機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題卡答案

1、第八章一、填空題1 帶和帶輪之間的摩擦（或嚙合） 2 拉應(yīng)力 、彎曲應(yīng)力 、 離心應(yīng)力 1b1c ， 緊邊繞進(jìn)小帶輪 3 打滑和疲勞破壞 、 在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命 4 帶的有效拉力小于極限拉力即Fe<Fec，、 5 初拉力F0 、 摩擦系數(shù)f 、 小帶輪上的包角6. 小于等于87. 小帶輪直徑D1、傳動(dòng)中心距a、帶的型號(hào)、包角、摩擦系數(shù)f、初拉力Fo8.最大值，包角，摩擦系數(shù)，張緊力9.定期張緊裝置，自動(dòng)張緊裝置，張緊輪裝置。二、 單項(xiàng)選擇題1B2.C3.A4.A5.C6.D7.B8.A9.B10B11C12C13B 14.BB15.C16.B17.B18

2、.D、B. 19.D. 20.D. 21.B 22.D. 23.A. 24.C。判斷題1-5三、簡(jiǎn)答題1答：在帶傳動(dòng)中，由于松邊和緊邊的拉力不同，產(chǎn)生的彈性變形也不同。當(dāng)皮帶從緊邊轉(zhuǎn)到松邊和從松邊轉(zhuǎn)到緊邊時(shí)，因帶的彈性變形量發(fā)生改變而導(dǎo)致皮帶與帶輪間產(chǎn)生的相對(duì)滑動(dòng)被稱為彈性滑動(dòng)。當(dāng)帶的有效拉力超過(guò)極限拉力即Fe>Fec時(shí)，帶與帶輪間將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，即打滑。打滑首先發(fā)生在小帶輪上，因?yàn)樾л喌陌切∮诖髱л喌陌?，故它的極限拉力也較小，承載能力低，所以先打滑。 兩者的區(qū)別在于彈性滑動(dòng)是必然存在的，導(dǎo)致傳動(dòng)比不恒定，但帶傳動(dòng)能正常工作。打滑是載荷超過(guò)承載能力之后的失效形式，應(yīng)盡量避免。

3、2答：當(dāng)皮帶繞在帶輪上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。帶輪直徑越小，彎曲應(yīng)力越大。為因避免彎曲應(yīng)力過(guò)大降低帶傳動(dòng)的壽命，應(yīng)限制小帶輪的最小直徑d1。3答：若中心距過(guò)小，帶速不變時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)皮帶繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，將加劇帶的疲勞損壞，降低其壽命；且由于中心距小，在傳動(dòng)比不變的情況下，將使小帶輪上的包角減小，降低帶傳動(dòng)的承載能力。若中心距過(guò)大，皮帶則容易松弛，也會(huì)降低帶傳動(dòng)的承載能力，且調(diào)整張緊過(guò)于頻繁。故設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡量將中心距確定在經(jīng)驗(yàn)公式的范圍內(nèi)。4. 1) 增大中心距2) 控制傳動(dòng)比3) 增設(shè)張緊輪裝置5緊邊和松邊拉力F1和F2以及產(chǎn)生的拉應(yīng)力由離心力產(chǎn)生的離心拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力繞過(guò)帶

4、輪所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力6. 增大摩擦系數(shù)、增大包角、盡量使傳動(dòng)在靠近最佳速度下工作、采用新型帶傳動(dòng)、采用高強(qiáng)度帶材料等四、計(jì)算分析題1解：原因1帶的承載能力不夠。解決方案：更換皮帶型號(hào)：增大帶的截面面積或換成相應(yīng)窄V帶； 增加帶的根數(shù)，則同時(shí)更換帶輪；加大中心距，同時(shí)換較長(zhǎng)的皮帶；原因2帶內(nèi)彎曲應(yīng)力過(guò)大。解決方案：在保證i、a不變的情況下，增大帶輪直徑，同時(shí)換較長(zhǎng)的皮帶解：1）D點(diǎn)帶速大于大帶輪圓周速度2）A、C兩點(diǎn)帶速等于所在帶輪圓周速度3）B點(diǎn)帶速小于小帶輪圓周速度3解：小帶輪圓周速度v：vdn/60000=3.14×170×1450/6000012.9m/s有效拉力Fe

