《機(jī)械設(shè)計》參考答案

1、機(jī)械設(shè)計A一、選擇填空 1. 當(dāng)被聯(lián)接件之一的厚度較大，且零件需要經(jīng)常拆卸的場合，應(yīng)采用 c 。 (a)普通螺栓聯(lián)接；(b)螺釘聯(lián)接；(c)雙頭螺柱聯(lián)接；(d) 緊定螺釘聯(lián)接。 2. 用公式驗算平鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度時，許用擠壓應(yīng)力sp應(yīng)按 d 的材料確定。 (a)鍵；(b) 軸；(c) 輪轂；(d) 鍵、軸、輪轂中的弱者。 3.齒輪傳動中，輪齒的齒面點(diǎn)蝕通常首先發(fā)生在 c 表面。 (a) 齒頂頂部；(b) 靠近節(jié)線的齒頂；(c) 靠近節(jié)線的齒根；(d) 齒根根部。 4. 以Z表示齒輪的齒數(shù)，在查取齒形系數(shù)YFa時，斜齒輪按ZV = f 查?。诲F齒輪按ZV = 查取。 (a) Z/cosd；(b)

2、 Z/cos2d；(c) Z/cos3d；(d ) Z/cosb；(e)Z/cos2b；(f)Z/cos3b。 5. 直齒圓錐齒輪傳動強(qiáng)度計算一般按 c 的當(dāng)量園柱齒輪傳動進(jìn)行。 (a) 大端；(b) 距大端0.4b處；(c) 齒寬中點(diǎn)處；(d) 小端。 6. 兩軸交錯角為900的阿基米德蝸桿傳動，在 b 上蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于漸開線齒輪與齒條的嚙合。 ( a) 法面；(b) 端面；(c) 中間平面；(d) 蝸桿軸的橫截面。 二、填空 1. 齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算中，齒形系數(shù)YFa主要與齒輪的 齒廓形狀 和 齒數(shù) 有關(guān)。 2. 角接觸軸承的接觸角是指 滾動體與外圈滾道接觸點(diǎn)處的法線 和

3、半徑方面 之間的夾角。 3. 受剪螺栓用公式 進(jìn)行擠壓強(qiáng)度驗算時，取 的最小值 作計算對象。 4. 普通平鍵聯(lián)接工作時，鍵的 側(cè)面 為工作面，鍵的 上下表面 為非工作面。 5. V帶傳動的主要失效形式是 打滑，磨損，疲勞斷裂 。 6. 閉式蝸桿傳動的功率損耗包括傳動嚙合效率、 軸承磨擦損耗 和 浸入油池中的零件攪油時的濺油損耗 三項。 7. 軸上零件的軸向定位與固定方法中能用于較大軸向力的有 軸端擋圈定位、 圓螺母定位 (任填兩項)。三、問答題 1. 在使用條件下，單根V帶所能傳遞的功率，式中、的名稱是什么？為什么要引入它們？答：-當(dāng)傳動不等于1時，單根V帶額定功率的增量；-當(dāng)包角不等于180

4、°時的修正系數(shù)；-當(dāng)帶長不等于試系數(shù)規(guī)定的特定帶長時的修正系數(shù)； 單根V帶的基本額定功率是在規(guī)定的試驗條件下得到的。實際工作條件下帶傳動的傳動電，V帶長度和帶輪包角與試驗條件不同，因此，需要對單根V帶的基本額定功率予以修正，從而得到單根V帶的額定功率。 2. 三角形螺紋具有自鎖性能，但對于重要螺紋聯(lián)接為什么還要防松？按工作原理分有哪三種防松方法？各舉一例說明。答：防止螺旋副 在受載時發(fā)動相對轉(zhuǎn)動，所以要防松。（1） 磨擦防松：對頂螺母防松（2） 機(jī)械防松：止動墊圈防松（3） 破壞螺旋副運(yùn)動關(guān)系防松：鉚合防松四、分析題 1 受力分析 如圖所示，已知蝸桿1為主動件，圓錐齒輪Z5的轉(zhuǎn)向為n

