机械设计基础复习题

复习题1、螺纹的主要参数有哪些？何处直径为其公称直径？答：螺纹的主要参数有：大径，大径的根本尺寸是螺纹的公称直径；小径D1、d1；中径D2、d2；牙型角；牙型斜角；接触高度h；螺距P；导程Ph；螺纹线数n；螺纹升角。2、常用螺纹牙型有哪几种？哪些主要用于联接？哪些主要用于传动？答：常见螺纹牙型有三角形，牙型角大，当摩擦角大，易实现自锁，牙根厚，强度高，多用于联接螺纹；牙型为正方形，牙型角为0º，如梯形螺纹广泛应于传动螺纹中。3、螺纹联接有哪几种根本类型？它们各自有何特点？各自适用于什么场合？答：螺栓联接：构造简洁，易于更换，用于被联接件厚度不大且能够从两面装拆的场合；双件外表或顶入凹坑中，以固定两零件的相对位置，可传递不大的横向力或转矩。4、何谓螺纹联接的预紧？预紧的目的是什么？怎样掌握预紧力？答：大多数螺栓联接在承受工作载荷之前，装配时就已经拧紧，称之为预紧。预紧使螺栓所紧力矩等方法来实现，如用力矩扳手来掌握预紧力。5、螺纹联接防松的实质是什么？常用防松方法有哪些？摩擦防松、机械防松和永久止动等三类。摩擦防松是使螺纹副中产生附加压力，从面始终有摩擦力矩存在，防止螺母相对螺栓转动。如利用双螺母、弹簧垫圈、开缝螺母、锁紧螺母、尼龙圈锁紧螺母、紧定螺钉固定等。机械防松是利用一些简易的金属止动件直接防止螺纹副的相对转动。如利用开口销、止动垫圈、焊接或铆死、冲点、粘合等。6、受剪螺栓联接的可能失效形式有哪些？设计中需计算何种强度？溃。设计中需要计算螺栓的抗剪强度和连接的挤压强度。7、带传动的工作原理是什么？有哪些特点？带轮之间产生的摩擦力，将主动轮的运动和动力传递给从动轮。答：带传动的原理是，将带装紧在带轮上，使带与带轮相互压紧，工作时靠带与带轮之间产生的摩擦力，将主动轮的运动和动力传递给从动轮。〔除传动比不恒定〔除同步带，传动效率低，带的寿命较短，传动的外廓尺寸大，需要张紧，支承带轮的轴及轴承受较大。8、带传开工作中发生弹性滑动的机理是什么？对传动有什么影响？因而产生的弹性变形也不同，这种同于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为带传动的弹性滑动。弹性滑动是带传开工作时不行避开的物理现象。对传动的影响是：过载时，带在带轮上打滑，可防止其它零部件损坏，起安全保护作用，但也使传动比不恒定。9FeFe致使传动失效。因此，必需避开打滑。10、带传动设计的主要依据和设计准则是什么？则为：保证传动带在不打滑的条件下，具有肯定的疲乏强度和使用寿命。VVVVV答：一般V40º，带轮轮槽楔角32º、34º、36º38º，均顶胶层受拉而变窄，底胶层受压而变宽，从而使V带和带轮接触良好。13、带传动在使用中应留意哪些问题？2〕一般V带的紧边在下，松边在上，以便借助带的自重加大带轮包角。3〕安装时两带轮轴线必需平行，两轮轮槽中线必需对正，以减轻带的磨损。4〕安装时应首先缩行撬入，以免带被损坏。5〕为了保证安全，带传动一般应安装防护罩，并在使用过程中定期检查、调整带的张紧程度。6〕为避开腐蚀及快速老化，应避开带60℃。7〕多根带并用时，为V应同时更换，以免因带短、旧带长而加速带的磨损。习题一、一带传动，传递功率P＝10kW，带速v＝12.5m/s，现测得初拉力＝700NFF0 1 2VP＝7.5kW，小带轮转速n＝1460r/min，鼓风机主轴转速n＝700r/min，每天工作16h，由Y系列1 2三相异步电动机驱动。要求传动中心距a 800mm。P＝4kW，小带轮i＝3.5，16h，Y1动机驱动。由于构造限制，要求大带轮基准直径dd2