5、Fe1000P/v1000×8/12.9620.16 N預(yù)緊力F0: F0F1Fe/21300620.16/2989.92 N4解：有效拉力Fe Fe1000P/v1000×7.5/10750 N因F12F2，且F1F2Fe，有2F2F2Fe 故有：松邊拉力F2： F2Fe750 N緊邊拉力F1： F12Fe1500 N5.主要失效形式為打滑及疲勞破壞；帶工作時(shí)，緊邊和松邊有拉力差，帶輪從緊邊到松邊其彈性變形逐漸減小，帶與之收縮，產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)；不可避免。緊邊開(kāi)始繞上小帶輪a點(diǎn)應(yīng)力最大，第九章一、填空題1 內(nèi)鏈板與套筒、 外鏈板與銷軸 、 滾子與套筒 、 套筒與銷軸 2 銷軸

6、 、 套筒 3 會(huì)產(chǎn)生附加彎矩 4 小鏈輪轉(zhuǎn)速n1 、 額定功率P0 5 高 、 大 、 少 5.變化的，恒定的 6.好 7.承載能力增大，多邊效應(yīng)增大，振動(dòng)、沖擊、噪音嚴(yán)重8.大，高，小 9.鉛垂，水平或傾斜 10.緊，松 11. 緊，松二、選擇題1C2C3B4D5B、A 6.D 7.C 8.D 9. A 10.C判斷題1-5 ××三、簡(jiǎn)答分析題：1. 答：鏈條的鏈節(jié)數(shù)應(yīng)選擇偶數(shù)，這樣可避免過(guò)渡鏈節(jié)所產(chǎn)生的附加彎矩。滾子鏈的鏈輪齒數(shù)應(yīng)選擇奇數(shù)。因鏈條的鏈節(jié)數(shù)選擇了偶數(shù)，為考慮磨損均勻，鏈輪齒數(shù)應(yīng)選擇與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)的奇數(shù)。2. 答：鏈條的節(jié)距p的大小，反映了鏈條和鏈輪各部分尺

7、寸的大小。在一定條件下，鏈的節(jié)距越大，承載能力就越高，但傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)也要相應(yīng)增大，振動(dòng)、沖擊、噪聲也越嚴(yán)重。所以設(shè)計(jì)時(shí)，為使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)，應(yīng)盡量選取較小節(jié)距的單排鏈。速度高、功率大時(shí)，選用小節(jié)距多排鏈。從經(jīng)濟(jì)上考慮，中心距小、傳動(dòng)比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；中心距大、傳動(dòng)比小時(shí)，選大節(jié)距單排鏈。3解：不合理。應(yīng)將帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)位置對(duì)調(diào)。原因：鏈傳動(dòng)具有動(dòng)載荷及傳動(dòng)不平穩(wěn)，所以應(yīng)盡量放在低速軸上，減少由此引起的振動(dòng)和沖擊；而帶傳動(dòng)因有彈性元件皮帶而具有平穩(wěn)吸振的特點(diǎn)，所以可放在電動(dòng)機(jī)輸出軸上。4. 鏈傳動(dòng)是帶有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確

8、的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較??；在同樣使用條件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能用于高溫、易燃場(chǎng)合。5. 1）鉸鏈元件由于疲勞強(qiáng)度不足而破壞；2）因鉸鏈銷軸磨損使鏈節(jié)距過(guò)度伸長(zhǎng)，從而破壞正確嚙合和造成脫鏈現(xiàn)象；3）潤(rùn)滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，銷軸和套筒表面發(fā)生膠合破壞；4）經(jīng)常起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)的鏈傳動(dòng)，由于過(guò)載造成沖擊破斷；5）低速重載的鏈傳動(dòng)發(fā)生靜拉斷。第十三章一、 選擇題 1.(2) 2.(1) 3.(1) 4.(3) 5.(3) 6.(4) 7.(1) 8.(4) 9.(2)10.D 11.D 12.A 13.A 14.A 15.A,

