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FR=5400N,
FA=2700Nn=1250r/min,运转时有轻微冲击fp=1.1,试计算这对轴承当量动载荷p和
寿命L10h。
轴承参数:
d=20mm;
C0r
=30500N;
Cr=28200N;
e=0.35;
Fa/Fr≤e,
x=1,y=0;
Fa/Fr>
e,x=0.4,y=1.7,[注:
Fs=Fr/(2Y)](本题15分)
四、分析题(25分):
.图示为蜗杆—斜齿轮传动,蜗杆由电动机驱动,转动方向如图。
已知蜗杆轮齿的螺旋线方向为右旋,为使Ⅱ轴上的轴向力最小,试在图中标出:
1.蜗轮2.斜齿轮3及4的齿斜方向;
2.Ⅱ轴上的零件所受各分力的方向;
3.如斜齿轮3的输入功率P=2kw,n=500rpm,分度圆直径d3=10mm,分度圆螺旋角β=150,求齿轮3、4所受各分力大小
五、结构题:
(本题15分)
分析图中结构错误,并将正确结构画出来。
参考答案
一、
1、三角形,自锁性好
c1
2、F′+
c1+c2F
3、沿运动方向有从大到小的楔型间隙,两表面有一定的相对运动,润滑油有一定的黏度且供油充足
4、齿宽中点处的当量直齿轮
5、中间截面,梯形齿条与渐开线齿轮
6、轴径,轮毂宽(或轴段长)
7、基本额定寿命为一百万转时轴承能承受的最大载荷
8、B,A
9、A
10、C
11、A
12、B,B
二、
1、由于带的弹性引起的带与轮之间部分接触弧的相对滑动现象
2、p/x=6ην(h―h0)/h3
3、角接触球轴承,窄系列,直径系列为重系列,内径为80,加强型,4级公差等级
4、胶合、点蚀;
按接触强度设计及热平衡计算(防胶合)三、1解:
sf
(1)求F′:
不下滑条件:
4F′·
μ≥kF∴F′≥
F⋅H⋅a
kfF
4μs
Mlmax
4
2
2
⎛=a⎫
F⋅H
i
∑l2
4ç
⎪
(2)求F:
F=
i=1=
⎝2⎭=2a
′c+c4μ
(3)求F0=F+1
2F=s
+0.2F
(4)求d1:
由公式
2、解:
如下图所示:
1.3F0
πd2
41
≤[σ]∴d1≥
π[σ]
S1S2
Fr1Fr2
s1、s2方向如图所示
21
Fr1=FR
3
=3600N
Fr2=FR
;
3
=1800N
s1=Fr1/(2Y)=1058.82N;
s2=Fr2/(2Y)=529.41N;
Fr1+s1>
s2,∴轴承2受压,Fa1=s1=1058.82N;
Fa2=s1+FA=3758.82N;
Fa1/Fr1=1058.82/3600=0.294<
e,x1=1,y1=0
P1=
fp⨯x1⨯Fr1=3960N
Fa2/Fr2=3758.82/1800=2.09>
e,x2=0.4,y2=1.7
P2=
fp⨯(x2⋅Fr2+y2⨯Fa2)=1.1⨯(0.4⨯1800+1.7⨯3758.82)=7109.99N
P=P2=7109.99N;
L=16670
10/3
r
=
⎛C⎫
⨯ç
⎪
⨯
16670⎛
ç
28200
⎫
⎪
=1317.1h
10h
n⎝p⎭
1250
⎝7109.99⎭
四、1.图示
2.图示;
T=9.55⨯106p3
3.n3
=9.55⨯106
500
=38200N⋅m
F=
T338200
d
t3102
=7640N=-Ft4
F=F⋅tgαn
r3t3cosβ
=7640⨯tg20︒=2878.8N=-F
cos15︒r4
Fa3=Ft3⋅tgβ=7640⨯tg15︒=2047N=-Fa4
五、
《机械设计》课程试题
(二)
得分
一、填空题(25分)[每空1分]
1、滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在
或情况下。
2、dn值大的滚动轴承应采用润滑,而dn值小的滚动轴承可采用润滑。
3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有
。
4、混合摩擦(非液体摩擦)滑动轴承计算应校核、
、值。
5、列举两种刚性联轴器的名称,并说明是否具有补偿轴向。
径向或角向位移的能力:
,。
6、轴按所受载荷性质分类,只承受弯矩的称轴;
只承受
扭矩称轴;
承受弯矩和扭矩称轴。
7、直齿圆锥齿轮的当量齿数Zv=;
标准模数和压力角在
;
受力分析和强度计算用直径。
8、带传动的主要失效形式为和。
9、带工作是截面上产生的应力有,,
。
10、在齿轮传动中,大小齿轮的接触应力是等的,大小齿轮的弯曲应力是等的。
二、选择题(11分)[每空1分]
一、选择题:
1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为。
A.Ф30H7/k6B.Ф30H7C.Ф30k6
2、下列滚动轴承密封装置,其中是属于接触式密封,而
是属于非接触式密封。
A.毡圈密封B.甩油环C.密封环D.缝隙密封
3、在情况下,滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
A.重载B.高速C.工作温度D.高承受变载或冲击振动载荷
4、两相对滑动的接触表面,依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称
A.液体摩擦B.半液体摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦
5、半圆键联接当采用双键时两键应布置。
A.在周向相隔90º
B.在周向相隔120º
C.在周向相隔180º
D.在轴向沿同一直线
6、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度,应。
A.增加螺栓刚度。
B.降低螺栓刚度。
C.降低被联接件刚度。
7、弹簧A的刚度为K1,弹簧B的刚度为K2,两弹簧并联的刚度为
A.K1B.K2C.K1+K2
D.K1K2/(K1+K2)
8、强度等级为6.8级的螺栓材料σs=MPa。
A.600B.800C.680D.480
9、链轮中心距已定,合理确定链传动的链长时,应取。
A.任意值B.等于链节长度的偶数倍C.等于链节长度的奇数倍
10、带传动的两带轮直径不相等,一般情况下,应使哪个轮曹楔角较大
?
