機械設計作業(yè)一

機械設計作業(yè)

(1)

姓名：_____________

班級：_____________

學號：_____________

南昌大學現(xiàn)代設計研究所

2014年9月

目錄

第一章緒論........................................................1

第三章機械零件的強度.............................................2

第五章螺紋連接和螺旋傳動.........................................4

第九章鏈傳動.....................................................8

第十一章蝸桿傳動.................................................10

第十三章滾動軸承.................................................14

第十五章軸.......................................................18

第一章緒論

填空題

1、產品的“三化”是指、

2、機器的基本組成要素是。

第三章機械零件的強度

一、名詞解釋

1、循環(huán)特性八對稱循環(huán)、脈動循環(huán)

2、靜強度、疲勞強度、高周疲勞、低周疲勞、b-N曲線、等壽命曲線（極限

應力線圖）

3、壽命系數(shù)K、、循環(huán)基數(shù)、單向穩(wěn)定變應力、單向不穩(wěn)定變應力、雙向穩(wěn)定變

應力、設計安全系數(shù)、計算安全系數(shù)

二、選擇題

1、若傳動軸作正、反向轉動，則軸上某點的扭轉應力（剪應力）可按

處理。

A、脈動循環(huán)B、對稱循環(huán)C、靜止不變D、以上都不是

2、以下四種敘述中，是正確的。

A、變應力只能由變載荷產生B、靜載荷不能產生變應力

C、變應力是由靜載荷產生的D、變應力由變載荷產生，也可能由

靜投荷產生

3、變應力特性可用5rax、%心?、5.、「中五個參數(shù)的任意個來描述。

A、一個B、兩個C、三個D、四個

4、零件的截面形狀一定，如絕對尺寸（橫截面尺寸）增大，疲勞強度將隨之o

A、增高B、不變C、降低D、不確定

5、零件的材料、形狀、尺寸、結構相同時，磨削加工的零件與精車加工相比，

其疲勞強度o

A、較高B、較低C、相同

6、零件的表面經淬火，滲氮，噴丸，滾子碾壓等處理后，其疲勞強度o

A、增高B、降低C、不變D、增高或降低視處理方法而定

三、問答題

1、在b-N曲線上指出靜強度、低周疲勞區(qū)和高周疲勞區(qū)、及有限壽命疲勞階

段和無限壽命疲勞階段。

2、彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)K。的含義是什么?它與哪些因素有關?它對零件

的疲勞強度和靜強度各有何影響？

四、計算題

1、一零件用合金鋼制造，已知材料的彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)K0=L6,

aB=WOOMPa,crs=SOOMPa,a^=485M尸〃,%=746MPa,試繪制該零件的簡化

極限應力限圖。若測得零件的工作應力=350MP”,0mM=50MPa,當(1)

r=C,(2)4=C時，分別用計算法和圖解法求該零件的計算安全系數(shù)/o

2、某材料受彎曲變應力作用，其力學性能為：。一尸350MPa,片9,^=5X10%現(xiàn)

用此材料的試件進行試驗，以對稱循環(huán)變應力/=500MPa作用10'次，＜/2=400MPa

作用1。'次，O3=300MPa作用IO,次。試確定：

(1)該試件在此條件下的計算安全系數(shù)；

⑵如果試件再作用c=450MPa的應力，還能循環(huán)多少次試件才破壞?