5、3，要求：Z5Z4n2Z2Z3Z1（ 旋）n1IIIIIn3（1） 按II、III兩軸上的軸承受外加軸向載荷較小的條件確定蝸桿軸I的轉(zhuǎn)向（在圖上n1處畫箭頭表示）； （2） 在圖上畫出蝸輪Z2和斜齒輪Z3、Z4齒的旋向，并用文字（右或左）在圖上（ 旋）的位置標(biāo)出蝸桿齒的旋向； （3） 在圖上畫出蝸輪Z2和斜齒輪Z3、Z4在嚙合處的Ft、Fa、Fr的方向（畫在“O”處）。2 應(yīng)力分析如圖所示V帶傳動，輪1為主動輪。試在圖上畫出帶的應(yīng)力分布、寫出最大應(yīng)力表達(dá)式并標(biāo)出最大應(yīng)力發(fā)生位置。 五、計算題 1. 有一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知條件為：小齒輪齒數(shù)Z1=30；傳動比i =2；模數(shù)m =3

6、mm；齒輪寬度b1=85 mm、b2=80 mm；輸入軸轉(zhuǎn)速n1=1000 r/min；輸入軸功率P1=20 kW；載荷系數(shù)k=1.6；齒輪材料的許用接觸應(yīng)力為sH1=500 MPa、sH2=400 MPa。試校核該齒輪傳動的接觸疲勞強(qiáng)度是否滿足要求。 計算公式: mm答：T=m*Z=90mmd滿足要求。 2. 如圖所示一對7307AC型滾動軸承，其受力大小及作用位置如圖所示。軸轉(zhuǎn)速n = 1000r/min，載荷平穩(wěn)(fp=1.1)，常溫下工作，要求：(1) 求、軸承所受軸向載荷Fa1、Fa2；(2) 計算軸承使用壽命。IIIFA=1000NFr1=4000NFr2=2000N（注：軸承e、

7、X、Y的數(shù)值查附表，內(nèi)部軸向力S的計算公式如附表所示，基本額定動負(fù)荷Cr = 33400N） 附 表Fa/Fr £ eFa/Fr > eeFSXYXY0.680.68Fr100.410.87答：方法同卷B機(jī)械設(shè)計B一、選擇填空 1. 工程中常見的聯(lián)接螺紋是 a 三角螺紋。 (a)右旋單線；(b) 左旋單線；(c) 右旋雙線；(d) 左旋雙線。 2.平鍵聯(lián)接中，鍵的工作面是 b 。 (a)上下面；(b) 兩側(cè)面；(c) 上下面和兩側(cè)面；(d) 兩頭的端面。 3.閉式齒輪傳動中，輪齒的齒面點(diǎn)蝕(接觸疲勞磨損)通常首先發(fā)生在 c 表面。 (a) 齒頂頂部；(b) 靠近節(jié)線的齒頂；(c

8、) 靠近節(jié)線的齒根；(d) 齒根根部。 4. 與齒輪傳動相比，蝸桿傳動的主要缺點(diǎn)是 b 。 (a) 傳動比大；(b) 效率低；(c) 傳動尺寸大；(d) 蝸桿的支撐剛性差。 5. 直齒圓錐齒輪傳動強(qiáng)度計算一般按 c 的當(dāng)量圓柱齒輪傳動進(jìn)行。 (a) 大端；(b) 距大端0.4b處；(c) 齒寬中點(diǎn)處；(d) 小端。 6. 兩軸交錯角為900的阿基米德蝸桿傳動，其蝸輪與蝸桿的嚙合在 b 上相當(dāng)于漸開線齒輪與齒條的嚙合。 ( a) 法面；(b) 端面；(c) 中間平面；(d) 蝸桿軸的橫截面。 二、填空 1. 螺栓組聯(lián)接受橫向外載荷作用，若采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接，則靠 _基孔制過度配合_來傳遞載荷。

