机械设计复习题经委最新Word文档下载推荐.docx

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在带传动中影响能传递的最大有效圆周力的因素及其关系：

1）初拉力F0，最大有效圆周力与初拉力F0成正比；

2）包角，最大有效圆周力随包角增大而增大；

3）摩擦系数，最大有效圆周力随摩擦系数增大而增大；

4）带的型号，型号：

Y，Z，A，B，C，D，E，从左向右各种型号的单根带能传递的最大有效圆周力增大；

5）带的结构，圆带小，平带大,V带（三角带）更大。

6）带的根数，根数愈多能传递的最大有效圆周力愈大。

（5）图示减速器，其锥齿轮I的旋转方向如图示。

1）合理确定第二级斜齿轮传动螺旋线的方向（图中画出）；

2）画出轴II上作用于齿轮上的圆周力、径向力、轴向力的方向。

斜齿轮螺旋线方向及各力方向均示于图中。

（6）图示两传动方案，哪个合理？

并说明理由。

方案a合理。

理由为：

因带传动靠摩擦传动，传动平稳，但传递的转矩较小，且过载打滑能保护电动机，故带传动置于高速级是合理的。

方案b中的带传动置于低速级，则带传递的转矩要增大3倍（略去效率损失），而使带的根数增多，导致带传动的结构尺寸过大，故方案b不合理。

（7）滚动轴承密封的目的是什么？

密封装置可分为哪几大类？

目的：

防止灰尘，水等杂物进入轴承，防止润滑剂流失。

分类：

可分为接触式和非接触式两大类。

（8）滚动轴承的滚动体有哪些形状？

球，圆柱滚子，圆锥滚子，鼓形滚子，滚针。

（9）图示为开式蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动，已知蜗杆主动，螺旋线方向为右旋，大齿轮4的转向如图示，试画出：

1）蜗杆的转向。

2）使轴II上两轮的轴向力抵消一部分时齿轮3、4的螺旋线方向。

3）蜗轮2和齿轮3的受力图（用分力表示）。

如图。

（10）图示蜗杆-圆锥齿轮传动，已知蜗杆主动，左旋，转向如图示，试求：

1）为使蜗轮与锥齿轮3的轴向力方向相反，画出轴II、III的转向。

2）画出轴II上两轮所受各分力方向。

（11）以下情况下各应选择哪种轴上零件的轴向固定装置？

列举其名称（各举一种即可）并画出结构图。

1）轴上零件受两个方向的较大的轴向力。

2）轴上零件受轴向力很小，但要求在安装时能轴向调整轴上零件的位置。

3）轴上零件不受轴向力，但要求结构尽量简单，重量轻。

答：

1）一边用轴肩定位，另一边用套筒定位，或用圆螺母压紧。

2）两边各用一个锁紧挡圈（双锁紧挡圈结构）用紧定螺钉固定在轴上。

3）两边各用一个弹性档圈。

（12）齿轮轴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＝5850N，P2＝3118N，轴转速n=480r/min，若要求轴承预期寿命

，轴承的基本额定动载荷应为多少？

因为

，所以应按1轴承求C，

选一对相同的圆锥滚子轴承，基本额定动载荷应大于或等于51206N。

（13）齿轮轴由一对当量动载荷分别为P1＝8800N，P2＝6780N的角接触球轴承支承，轴转速n=710r/min，若要求预期寿命[Lh]≥24000h，两轴承的基本额定动载荷各应为多大？

（14）圆锥滚子轴承30208（旧7208）的基本额定动载荷为C=34kN，承受当量动载荷P＝3000N，轴转速n=960r/min，求寿命为多少小时？

（15）轴系由一对圆锥滚子轴承32307（旧7607）支承，基本额定动载荷C＝57.7kN，轴转速n=1380r/min，两轴承的当量动载荷分别为P1＝4000N，P2＝6120N，预期寿命为[Lh]=20000h，试分析轴承是否满足要求。

，2轴承为危险轴承。

两轴承都满足要求。

（16）深沟球轴承6208（旧208）的基本额定动载荷Cr=25.6kN，当量动载荷P＝5200N，工作转速n=630r/min，试计算轴承寿命Lh，如要求一班制工作三年（按每年工作260天），轴承寿命是否满足要求？

，不满足要求。

（17）如图所示，轴支承在一对7209AC角接触球轴承上，FR＝3000N，内部轴向力FS＝0.7Fr。

求：

1）两轴承各受多大径向力和轴向力。

2）哪个轴承寿命低？

为什么？

1）

2）

，

，所以

，两轴承C、ε相同，L2>

L1，左轴承寿命低。

（18）30208圆锥滚子轴承在室温下工作，转速n=750r/min，查得轴承基本额定动载荷Cr=34000N，要求轴承寿命不低于8000h，问此轴承最大能承受的当量动载荷为多少？

