機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)題

1、2-1 一臺(tái)完整的機(jī)器通常由哪些根本局部組成？各局部的作用是什么？2-2 設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足哪些根本要求？涉及機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足哪些根本要求？2-3 機(jī)械零件主要有哪些失效形式？常用的計(jì)算準(zhǔn)那么主要有哪些？2-4 什么是零件的強(qiáng)度要求？強(qiáng)度條件是如何表示的？如何提高零件的強(qiáng)度？2-5 什么是零件的剛度要求？剛度條件是如何表示的？提高零件剛度的措施有哪些？2-6 機(jī)械零件設(shè)計(jì)中選擇材料的原那么是什么？2-7 指出以下材料的種類(lèi)， 并說(shuō)明代號(hào)中符號(hào)及數(shù)字的含義： HT150，ZG230-450，65Mn，45， Q235，40Cr，20CrMnTi，ZCuSn10Pb5。2-8 機(jī)械零件設(shè)計(jì)中實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)

2、化有何意義？4-1 按照摩擦面間的潤(rùn)滑狀態(tài)不同，潤(rùn)滑摩擦可分為哪幾種？4-2 什么是邊界膜？邊界膜的形成機(jī)理是什么？如何提高邊界膜的強(qiáng)度？4-3 零件的磨損過(guò)程大致可分為哪幾個(gè)階段？每個(gè)階段的特征是什么？4-4 根據(jù)磨損機(jī)理的不同，磨損通常可以分為幾種類(lèi)型？它們各有什么主要特點(diǎn)？4-5 潤(rùn)滑油的主要性能指標(biāo)有哪些？潤(rùn)滑脂的主要性能指標(biāo)有哪些？一、選擇與填空題6-1 設(shè)計(jì)鍵連接時(shí)，鍵的截面尺寸通常根據(jù) 按標(biāo)準(zhǔn)選擇。1所傳遞轉(zhuǎn)矩的大小 2所傳遞功率的大小 3輪轂的長(zhǎng)度 4軸的直徑6-2 普通平 鍵連接的主要 失效形式 是 ，導(dǎo)向 平鍵連接的主 要形式 是6-3 在載荷性質(zhì)相同時(shí)，導(dǎo)向平鍵連接的許用

3、壓力應(yīng)取得比普通平鍵連接的許用壓應(yīng)力小， 這是為了 。1減輕磨損2減輕輪轂滑移時(shí)的阻力 3補(bǔ)償鍵磨損后強(qiáng)度的減弱4增加導(dǎo)向的精度6-4 楔鍵連接的主要缺點(diǎn)是 。1鍵的斜面加工困難 2鍵安裝時(shí)易損壞 3鍵楔緊后在輪轂中產(chǎn)生初應(yīng)力4軸和軸上零件對(duì)中性差6-5 型面曲線(xiàn)為擺線(xiàn)或等距曲線(xiàn)的型面連接與平鍵連接相比擬， 不是型面連接的優(yōu)點(diǎn)。1對(duì)中性好 2輪轂孔的應(yīng)力集中小3拆卸方便 4加工方便6-6 為什么采用兩個(gè)平鍵 雙鍵連接時(shí)， 通常在軸的圓周上相隔 180 度位置布置； 采用兩 個(gè)楔鍵時(shí)，常相隔 90度到 120 度；而采用兩個(gè)半圓鍵時(shí)，那么布置在軸的同一母線(xiàn)上。6-7 與平鍵、楔鍵、半圓鍵相配的軸

4、和輪轂上的鍵槽是如何加工的？6-8 花鍵連接的主要失效形式是什么？如何進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算？6-9 銷(xiāo)有那幾種類(lèi)型？各用于何種場(chǎng)合？銷(xiāo)連接有哪些失效形式？設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么有何不同？6-10 圖示牙嵌離合器的左右兩半分別用鍵與軸1、2 相連接， 在空載下， 通過(guò)操縱可使右半離合器沿導(dǎo)向平鍵在軸1上作軸向移動(dòng)。該軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T =1200N m,軸徑厲=80mm右半離合器的輪轂長(zhǎng)度 L, =130mm行程li =60mm工作中有輕微沖擊，離合器及軸的材料均鋼材。試選擇右半離合器的導(dǎo)向平鍵尺寸，并校核其連接強(qiáng)度。6-11 圖示減速器的低速軸與凸緣聯(lián)軸器及圓柱齒輪之間分別采用鍵連接。軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T =1000Nm齒

