机械设计精选题100例Word文档下载推荐.docx
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7、某零件的材料,,,,试画出其简化极限应力图;
当工作应力,,试在该图上标出此点K,并说明是否在安全区。
8、某零件受对称循环变应力,其材料在次时,,疲劳曲线方程的指数。
若零件的实际工作情况为:
在下工作次,在下工作,试问若又在下工作,允许工作多少次数?
9、某钢制零件已知材料的极限应力图,其,,,,该零件的有效应力集中系数,尺寸系数,表面状态系数,寿命系数,工作应力的循环特性。
1.试用作图法求当安全系数为1.5情况下的最大工作应力值;
2.该零件过载时的可能破坏形式;
3.绘出工作应力图(图上标出,,,)。
10、有一材料,,在式中,,问当时,疲劳强度,此时会出现什么现象?
是否可按此应力设计。
11、如已知材料的对称循环疲劳极限s-1=240MPa,脉动循环疲劳极限s0=420MPa,屈服极限sS=570MPa,试画出按折线简化的极限应力图。
如有一应力状态K(sKm,sKa)为已知,其应力变化规律为r==常数=0.75,sm=180MPa,试在极限应力图上标出K点的极限应力点。
12、图示为一塑性材料的简化极限应力图,1)请标出图中点A、B、S的坐标;
2)设用该材料制造机械零件,其综合影响系数(Ks)D=2,则考虑综合影响系数时点A¢
、B¢
在图上何处,请标出。
13、已知极限应力图中某应力状态C(sCm,sCa),试在该图上标出C点按三种应力变化(=常数、sm=常数及smin=常数)时的极限应力点。
螺纹连接
14、图示某机构上的拉杆端部采用普通螺纹联接。
已知拉杆所受最大载荷F=16kN,载荷很少变动。
螺钉和拉杆材料为Q235钢,屈服极限,试确定拉杆螺纹的最小直径(安全系数可取)。
15、图示吊钩起重量W=20 kN,吊钩材料为5.8级,Q235,,起重用,取安全系数,试求吊钩螺纹部分所需最小直径。
16、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接,螺栓均匀分布在D=155 mm的圆周上,接合面摩擦系数m=0.12,摩擦传力的可靠性系数(防滑系数)。
若联轴器传递的转矩T=1500 N×
m,问每个螺栓预紧力F¢
应为多大?
17、图示螺栓联接中,采用两个M16(小径,中径,)的普通螺栓,螺栓材料为45钢,8.8级,,联接时不严格控制预紧力(取安全系数,被联接件接合面间的摩擦系数m=0.2。
若考虑摩擦传力的可靠性系数(防滑系数),试计算该联接允许传递的静载荷FR(取计算直径dc=d1)。
18、一受轴向外载荷F=1000 N的紧螺栓联接,螺栓的刚度为,被联接件的刚度为,且=8;
预紧力F¢
=1000 N。
试求螺栓中的总拉力和被联接件中的剩余预紧力F²
。
19、图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。
吊架承受的载荷FQ=100000N,螺栓材料为5.8级,Q235,,安装时不控制预紧力,取安全系数,取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍,试确定螺栓所需最小直径。
20、已知普通粗牙螺纹大径d=24mm,中径,螺距P=3mm,螺纹副间摩擦系数m=0.15,试求:
1)螺纹升角y;
2)此螺栓能否自锁?
3)若用此螺栓作起重螺杆,起重时的效率h为多少?
21、气缸盖联接结构如图所示,气缸内径D=250mm,为保证气密性要求采用12个M18的螺栓,螺纹内径15.294mm、中径16.376mm,许用拉应力=120MPa,取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍,求气缸所能承受的最大压强(取计算直径dc=d1)。
22、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接。
螺栓均匀分布在D=100mm的圆周上,接合面摩擦系数m=0.15,考虑摩擦传力的可靠性系数(防滑系数)。
若联轴器传递的转矩T=150N.m,载荷较平稳,螺栓材料为6.8级,45钢,,不控制预紧力,安全系数取,试求螺栓的最小直径。
23、如图所示的夹紧联接柄承受静载荷FQ=720N,螺栓个数z=2,联接柄长度L=250mm,轴直径,夹紧接合面摩擦系数m=0.15,螺栓材料为4.6级、Q235钢、,拧紧时不严格控制预紧力,取安全系数,试求螺栓所需最小直径(或计算直径)。
24、图示为一气缸盖螺栓联接预紧时的受力-变形图。
当螺栓再承受F=+2000~+1000N的工作载荷时,试求:
1)螺栓总拉力应如何变化,其最大拉力和最小拉力为多少?