（19）轴系由一对圆锥滚子轴承30208（旧7208）支承，转速n=960r/min，两轴承的当量动载荷分别为P1=4200N，P2=3300N，当量静载荷分别为P01=2800N，P02=1535N，轴承基本额定动载荷Cr=34kN，额定静载荷C0r=31kN，要求预期寿命[Lh]=18000h，静安全系数[S0]=1.5，试分析轴承是否满足要求。

，所以1轴承为危险轴承。

轴承满足要求。

二、结构题

（1）指出图示某齿轮轴系的结构错误，轴承为脂润滑，齿轮为油润滑（用笔圈出错误之处，并简单说明错误原因，不要求改正）。

1）轴承配用不合适：

①向心推力轴承单个使用；

2）转动件与静止件直接接触：

②轴伸与端盖；

3）轴上零件未定位，未固定：

③套筒顶不住齿轮；

④联轴器周向未固定，⑤联轴器轴向未固定

4）工艺不合理：

⑥悬伸轴精加工面过长，装配轴承不便；

⑦箱体端面的加工面与非加工面没有分开；

⑧端盖与箱体端面之间无垫片，无法调整轴承游隙；

⑨齿轮周向定位键过长，套筒无法装入；

⑩左端轴承处轴肩过高；

5）润滑与密封问题：

（11）齿轮油润滑，轴承脂润滑而无挡油环；

（12）无密封，端盖不应与轴接触；

6）制图问题：

（13）缺线。

（2）指出下图中轴系的结构错误（用笔圈出错误之处，并简要说明错误原因，不要求改正）。

（2）1）挡板与轴端应有间隙；

2）平键顶部与轮槽间应有间隙；

3）联轴器与端盖应不接触，轴应有定位台肩；

4）此处应加工成阶梯轴；

5）缺调整垫片；

6）轴的台肩应在轴套内；

7）轮毂挖槽太宽（此处轮毂不太宽，不必挖槽）；

8）箱体台肩应去掉；

9）轴台肩太高，不便于装拆；

10）一个轴上的两个键槽应在同一轴线上。

（3）图示为一悬臂安装的锥齿轮，为了改善锥齿轮的啮合性能，试列出常用的3种提高轴及轴承座刚度的措施。

（3）1）采用滚子轴承，通常用单列圆锥滚子轴承，并采用反安装（背靠背）方式，尺寸l2尽量减小，而l1不宜太小，l1≈（2.0～2.5）l2。

2）轴承座孔壁应有足够厚度，并设置加强肋。

3）采用双点支承结构（即小锥齿轮右端增加一个滚动轴承，避免悬臂结构）。

（4）指出图示轴系的结构错误，齿轮采用油润滑，轴承为脂润滑（用笔圈出错误之处，并注明错误名称，不要求改正）。

（4）1）缺挡油环；

2）套杯左端凸肩内径太小，拆卸外圈困难；

3）轴颈太大，内圈无法从右侧装入；

4）两外圈间缺套筒，右轴承外圈无轴向固定；

5）轴径太大；

6）弹性挡圈无法调整轴承间隙（改为圆螺母调整）；

7）缺调整垫片；

8）缺轴上配合零件的定位轴肩；

9）间隙太大；

10）精加工面过长，应加工成阶梯轴；

11）缺调整垫片。

（5）下图齿轮为悬臂布置，轴系为两个型号不同的轴承（轴承外径、内径大小见图），齿轮为油润滑，轴承为脂润滑，试画出此轴系结构。

（6）下图齿轮轴系为两端单向固定结构，齿轮为油润滑，轴承为脂润滑（轴承为深沟球轴承型），试画出此轴系结构。

（7）画螺钉联接结构图（螺钉、弹簧垫圈、被联接件装配在一起的结构）。

（1）

（8）试改正下图中的错误结构（另画出一正确结构图即可）。

（9）请在下图中画出用紧定螺钉把轴上零件固定的结构。

（10）推导图示夹紧联接的螺栓受力计算公式（螺栓数为2）。

，即

单个螺栓所需预紧力

，式中μ为接合面摩擦系数。

（11）钢齿轮与直径d=80mm的钢轴用普通平键B22⨯100 

GB1096—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。

1）l'