450mm。试题四、设计一裂开机装置用一般V带传动。电动机型号为Y132S－4，电P＝5.5kW，转速n＝1400r/min，传动比i＝2，两班制工作，期望1600mm。要求绘制大带轮的工作图〔d＝35mm。14、齿轮传动与其他机械传动相比有何特点？4〕可以传递空间任意两轴间的运动与动力。15、齿轮传动常见的失效形式有哪些？各种失效形式常在何种状况下发生？1、轮齿折型为悬臂梁，轮齿根部弯曲应力最大，且齿根过渡圆角引起应力集中，因此，折磨损，在磨损外表留有较均匀的条痕，齿面磨损后，使齿廓外形变化，从面引起失效形式。3〕齿面点蚀。轮齿在啮合过程中，齿面接触处将承受循环变化的接而形成麻点状凹坑，称为齿面疲乏点蚀。4〕齿面胶合。胶合是指相啮合轮齿齿面，在肯定压力和温度作用下，直接接触发生粘着，随着齿面的相对运动，使金属从齿面上撕落而引起的一种严峻粘着现象。5〕齿面塑性变形。16、一般的闭式齿轮传动和开式齿轮传动的主要失效各是什么？主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。同？10%~15%，再取相近的标准值。有哪些？它们各在何种状况下承受？35、4540Cr、35SiMn42SiMn要机械传动中，例如机床、汽车变速箱等。、ZG40Mn、ZG40Crd>400~600mm钢。QT400－15、QT500－7、QT600－3，广泛应用于低速、工作平稳、轻载、对尺寸和重量无严格要求的开式齿轮传动。钢制齿轮常用的热处理方法有正火、调质、外表淬火。19、在设计软齿面齿轮传动时，为什么常使小齿轮的齿面硬度比大齿轮高30~50HBW？HBW－HBW＝30~50。1 220答：对于闭式软齿面齿轮传动，在满足弯曲强度的条件下，应取较多的齿数z1和较小的模数，这样可增大重合度，提高传动的平稳性，还可以节约制造费用，z＝20~40。对于闭式硬齿面齿轮、开式齿轮和铸铁齿轮传动，为保证轮齿1具有足够的弯曲强度，宜取较小的齿数z1

和较大的械数，一般取z＝17~20。应1使两齿数互为质数，至少应避开大、小齿轮数比为整数。两轮的齿宽设计为对闭式传动：1〕软齿面，齿轮对称轴承布置并靠近轴承时，取 ＝0.8~1.4；齿轮不对称轴承布置或悬臂布置且轴刚性较大时， ＝d d0.6~1.2，轴刚性较小时，取＝0.4~0.9。2〕硬齿面，的数值应降低一倍。d d对开式传动，取＝0.3~0.5。d21、齿轮主要有哪几种构造形式？设计中如何选择？e≤〔2~2.5〕mn〔锥齿轮e≤1.6m〕时，则应将齿轮与轴做成一体，称为齿轮轴。2〕当齿顶圆直径da

a

<500mm的锻造齿轮，为减轻重量、节约材料和便于搬运与装拆，通常承受腹板式构造。4〕对于齿顶圆直径da

>500mm的铸造齿轮，可做成轮辐式构造。习题一、试设计某单级闭式直齿圆柱齿轮传动。：电动机驱动，P＝30kW，n=720r/min，传动比i=4.5，长期双向转动，载荷有中等冲击，z＝27，大小齿1 1轮材料均为40Cr外表淬火。习题二、欲配制一个遗失的齿轮，与其啮合齿轮的齿顶圆直径da