9、 2. 設(shè)計平鍵聯(lián)接時，鍵的截面尺寸（）是根據(jù) 軸的直徑 確定的。 3. 帶傳動的主要失效形式是 打滑 、 磨損 。 4. 齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算公式中，齒形系數(shù)YFa主要與齒輪的 齒廓形狀 和 齒數(shù) 有關(guān)。 5. 閉式蝸桿傳動的傳動效率包括：傳動的嚙合效率、 軸承摩擦損耗效率 和 濺油損耗效率 三項。 6.軸上零件常用的軸向定位與固定方法有 軸端擋圈定位 、 賀螺母定位 (任填兩項)。 7. 按許用彎曲應(yīng)力計算法設(shè)計軸的直徑時，當(dāng)量彎矩公式中引入應(yīng)力校正系數(shù)是因為 存在扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 。 三、問答題 1. 緊螺栓連接的強(qiáng)度可按純拉伸計算，但需將拉力增大30%，為什么？ 答：受預(yù)緊力拉伸而產(chǎn)生位

10、伸應(yīng)力外，還受螺紋摩擦力矩扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。2. 在相當(dāng)?shù)臈l件下，為什么V帶所能傳遞的功率大于平帶？答：與帶輪接觸的摩擦面大，產(chǎn)生的摩擦力更大，傳遞功率大。3. 在設(shè)計軟齒面齒輪傳動時，常使大小齒輪的齒面硬度相差幾十個HB單位，應(yīng)使哪個齒輪硬？為什么？答：小齒輪硬。為了使兩個齒輪的強(qiáng)度相當(dāng)。4. 聯(lián)軸器和離合器的功用有哪些主要的相同與不同之處？答：聯(lián)軸器和離合器是機(jī)械 傳動中常用的部件。用來連接軸與軸，以傳遞運(yùn)動與轉(zhuǎn)矩，有時也可做安全裝置。聯(lián)軸器在機(jī)器 運(yùn)轉(zhuǎn)時不能分離，離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可使兩軸隨時接合或分離。 四、計算題 1. 一軸承架用4只普通螺栓和機(jī)座聯(lián)接，軸承架受向上的載荷P作用

11、。已知：螺栓預(yù)緊力為；相對剛度為；接合面的許用擠壓應(yīng)力為p；聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖示, 螺栓危險剖面的計算直徑為dc；螺栓的許用拉應(yīng)力為。要求：1）.說明聯(lián)接可能出現(xiàn)的失效形式；2）.對應(yīng)列出聯(lián)接正常工作條件的表達(dá)式。 2. 有一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知條件為：小齒輪齒數(shù)Z1=28；Z2 =83；模數(shù)m =3.5mm；齒輪寬度b1=85 mm、b2=80 mm；輸入軸轉(zhuǎn)速n1=955 r/min；輸入軸功率P1=10 kW；載荷系數(shù)k=1.2；齒輪材料的許用接觸應(yīng)力為sH1=470 MPa、sH2=330 MPa。試校核該齒輪傳動的接觸疲勞強(qiáng)度是否合格。 計算公式: mm解： 合格3.

12、 如圖一對7207AC型滾動軸承，其受力大小及作用位置如圖所示。軸轉(zhuǎn)速n = 800 r/min，載荷平穩(wěn)(fd=1.2)，常溫下工作，要求：(3) 求、軸承所受軸向載荷Fa1、Fa2；(4) 計算軸承使用壽命L10h。注：軸承e、X、Y的數(shù)值查附表，（內(nèi)部）附加軸向力Fs的計算公式如附表所示，基本額定動負(fù)荷Cr = 22500NIIIFA=800NFr1=2000NFr2=1000N 附 表Fa/Fr £ eFa/Fr > eeFSXYXY0.680.68Fr100.410.87解： 所以，軸承I被“放松”，軸承被“壓緊”所以 取取 所以，按計算，五、分析題 1受力分析：圖示為電動機(jī)驅(qū)動的帶傳動和錐柱齒輪傳動系統(tǒng)的水平布置圖，要求在圖上標(biāo)出： (1) 由帶傳動的特性確定各軸轉(zhuǎn)向； (2) 為使減速器中間軸