2)螺栓受拉应力循环特性系数是多少?
25、板A用5个普通螺钉固定在机座B上,已知板与机座间摩擦系数m=0.15,防滑系数(可靠性系数)Kf=1.2,螺钉许用应力,试指出哪个螺钉是危险螺钉?
并按强度计算该螺钉联接中螺钉所需的小径(或计算直径)尺寸。
26、图示方形盖板用4个螺钉与箱体联接,吊环作用10 kN的力,吊环因制造误差,中心O¢
与螺栓组形心O偏离,求受力最大的螺栓所受的工作拉力。
27、受轴向力紧螺栓联接,已知螺栓刚度,被联接件刚度,螺栓所受预紧力,螺栓所受工作载荷为F=4000N。
要求:
1)按比例画出螺栓与被联接件受力-变形图(比例尺自定)。
2)在图上量出螺栓所受的总拉力和剩余预紧力F²
,并用计算法求出此二值,互相校对。
3)若工作载荷在0~4000 N之间变化,螺栓的危险截面面积为,求螺栓的应力幅和平均应力(按计算值等求、,不按作图求值)。
用螺栓将板A固定在B上,试确定图示铰制孔用螺栓组联接中受力最大的螺栓所受的力。
28、如图所示气缸内径D=400mm,蒸汽压力p=0~0.5MPa,采用16个M22普通螺栓联接(螺栓小径,中径,),螺栓均匀分布在的圆周上。
螺栓的相对刚度,联接剩余预紧力为工作载荷的1.5倍。
若螺栓的许用拉应力,许用应力幅,试校核该螺栓组的强度(取计算直径dc=d1)。
29、试改正下图螺钉联接的错误结构。
(另画一正确图即可。
)
30、下图是R.B.Heywood为了提高螺栓联接疲劳寿命设计的~ 个结构特点,试说明各自提高寿命的原因。
第6章键、销
31、试校核A型普通平键联接铸铁轮毂的挤压强度。
已知键宽b=18mm,键高h=11mm,键(毂)长L=80mm,传递转矩T=840N×
m,轴径d=60mm,铸铁轮毂的许用挤压应力。
32、如图所示,齿轮与轴用普通A型平键联接,轴径d=70mm,齿轮分度圆直径d1=200mm,圆周力,键宽b=20mm,键高h=12mm,键长L=80mm,求键侧挤压应力。
33、钢齿轮与直径d=80mm的钢轴用普通平键B22´
100GB1096—90,静联接,键高h=14mm,工作时有冲击,取,求键能传递的最大转矩。
34、电瓶车牵引板与拖车挂钩间用圆柱销联接。
已知,销材料为20钢,许用切应力,许用挤压应力,牵引力F=15kN,求销的直径d。
(圆柱销直径系列:
…,6,8,10,12,16,20,25,30,40,50)
(牵引板及拖车挂钩材料为45钢。
35、用手柄1转动轴2,在手柄与轴之间有f88的孔与轴相配,配合为H7/h6,问:
1)若使轴转动,应在B处装一销还是应在A、B两处各装一销?
2)设销的许用切应力,求销的直径,销的数目按你上面的决定。
36、分别用箭头指出工作面,并在图下方标出键的名称。
第8章带传动
37、单根V带(三角带)传动的初拉力F0=354N,主动带轮的基准直径dd1=160mm,主动轮转速n1=1500r/min,主动带轮上的包角a1=150°
,带与带轮之间的摩擦系数m=0.485。
求:
1)V带(三角带)紧边、松边的拉力F1、F2;
2)V带(三角带)传动能传递的最大有效圆周力Fe及最大功率P。
38、已知V带(三角带)传递的实际功率P=7kW,带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的2倍,试求有效圆周力Fe和紧边拉力F1的值。
39、单根V带(三角带)传递的最大功率P=4.82kW,小带轮的基准直径dd1=180mm,大带轮的基准直径dd2=400mm,小带轮转速n1=1450r/min,小带轮上的包角a1=152°
,带与带轮的当量摩擦系数m=0.25。
试确定带传动的有效圆周力Fe、紧边拉力F1和张紧力F0。
附:
e=2.718。
40、一开口平带减速传动,已知两带轮基准直径为dd1=150mm和dd2=400mm,中心距a=1000mm,小轮转速n1=1460r/min,试求:
1)小轮包角;
2)不考虑带传动的弹性滑动时大轮的转速;
3)滑动率e=0.015时大轮的实际转速。
41、带传递最大功率P=4.7kW,小带轮基准直径dd1=200mm,小带轮的转速n1=1800r/min,小带轮包角a1=135°
,摩擦系数m=0.25,求紧边拉力F1和有效拉力Fe(带与轮间的摩擦力已达到最大摩擦力)。
42、某带传动装置,主、从动轴平行且轴心距a=1000mm,主动轮传递功率为10kW、转速n1=1200r/min、基准直径dd1=300mm,从动轮转速n2=400r/min,带的厚度忽略不计,摩擦系数m=0.2,设此时有效拉力已达最大值。
试求从动带轮基准直径dd2,带速v,各轮上包角a1、a2及作用于紧边上的拉力F1(不计弹性滑动的影响)。
43、根据初拉力F0、包角a、当量摩擦系数mv求得C型带基准长度Ld=1600mm,根数z=3的普通V带传动的极限总摩擦力å
F=2000N。
当带速v=7m/s时要求传递功率Pc=15kW,问此传动能否正常工作?