=L=100mm

（12）对标准直齿圆柱齿轮传动。

问：

1）计算大、小齿轮弯曲强度时所用公式是否相同？

2）计算大、小齿轮弯曲强度时哪些参数取值不同？

3）两轮弯曲强度大小通过哪些参数比较就能看出来？

可得到什么结论？

注：

1）公式相同：

、

及

取值不同。

3）由

与

的比较即可看出，此值小的强度高。

（13）如图所示起重机卷筒，钢丝绳起重量W＝60000N，利用双头螺柱夹紧产生的摩擦力矩使转矩由齿轮传到卷筒上。

8个螺柱均匀分布在直径

的圆周上。

联接件接触面摩擦系数μ=0.12，为了安全，希望摩擦力矩比计算值大20％，螺柱材料为6.8级，45钢，

控制预紧力，取安全系数

，试求螺柱所需最小直径（或计算直径）。

转矩

许用拉应力

每个螺柱所需预紧力

由强度条件，螺柱小径

（14）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μ=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）。

解：

设每个螺栓所需预紧力为F'

，则

，故

由强度条件，知

故

（15）轴系由一对角接触球轴承7307AC（旧46307）支承，轴承的基本额定动载荷

，轴承“背对背”安装（反安装），已知轴转速n=5000r/min，FA=900N，Fr1=1000N，Fr2=2100N，fd=1.5，预期寿命[Lh]=2000h，试校核轴承是否满足要求。

e

Fa/Fr>

Fa/Fr≤e

Fd

0.7

X=0.41，Y=0.85

X=1，Y=0

0.7Fr

（1）计算内部轴向力

Fd1=0.7Fr1=0.7⨯1000=700N（1分）

Fd2=0.7Fr2=0.7⨯2100=1470N（1分）

（2）计算轴向力

Fd2+FA=1470+900=2370>

Fd1=700N

“1”轴承压紧，“2”轴承放松（2分）

Fa1=Fd2+FA=2370N（1分）

Fa2=Fd2=1470N（1分）

，1轴承为危险轴承，按其核验寿命。

，满足要求。

（16）一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：

z1＝20，z2＝40，小轮材料为40Cr，大轮材料为45钢，齿形系数YFa1=2.8，YFa2=2.4，应力修正系数YSa1=1.55，YSa2=1.67，许用应力

1）哪个齿轮的接触强度弱？

2）哪个齿轮的弯曲强度弱？

{8分}

1）大齿轮的接触强度弱。

因为相互啮合的一对齿轮，其接触应力相等，而大轮的许用应力小。

（4分）

2）大齿轮的弯曲强度弱。

弯曲强度的大小主要取决于比值：

，

比值大的弯曲强度低，故大齿轮的弯曲强度低。

（17）有一轴由A、D两轴承支持，轴上作用力F1、F2，BC之间有扭矩4500N.mm，设扭矩是稳定的，轴的许用应力[σ+1b]=170MPa，[σ0b]=75MPa，[σ-1b]=45MPa，求此轴在弯矩最大处的直径至少应为多少。

（10分）

1）轴受外力

最大弯矩在C点。

此处当量弯矩

C处轴径

取

。

（18）图示一蜗杆轴上正安装一对30208型圆锥滚子轴承，根据蜗杆轴上的受力，求得两支承的径向反力Fr1=2600N，Fr2=2000N，蜗杆转速n1=960r/min，蜗杆的轴向力FA＝1000N，冲击载荷系数fd=1.1，试计算两轴承的当量动载荷。

（注：

30208型轴承的内部轴向力Fd=Fr/2Y，其中：

Y=1.6计算系数e=0.38，，

e时，

，Fa/Fr<

e时，X=1，Y=0，）

Fd1=Fr1/2Y=2600/2⨯16=812.5N

Fd2=Fr2/2Y=2000/2⨯16=625N

Fd2+FA=625+1000=1625>

Fd1=812.5N

“1”轴承压紧，“2”轴承放松

Fa1=Fd2+FA=1625N

Fa2=Fd2=625N

（19）轴由一对角接触球轴承支承，根据轴上的受力，求得两支承的径向反力Fr1=972.6N，Fr2=3597N，轴向力

，轴承载荷系数fp=1.1，求两个轴承的当量载荷。

（14分）

角接触球轴承（

），内部轴向力

1.14

X=0.35，Y=0.57

FS2+FA＞FS1，左轴承压紧。

（20）试选择带轮与轴连接采用的A型普通平键。

已知轴和带轮的材料分别为钢与铸铁，带轮与轴配合直径d=40mm，轮毂长度l=70mm，传递的功率=10KW，转速n=970r/min，，载荷有轻微冲击。

（1）计算键连接所传递扭矩：

（2）选键截面尺寸，根据d=40mm从表中查得：

b=12mm,h=8mm

参考轮毂长度，选键长L=63mm

（3）强度校核：

A型为圆头平键，键的工作长度l=L-b=63-12=51mm

键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5x8=4mm

查表：

因带轮为铸铁，轻微冲击，许用挤压应力

强度足够