第五章螺紋連接和螺旋傳動

一、填空題

1、螺紋的公稱直徑是指螺紋的。

2、螺紋連接時，將螺紋做成腰桿狀是為了減少以減少總拉力的

變化范圍。

3、三角形普通螺紋的牙形角a=,適用于;三角形管

螺紋的牙形角a=,適用于;而梯形螺紋的a=,適

用于o

4、螺紋連接防松的實質是-

5、在擰緊螺栓時，控制擰緊力的方法

有、、°

6、當兩個聯(lián)接件之一太厚，不宜制成通孔，切需經常拆裝時，宜采用。

7、螺旋副的自鎖條件是o

8、水管連接采用—螺紋連接。

9、管螺紋的尺寸采用制。

10、粗牙螺紋和細牙螺紋比較，自鎖性高的螺紋為o

11、當螺紋大徑相同時，細牙螺紋比普通三角形螺紋的螺距o

12、螺栓連接預緊的目的是增加連接的和o

13、防止螺母松脫的方法主要有防松和防松兩類。

二、選擇題

1、同時受預緊力小和工作拉力F的普通螺栓，其總拉力Q為=

C

A、QP+FB、Qj+FC、QP+"'D、QP'+AF

%+c“,

2、聯(lián)接螺紋中，細牙螺紋比粗牙螺紋自鎖性好的原因是o

A、牙形角小B、當量摩擦系數(shù)大

C、螺紋升角小D、螺紋牙的工作圈數(shù)多

3、為連接承受橫向工作載荷的兩塊薄鋼板，一般采用o

A、螺栓連接B、雙頭螺柱連接

C、螺釘連接D、緊定螺釘連接

4、當兩個被聯(lián)接件不太厚時，宜采用o

A、雙頭螺柱聯(lián)接B、螺栓聯(lián)接C、螺釘聯(lián)接D、緊定螺釘聯(lián)接

5、當兩個被聯(lián)接件之一太厚，不宜制成通孔，且聯(lián)接不需要經常拆裝時，往往

采用___。

A、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

6、被聯(lián)接件受橫向載荷作用時，若采用一組普通螺栓聯(lián)接，則載荷靠

來傳遞。

A、接合面之間的摩擦力B、螺栓的剪切和擠壓C、螺栓的剪切和被聯(lián)接件

的擠壓

三、問答題

1、連接螺紋都具有良好的自鎖性，為什么有時還需要防松裝置？試分別舉出兩

個機械防松和摩擦防松的例子。

2、計算普通螺紋連接時，為什么只考慮螺栓危險截面的拉伸強度，而不考慮螺

栓頭、螺母和螺紋牙的強度？

3、為什么螺母螺紋的圈數(shù)不宜大于10?通常采用哪種結構形式可使各圈螺紋牙

的載荷分布趨于均勻？

4、普通螺栓連接和較制孔用螺栓連接的主要失效形式是什么？計算準則是什么？

6、試指出下列圖中的錯誤結構，并畫出正確的結構圖。

a）螺釘聯(lián)接b）雙頭螺柱聯(lián)接c）較制孔用螺栓聯(lián)接d）緊定螺釘聯(lián)接

四、計算題

1、如圖所示，方形蓋板用4個M16(d,=13.835mm)的螺釘于箱體連接，蓋板中

心0點裝有吊環(huán)，已知FQ=20KN,尺寸如圖所示，要求：

(1)當取殘余預緊力F,=0.6F(F為工作拉力)，螺釘材料的性能等級為6.6級,

安全系數(shù)S=3時，核定螺釘?shù)膹姸?螺栓材料的許用拉伸應力為[b]=180MPa)