9、B二、 填空題1. 內(nèi)圈 外圈 滾動(dòng)體 保持架2. 相對(duì)滑動(dòng)速度3. 滾動(dòng)體 接觸角 越大4. 滾子 球 精度5. 點(diǎn)蝕 接觸應(yīng)力6. (1) N316/P6 51316 (2) 51316 N316/P6 (3) 6306/P5 51316(4) 6306/P5 (5) 303067.軸向，徑向，軸向負(fù)荷和徑向負(fù)荷 8.基孔，基軸 9.軸承所受載荷的大小、方向及性質(zhì)，轉(zhuǎn)速的高低，調(diào)心性能要求，裝拆方便及經(jīng)濟(jì)性要求，向心、推力。10.疲勞點(diǎn)蝕，可靠度90%，塑性變形，靜強(qiáng)度。判斷題。1-5 ×××三、 問(wèn)答題1 圓錐滾子軸承 圓柱滾子軸承 滾針軸承2 基本額定動(dòng)載

10、荷：使軸承的基本額定壽命恰好為106r(轉(zhuǎn))時(shí)，軸承所能承受的載荷值。基本額定靜載荷：使受載最大的滾動(dòng)體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達(dá)到定值的載荷，作為軸承靜強(qiáng)度的界限?；绢~定壽命10：按一組軸承中10的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而90的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)(以106轉(zhuǎn)為單位)或工作小時(shí)數(shù)作為軸承的壽命。當(dāng)量動(dòng)載荷：為一假想載荷，在該假想載荷作用下，滾動(dòng)軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相當(dāng)。當(dāng)量靜載荷：為一假想載荷，在該假想載荷作用下，滾動(dòng)軸承的永久接觸變形量與實(shí)際載荷作用下的永久接觸變形量相當(dāng)。3 滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體，般用軸承鉻鋼制造。熱處理：淬火低溫回火，硬度一般不低于60HRC

11、；相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面易發(fā)生磨損，要提高其表面硬度，以增強(qiáng)耐磨性。保持架常用低碳鋼、銅合金、鋁合金或塑料制成；易成形，減摩。4 高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)離心力大，推力球軸承的鋼球與保持架磨損、發(fā)熱嚴(yán)重，壽命降低，故不宜采用。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，通常采用深溝球軸承或角接觸球軸承為宜。5 角接觸球軸承(6000型)和圓錐滾子軸承(7000型)承受徑向載荷時(shí)，要產(chǎn)生派生軸向力，派生軸向力迫使軸承內(nèi)、外圈有分離的趨勢(shì)，為保證軸承能正常工作，故通常成對(duì)使用。面對(duì)面安裝：兩軸承外圈窄端面相對(duì)安裝。實(shí)際跨距l(xiāng)較軸承之間的距離短些，軸系的剛度較高，軸承的間隙調(diào)整和裝配較易。常用。背靠背安裝：兩軸承外圈寬端面相對(duì)安裝。實(shí)際跨距l(xiāng)較軸承之

12、間的距離長(zhǎng)些，軸系的剛度較低，軸承的間隙調(diào)整困難。常用于要求軸的外伸部分撓曲變形小時(shí)。調(diào)心軸承(10000型和20000型)能自動(dòng)調(diào)心，允許內(nèi)圈對(duì)外圈軸線偏斜量大，可以調(diào)整軸線的誤差，但若不成對(duì)使用，則不可能實(shí)現(xiàn)其功能。6在安裝時(shí)要調(diào)整軸承游隙的滾動(dòng)軸承類型：10000，20000，30000，50000，60000，70000。調(diào)整軸承游隙的常用方法：加厚或減薄端蓋與箱體間調(diào)整墊片用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整用圓螺母調(diào)整7兩支點(diǎn)各單向固定：工作溫升較小，支承跨距不大的軸。 一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)：工作溫升較高,支承跨距較長(zhǎng)(L>350mm)的軸。 兩支點(diǎn)游動(dòng)：要求左右游動(dòng)的軸(如人字齒輪的主動(dòng)