＝136mm，齿数z＝15，两轮中心距a=260mm，求所配齿轮的尺寸。z＝20，z＝50，模数m=6mm，齿宽b=80mm，451 2调质处理，齿面硬度230HBW；大齿轮材料45180HBW。齿轮的n＝700r/min。122、按承载状况，轴分为哪三种类型？各举2~3个实例。答：按承载的状况不同，直轴可分为转轴、传动轴和心轴。转轴，工作时既承受变矩又传递转矩的轴，如齿轮减速器中的轴、汽车变速箱中的轴、电动机的输出轴。2〕传动轴，工作时只传递转矩而不承受弯矩或承受弯矩很小的轴，如汽车传动轴、压力机中的主轴。3〕心轴，工作时只承受弯矩而不传递转矩的轴，如火车车轮轴、自行车的前后轮轴。23、轴的常用材料有哪些？假设优质碳素钢轴的刚度缺乏，改用合金钢能否解决问题？为什么？20354540Cr40MnB40CrNi38SiMnMo、38CrMoAlA、20Cr、QT400－15、QT600－3。24、轴的构造设计要满足哪些根本要求？说明轴的构造设计步骤。答：1〕轴和轴上零件要有准确的工作位置且定位牢靠。轴上零件应便于装拆和调整。轴应具有良好的制造和装配工艺性。轴的受力状况合理，应力集中小，有利于提高轴的强度和钢度等。寸和布置位置；轴的加工方法、装配方法以及其他特别要求。25、轴上零件的周向和轴向固定方法有哪些？各适用于什么场合？答：轴上零件的轴向固定方法有：1〕轴肩：在起定位作用的同时，还起轴向固定作用，它构造简洁、定位牢靠，能承受较大轴向载荷。2〕套筒：当两零件相隔距离不大时，可用套筒对两个相邻零件轴向固定，它构造简洁但套筒与轴的协作较松，不适用于轴转速较高的场合。3〕圆螺母：用套筒固定所需套筒过长时，承受圆螺母固定，它固定牢靠，能承受大的轴向力，但轴上需车制螺纹，产生应力集中，故一般用细牙螺纹。4〕弹性挡圈：当轴向力很小，仅为防止零件偶然轴向移动时，承受弹性挡圈，它构造简洁、紧凑，但牢靠性差。5〕锁紧挡圈：当轴向力较小时，承受锁紧挡圈，两端都承受锁紧挡圈时，便于调整零件在轴上的位置。6〕轴端挡圈：轴端挡圈又称压板，用于轴端零件的固定，可承受较大的轴向力。7〕销联接：销联接固定构造简洁，但轴的应力集中较大，用于受力不大、同时需要进展周向固定的场合。轴上零件的周向固定方法有：键联接：应用广泛，其中平键联接定心性好，用于较高精度、高转速及受冲击或变载荷作用的场合。花键联接：承载力量高，对中性和导向性好，但制造比较困难，本钱高。销联接：主要用来固定零件的相互位置，也可传递不大的载荷。过盈联接：利用轴和毂孔间的过盈协作构成的联接，对构造简洁，能同时实现周向和轴向固定，对轴的减弱小，但装拆不便，且对协作面的加工精度要求较高。常与平键联接联合使用，以承受大的循环变化载荷、振动和冲击载荷。26答：确定各轴段长度时，应尽可能使构造紧凑，同时还要保证零件所需的装配或调整空间。轴的各段长度主要是依据各零件与轴协作局部的轴向尺寸和相邻零件间的距离等确定。习题一、一传动轴的材料为45P＝50kW，转速n=400r/min，该轴的直径为多少？习题二、试设计单级直齿圆柱齿轮减速器中的主动轴，见教材P172，图11-18。减速器用电P＝7.5kWn1=970r/minm=2.5mm，z1＝22，轮毂宽度为65mm，联轴器轮毂宽度为70mm。假设承受直径系列为2轴承，单向传动。习题三、指出教材P17211-19中轴的构造上不合理和不完善的地方，并说明错误缘由及改进意见，同时画出合理的构造图。27、键联接的功用是什么？的周向固定，以传递转矩，其中有的还能实现轴向固定和传递轴向力。、A、B、C答：按端部外形不同，一般平键分为三种：圆关、平头〕〔C。对于圆头和单圆头键，轴上的键槽通常在铣床上用指形铣刀加工，平头键的键槽可用盘铣刀加工。圆头平键用得最多，单圆头平键只适用于轴端。29、半圆键联接有何特点？般只适用于轻载轴毂联接中。