厦门理工学院机械设计考试题型

厦门理工学院机械设计考试题型厦门理工学院机械设计考试题型厦门理工学院机械设计考试题型例2：受力分析。圆锥齿轮1的转向n1，为了使轴Ⅱ上受到的轴向力最小，试定出各齿轮转向及斜出轮的旋向，并画出各力方向。nⅡnⅢFr1Ft1Fa1Ft2Fr2Fa2Fr3Ft3Fa4Fa3Ft4Fr4例2：受力分析。圆锥齿轮1的转向n1，为了使轴Ⅱ上受到的轴向力最小，试定出各齿轮转向及斜出轮的旋向，并画出各力方向。3124ⅡⅢⅠ1nⅠnⅡnⅢFr1Ft1Fa1Ft2Fr2Fa2Fr3Ft3Fa4Fa3Ft4Fr4例3：直齿圆柱齿轮节点处的接触应力计算公式，试计算下面三小题中的σH1，σH2各是多少？各题中的齿轮(齿条)材料均是45＃，调质后HB1＝HB2＝210，ZE＝190，α＝20°，m＝3mm，b1＝90mm，b2＝84mm，正常齿制，主动轮功率P＝10KW，载荷系数K＝1.5，效率η＝1。⒈内啮合减速传动，Z主＝20，Z从＝40，n主＝955r/min⒉外啮合增速传动，Z主＝60，Z从＝30，n主＝100r/min⒊齿条带动齿轮传动，齿轮齿数Z＝40，齿条移动速度，v＝2m/s.接触应力计算公式⒈内啮合减速传动解：主动d1＝mz1＝3×20＝60mmZ主＝Z1＝20；Z从＝Z2＝40ZE＝190Mpa1/2，m＝3mm，b1＝90mm，

b2＝84mm，P主＝10KW，K＝，η＝1，Z主＝20，Z从＝40，n主＝955r/min⒈内啮合减速传动或主动d1＝mz1＝3×20＝60mmZ主＝Z1＝20；Z从＝Z2＝40d2＝mz2＝3×40＝120mmZE＝190Mpa1/2，m＝3mm，b1＝90mm，b2＝84mm，P主＝10KW，K＝，η＝1，Z主＝20，Z从＝40，n主＝955r/min⒉外啮合增速传动主动d1＝mz1＝3×30＝90mmZ主＝Z2＝60；Z从＝Z1＝30ZE＝190Mpa1/2，m＝3mm，b1＝90mm，

b2＝84mm，P主＝10KW，K＝，η＝1，Z主＝60，Z从＝30，n主＝100r/min⒊齿条齿轮传动d1＝mz1＝3×40＝120mmZ主＝Z齿条＝Z2＝∞；Z从＝Z齿轮＝Z1＝40主动vZE＝190Mpa1/2，m＝3mm，b1＝90mm，b2＝84mm，P主＝10KW，K＝，η＝1，Z＝40，齿条移动速度，v＝2m/s.例4：：齿轮4的转向n4。试定出主动蜗杆的旋向及转向。为使中间轴Ⅱ所受的轴向力最小，画出各轮所受的力。n41234ⅡⅢⅠFr3Ft3Fa3Ft4Fr4Fa4Fa2Ft1Ft2Fa1n1Fr1Fr2例5、斜齿圆柱齿轮减速器低速轴转速n＝1960rpm，齿轮上所受的圆周力FT＝1890N，径向力FR＝700N，轴向力FA＝360N，齿轮分度圆直径d＝188mm，轴颈直径d＝30mm，轴承预期寿命Lh＝20000h，载荷系数fp＝，温度系数ft＝1，试选择轴承型号。⑴选用深沟球轴承(双支点单向固定)；⑵选用圆锥滚子轴承(正装)；⑶选用角接触球轴承(反装)。9090FAFRFT㈠求支反力：⒈水平方向：⒉垂直方向：［解］：9090FTFH2FH1219090FAFR21FV2FV1⒊支反力：⑴初选6206型轴承，Cr＝，C0r＝