2、在圖示氣缸蓋的螺栓連接中，已知氣缸的直徑D=400mm,氣缸內氣體的壓強

p在0?0.6MPa的范圍內循環(huán)變化，采用16個M22的螺栓(&=19.294mm),連

接的相對剛度一^—=0.8,其殘余預緊力件=1.6F,螺栓的疲勞極限。一

lte=150MPa,螺栓的材料常數(shù)中。=0.2,螺栓的綜合影響系數(shù)K。=3.95,試按疲

勞強度校核螺栓的強度(設計安全系數(shù)S取1.5)。

第九章鏈傳動

一、填空題

1、鏈傳動的傳動比是不變的，傳動比是變化的。

2、滾子鏈的主要參數(shù)是鏈條的，其增大時鏈條中各零件的尺寸也要增

大。

3、鏈輪齒形中，應用最多的一種齒形是。

4、鏈傳動時，通常鏈的節(jié)數(shù)取o

5、一般情況下，滾子鏈節(jié)距P越大，鏈傳動的多邊形效益越0

二、名詞解釋

1、套筒滾子鏈、齒形鏈、多邊形效應、過度鏈節(jié)、瞬時傳動比、平均傳動比

2、疲勞點蝕、跳齒、膠合、極限功率曲線、鏈傳動的推薦潤滑方法、鏈的緊邊、

鏈的松邊

三、選擇題

1、鏈傳動屬于°

A、具有中間彈性件的嚙合傳動B、具有中間柔性件的嚙合傳動

C、具有中間撓性件的嚙合傳動D、具有中間撓性件的摩擦傳動

2、多排鏈排數(shù)般不超過3或4排，主要是為了。

A、不使安裝困難B、使各排受力均勻

C、不使軸向過寬D、減輕鏈的重量

4、節(jié)距是滾子鏈的主要參數(shù)，節(jié)距增大時，則o

A、鏈條中各零件尺寸增大，可傳遞的功率也增大

B、鏈條中各零件尺寸增大，可傳遞的功率減小

C、鏈條中各零件尺寸減小，可傳遞的功率增大

D、鏈條中各零件尺寸減小，可傳遞的功率也減小

5、鏈傳動張緊的目的是。

A、使鏈條產生初拉力，以使鏈傳動能傳遞運動和功率

B、使鏈條與鏈輪之間產生摩擦力，以使鏈傳動能傳遞運動和功率

C.避免鏈條垂度過大時產生不良嚙合

D、避免打滑

6、大鏈輪的齒數(shù)過多時，將會發(fā)生-

A、鏈條磨損加劇B、鏈節(jié)錢鏈磨損后，易造成“脫鏈”現(xiàn)象

C、鏈傳動平穩(wěn)性變差D、鏈傳動噪音變大

7、鏈傳動中，p表示鏈條的節(jié)距，z表示鏈輪齒數(shù)，當轉速一定時，要減輕鏈傳

動的運動不均勻性和動載荷，宜。

A、增大p和zB、增大p、減小zC、減小p、增大zD、

減小p和z

四、簡答題

1、影響鏈傳動動載荷的主要參數(shù)是什么？設計中應如何選擇？

2、鏈傳動的主要失效形式有那些？

五、計算題

1、試設計一鏈傳動：傳遞的功率為L5K肌主動軸直徑&=25mm,轉速為90rpm,

從動軸直徑小=42麗，轉速為30rpm,水平布置，傳遞平穩(wěn)，試設計該鏈傳動，

并繪制大小鏈輪并給出鏈傳動的潤滑方式。

第十一章蝸桿傳動

一、填空題

1、根據(jù)蝸桿形狀不同，蝸桿傳動可分為、、。

2、普通圓柱蝸桿中，代號ZA蝸桿為,ZI蝸桿為,

ZN蝸桿為,ZK蝸桿為,其中可用車床加工的

有,不能用車床加工的為,只能用加工。

3、在蝸桿傳動中，為保證蝸輪和蝸桿的正確嚙合,對蝸桿需要進行。

4、蝸桿傳動時，強度計算主要是針對來進行。

5、已知某蝸桿傳動，模數(shù)m=8mm,蝸桿直徑系數(shù)q=10,蝸桿頭數(shù)z尸2,蝸輪齒數(shù)