13、軸)。8滾動(dòng)軸承的回轉(zhuǎn)套圈和不回轉(zhuǎn)套圈與軸或機(jī)座裝配時(shí)所取的配合性質(zhì)有何不同?常選用什么配合?其配合的松緊程度與圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中相同配合有何不同? 滾動(dòng)軸承的回轉(zhuǎn)套圈與軸或機(jī)座裝配時(shí)所取的配合性質(zhì)：過(guò)盈配合(js5,js6,k5,k6,m5,m6,r5,r6,M7,N7)。不回轉(zhuǎn)套圈與軸或機(jī)座裝配時(shí)所取的配合性質(zhì)：不回轉(zhuǎn)套圈與軸或機(jī)座裝配應(yīng)比回轉(zhuǎn)套圈與軸或機(jī)座裝配有較松的配合(H6,H7,J7,J6,K7,K6,M7,M6,h6,g6)。 其配合的松緊程度與圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中相同配合不同：滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基推；軸承外徑與外殼孔的配合采用基軸制，即以

14、軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。與內(nèi)圈相配合的軸的公差帶以及與外圈相配合的外殼孔的公差帶，均按圓柱公差與配合的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取。由于dm的公差帶在零線之下，而圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中基淮孔的公差帶在零線之上，所以軸承內(nèi)圈與軸的配合比圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基孔制同類配合要緊得多。對(duì)軸承內(nèi)孔與軸的配合而言圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中的許多過(guò)渡配合實(shí)際成為過(guò)盈配合，而有的間隙配合實(shí)際變?yōu)檫^(guò)渡配合。軸承外圈與外殼孔的配合與圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基軸制同類配合相比較，配合性質(zhì)的類別基本一致，但由于軸承外徑的公差值較小，因而配合也較緊。9. 1）軸承的載荷：軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。2）軸承的轉(zhuǎn)速：在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)

15、速的高低對(duì)類型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才會(huì)有比較顯著的影響。3）軸承的調(diào)心性能；4）軸承的安裝和拆卸。10. 靜載荷是指軸承套圈相對(duì)轉(zhuǎn)速為零或相對(duì)轉(zhuǎn)速極度低時(shí)，作用在軸承上的載荷。為了限制滾動(dòng)軸承在靜載荷下產(chǎn)生過(guò)大的接觸應(yīng)力和永久變形，需進(jìn)行靜載荷計(jì)算。11. 潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有重要意義，軸承中的潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦陰力，還可以起著散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕等作用。軸承常用的潤(rùn)滑方式有兩種：油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑。此外，也有使用固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的。四、分析計(jì)算題 1、解：(1) 一對(duì)軸承中當(dāng)量動(dòng)載荷大的那個(gè)軸承危險(xiǎn)。 求支反力Fr1、Fr2 Fr2F- Fr1=6000-

16、4000=2000N計(jì)算軸承的軸向載荷Fd1、Fd2先計(jì)算內(nèi)部軸向力：Fd=Fr/2YFd1=Fr1/2Y4000/2×2.1952NFd2=Fr2/2Y=200/2×2.1476NFd1+Fa=952+1000=1952N> Fd2476N 軸承2壓緊，軸承1放松。Fa1Fd1=952NFa2Fd1+Fa1952N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 Fa1/ Fr1952/40000.239< e=0.29，得：X=1，Y=0P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.2×40004800NFa2/ Fr21952/20000.976>e0.29，得：X=0.4，Y

17、=2.1P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.2×(0.4×20002.1×1952)5879NP2> P1 軸承2危險(xiǎn)。 合用。2、解：1)計(jì)算軸承的軸向載荷Fd1、Fd2由表13-7，70000C型軸承的內(nèi)部軸向力為Fd=eFr，由表13-5得e=0.380.56，初定e=0.45(軸承1)，e=0.40(軸承2)Fd1=eFr1=0.45×1000450NFd2=eFr2=0.40×2060824NFd2+Fae=824+1200=2024N> Fd1470N 軸承1壓緊，軸承2放松。Fa1Fd2+Fae=2024NFa2

