1、1机械设计习题机械设计总论习题1-1、设计机器时应满足哪些基本要求?设计机械零件时应满足哪些基本要求?1-2 、机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些 ?1-3 、什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度 ?1-4、机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?零件的强度习题2-1、已知循环特性 r=0.125, m= -225MPa,求 max 、 min 、a。2-2、 弯曲疲劳极限的综合影响系数 K 的含义是什么? 它与哪些因素有关? 它对零件的疲劳强度和静强度各有何影响?2-3、在单向稳定变应力下工作的零件，如何确定其极限应力?2-4、 疲劳损伤线
2、性累积假说的含义是什么?写出其数学表达式。摩擦、磨损及润滑习题3-1、机械中有几种摩擦？各有何特点？3-2、磨损过程分为几个阶段？怎样跑合可以延长零件的寿命？3-3、边界摩擦的特征为摩擦表面间形成一层很薄的边界膜，问有几种边界膜？它们之间的区别是什么？3-4、获得流体动压润滑的基本条件是什么？螺栓联接与螺旋传动习题5-1 如图所示的底板螺栓组联接爱外力 F 的作用。外力 F 作用在包含 x 轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？保证联接安全工作的必要条件有哪些？题 5-1 图25-2 题目：图示刚性联轴器取 4 个 M16 小六角头铰制孔用螺栓，螺栓
3、材料为 45 钢，受剪面处螺栓直径为 17mm，其许用最大扭矩 T=1.5kNm（设为静载荷），试校核其强度。联轴器材料HT250。图 5-2 图5-3：上题的刚性联轴器中，若采用 M16 受拉螺栓，靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩，螺栓材料为 45 钢，接合面间的摩擦系数 f=0.16，安装时不控制预紧力，试决定螺栓数（螺栓数应为双数）。5-4、如图，缸径 D=500mm，蒸汽压力 p=1.2MPa，螺栓分布圆直径 D0=640mm。为保证气密性要求，螺栓间距不得大于 150mm。试设计此汽缸盖螺栓组联接。题 5-4 图5-5 、图中是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托
4、架。两块边板各用 4 个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为 20KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？3.题 5-5 图5-6、图示两根梁用 8 个 4.6 级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力 F=28kN，摩擦系数f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的直径。题 5-6 图5-7、铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知 L=300mm，a=60mm ，试求三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪个方案较好？题 5-7 图键联接习题6-1、直径 80mm 的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮( 如图所示)，轮毂宽度 L=1.
5、5d，工作时有轻微冲击。试确定平键联接的尺寸，并计算其允许传递的最大转矩。6-2、图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键联接。已知轴传递的转矩为1000Nm，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器材料为 HT200，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核联接的强度。4题 6-2 图带传动习题8-1、 V 带传动传递的功率 P=7.5，带速 V=10m/s,紧边是松边拉力的两倍，即 F1=2F2，试求紧边拉力 F1，有效拉力 F2，和预紧力 F0。8-2、有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通 V 带传动，电动机功率P=7KW，转速 n1=9
