作载荷在p04000N之间变化，假设螺栓与被联接件刚度相等，试绘制受力变形图并计算：（1）螺栓所受最大和最小

6、载荷是多少？（2）被联接件之间的压紧力最大和最小值是多少？（3）螺栓材料的许用应力tr=80MPa，根据受轴向静载荷计算螺栓尺寸d广（4）若要提高螺栓的疲劳强度可采用哪些措施（列举三种）。受轴向变载荷的紧螺栓联接，在工作载荷F和残余预紧力Q不变的情况下，提高螺栓p的疲劳强度可以减少刚度及增加刚度。14说明螺栓联接，螺钉联接的结构特点及其应用上的不同之处15.图示刚性联轴器，螺栓孔分布圆直径D=160mm，其传递的扭矩T=1200N.m，若使用M16的普通螺栓（螺纹内径d=13.84mm），被联接件接合面的摩擦系数f=0.25，1防滑系数Ks=1.2，螺栓材料的许用应力t=80MPa,问至少需要

7、多少个螺栓才能满足联接的要求？常用螺纹联接有哪些类型，各适用于什么场合？（5分）图示汽缸内径D=500mm，蒸汽压力P=01.2MPa，在法兰上要有12个螺栓，其残余预紧力为工作载荷的1.5倍，螺栓联接的相对刚度为0.8，试确定单个螺栓所受的最大轴向拉力与最小轴向拉力。（10分）在螺栓联接的结构设计中，被联接件与螺母和螺栓头接触表面处需要加工，这是为了。设计螺栓组时常把螺栓布置成轴对称的均匀几何形状，这主要是为了计算螺栓抗拉强度时用直径，分析螺纹的受力时用直径。1一薄板用两个M10普通螺栓联接在厚机架上，尺寸如图示。已知薄板上受力P=600N，板间摩擦系数f=0.2，防滑系数K$=1.2，螺栓

8、许用应力In=108MPa，螺栓螺纹小径d=8.376mm，试校核螺栓联接是否安全可靠。1受剪铰制孔螺栓在横向剪力作用下，螺栓杆和孔壁间可能发生和螺栓被等失效形式。如图所示，用螺母及两个圆盘夹紧圆锯片。锯片直径D=600mm，圆盘平均直径D=350mm，轴的材料为45#钢(b=360MPa)，取安全系数n=1.5，轴上螺1s纹为M60(小径d=56.5mm)。若圆盘与锯片之间的摩擦系数f=0.15，试求锯片1外圆周上所能承受的最大切削力。采用增加螺纹螺母圈数的办法为什么不能提高联接强度？四、带传动三角传动工作时，与带轮轮槽接触。a.带的底面b.带的顶面c.带的两侧面当带传动的传动时，打滑首先发

9、生在带轮的轮上。若正常工作时，在_轮上带的速度大于带轮的速度三角胶带按剖分面尺寸大小分等型号，其公称长度是指长度。已知带传动的功率P=7.5Kw，主动轮直径d=100mm，转速n=1200rpm，11紧边拉力F是松边拉力F的两倍，试求F、F的值。1212带传动中的弹性滑动是可以防止的。()三角带的公称长度是指。a.外圆周长b.内圆周长c.节线周长带传动工作时，带的最大应力发生在。在带传动中用的方法可以使小带轮包角加大。增大小带轮直径d(2)减小小带轮直径d11(3)增大大带轮直径d(4)减小中心距a2带传动最大的有效圆周力随着和的增大而增大。带传动为什么要限制其最小中心距？三角带传动中带轮最常

10、用的材料是。A(2)45号钢(3)HT15333(4)塑料三角带传动中，为什么要验算下列几项：5m/sv120。(3)DD11minTOC o 1-5 h z带传动中最常用的材料是。Q235A(即A)(2)45号钢(3)HT1533(4)塑料3带传动的主要失效形式是和。影响带传动的最大圆周力的因素是、和。三角带传动的最小带轮直径D、带速v、小轮包角a受什么限制，为什么？11带传动中为什么要限制带速、小带轮直径与小带轮包角？三角带传动传递的功率P=7.5Kw，平均带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍(即F=2F)，求紧边拉力F，有效圆周力F及初拉力F。121e0三角胶带按剖面尺寸大小分等

11、型号，其公称长度是指简述带传动中的弹性滑动现象，并说明该现象是如何影响传动的？何谓带传动的弹性滑动和打滑？二者的性质有何不同？挠性带的欧拉公式F=Fefa中，其中：a表示;f表示12带是处于应力下工作的，这将使带容易产生破坏。一般带传动的主要失效形式是和。五、链传动设计链传动，链节数常取为数；链轮齿数应取与链节数齿数。2链传动中链条的平均速度为。链传动中的动载荷，随着、增大而增大。链传动与带传动相比较有哪些优缺点？一般情况下，链传动瞬时传动比恒定。()链节距越大，链速也越不均匀。()链传动中为什么链轮齿数Z不宜过少ZZ?而又不宜过多Z9d卩2KT（卩土11ZZZeH该式中的应该取HmaxLH1

