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机械设计新教材
《机械设计》
课外学习资料
高晓丁编著
2010年12月
前言
《机械设计》课外学习资料是《机械设计》教材的辅助教学资料。
本套资料的编写主要是帮助学生学习本门课更好的的理解基本概念、掌握设计思想,引导学生的自学方向、启发学生对本门课程的学习兴趣、激发学生学习本门课程的激情。
学生通过阅读《机械设计》课外学习资料后,可以带着问题课前预习堂课中所要学习的新内容,通过课前的预习,提高课堂学习的效率,保证课堂教学的质量。
《机械设计》课外学习资料中的主要内容是帮助学生检查学习的效果。
《机械设计》课外学习资料是对《机械设计》教材中习题内容的补充。
学生通过自查可以了解自己对本章节内中基本概念掌握的情况。
《机械设计》课外学习资料同时也可以作为教师的辅助教学资料。
网络答疑联系方式:
gaopengpeng119@
第四章螺纹连接
第五章轴毂连接
第六章带传动
第七章链传动
第八章齿轮传动
第九章蜗杆传动
第十二章滑动轴承
第十三章滚动轴承
第十四章轴
第十五章联轴器和离合器
各类机械装置的结构设计与分析
第一部分轴系零部件的结构设计与分析
第二部分其他零部件的结构设计与分析
第三部分传动装置的受力分析
第四章螺纹连接
第五章轴毂连接
一、简答问题
1、机器设计应满足哪些基本要求?
机械零件设计应满足哪些基本要求?
分析下列机械零件应满足的基本要求是什么:
电动机轴,普通减速器中的齿轮轴,起重机吊钩,精密机床主轴,气门弹簧,农业机械中的拉曳链,联合收割机中的普通v带。
2、机械零件设计的一般步骤如何?
3、什么是静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷?
什么是静应力和变应力?
4、什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力?
5、机械零件的计算准则与失效形式有什么关系?
常用的有哪些计算准则?
它们是针对什么失效形式而建立的?
6、在机械零、部件的强度计算中,常用到计算载荷和名义载荷。
这两个在和有何却别?
简述原因。
7、轴毂联接的主要类型有哪几种?
键联接有哪些类型?
它们在结构、工作原理和使用特点育何不同?
8、销的作用是什么?
销的主要类型有哪些?
(定位销:
用来固定零件间的相对位置;连接销:
用于连接;安全销:
作为安全装置中的过载剪断元件)
9、导向平键和普通平键的结构形式和尺寸、公差有何不同?
10、定位销、联接销、安全销三者在工作原理、应用场合、结构特点、强度计算等方面有何不同?
(联接销:
根据联接的结构特点按经验或规范确定,必要时再按剪切和挤压强度条件校核计算。
定位销:
通常不受或只受很小的载荷,故不作强度校核计算,其直径按结构确定,数目一般不少于两个。
安全销:
直径应按过载时被剪断的条件确定。
)
11、一刚性凸缘联轴器,允许传递的最大转矩T=1500N·m,如果强度不足时可采取哪些措施?
12、受轴向外载荷的紧螺栓联接,要求受载后结合面不分离。
若被联接件的刚度Cm是螺栓的刚度Cb的3倍,设联接的预紧力为F0,当外载荷F等于预紧力F0时会发生何种情况?