若不能正常工作,可采取哪些措施使传动能正常工作?
(答出二种即可)
44、一普通V带(三角带)传动,采用A型带,两个带轮的基准直径分别为125mm和250mm,初定中心距a0=450mm。
据此,初步求得带长Ld0=1498mm。
试:
1)按标准选定带的基准长度Ld;
2)确定实际中心距。
A型带的基准长度系列(部分值)
Ld/mm:
900,1000,1120,1250,1400,1600,1800,2000,…
45、有一V带(三角带)传动,测量主动轮外径da1=190mm,从动轮外径da2=720mm,主动轮转速n1=940r/min,从动轮转速n2=233r/min,V带型号为B型,试求:
1)传动比;
2)滑动率e(外径,B型带ha=5mm)。
46、有一A型V带(三角带)传动,主动轴转速n1=1480r/min,单位长度质量q=0.006kg/m,从动轴转速n2=600r/min,传递的最大功率P=1.5kW,带速v=7.75m/s,中心距a=800mm,当量摩擦系数m=0.5,求带轮基准直径dd1、dd2和初拉力F。
47、以下四种情况采用的是同样的V带(三角带)传动,初拉力相同,张紧方式不同,哪种情况带可能先断?
为什么?
并按寿命由长到短排出这四种传动的顺序。
第9章链传动
48、已知链节距p=19.05mm,主动链轮齿数z1=23,转速n1=970r/min。
试求平均链速v。
49、一滚子链传动,已知传动比i=2.78,z2=47,小链轮分度圆直径d1=86.395mm,链的长度L=1778mm,求链节数Lp。
50、单列滚子链水平传动,已知主动链轮转速n1=970r/min,从动链轮转速n2=323r/min,平均链速v=5.85m/s,链节距p=19.05mm,求链轮齿数z1、z2和两链轮分度圆直径。
51、单列滚子链水平传动,已知主动链轮转速n1=965r/min,从动链轮转速n2=350r/min,平均链速v=3.47m/s,链节距p=12.7mm,求链轮齿数z1、z2和两链轮分度圆直径。
52、已知主动链轮转速n1=965r/min,传动比i=2.76,从动链轮分度圆直径d2=190.12mm,从动链轮齿数z2=47,试计算平均链速。
53、图示链传动,小链轮1按什么方向旋转比较合理(在图中标出)?
并说明原因。
第10章齿轮传动
54、一对斜齿圆柱齿轮传动,由强度设计得:
mn=3.5mm,,z1=25,z2=76,b=10°
54¢
16²
已知传递的功率P1=75kW,转速n1=730r/min。
求从动轮所受各分力(忽略摩擦损失),并在图中示出各分力的方向。
55、手动起升装置,采用两级开式齿轮传动。
已知:
z1=z3=20,z2=z4=60,手柄长度L=250mm,人手最大作用力F=150N,卷筒直径D=500mm,开式齿轮效率hk=0.96,轴承效率hc=0.98,求最大起重量W。
56、图示两级斜齿圆柱齿轮减速器。
已知轮1的螺旋线方向和=3\*ROMANIII轴转向,齿轮2的参数mn=3mm,z2=57,b=14°
,齿轮3的参数mn=5mm,z3=21。
1)使=2\*ROMANII轴所受轴向力最小时,齿轮3的螺旋线应是何旋向?
在图上标出齿轮2、3的螺旋线方向。
2)在图上标出齿轮2、3所受各分力方向。
3)如使=2\*ROMANII轴的轴承不受轴向力,则齿轮3的螺旋角应取多大值?