6、60r/min，减速器输入轴的转速 n2=330r/min，允许误差为+5%，运输装置工作有轻度冲击，两班制工作，设计此带传动。8-3、现设计一带式输送机的传动部分，该传动部分由普通 V 带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机，额定功率为 11kW，转速 n1=1460r/min，减速器输入轴转速为 400r/min，允许传动比误差为5%，该输送机每天工作 16 小时，试设计此普通 V 带传动。8-4、带传动主动轮转速 n1=1450r/min，主动轮直径 D1=140mm，从动轮直径 D2=400mm，传动中心距 a1000mm，传递功率 P=10kW，取工作载荷系
7、数 KA=1.2。选带型号并求 V 带根数 z。链传动习题9-1 已知主动链轮转速 n1=850r/m，齿数 z1=19，从动链轮齿数 z2=90，中心距 a=900，滚子链极限拉伸载荷为 55.6kN，工作情况系数 kA=1，试求链条所能传递的功率9-2 题目：已知一套筒滚子链传动，链节距 p=19.05mm，主动链轮齿数 z1=15，链轮转速n1=500r/min，从动链轮齿数 z2=25，中心距 a=650mm。试求：1）链速 v（即链的平均速度）；2）链速的波动值 vmax 和 vmin；3）链速波动的百分比。9-3、设计一输送装置用的链传动。已知传递的功率 P=16.8kW，主动轮转
8、速 n1=960r/min，传动比 i=3.5，原动机为电动机，工作载荷冲击较大，中心距 a800mm，水平布置。齿轮传动习题10-1.题目：在图示的展开式二级斜齿圆柱齿轮传动中，已知：高速级齿轮齿数 z1=44，z2=94，模数 mn =2.5mm。低速级齿轮齿数 z3=43，z4=95，模数 mn =3.5mm，分度圆螺旋角 =942。输出功率 P=28.4kW,输出轴转速 n=309r/min 。齿轮啮合效率 1=0.98，2=0.99。试求：1）高速级大齿轮的旋向，以使中间轴上的轴承所受的轴向力较小；2）高速级斜齿轮螺旋角 1 为多少时，中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消？3）各轴转向
9、及所受扭矩；4）齿轮各啮合点作用力的方向和大小（各用三个分力表示）。5题 10-1 图10-2、设计小型航空发动机中的一对斜齿圆柱齿轮传动，已知P1=130kW,n1=11640r/min,z1=23,z2=73,寿命 Lh=100h,，小齿轮作悬臂布置，使用系数 kA=1.25。10-3、有一直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。已知： P1=17kW，n1=720r/min。圆锥齿轮几何尺寸与参数为 m=5mm，z1=25，z2=60，b=50mm。斜齿圆柱齿轮几何尺寸与参数为mn=6mm，z3=21 ，z4=84。锥齿轮啮合效率 1=0.96，斜齿圆柱齿轮啮合效率 2=0.98，滚动轴承
10、效率 3=0.99。轴转向如图所示，单向转动。1）绘图标出各齿轮的转向；2）计算各轴的扭矩；3）当斜齿圆柱齿轮分度圆螺旋角 为何旋向及多少度时，方能使大锥齿轮和小斜齿圆柱齿轮的轴向力完全抵消？4）绘图标出齿轮各啮合点作用力的方向（各用三个分力表示），并计算其大小。斜齿圆柱齿轮的螺旋角按 =10830计算。n 3124题 10-3 图10-4、图示的两种直齿圆柱齿轮传动方案中，已知小齿轮分度圆直径 d1=d3=d1=d3=80mm，大齿轮分度圆直径 d2=d4=d2=d4=2d1，输入扭矩 T1=T1=1.65105N.mm，输入轴转速 n1=n1，齿轮寿命 th=th，若不计齿轮传动和滚动轴承
11、效率的影响，试作：1）计算高速级和低速级齿轮啮合点的圆周力和径向力，标出上述各力的方向和各轴的转向；2）计算两种齿轮传动方案的总传动比 i和 i；3）分析轴和轴承受力情况，哪种方案轴承受力较小？4）对两种方案中高速级齿轮进行强度计算时应注意什么不同点？对其低速级齿轮进行强度计算时又应注意什么不同点？7题 10-4 图10-5、两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮 1 为左旋，转向 n1 如图所示，为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力 Fa、径向力 Fr 和圆周力 Ft 的方向。题 10-5 图10-6、有两对