(F1=1/4F。
< 连接紧密型降低) 13、为什么采用两个平键时,通常在轴的圆周上相隔180°位置布置;采用两个楔键时,常相隔90°~120°;而采用两个半圆键时,则布置在轴的同一母线上? (两平键相隔180°布置,对轴的削弱均匀,并且两键的挤压力对轴平衡,对轴不产生附加弯矩,受力状态好。 两楔键相隔90°~120°布置,若夹角过小,则对轴的局部削弱过大;若夹角过大,则两个楔键的总承载能力下降。 当夹角为180°时,两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键的承载能力。 因此,两个楔键间的夹角既不能过大,也不能过小。 两个半圆键布置在轴的同一母线上,半圆键在轴上的键槽较深,对轴的削弱较大,不宜将两个半圆键布置在轴的同一横截面上。 ) 二、基本概念复习 1、平键联接的工作面是键的两侧面。 2、平键联接如不能满足强度条件要求时,可在轴上安装一对平键,使它们沿圆周相隔_____180_____度。 3、当正常工作时,轴与轮毂之间有较长距离的相对移动,这时以采用 滑键联接为宜。 4、楔键和切向键通常不宜用于___高速旋转、定心精度要求较高_______的联接。 5、平键联接与楔键联接相对比,它只能传递转矩,不能传递轴向力,这是因为______平键的上表面与轮毂的键槽底面留有间隙,楔键楔紧在轴和轮毂的键槽里____。 6、标准平键联接的承载能力,通常是取决于__键连接工作表面的挤压强度_____。 (普通平键联接的承载能力取决于键,轴,毂三者中最弱材料的挤压强度) 7、在载荷性质相同时,导向平键的许用挤压应力应取得比普通平键小,这是为了_____减小工作面磨损_____。 8、花键联接的强度,主要取决于__齿侧挤压___强度。 9、应用较广的花键齿形是___矩形与渐开线_______。 10、承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的预紧力F0和工作载荷F的最大值及螺栓的刚度Cb不变时,增大被连接件的刚度Cm,则螺栓中的总拉力的变化幅度_____减小_____。 11、螺纹联接的基本类型有_____螺栓连接_____、__双头螺柱链接________、_______螺钉连接___、____紧定螺钉连接______。 12、普通螺纹的公称直径指的是螺纹的___大径_______,做强度计算时螺纹危险剖面近似用螺纹的直径___小径_______。 13、按防松原理划分,螺纹联接常用的防松方法分别有____摩擦防松______、________机械防松__、______破坏螺旋副运动关系防松____。 其对应的防装置分别有___对顶螺母(弹簧垫圈,自锁螺母)_______、_开口销与六角开槽螺母__(止动垫圈,串联钢丝)_______、__铆合(冲点,涂胶粘剂)________。 14、双头螺柱联接用于两被联接件之一是__螺纹________孔,另一个是_____光_____孔。 15、普通螺栓联接承受横向外载荷时,依靠____被联接件间的摩擦力______承载,螺栓本身受____预紧力______作用,该螺联接可能的失效形式为_____被联接件间的相对滑移_____。 16、铰制孔用螺栓联接承受横向外载荷时,依靠 螺栓抗剪切和挤压 承载螺栓本身受___挤压_______和____剪切______应力作用,螺栓可能的失效形式为____剪断______和____压溃______。 17、受预紧力F0和工作拉力F作用的普通紧螺栓联接,如螺栓和被联接件刚度相同,预紧力F0=9000N,工作拉力F=1000N,总拉力F2=___9500_______N,残余预紧力F-=____8500______N。 18、用4个铰制孔螺栓联接两个半凸缘联轴器,螺栓均布在直径为200mm的圆周上,轴上转矩为M=100N·m,每个螺栓所受的横向载荷为__________N。 19、压力容器的紧螺栓联接中,若螺栓的预紧力和容器的压强不变,而仅将凸缘间的金属垫换成橡胶垫片,则螺栓所受的总拉力F2____增大______,而联接的紧密性___提高_______。 20、螺纹导程角增大,则联接的自锁性能_____降低_____,传动的效率_____提高_____。 21、螺纹联接进行预紧的目的是: 增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件间出现缝隙或发生相对滑移_______。 