57、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力,忽略摩擦损失。
小齿轮齿数z1=19,大齿轮齿数z2=78,法向模数mn=2mm,中心距a=100mm,传递功率P=15kW,小齿轮转速n1=960r/min,小齿轮螺旋线方向左旋。
1)大齿轮螺旋角b的大小和方向;
2)小齿轮转矩T1;
3)小齿轮分度圆直径d1;
4)小齿轮受力(用三个分力表示)的大小和方向,并在图上画出。
58、有A、B两个单级直齿圆柱齿轮减速器,其齿轮材料、热处理方法、精度等级和宽度均对应相等。
A减速器中齿轮的参数为:
,(齿形系数,应力修正系数),0(,);
B减速器中齿轮的参数为:
,(,),(,)。
若不考虑重合度影响,试分析在同样工作条件下,哪一个减速器中齿轮强度高?
59、求直齿圆柱齿轮传动的从动轮受力大小和方向(用两个分力表示)。
传动功率P1=1kW,从动轮转速n2=95.5r/min,z1=20,m=2.5mm,a=20°
,z2=40。
60、求直齿圆柱齿轮传动的从动轮受力大小和方向(用两个分力表示),已知:
传动功率P1=2kW,从动轮转速n2=95.5r/min,z1=30,z2=60,m=3mm,a=20°
61、一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知z1=20,z2=40,m=2mm,b=40mm,YSa1=1.55,YSa2=1.67,YFa1=2.80,YFa2=2.40,ZH=2.5,ZE=189.8(MPa)1/2,Zu=1.225,P=5.5kW,n1=1450r/min,K1=K2。
sF1/sF2和sH1/sH2。
,
62、一对斜齿圆柱齿轮传动,由强度设计得:
63、一对斜齿圆柱齿轮传动,由强度设计得:
mn=3mm,z1=25,z2=75,b=8°
06¢
34²
传递的功率P1=70kW,转速n1=750r/min。
64、设计如图所示齿轮减速传动时,已知输入轴转速n1=730r/min,轮1、2的传动比i1=1.5,轮2、3的传动比i2=2,每天工作8h,每年工作260天,预期寿命10年。
求各齿轮的接触应力及弯曲应力的循环次数N。
65、图示标准斜齿圆柱齿轮传动,z1为左旋,z1=29,z2=70,z3=128,a1=100mm,a2=200mm,mn=2mm,功率P1=3kW,n1=100r/min(忽略摩擦,轮1主动),求z2受力(各用三个分力表示),并在图上标出。
66、如图所示手动提升装置,采用两级直齿圆柱齿轮传动,两级齿轮传动的中心距a、模数m均相等,且z1=z3,z2=z4。
匀速提升重物W=3500N,卷筒直径D=350mm,手柄长度L=200mm,传动总效率h=0.80,求:
1)此装置的总传动比i;
2)各级齿轮的传动比i1、i2。
3)作用在手柄上的圆周力Ft
67、图示为一对锥齿轮与一对斜齿圆柱齿轮组成的二级减速器。
斜齿轮mn=2mm,z3=25,z4=53,=2\*ROMANII轴转矩T2=1210N.mm。
1)如使z3、z4的中心距a=80mm,问斜齿轮螺旋角b=?
2)如使=2\*ROMANII轴轴向力有所抵消,试确定z3、z4的螺旋线旋向(在图上表示),并计算Fa3的大小,其方向在图上标出。
68、图示直齿圆柱齿轮变速箱,长期工作,各对齿轮的材料、热处理、载荷系数、齿宽、模数均相同,不计摩擦损失。
z1=20,z2=80,z3=40,z4=60,z5=30,z6=70。
主动轴I的转速n1=1000r/min,从动轴II的转矩T2恒定。
试分析哪对齿轮接触强度最大,哪对最小。
69、图示传动系统中,1、2为锥齿轮,3、4为斜齿轮,5为蜗杆,6为蜗轮,小锥齿轮为主动轮,转向如图所示,试从各轴受轴向力较小要求出发,在图上画出各轮的转动方向、螺旋线方向及轴向力方向。
70、在图示传动系统中,已知输入轴I的转向,要求蜗轮的转向为顺时针转动,试:
1)确定蜗轮的螺旋线方向;
2)为了使轴II、III上各传动件的轴向力相抵消一部分,在图上画出各齿轮的螺旋线方向;
3)在各对传动的啮合处画出各齿轮和蜗杆所受的轴向力。
第11章蜗杆传动
71、有一双头蜗杆传动,蜗杆主动,转速960r/min,z2=61,m=8mm,d1=80mm,当量摩擦系数mv=0.08,蜗杆输入功率P1=7kW,求:
1)蜗杆分度圆导程角g;