18、Fd2824N2)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷由手冊(cè)查得7307C軸承：基本額定動(dòng)載荷C=35.1kN，基本額定靜載荷Co=27.5kN。由表13-5 Fa1/Co=2024/27500=0.0736 得：e=0.45(與初選相同)。 Fa1/ Fr12024/10002.024> e=0.45，由表13-5查得：X=0.44，Y=1.25由表13-6，取載荷系數(shù)fp=1.5P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.5(0.44×10001.25×2024)4455NFa2/Co=824/27500=0.03 得：e=0.40 (與初選相同) Fa2/ Fr2824/20600.4

19、0e，由表13-5查得：X=1，Y=0P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.5×20603090N3)核驗(yàn)軸承壽命P1> P2 應(yīng)以軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷P1為計(jì)算依據(jù)。由此可知，7307C軸承不滿足使用要求，還需要另選軸承。4)改選一對(duì)7307AC軸承作核驗(yàn)計(jì)算 內(nèi)部軸向力：70000C型軸承的內(nèi)部軸向力由表13-7查得：Fd=0.68FrFd1=0.68Fr1=0.68×1000680NFd2=0.68Fr2=0.68×20601400.8N軸向載荷Fd1、Fd2：Fd2+Fae=1400.8+1200=2600.8N> Fd1680N 軸承1壓緊

20、，軸承2放松。Fa1Fd2+Fae=2600.8NFa2Fd21400.8N由手冊(cè)查得7307AC軸承：基本額定動(dòng)載荷C=33.4kN，基本額定靜載荷Co=25.2kN。由表13-5 查得：e=0.68。 Fa1/ Fr12600.8/10002.6> e=0.68，由表13-5查得：X=0.41，Y=0.87由表13-6，取載荷系數(shù)fp=1.5P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.5(0.41×10000.87×2600.8)4009N Fa2/ Fr21400.8/20600.68e，由表13-5查得：X=1，Y=0P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.5

21、×20603090N同理：P1> P2 應(yīng)以軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷P1為計(jì)算依據(jù)。由此可知，7307AC軸承滿足使用要求。討論：由手冊(cè)查得的7307C軸承的基本額定動(dòng)載荷，其數(shù)值為C=35.1KN，略高于7307 AC軸承。但計(jì)算結(jié)果表明，7307C軸承不滿足使用要求，而使用7307AC軸承卻可行，原因何在？70000C軸承與70000 AC軸承雖同屬角接觸球軸承，但兩者在結(jié)構(gòu)上尚有一定的區(qū)別。70000 AC軸承接觸角較大，e值較高而Y值較小，故承受軸向載荷的能力較強(qiáng)。在本傳動(dòng)裝置的軸系上，作用有較大的外部軸向載荷，因而選用能承受較大軸向載荷的70000 AC軸承較為合適。五、結(jié)

22、構(gòu)題1、 按要求在給出的結(jié)構(gòu)圖中填畫合適的軸承a)30000，60000，70000b)10000，20000，60000c)N0000，NU0000，NA0000d)10000，20000，60000e)30000，60000，70000f)51000，(60000)2、解：此軸系結(jié)構(gòu)圖有以下錯(cuò)誤1） 帶輪左端軸向固定不合理。2） 軸承蓋加工表面應(yīng)減少。3） 通蓋軸承無(wú)密封裝置。4） 無(wú)軸承間隙的調(diào)整墊片。5） 擋油環(huán)與箱體相接觸。6） 軸承無(wú)法拆卸。7） 齒輪軸向固定不可靠。8） 齒輪無(wú)安裝基準(zhǔn)。9） 鍵過(guò)長(zhǎng)。10） 軸承安裝不方便。11） 軸承蓋孔與軸接觸。12） 帶輪無(wú)安裝基準(zhǔn)。13） 帶輪無(wú)周向固定。3. 存在