第六章带传动 一、简答问题 1、摩擦型带传动工作原理有哪些特点? 在多级传动中为什么常将其放到高速级? 2、带传动的弹性滑动与打滑有何区别? 对传动分别有什么影响? 3、一般机械制造业中较少采用平带传动,而广泛采用V带传动,为什么? 4、V带传动设计中,为什么要控制带的初拉力既不能过大也不能过小? 5、有一V带传动,传动比为5,小轮包角为900,使用时常发生打滑现象。 现进行改进设计,要求传动比、带轮及带的型号不变,试提出改进的措施并简述理由。 6、V带传动设计时,带速、中心距最适宜的范围如何选取? 为什么? 7、带传动为何要张紧,有哪些张紧方法? 张紧轮一般布置在什么位置? 8、某V带传动的n小=l450r/min,传动带与带轮间的当量摩擦因数f=0.51,包角α=1800,初拉力Fo=360N。 试问: ①该传动所能传递的最大有效拉力为多少? ②若d。 ,=100mm,其传递的最大转矩为多少? ③若传动效率为0.95,弹性滑动忽略不计,从动轮输出功率为多少? 9、某液体搅拌器的V带传动,传递功率P=5kW,带的速度V=10m/s,测得紧边拉力是松边拉力的2倍,即F1=2F2。 试计算有效拉力Fe、紧边拉力F1、松边拉力F2和初拉力F0。 10、在V带传动设计中,为何要限制小带轮的直径、最大传动比及带的根数? 限制条件如何? 11、一带传动的工作载荷是一静载荷、非常平稳,试问该传动带所承受的是静应力还是变应力? 简述原因。 12、设计两个带传动,带传动A和带传动B,传递的功率均为P=6.5KW、传动比为i=2,带传动A的小带轮转速n1=1500rmp;带传动B的小带轮转速n1=400rmp。 现有两种设计方案: 1.两个带传动都选A型带,ZA=3、ZB=2;2.两个带传动都选D型带,ZA=2、ZB=1。 你认为那个设计比较合理? 或提出新的设计。 13、在带传动的传动比不准确是何原因造成的? 是否可以避免? 14、一带传动的工作载荷是一静载荷、非常平稳,试问该传动带所承受的是静应力还是变应力? 简述原因。 15、图示为一三角胶带传动,①试问当主动小带轮的转向为何时,较为合理? 为什么? ;②在图上标出小带轮包角。 ;③已知大、小带轮的直径分别为D、d,写出该传动的传动比计算公式。 二、基本概念复习 1、普通V带传动中,主动轮的圆周速度V1、从动轮的圆周速度V1和带速V带之间的关系为__________。 2、利用张紧轮张紧中心距过小的V带传动时,张紧轮应布置在__________。 3、平带与V带传动中,最大有效拉力的影响因素有__________、__________和__________。 4、V带传动工作时,传动带经受的三种应力是__________、__________和__________。 5、常见的带传动张紧装置有__________、__________和__________。 6、V带传动中,打滑是指__________,首先发生在__________轮上。 7、带传动的传动比不宜过大,若传动比过大,将使__________,从而使带的有效拉力值减小。 8、初拉力是保证摩擦型带传动正常工作的重要条件,若初拉力不足,则__________;若初拉力过大则__________。 9、某V带传动,两带轮基准直径分别为dd1=150mm,dd2=400ram,传动中心距为1000mm,则小轮的包角α1=__________。 10、带传动工作时,紧边拉力为Fl,松边拉力为F2,若带速V<10m/s,当载荷达到极限值,带将开始打滑还未打滑时Fl和F2的比值为__________。 11、带传动中若大带轮为主动轮,则带的最大应力发生在带__________处。 12、摩擦型带传动的主要失效形式__________和__________;其设计准则是__________和__________。 13、V带传动工作时,传动带经受的最大应力等于__________,它发生在__________处;仅在包绕带轮时产生的应力为__________。 14、V带传动即将打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为__________。 第七章链传动 一、简答问题 1、一般情况下,为什么滚子链传动的瞬时传动比不是恒定的? 2、与齿轮传动、带传动相
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