30、依据什么选择平健的截面尺寸和长度？bхhdLL′〔通常取L′≈1.2~1.5d标准中规定的长度系列。31、平键联接的主要失效形式是什么？〔为轮毂算。1.5答：假设使用一个平键不能满足强度要求，可承受两个平键，两键应相隔180º1.533、花键联接有哪些特点？广泛应用。但因其构造简洁，需用特地的刀具和设备进展加工，本钱较高。34、矩形花键定心方式为什么优选小径定心？答：小径定心以小径〔d〕为协作面保证轴线重合，适用于毂孔外表硬度较高目前国家标准承受小径定心。、销联接有哪些主要用途？剪断元件，对机械系统起到过载保护作用。习题一、有始终径d＝80mmL′＝矩。d＝90mm，B＝110mm，T=1800N•m，载荷平稳，轴、键的材料均为钢，齿轮材料为锻钢。36、轴承的功用是什么？答：轴承主要用于支承轴及轴上零件，减轻转动副的摩擦和磨损，保证轴的旋转精度。37、与滑动轴承相比，滚动轴承有何优、缺点？答：与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、起动敏捷、效率高、润滑便利和互换性好等优点；其缺点是抗冲击力量差，工作时有噪声，工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。38、滚动轴承有哪些主要类型？如何选择滚动轴承类型？100002023030000；500006000070000；圆柱滚子轴承N0000选择滚动轴承的类型，应考虑轴承所承受载荷的大小、方向和性质，转速的凹凸要求，轴承的装拆以及经济性等。39、滚动轴承的代号由哪几局部组成？其中根本代号表示哪些内容？心，用以表示轴承的类型和尺寸。根本代号由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。40、轴系在什么状况下承受两端固定支承？在什么状况下承受一端商定、一端游动支承？答：当轴承跨距较小L350m轴的受热伸长，可在一端轴承的外圈和轴承端面间留出c=0.2~0.4mm当轴的跨度较大〔L≥350mm〕座孔内沿轴向游动。41、什么是滚动轴承的预紧？预紧的目的是什么？预紧方法有哪些？答：轴承的预紧是使滚动体和内、外圈之间产生肯定的预变形，用以消退游隙，增加支承的不等的套筒而预紧等。42、应如何选择滚动轴承的协作？答：轴承的协作是指内圈与轴、外圈与座孔的协作。制。确定。对于转动的套圈〔内圈或外圈〕承受较紧的协作，固定的套圈承受较松的协作；一般当转速越高、载荷越大、振动越大、旋转精度越高、工作温度越高时，应承受较紧的协作；常常拆卸或游动的套圈承受较松的协作。43、滚动轴承润滑和密封的目的分别是什么？如何选择润滑方式？答：轴承润滑的目的是降低摩擦、削减磨损、散热、防锈、吸取振动、减小接触应力等。常间，指的装填量不宜超过轴承空间的1/3~1/2。润滑油比润滑脂摩擦损耗小，且可起到散热和冷却作用，但密封要求较高。一般滚动轴承承受润滑脂润滑。习题一、指出轴系构造图中的错误，说明缘由，并画出正确的轴系构造图〔图见教材P17311-19〕624194103020751307/P67208AC/P57008C/P4、6308/P5/C3、N307/P2。44、滑动轴承的性能特点有哪些？主要应用在什么场合？③具有良好的耐冲击性和良好的吸振性能，运转平稳，旋转精度高。主要缺点：①维护简单，对润滑条件要求要求较高；②边界润滑轴承，摩擦磨损较大。泥搅拌机、滚筒清砂机、裂开机等也多承受滑动轴承。45、滑动轴承的主要构造形式有哪几种？各有什么特点？答：1〕整体式径向滑动轴承。整体式轴承构造简洁，制造便利，本钱低廉，但便。故一般用于低速、轻载、间歇工作处，如手动机械、低速运输机械等。2〕剖分式径向滑动轴承。剖分式轴承装拆便利，当轴瓦磨损后可以用削减剖分了整体式轴承的