12、闭式直齿圆柱齿轮传动，其尺寸如下表所示，其材料及热处理硬度、载荷、工况及制造精度均相同。试分析比较哪对齿轮的接触应力大？哪对齿轮的接触强度高？10-7、有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，其尺寸如下表所示，当材料及齿面硬度、制造精度、运转工况（包括载荷）、应用场合、传动布局皆相同时，按无限寿命分析，哪个齿轮的齿根弯曲强度最差？8蜗轮蜗杆传动习题11-1、指出图中未注明的蜗杆或蜗轮的螺旋线旋向及蜗杆或蜗轮的转向,并给出蜗杆和蜗轮啮合点及作用力的方向(各用三个分力表示 ) 1(a)n2(b)1(c)2(d)1题 11-1 图11-2 如图为热处理车间所用的可控气氛加热炉拉料机传动简图。已知：蜗轮传递的转矩
13、T2=405Nm，蜗杆减速器的传动比 i12=20，蜗杆转速 n1=480r/min，传动平稳，冲击不大。工作时间为每天 8h 要求工作寿命 5 年(每年按 300 工作日计) 试设计该蜗杆传动。911-3、图示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数 z1=z2=20，z3=60，z4=2，z5=40，轮 1 转向如图所示，卷筒直径 D=136mm。试求：1)此时重物是上升还是下降；2)设系统效率 =0.68,为使重物上升,施加在轮 1 上的驱动力矩 T1=10N.m,问重物的重量是多少?滑动轴承习题12-1、有一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径 d=200mm，轴承宽度 B=250mm，轴
14、承材料选用 ZCuAl10Fe3，当轴的转速为60r/min、100r/min、500r/min 时，轴承允许的最大径向载荷各为多少？12-2、某汽轮机用动力润滑径向滑动轴承，轴承直径 d=100mm，转速 n=1000r/min，轴上的径向载荷 F=35kN，轴承工作包角 =180 。载荷平稳，试确定轴瓦材料、轴承宽度 B、润 题 11-3 图滑油牌号、流量、最小油膜厚度、轴与孔的配合公差及表面粗糙度，并进行轴承热平衡计算。12-3、试设计一铸件清砂机滚筒的滑动轴承。已知滚桶装载量和自重共 40000N，转速为30r/min，两端轴颈直径 120mm。12-4、粉碎机转子支撑在一对不完全润滑
15、的径向轴承上，已知转子的转速 d=50mm，每个轴承承受的径向力 F=1200N，转子轴颈 d=50mm。试选轴瓦材料和进行设计计算。滚动轴承习题13-1、30208 轴承(新标准) 额定动负荷 C=34000N。(1) 当量动负荷 P=6200N,工作转速 n=730r/min,试计算轴承寿命 h 书室；(2) P=6200N,若求 h 10000h,允许的最高转速 n 是多少?13-2、如图所示，轴上装有一斜圆柱齿轮，轴支承在一对正安装的 7209AC 轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力Fte=8100N，径向力 Fre=3052N，轴向力 Fae=2170N，转速 300r/min，载荷系数
16、fp=1.2，试计算两个轴承的基本额定寿命。（想一想：轴承反安装时有何变化？）13-3、一根装有小圆锥齿轮的轴拟用图示的支承方案，两支承点均选用轻系列的圆锥滚子轴承。圆锥齿轮传递的功率 P=4.5kW(平稳),转速 n=500r/min,平均分度圆半径rm=100mm,分锥角 =16,轴颈直径可在 28-38mm 内选择。其它尺寸如图。若希望轴承的基本额定寿命能超过60000h，试选择合适的轴承。 题 13-2 图10题 13-3 图联轴器和离合器14-1 在下列工况下，选择哪类联轴器较好?试举出一两种联轴器的名称。(1)载荷平稳，冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望联轴器寿命较长。(2)载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线具有一定程度的相对偏移。(3)载荷不平稳且具有较大的冲击和振动。(4)机器在运转过程中载荷较平稳，但可能产生很大的瞬时过载，导致机器损坏。14-2、 选择联轴器类型时，应当考虑哪几方面的因素 ?轴习题15-1、 何为转轴、心轴和传动轴?自行车的前轴、中轴、后轴及脚踏板轴分别是什么轴?15-2、 试指出图示斜齿圆柱齿轮轴系中的错误结构，并画出正确结构图题 15-2 图