由图可知:查表13－5，得：，R2R121FA⑵

，⑶

，㈡深沟球轴承(双支点单向固定)：⑷

选用6206型轴承适宜。⑴初选30206型轴承，Cr＝，

C0r＝，e＝，Y＝㈢圆锥滚子轴承(正装)：⑵

轴承1被“压紧〞：轴承2被“放松〞：R2R121FAS1S2⑶

，

，⑷

选用30206型轴承不适宜，可重选较小型号轴承。〔略〕㈣角接触球轴承(反装)：⑴初选7306AC，α＝25°型轴承，Cr＝，

C0r＝，e＝⑵

轴承1被“放松〞：轴承2被“压紧〞：R1R221FAS1S2⑶

，，⑷

选用7306AC型轴承适宜。例6、一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离250mm、大小为60kN的载荷作用。现有如下图的三种螺栓布置型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种布置型式所用的螺栓直径最小？为什么？25060kN25060kN25060kN250φ250250250解：⒈将载荷平移到螺栓组的对称中心，得：⑴横向载荷R：R＝60kN⑵转矩T：T＝60×250＝15000kNmm每个螺栓所受到的剪力为：F1＝R/6＝60/6＝10kNRRTTTR(a)圆形布置：φ250F1＝R/6＝60/6＝10kN〔〕⒉分别求三种布置型式，铰制孔用螺栓组中所受到的最大载荷。由右图的受力分析可知红色螺栓所受到的剪力最大：Fmax(a)

＝F1＋F2＝10＋20＝30KN(b)矩形布置：F1＝R/6＝60/6＝10kN〔〕由右图的受力分析可知红色螺栓所受到的剪力最大：(c)三角形布置：F1＝R/6＝60/6＝10kN〔〕红色螺栓所受到的剪力最大：由右图的受力分析可知⒊由以上计算可知：Fmax(a)

＝30KN(Fmax)min

＝min｛Fmax(a)

，Fmax(b)，Fmax(c)

｝＝min｛30

，，

｝＝30kN

故，采用圆形布置型式所用的螺栓直径最小。例7、两块金属板用两个M12的螺栓联接。假设接和面的摩擦系数f＝0.3，螺栓预紧力控制在其屈服极限的70％。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。普通螺栓铰制孔用螺栓RRd0RRR⑶求此联接所能传递的横向载荷解：⒈采用普通螺栓联接⑴定螺栓的许用应力值4.8级中碳钢σs＝320MPa；查表5-10得控制预紧力的平安系数s＝1.4；查手册M12螺栓的小径为10.106mm。⑵求单个螺栓所能承受的预紧力⑶求此联接所能传递的横向载荷⒉采用铰制孔用螺栓联接(按满足剪切条件计算)⑴定螺栓的许用应力值4.8级中碳钢σs＝320MPa；查表5-10得控制预紧力的平安系数s＝2.5；查手册M12螺栓光杆直径为13mm。⑵求单个螺栓所能承受的剪切力例8、气缸盖螺栓组联接。气缸内的工作压力p＝0～1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径D1＝350mm，D2=250mm，上、下凸缘厚均为25mm，试设计此联接。D2pF∑FFD1⑶求单个螺栓所受到的总拉力解：气缸盖只能采用普通螺栓联接，设采用8个螺栓⑴气缸盖所受到的总轴向载荷⑵求单个螺栓所受的轴向外力查教材P73，得剩余预紧力定螺栓的许用应力值采用5.8级中碳钢σs＝400MPa；查表5-10得不控制预紧力的平安系数s＝8.5(假设螺栓直径M16～M30)⑷求螺栓直径查手册得螺栓的公称直径M30，d1＝26.211mm(第一系列)①平安系数确实定查表5-10，变载荷、不控制预紧力的平安系数s＝8.5，螺栓的直径范围为M16～M30⑸验算②螺栓个数确实定查表5-5，工作压力p＝0～1MPa≤1.6MPa，t0＝7d＝7×30＝210mm，则螺栓个数为：

螺栓个数初定偏多，螺栓个数为：6个⑶求单个螺栓所受到的总拉力设采用6个螺栓⑴气缸盖所受到的总轴向载荷⑵求单个螺栓所受的轴向外力查教材P73，得剩余预紧力定螺栓的许用应力值采用5.8级中碳钢σs＝400MPa；