2)蜗杆传动效率h(只考虑传动啮合效率,忽略搅油及轴承损失);
3)蜗轮转向;
4)蜗轮所受三个分力的大小并在图上表示其方向。
72、有一闭式普通圆柱蜗杆传动,蜗杆轴的输入功率P=3kW,转速n1=1430r/min,设计时选用钢制蜗杆(45钢),硬度<
45HRC,蜗轮用ZCuSn10P1砂模铸造,sB=220MPa,弹性系数,当量摩擦系数mv=0.03,传动参数为:
蜗杆头数z1=2,蜗轮齿数z2=52,模数m=6mm,蜗杆直径系数q=9,载荷稳定(载荷系数K=1.1),试按接触疲劳强度计算该蜗杆传动的使用寿命[单位h(小时)]。
(1)
(2)
73、图示为开式蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动,已知蜗杆主动,大齿轮4的转向及螺旋线方向如图示,试画出:
1)轴=1\*ROMANI、=2\*ROMANII的转向。
2)使轴=2\*ROMANII上两轮的轴向力抵消一部分时蜗轮、蜗杆的螺旋线方向。
3)蜗轮2和齿轮3的受力图(用分力表示)。
滑动轴承
74、有一液体动压滑动轴承,轴颈直径为100mm,半径间隙为0.1mm,偏心距离为0.06mm,求此时的最小油膜厚度hmin大小。
75、有一不完全液体润滑(混合润滑)径向滑动轴承,宽径比B/d=1.5,轴颈直径d=100 mm,轴承材料为青铜,[p]=5 MPa,[V]=3 m/s,[pV]=10 MPa.m/s。
试求轴转速分别为以下三种数值时,轴允许最大载荷各为多少。
n=250 r/min;
(2)n=500 r/min;
(3)n=1000 r/min。
76、一液体动力润滑向心滑动轴承,轴颈上载荷F=100kN,转速n=500r/min,轴颈直径d=200mm,轴承宽径比B/d=1,轴及轴瓦表面的粗糙度为Rz1=0.0032mm,Rz2=0.0063mm,设其直径间隙D=0.250mm,工作温度为50°
C,润滑油运动粘度n50=50cSt,密度r50=0.9 g/cm3,试校核其最小油膜厚度是否满足轴承工作可靠性要求。
77、计算一包角为180°
的液体动压润滑滑动轴承,已知轴颈直径d=150mm,轴承宽度B=90mm,载荷F=15000N,转速n=1500r/min,相对间隙y=0.002,润滑油工作粘度h=0.0198Pa×
s,轴颈和轴瓦表面不平度的平均高度Rz1=Rz2=3.2mm,试计算:
最小油膜厚度hmin及其安全系数S为多少。
78、判断图示两种推力轴承是否可能建立动压润滑油膜。
第13章滚动轴承
79、轴系由一对相同的圆锥滚子轴承支承,两轴承的当量动载荷分别为P1=4800N,P2=7344N,轴转速n=960r/min,若要求轴承预期寿命,轴承的基本额定动载荷应为多少?
80、斜齿轮轴系由一对角接触球轴承支承,轴承的基本额定动载荷Cr=12.3kN,轴转速n=960r/min,两轴承当量动载荷分别为P1=1078N,P2=1342N,试计算各轴承的寿命,若要求一班制工作十年(按每年工作260天计算),轴承是否满足要求?
81、深沟球轴承6210(旧210)的基本额定动载荷为Cr1=27.5kN,圆柱滚子轴承N210(旧2210)的基本额定动载荷为Cr2=42.0kN,某轴系上轴承受径向力Fr=4500N,fd=1.2,若采用N210轴承取代6210轴承,寿命可提高为原来的几倍?
82、试计算图示各轴承所受的轴向载荷(内部轴向力FS=0.7Fr)。
83、轴系支承在一对反安装的角接触球轴承7209AC(旧46209)上,轴上有径向载荷FR=2000N,内部轴向力FS=0.7Fr,求:
1)两轴承各受多大的径向力和轴向力。
2)哪个轴承的寿命低,为什么?
84、悬臂起重机用的圆锥齿轮减速器主动轴采用一对30207圆锥滚子轴承(如下图),已知锥齿轮平均模数mm=3.6mm,齿数z=20,转速n=1450r/min,轮齿上的三个分力FT=1300N,FR=400N,FA=250N,轴承工作时受有中等冲击载荷(可取冲击载荷系数fd=1.5),要求使用寿命不低于12000h,试校验轴承是否合用。
30207,内部轴向力。
当;
当,X=1,Y=0。
基本额定载荷。
85、图示轴上装有两个30208圆锥滚子轴承,基本额定动载荷Cr=34kN,额定静载荷C0r=31kN,轴的转速n=1400r/m
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