A.大轮B.小轮C.主动论D.从动轮
三、计算题(34分)
1、(14分)图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。
已知m=8mm,d1=80mm,z1=1,i=40,卷筒的直径D=250mm,试计算:
(1)欲使重物上升1m,应转动蜗杆的转数;
(2)设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18,检验该蜗杆传动是否满足自锁条件;
(3)设重物重Q=5kN,通过手柄转臂施加的力F=100N,手柄转臂的长度l的最小值(不计轴承效率)。
2、(10分)一普通V带传动传递功率为P=7.5kW,带速 =10m/s,
紧边拉力是松边拉力的两倍,即F1=2F2,试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。
3、(10分)图示为一刚性凸缘联轴器,材料为Q215钢,传递的最大转矩
为1400N.m(静载荷)。
已知轴的材料为45钢,工作时有轻微冲击。
试根据图示和表为该联轴器选择平键,确定键的尺寸,并校核其强度
([σp]=100MPa)。
四、分析题(30分)[每题10分]
1、在图示轴的结构图中存在多处错误,请指出错误点,说明出错原因,并加以改正。
9
10
1
68
357
2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图,连续工作,搅拌机转速n=30
r/min,电动机转速nd=1440r/min,功率P=5.5kW。
试设计传动方案,画出传动简图,分配各级传动比。
各种传动的单级传动比常用值见下表。
(10分)
各种传动的单级传动比常用值
传动类型
传动比
平带传动
≤5
圆柱齿轮传动
V带传动
≤6
圆锥齿轮传动
≤3
链传动
蜗杆传动
8~40
答案与评分标准
1、跨距较大或工作温度较高。
2、油,润滑脂。
3、①.相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙;
②.被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度,其运动方向必须使润滑油大口进
小口出;
○3润滑油必须有一定的粘度供油要充分。
4、P、V、PV。
5、①套筒式联轴器(无补偿能力)、②凸缘式联轴器(无补偿能力)。
6、心轴;
传动轴;
转轴。
7、z/cosδ;
齿轮大端;
平均分度圆。
8、打滑和疲劳破坏。
9、拉应力,弯曲应力,离心应力。
10、相等的,不等的。
二、选择题(11分)[每空1分]
1、C。
2、AC,BD3、B4、D5、D
6、B7、C8、D9、B10、B
1、解:
(1)重物上升1m时,卷筒转动圈数:
N2=1000/πD=1000÷
(250x3.14)=1.27蜗杆转动圈数为:
N1=iN2=40x1.27=50.96(圈)(4分)
(2)蜗杆直径系数q=d1/m=80÷
8=10
z1
导程角:
γ=arctan1=arctan=7.125o
q8
1o
当量摩擦角:
ϕv=arctanfv=arctan
8
因为:
γ〈ϕv
=10.204
所以蜗杆传动满足自锁条件(4分)
(3)蜗杆传动的啮合效率:
η=tanγ=
tan7.125o
=0.401
v
1tan(γ+ϕ
)tan(7.125o+10.204o)
T2=5⨯0.125=0.625kN∙m
T1=
T2
iη1
=0.625
40⨯0.401
=0.039kNm
则:
l=T1=0.039=0.39m(6分)
F
2、解:
0.1
P=Fev
1000
(2分)
F=1000P=
ev
1000⨯7.5=750N
Fe=F1-F2
F1=2F2
F2=Fe=750N(2分)
所以F1=2F2=2x750=1500N(2分)
3、解:
由轴径φ55查下表,选取键b=16,h=10,键长L=90
键的工作长度l=L-b=90-16=74mm
键与联轴器的接触长度k=0.5h=0.5x10=5mm
2T⨯103
2⨯1400⨯103
由σ===137.6MPa〉[σp]=100MPa
pkld
5⨯74⨯55
可见联接挤压强度不够,考虑到相差较大,所以应采用双键,相隔180布
置,双键的工作长度l=1.5x74=111mm
σ===91.7MPa〈⎡⎣σ
5⨯111⨯55p
见的标记为:
键16x90
1、○1.无垫片;
○2无间隙、无密封○3键太长○4无定位轴肩○5无轴肩
○6套筒高于内圈高度○7轴和轮毂一样长,起不到定位作用;
○8无定位;
○9无垫片○10采用反装。
指出1处(0.5分)改正1处(0.5分)