5、輪的材料為鍛鋼，凸緣聯(lián)軸器材料為HT200,工作時(shí)有輕微沖擊，連接處軸及輪轂尺寸如圖示。試選擇鍵的類(lèi)型及尺寸，并校核該連接的強(qiáng)度。6-12 試指出以下列圖中的錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)，并畫(huà)出正確的結(jié)構(gòu)圖。6-13圖示的軸伸長(zhǎng)度為 72mm直徑d=40mm配合公差為 H7/k6，采用A型普通平鍵連接。試確定圖中各結(jié)構(gòu)尺寸，尺寸公差，外表粗糙度和形位公差一般鍵連接。8-1帶傳動(dòng)正常工作時(shí)，緊邊拉力F,和松邊拉力F2滿(mǎn)足關(guān)系 .1 F1=F2 2F1-F2 = Fe 3F1/F2=efa4F1 +F2 =F08-2 假設(shè)將傳動(dòng)比不為 1 的平帶傳動(dòng)中心距減小 1/3，帶長(zhǎng)作相應(yīng)調(diào)整，而其他條件不變， 那么帶傳動(dòng)的最

6、大有效拉力Fec 。1 增大 2不變 3降低8-3 V 帶傳動(dòng)在工作過(guò)程中，帶內(nèi)應(yīng)力有 、 、 最大應(yīng)力max = 發(fā)生在 處。8-4 帶傳動(dòng)的主要失效形式是 。設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是8-5 帶傳動(dòng)不發(fā)生打滑的條件是 為保證帶傳動(dòng)具有一定的疲勞壽命，應(yīng)將緊邊應(yīng)力限制為 max 。8-6 帶傳開(kāi)工作時(shí)， 帶與小帶輪間的摩擦力和帶與大帶輪間的摩擦力兩者大小是否相等？為 什么？帶傳動(dòng)正常工作時(shí)的摩擦力與打滑時(shí)的摩擦力是否相等？為什么？8-7 帶與帶輪間的摩擦系數(shù)對(duì)帶輪傳動(dòng)有什么影響？為了增加傳動(dòng)能力， 將帶輪工作面加工 得粗糙些以增大摩擦系數(shù)，這樣做合理否？為什么？8-8 帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)是如何發(fā)生的？打滑

7、又是如何發(fā)生的？?jī)烧哂泻螀^(qū)別？對(duì)帶傳動(dòng) 各產(chǎn)生什么影響？打滑首先發(fā)生在哪個(gè)帶輪上？為什么？8-9是分析傳動(dòng)中心距 a、預(yù)緊力F0及帶的根數(shù)Z的大小對(duì)帶傳動(dòng)的工作能力有何影響？=140mm，大帶輪基準(zhǔn)直徑8-10 一帶式運(yùn)輸機(jī)裝置如下列圖。小帶輪基準(zhǔn)直徑D2 =400mm鼓輪直徑D =250mm為了提高生產(chǎn)效率，擬在運(yùn)輸機(jī)載荷不變即拉力F不變 的情況下， 將輸送帶的速度 v 提高， 設(shè)電動(dòng)機(jī)的功率和減速器的強(qiáng)度足夠， 且更換大小帶輪 后引起中心距的變化對(duì)傳遞功率的影響可忽略不計(jì)， 為了實(shí)現(xiàn)這一要求， 是分析采取以下哪 種方案更合理，為什么？ 1 將大帶輪基準(zhǔn)直徑 D2 減小到 280mm;2將小

8、帶輪基準(zhǔn)直徑 D1 增大到 200mm; 3將鼓輪直徑 D 增大到 350mm。8-11在多根V帶傳動(dòng)中，當(dāng)一根帶疲勞斷裂時(shí)，應(yīng)如何更換？為什么？8-12為何V帶傳動(dòng)的中心距一般設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的？在什么情況下需采用張緊輪？張緊輪布置在什么位置比擬合理？8-13 一窄 V 帶傳動(dòng)，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n1 =1460r/min ，兩個(gè)帶輪基準(zhǔn)直徑 D1 =140mm，D2 =400mm中心距a=815mm采用兩根SPA型窄V帶，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，工作載荷變動(dòng)較大，試求帶所能傳遞的功率。8-14 圖中所示為帶傳動(dòng)的張緊方案，試指出其不合理處，并改正。8-15圖中所示為SPB型窄V帶輪槽結(jié)構(gòu)，試填寫(xiě)有關(guān)結(jié)構(gòu)尺