Zz=40,其傳動比九=,中心距a=mm。

二、名詞解釋

中間平面、蝸桿直徑系數(shù)、熱平衡計算

三、選擇題

1、以下傳動中，能緩沖吸振并能起到過載安全保護作用的是o

A、帶傳動B、鏈傳動

C、齒輪傳動D、蝸輪蝸桿傳動

2、設計一手動蝸桿傳動吊起重物，蝸桿應采用o

A、單頭、小導程角B、單頭、大導程角

C、多頭、小導程角D、多頭、大導程角

3、蝸桿傳動中，以下傳動比i的計算公式是錯誤的。

A、區(qū)B、2C、aD、4

〃2牡Z|4

4、為了提高蝸桿傳動的效率n,在良好的潤滑條件下，最有效的措施

是o

A、單頭蝸桿B、多頭蝸桿

C、采用大直徑系數(shù)的蝸桿D、提高蝸桿的轉速

5、采用變位蝸桿傳動時，0

A、僅對蝸桿進行變位B、僅對蝸輪進行變位

C、同時對蝸桿蝸輪進行變位D、以上都不是

6、蝸桿傳動的中間平面是o

A、過蝸桿軸線且與蝸輪軸線垂直的平面。B、過蝸輪軸線且與蝸桿軸線

垂直的平面。

C、過蝸桿軸線的任一平面。D、過蝸輪軸線的任一平面。

7、以下傳動機構中可有自鎖作用的有0

A、齒輪傳動B、蝸桿傳動

C、V帶傳動D、滾子鏈傳動

8、在蝸桿傳動中，要獲得大的傳動比，可取Zkl,這時的傳動效率，

而傳動比則o

A、較高、大B、較低、大

C、較高、小D、較低、小

9、開式蝸桿傳動的主要失效形式是-

A、輪齒折斷和齒面膠合B、齒面磨損和輪齒折斷

C、齒面點蝕和齒面磨損D、齒面膠合和齒面點蝕

10、以下材料中不可用于蝸輪材料的有

A、ZCuSnlOPlB、ZCuSn5Pb5Zn5

C、HT150D、20CrMnTi

11、普通蝸桿傳動，其傳動效率主要取決于。

A、工作載荷B、攪油效率C、嚙合效率D、軸承效率

四、簡答題

1、為什么連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動要進行熱平衡計算，當油溫過高或散熱面積

不足時，可采取哪些措施來提高散熱能力？

2、要使蝸桿傳動具有自鎖性的條件是什么，這時蝸桿頭數(shù)取兒？蝸輪齒數(shù)的取

值范圍為多少？為什么？

3、什么是蝸桿的直徑系數(shù)，為什么蝸桿的直徑系數(shù)要取標準值?