2、(10分)
总传动比:
i=n/nD=1440/30=48(2分)方案:
电动机带传动(i=3)蜗杆传动(i=16)(4分)
-
1、电动机2、搅拌机
图4-2
画出方案图(4分)
3、传动力分析
如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。
已知蜗杆为主动,且按图示方向转动。
试在图中绘出:
(1)各轮传向。
(2.5分)
(2)使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。
(3)各啮合点处所受诸分力Ft、Fr、Fa的方向。
(5.5分)
《机械设计》课程试题(六)
一、填空及选择填空:
把答案写在题中的空格里(每空2分,共26分)
1、工程上常用的螺纹联接的防松方法有、=和。
2、滚动轴承的基本额定寿命Lh10是指。
3、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是、和
4、带传动中,带每转一周受应力、应力和应力作用,最大应力发生在。
5、在闭式软齿面齿轮传动中(无冲击载荷),按设计,按校核
A.齿根弯曲疲劳强度B.齿根弯曲静强度
C.齿面接触疲劳强度D.齿面接触静强度二、说明下列滚动轴承代号的意义(本大题共4小题,每小题4分,总计16分)
1、6209
2、7311AC/P4/DF
3、30420/P2/DB
4、N220/P5
三、计算题(共30分)
1、.图示托架受铅垂力F(N),托架与托体之间的摩擦系数为µ
s,,可靠系数Kf=1
螺栓与被联接件的相对刚度为0.2,螺栓材料的许用应力为[σ],按步骤列出
螺栓根径d1的计算式。
(14分)
2、一轴上有一对30204
圆锥滚子轴承,轴承受载荷
FA=2700Nn=1250r/min,运转时有轻微冲击fp=1.1,试计算这对轴承当量动载荷p
和寿命L10h。
C0r
e=0.35;
Fa/Fr
≤e,x=1,y=0;
Fs=Fr/(2Y)](本题16分)
1F2
四、分析题(18分)
图示蜗杆-斜齿轮传动,已知蜗杆为左旋,转向如图示,蜗杆m=8mm,
d1=64mm(q=8),z1=2,z2=42,蜗杆输入转矩T1=38000N.mm,蜗杆传动效率η
=0.75。
1)画出蜗轮的转向;
2)欲使II轴的蜗轮2和齿轮3的轴向力抵消一部分,决定斜齿轮3、4
的螺旋线方向;
3)分别求出蜗杆、蜗轮上各力的大小和方向。
五、指出下列轴系错误,并将正确的结构画在轴心线下面(14分)。
一、(26分)
1、摩擦防松,机械防松,永久止动;
2、一批轴承作实验,其中90%轴承不发生疲劳点蚀时的工作小时数
3、mx1=mt2=m,αx1=αt2=α=200,γ=β2旋向相同。
4、应力,离心力产生的拉应力,弯曲应力,紧边开始进入小带轮的那一点
5、C,A
二、(每小题4分,共16分)
1.深沟球轴承,窄、轻系列,内径45,公差等级Po级
2.角接触球轴承,窄、中系列,内径55,接触角250,公差等级P4级,面对面排列
3.圆锥滚子轴承,窄、重系列,内径100,公差等级P2级,背对背排列
4.圆柱滚子轴承,窄、轻系列,内径100,公差等级P5级三、
1解:
s
μ
≥kf
F∴F′≥
2、
21
s2,∴轴承2受压
Fa1=s1=1058.82N;
fp⨯(x2⋅Fr2+y2⨯Fa2)=1.1⨯(0.4⨯1800+1.7⨯3758.82)=7109.99N
四、
1)蜗轮转向如图示。
2)斜齿3为左旋,4为右旋。
3)蜗杆、蜗轮上各力方向如图示,各力的大小为:
T2=iηT1=42/2⨯0.75⨯38000=598500N⋅mmFt1=Fa2=2T1/d1=2⨯38000/(8⨯8)=1187.5NFa1=Ft2=2T2/d2=2⨯598500/(8⨯42)=3563N
Fr1=Fr2
=Ft2tanα=3563⨯tan20︒=1297N
五、略
《机械设计》课程试题(七)
一.填空题(本大题共5小题,每小题2分,总计10分)
1、已知减速直齿锥齿轮传动,大齿轮所受三个分力的大小分别为:
2360N,
272N,816N,试分别指出:
Ft2=N,Fa2=N,Fr2
=N。
2、V带(三角带)的截面尺寸越大,则带轮的最小直径应越。
3、牌号为N68的润滑油表示其0C时的粘度为。
4、一个圆锥滚子轴承宽度系列为窄系列,直径系列为中系列,内径为50mm,公差等级为P0级,其代号为;
5、当联轴器型式选定以后,在同一类型而尺寸大小不同的一系列联轴器型号中,选出所需型号应考虑:
(1);
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