9、寸、尺寸公差及外表粗糙值。10-1 在齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算中， 對(duì)以下參數(shù)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化的有 ;應(yīng)圓整的有 ；沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化也不應(yīng)圓整的有 。1 斜齒圓柱齒輪的法面模 ma 2斜齒圓柱齒輪的端面模數(shù) ml 3分度圓直徑 d 4齒頂圓直徑 da 5齒輪寬度 B 6分度圓壓力角7斜齒輪螺旋角8變位 系數(shù) x 9中心距 a 10齒厚 s10-2 材料為 20Cr 的齒輪要到達(dá)硬齒面，適宜的熱處理方法是 。1 整體淬火 2滲碳淬火 3調(diào)質(zhì) 4外表淬火10-3 將材料為 45 鋼的齒輪毛坯加工成為 6 級(jí)精度的硬齒面直齒圓柱外齒輪， 該齒輪制造工 藝順序應(yīng)是 為宜。1 滾齒、 外表淬火、 磨齒 2滾齒、 磨齒、

10、 外表淬火 3外表淬火、 滾齒、 磨齒 4 滾齒、調(diào)質(zhì)、磨齒10-4 在以下措施中， 不利于減輕和防止齒面點(diǎn)蝕發(fā)生。1 提高齒面硬度 2采用粘度低的潤(rùn)滑油 3降低齒面粗糙度值 4采用較大的變位系數(shù)10-5 在齒輪傳動(dòng)中， 將齒面進(jìn)行齒頂修緣的目的是 將齒輪加工成鼓形齒的目的是 。10-6 影響齒輪傳動(dòng)動(dòng)載荷系數(shù)Kv 大小的兩個(gè)主要因素是 10-7 一對(duì)正確嚙合的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線(xiàn)齒輪做減速傳動(dòng)時(shí)，如兩輪的材料、熱處理及齒面硬度均 相同，那么齒根彎曲應(yīng)力 。1F1>F 2 2F1= F 23F1< F 210-8有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒輪1的模數(shù) m =3mm齒數(shù)乙=30;齒輪2的模數(shù)譏=

11、3mn，齒數(shù)Z2=50,那么齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)的乘積Yf91 Ysa1YFa2Ysa2。1 大于 2等于 3小于 4不一定大于、等于或小于10-9 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限和接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim 是經(jīng)持久疲勞試驗(yàn)并按失效概率為來(lái)確定的， 實(shí)驗(yàn)齒輪的彎曲應(yīng)力循環(huán)特性為 來(lái)確定的， 實(shí)驗(yàn)齒輪的彎曲應(yīng)力循環(huán)特性為 循環(huán)。10-10 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算方法是以 的當(dāng)量圓柱齒輪為計(jì)算根底的。10-11 為什么齒面點(diǎn)蝕一般首先發(fā)生在界線(xiàn)附近的齒根面上？在開(kāi)式齒輪傳中，為什么一般 不出現(xiàn)點(diǎn)蝕破壞？如何提高齒面抗點(diǎn)蝕的能力？10-12在什么工況下工作的齒輪易出現(xiàn)膠合破壞？膠合破壞通常出現(xiàn)在齒輪的

12、什么部位 何提高齒面抗膠合能力？10-13閉式齒輪傳動(dòng)和開(kāi)式齒輪傳動(dòng)在其承載能力的計(jì)算準(zhǔn)那么上有何不同？為什么？10-14通常所謂軟齒面與硬齒面的硬度界限是如何劃分的？軟吃面齒輪和硬齒面齒輪在加 工方法上有何區(qū)別？為什么？10-15導(dǎo)致載荷沿齒輪接觸線(xiàn)分布不均勻的原因有哪些？如何減輕載荷分布不均勻的程 度？10-16在進(jìn)行齒輪強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，為什么要引入載荷系數(shù)K ?載荷系數(shù) K是有那幾局部組成？各考慮了什么因素的影響？10-17標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)，假設(shè)傳動(dòng)比i，轉(zhuǎn)矩T1，齒寬b均保持不變，試問(wèn)在以下條件齒輪的彎曲應(yīng)力與接觸應(yīng)力各將發(fā)生什么變化？1模數(shù)m不變，齒數(shù)增加；2齒數(shù)z不變，模數(shù)m增加3齒數(shù)