五、分析題

1、圖示由斜齒輪和右旋蝸桿組成的輪系中，已知主動蝸桿的轉動方向（如圖所

示），為使軸I受到的軸向力最小，求：

1）輪4的螺旋線方向和轉動方向？

2）分析輪2和輪3嚙合點受到的徑向力F,、軸向力F.、圓周力F,的方向。

2、圖示為蝸桿和齒輪組成的傳動系統(tǒng)，已知主動右旋蝸桿的轉向（如圖所示），

為使軸II和軸山的軸向力最小，試確定：

1）齒輪3和齒輪4的螺旋線方向；2）畫出輪2和輪3的受力方向；3）標出輸出軸

的轉向。

六、計算題

1、設計一帶式輸送機的減速傳動，采用普通圓柱蝸桿，傳遞的功率為5KW,轉

速m=960rpm,傳動比為23,由電動機驅動，載荷平穩(wěn)，蝸桿材料選20Cr,滲

碳淬火，硬度N58HRC,蝸輪材料選為ZCuSnlOPl,金屬模鑄造。機器每天工作

8銷售，設計壽命10年，每年300天。

第十三章滾動軸承

一、填空題

1、滾動軸承內圈與軸的配合一般為，外圈與座孔的配合

為O

2、滾動軸承在計算當量載荷時引入判斷系數(shù)e,該值越大，表明軸承所承受的

載荷也越大。

3、代號為30208的滾動軸承的類型為,內徑為mm。

4、滾動軸承密封的主要作用是和o

5、滾動軸承的基本額定壽命中的10表示。

6、當兩軸承孔的同軸度較低或軸的彎曲變形較大時，應選用滾動軸

承。

7、滾動軸承的密封可分為和兩大類。

8、深溝球軸承，內徑為50mm,中系列，其基本代號為。

9、滾動軸承的基本額定動載荷為在該載荷作用下，軸承的恰好

為O

10、滾動軸承的基本額定壽命為O

二、名詞解釋

1、向心軸承、推力軸承、向心推力軸承、軸承的壽命、基本額定壽命、基本額

定動載荷、基本額定靜載荷、當量動載荷、當量靜載荷

2、雙支點單向固定、一端固定一端游動、接觸式密封、非接觸式密封

三、選擇題

1、下列軸承中，必須成對使用的為O

A、30207B、50207C、6207D、N207

2、代號為6206軸承的滾動軸承，其內圈與軸的正確標注為。

LJQ

A、030——B、①30k7C、030—D、030778

kl48

3、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向承載能量隨接觸角a的增大

而O

A、增大B、減小C^不變D、增大或減小隨軸承型號定

4、在高速、載荷較小的情況下可代替推力軸承。

A、角接觸軸承B、深溝球軸承C、圓錐滾子軸承D、圓柱滾子軸承

5、只能承受徑向載荷。

A、圓錐滾子軸承B、推力球軸承

C、圓柱滾子軸承D、角接觸球軸承

6、滾動軸承內圈與軸的配合以及外圈與座孔的配合采用o

A、基孔制B、基軸制

C、前者基孔制，后者基軸制D、前者基軸制，后者基孔制

7、中速旋轉正常潤滑密封的滾動軸承，其主要失效形式是o

A、滾動體破裂B、滾動體與滾道產生疲勞點蝕

C、滾動體與滾道的磨損D、滾道的壓壞

8、采用滾動軸承軸向預緊措施的主要目的是o

A、提高軸承的旋轉精度B、提高軸承的承載能力

C、降低軸承的運轉噪音D、提高軸承的使用壽命

9、各類軸承的潤滑方式通常根據(jù)軸承的來選擇。

A、轉速nB、當量載荷PC、軸頸的圓周速度D、內徑和轉速的乘積dn

10、下列軸承中，可以承受徑向載荷，還可以承受不大的雙向軸向

載荷。

A、6000B、N000C、NA000D、50000

四、簡答題

1、何為滾動軸承的基本額定壽命？何為滾動軸承的基本額定動載荷？何為滾動

軸承的當量載荷？

2、寫出下列軸承的類型、直徑系列和軸承達的內徑。

1)7309AC

2)N415

3)30210

4)6108

3、滾動軸承裝置設計中，采用密封裝置的目的是什么？對高速滾動軸承應采用

什么密封方式？

五、計算題

1、軸系受力如圖所示，已知：選用軸承為30206圓錐滾子軸承，基本額定動載

荷C=41200N,當C/FW0.37時,X=l,Y=0,當F/F1>0.37時，X=0.4,Y=1.6,

錐齒輪平均分度圓直徑dm=60mm,圓周力F,=1200N,徑向力Fr=400N,軸向力

Fa=160N,軸的轉速n=600r/min,溫度系數(shù)由=1,載荷系數(shù)辦=1.5,試求軸承的

壽命。

fv

軟叫斛

炎二一K一

--------3

2、圖示某軸用一對7214AC軸承支承，軸的轉速n=1450r/min,兩個軸承所受的

徑向載荷Frl=7550N,F/3980N,軸上軸向力R=2270N,常溫下工作，載荷系數(shù)

fP=1.2,要求軸承的使用壽命不低于2000小時，試驗算這對軸承。（13分）

附：軸承7214AC,基本額定動載荷&=69.2KN,派生力Fd=eR,e=0.68

Fa/Fr>e,x=0.41,y=0.87

F/FrWe,x=l,y=0

1FA2

r5Vb

noor

L（「2

第十五章軸

一、填空題

1、自行車的前輪軸屬于軸，后輪軸屬于軸。

2、按彎扭合成強度計算轉軸的危險截面處應力時引入折算系數(shù)a,是考慮

3、軸上需車制螺紋時，軸段上應設槽，需磨削的軸段上應設

槽。

4、轉動心軸表面上由彎矩產生的彎曲應力的循環(huán)特性是o

5、直軸根據(jù)外形的不同，可分為、兩種，其中廣泛

使用的為o

6、工作中只受彎矩不受扭矩的軸叫做，只受扭矩不受彎矩的軸

是，同時受彎矩和扭矩的軸叫做o

7、為防止軸產生彎斷和扭斷，應對軸進行計算。為防止工作中產生

過量的變形，應進行計算。為防止發(fā)生共振，還要進行

計算。

8、轉軸在彎曲變應力作用下的失效形式是

和。

9、用套筒、螺母或軸端擋圈作軸向固定時，應使軸段長度