12、H2minfcLH1H2LrH1kH2闭式齿轮传动中，常见的两种疲劳损坏形式是和在齿轮传动中，为减少动载荷，试至少举出三种措施。7.图示为两级斜齿轮传动，由电机带动的齿轮1转向及轮齿旋向如图所示。今欲使轴上传动件轴向力完全抵消，试确定：斜齿轮3、4轮齿的旋向；斜齿轮3、4螺旋角的大小；用图表示轴II上传动件受力情况(用各分力表示)。增大齿轮的模数，可以提高齿轮的接触强度。()齿面接触疲劳强度设计准则是针对齿轮建立的。a.齿面点蚀b.齿面胶合c.齿面磨损10齿轮的齿形系数与有关，齿形系数越大，轮齿的弯曲强度越齿面接触疲劳强度计算，齿根弯曲疲劳强度计算的力学模型？锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数应按

13、确定。(1)齿数Z2)cos35一对相互啮合的齿轮传动，小齿轮材料为40Cr，大齿轮材料为45号钢，啮合处的接触应力。(1)G=QH1H2Ge时，x=0.41，y=0.85，5000h,选用轴承型号7307AC,已查得C=33400N,hAe=0.7,S=0.7R,e时，x=0.41y=0.85,R1试计算轴承寿命是否满足要求。滚动轴承6308、2308、7308，其中承受径向载荷最大的是;承受轴向载荷最大的是;允许转速最咼的是说明滚动轴承密封的作用,并举出三种密封方法？如图所示为一对角接触球轴承在两个支点上的组合设计。试确定危险轴承的寿命为多少小时。已知：R=2500N,R=1250N，作用

14、在圆锥齿轮4上的轴向力F=500N，作用在12a4斜齿轮3上的轴向力F=1005N，要求两轴向力相抵消一部分，自己确定其方向并画在图a3A上。（轴承额定动载荷C=31900N,n=1000rpm,f=1,f=1.2,e=0.4，当一e,x=0.4,y=1.6）R具有调心性能的滚动轴承是和轴支承在30314滚动轴承上，轴端锥齿轮所受的轴向力为F,(自己确定其方向)。a左轴承记为1，右轴承记为2，如图示安装。说明轴承代号的含义。若轴承径向力RR，试写出两轴承上12轴向载荷的计算式。滚动轴承N308,N408,N108都是类型轴承，其内径为mm,且承载能力最咼的是。其精度等级。某轴用两个同样的轴承，

15、其受力如图。派生轴向力S=0.4R，试求两轴承所受轴向力A各为多少？（8分）Fr-3：n：i：iN17.如图示，某轴由一对圆锥滚子轴承支承，已知F=6000NrF=1030N，an=1000r/minf=1，f=1，额定动载荷C=34000N，提示:ptRS=2ye=0.38，y=1.6，e时，x=0.4，Ry=1.6，e时，x=0.4，Y=1.6；pt2YRA当一e时，x=1，Y=0。轴承额定动载荷C=34000N。求:R2）轴承的额定寿命L。h3）简述滚动轴承额定动载荷与当量动载荷的含义予以说明。有一滚子轴承，标准中规定的额定寿命为L=10000h，现因该轴承由于用于不太重要的场所，所以可

16、靠性降为75%，求该可靠性下的轴承寿命。(已知，Lbr,a)1lg=0.0457R典型的滚动轴承由、四部分组成。滚动轴承具有性能称为调心性能。向心推力轴承的派生轴向力应当作用在方向上。向心推力轴承由于，因而在径向载荷作用下会产生派生轴向力。滚动轴承最常见的失效形式是和。代号为“N308”的滚动轴承其精度等级是级，内径是。九、轴1.用文字说明代号所指之处轴系结构的错误所在，并画出改进后的轴系结构。为了提高轴的刚度，一般采用的措施是（1）用合金钢代替碳钢（3）表面强化处理只承受弯矩的轴，称为a.转轴b.心轴2）增大轴的直径4）采用降低应力集中的结构措施c.传动轴图示轴的结构1、2、3处有哪些不合理的地方？用文字说明。5转轴工作时主要承受。纯扭矩纯弯矩扭矩和弯矩摩擦力矩6.分析图示结构，指出16位置处结构为什么是错的？7对于转轴的强度计算，应按计算。a.弯矩b.扭矩c.弯矩、扭矩合成的当量弯矩指出图示轴上结构1、2、3、4处有哪些不合理地地方？用文字说明。分析图示结构设计的错误。（用数字标出并说明）（2）画出正确结构图。10轴承工作载荷愈大，选用润滑脂的针入度。（1）愈大（2）愈小（3）与载荷无关采用合金钢和热处理的办法来提高轴的，并无实效。（1）表面硬度（2）强度（3）工艺性（4）刚度分析图示结构设计的错误（用数字标出并说明）。（2）