13、召增加一倍，模數(shù) m減小一半。10-18 一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)， 大齒輪和小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如大、小齒輪的材料即熱處理情況相同，那么其許用接觸應(yīng)力是否相等？如其許用接觸應(yīng)力相等，那么大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度是否相等？10-19圖為兩級(jí)減速器齒輪的兩種布置方案，試問(wèn)那種布置方案較為合理？為什么？10-20在直齒、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，為什么將小齒輪設(shè)計(jì)得比大齒輪寬一些？在人字齒輪傳動(dòng)中是否也應(yīng)將小齒輪設(shè)計(jì)得寬一些？10-21在以下各齒輪受力圖中標(biāo)注各力的符號(hào)齒輪 1主動(dòng)。10-22兩極展開(kāi)式齒輪減速器如下列圖。主動(dòng)輪1為左旋，轉(zhuǎn)向n1如圖，為使中間軸上兩齒輪所受的軸向力相互抵消一局部，試在圖中

14、標(biāo)出各齒輪的螺旋線(xiàn)方向，并在各齒輪別離體的嚙合點(diǎn)處標(biāo)出齒輪的軸向力Fa、徑向力F和圓周力的方向圓周力的方向用符號(hào)或a表示。10-23圖示定軸輪系中，齒數(shù)Zj =22=25, Z2=20,齒輪1轉(zhuǎn)速n,=450r/min，工作壽命Lh =2000h。假設(shè)齒輪1為主動(dòng)輪且轉(zhuǎn)向不變，試問(wèn)：1齒輪2在工作過(guò)程中齒輪的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性r各為多少？2齒輪2的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)N2各為多少？10-24 一對(duì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，齒輪材料為45鋼，軟齒面，齒輪精度等級(jí)為8-7-7FL。法面模數(shù) 叫，齒數(shù)Z1 =30，Z2=93,螺旋角 =13.82°，齒寬B1=85

15、mmB2 =80mm轉(zhuǎn)速=1440r/min，該齒輪對(duì)稱(chēng)布置在兩支架之間，載荷平穩(wěn)。試確定該齒輪傳動(dòng)的載荷系數(shù)K。10-25在上題齒輪傳動(dòng)中，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為220240HBS大齒輪?；幚?，齒面硬度為190210HBS要求齒輪的工作壽命為5年允許出現(xiàn)少量點(diǎn)蝕，每年工作250天，每天工作8小時(shí)，齒輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)。是確定該齒輪傳動(dòng)的許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力。10-26設(shè)計(jì)一直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，原用材料的許用接觸應(yīng)力為 H1 =700MPa,H2 =600MPa求得中心距 a=100mm現(xiàn)改用 H1=600MPa H2=400MPa的材料，假設(shè)齒寬和其他條件不變，使計(jì)算改用材料后的中心距。1

16、0-27 一直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，乙=20，z2 =60， m =4mm B-i =45mryi B2 =40mm齒輪材料為鍛鋼，許用接觸應(yīng)力H1=500MPa,H2 =430MPa許用彎曲應(yīng)力F1=340MPa,F2=280MPa彎曲載荷系數(shù) K =1.85 1接觸載荷系數(shù) K =1.40，求大齒輪允許的輸出轉(zhuǎn)矩T2不及功率損失。10-28設(shè)計(jì)銃床中一對(duì)支持圓柱齒輪傳動(dòng)I功率P,小齒輪主動(dòng)i轉(zhuǎn)速 n1=1450r/min ,齒數(shù)z =23 i z2=54 i雙向傳動(dòng)i工作壽命Lh=12000ho小齒輪對(duì)軸承非對(duì)稱(chēng)布置，軸的剛性較大i工作中受輕微沖擊i7級(jí)制造精度。10-29設(shè)計(jì)小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的

17、一斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，功率P1=130kw i轉(zhuǎn)速n1=11640r/min ,齒數(shù)乙=23, z, =73 ,工作壽命Lh=100h ,小齒輪作懸臂布置，工作情況系數(shù)K。10-30 一標(biāo)注斜齒圓柱齒輪的布局結(jié)構(gòu)如下列圖。法面模數(shù) mn=5mm齒數(shù)z=52 i螺旋角=13 10'25''i精度等級(jí)為8-7-7HK GB10095-88。.是確定圖中各結(jié)構(gòu)尺寸、尺寸公差、外表粗糙度和形位公差i并填寫(xiě)表中數(shù)據(jù)。12-1寬徑比B/d是設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承時(shí)首先要確定的重要參數(shù)之一 i通常取 B/d =。1110 20.11 30.4243512-2巴氏合金通常用于做滑動(dòng)軸承的 。1軸套

18、 2軸承套 3含油軸瓦4軸承座12-3當(dāng)軸不宜由軸向裝入滑動(dòng)軸承時(shí)i應(yīng)采用 式結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)軸承。12-4在徑向滑動(dòng)軸承的軸瓦上設(shè)計(jì)縱向油槽i當(dāng)徑向載荷相對(duì)于軸承不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)i應(yīng)開(kāi)在上；當(dāng)徑向載荷相對(duì)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)i應(yīng)開(kāi)在上 i以免降低軸承的承載能力。 12-5 不是靜壓滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)。1啟動(dòng)力矩小2對(duì)軸承材料要求高3供油系統(tǒng)復(fù)雜4高、低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能均好12-6 在滑動(dòng)軸承上開(kāi)設(shè)油孔和油槽時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？12-7 為什么軸承的寬徑比不宜過(guò)大或過(guò)??？12-8 驗(yàn)算滑動(dòng)軸承的壓力 p ，速度 V 和壓力與速度的乘積 pV ，是不完全液體潤(rùn)滑軸承設(shè) 計(jì)中的內(nèi)容，對(duì)液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承是否需要進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算？為什么？1

19、2-9 試分析液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承和不完全液體潤(rùn)滑軸承的區(qū)別， 并討論它們各自適用的場(chǎng)合。12-10 試分析液體動(dòng)力油膜形成的必要條件，一個(gè)液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承是如何滿(mǎn)足這些條件 的？12-11 對(duì)已設(shè)計(jì)好的液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承， 試分析在僅改動(dòng)以下參數(shù)之一時(shí)， 將如何 影響該軸承的承載能力。1轉(zhuǎn)速由 n =500r/min 改為 n =700r/min ；2寬徑比B/d由1.0改為0.8 ;3潤(rùn)滑油由采用 46 號(hào)全損耗系統(tǒng)用油改為 68號(hào)全損耗系統(tǒng)用油；4軸承孔外表粗糙度由 R 6.3 m改為Rs 3.2 m ； 5周靜和軸承孔的配合由 F6/d7 改為 F7/d8 。12-12 在設(shè)計(jì)液體潤(rùn)

20、滑軸承時(shí)， 當(dāng)出現(xiàn)以下情況之一后， 可考慮采用什么改進(jìn)措施 對(duì)每種 情況提出兩種改進(jìn)措施？1當(dāng) hminh 時(shí)；2當(dāng)條件 p p ，V V ， pV pV 不滿(mǎn)足時(shí)；3當(dāng)計(jì)算入口溫度ti偏低時(shí)。12-13有一不完全液體潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，軸頸直徑d =200mm軸承寬度 B=250mm軸承材料選用ZCuAI10Fe3，當(dāng)軸轉(zhuǎn)速為60、100、500r/min時(shí)，軸承允許的最大徑向載荷各位 多少？12-14某汽輪機(jī)用動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，軸承直徑d =80mm轉(zhuǎn)速n =1000r/min，軸承徑向載荷F =10000N,載荷平穩(wěn)，試確定軸瓦材料、軸承寬度B，潤(rùn)滑油牌號(hào)、流量、最小油膜厚度、周與孔的配合公差及外表粗糙度，并進(jìn)行軸承熱平衡計(jì)算。12-15 指出圖示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理之處，并畫(huà)出正確的結(jié)構(gòu)圖。12-16 牙簽離合器的許用壓力和許用彎曲應(yīng)力與 有關(guān)。1 工作情況系數(shù) K 2結(jié)合時(shí)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)3齒的形狀12-17 彈性聯(lián)軸器的彈性元件有定剛度與變剛度之分，非金屬材料的彈性元件是 ，其剛度多隨載荷增大而 。12-18 多盤(pán)摩擦離合器的內(nèi)摩擦盤(pán)有時(shí)做成蝶形，這是為了 。1