专升本设计部分.docx

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专升本设计部分

10.1如下图，两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁受到的拉力F=28KN，接合面摩擦系数f=0.2，可靠性系数C=1.2，控制预紧力，螺栓许用应力[σ]=184.6Mpa，试确定所需螺栓的直径（不必圆整）。

10.2图示两平板用2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷F=6000N，若取接合面间的摩擦系数f=0.2，可靠性系数c=1.2，螺栓材料的许用应力[σ]=120N/mm2，螺栓的小径d1=17.294。

试校该螺栓的强度。

10.3、在图示拉杆螺纹联接中，已知拉杆所受拉力Fa=15KN，载荷稳定，螺杆所用材料的许用应力[σ]=178N/mm2试计算螺纹接头的螺纹直径d。

（不需圆整，保留小数两位）

10.4有一液压油缸，油压p=4Mpa，油缸径D=150mm，若选用8个力学性能为4.8级的螺栓联接，试计算这种螺栓的最小直径d1应为多少？

（安全系数S=3，FR＝1.8FE，σS=320Mpa）

10.5、柴油机缸盖通过12个M22（d1

20mm）的普通螺栓固定在缸体上。

已知：

缸盖承受的轴向工作载荷FΣ在0与96KN之间作周期性变化，螺栓的许用拉应力[σ]＝144MPa，缸盖与缸体之间的残余预紧力FR=7200N。

求：

1）校核螺栓的静强度；2）若单个螺栓的轴向工作载荷在0～FE之间变化，试问单个螺栓所受总拉伸载荷在什么围变化？

（10分）

10.6、图为用6个均匀分布的普通螺栓连接的凸缘联轴器。

螺栓均匀分布分布于D0=220mm的圆周上。

螺栓的许用拉伸应力[σ]=110MPa。

两半联轴器间的摩擦系数f=0.12,可靠性系数KS=1.2，若该联轴器传递的最大转矩T=400N.m,试计算所需螺栓的小径d1的值（保留两位小数）。

（10分）

11.1图示传动系统由直齿圆锥齿轮、斜齿轮、蜗杆传动组成，试求

（1）为了使Ⅱ、Ⅲ轴上的轴向力最小，求斜齿轮和蜗杆的螺旋线方向；

（2）在规定的“.”处画出各轮的轴向力方向：

（3）在图上表示出蜗轮的转向。

11.2、如下图为蜗杆传动、斜齿轮和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的锥齿轮Z6的转向n6

（1）欲使中间轴Ⅰ、Ⅱ上的轴向力能部分抵消，试确定蜗杆传动和斜齿轮的螺旋线方向和蜗杆的转向；

（2）在图中啮合点处标出各轮轴向力Fa和圆周力Ft的方向。

11.3图示减速传动系统由V带传动、蜗杆传动和斜齿圆柱齿轮传动组成，若要求V带传动的紧边在下并保证输出轴为图示转向n6，试确定并在图上标出：

大带轮2的转向n2；

V带出现最大应力σmax的位置；

蜗轮4的螺旋线方向；

轮4、轮5所受的各啮合分力的方向。

11.4如下图为一蜗杆传动和斜齿圆柱齿轮传动组成的两级传动系统，欲使中间轴II上的轴向力能相互抵消一部分，试确定：

（12分）：

1）在图上标出斜齿轮3、4的旋向；

2）标出蜗轮2和斜齿轮3的轴向分力方向；

3）标出重物G的运动方向

4）根据承受载荷类型，轴Ⅱ、轴III是何类型的轴？

11.5、如图示的蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动，已知蜗杆转向（主动）与蜗轮齿的螺旋线旋向，试在图中直接标出：

（1）、蜗杆1螺旋线方向和蜗轮2的转速方向n2；、

（2）、齿轮3、4的转向n3、n4和螺旋线的方向（要求中间轴轴向力抵消一部分）；（3）、标出蜗轮2、齿轮3所受各分力的方向。

（6分）

11.6以下图为蜗杆、斜齿轮和圆锥齿轮传动的组合，右旋蜗杆1为原动件，轴Ⅱ和轴Ⅲ上传动件的轴向力都能相互抵消一部分，试确定：

（12分）

1）蜗轮2所受轴向分力的方向；

2）确定蜗杆1的转向；

3）确定蜗轮2的转向；

4）确定斜齿轮3的螺旋线的方向。

11.7图示为蜗杆、齿轮传动装置，已知斜齿轮1为输入齿轮，蜗轮6为输出齿轮，主动斜齿轮

的转向

和蜗杆

的旋向如图示。

今欲使轴Ⅱ上传动件轴向力相抵消，试确定：

斜齿轮

、

轮齿的旋向；

（2）蜗轮

的转向与其旋向；

（3）用图表示轴Ⅱ上传动件的受力情况（用各分力表示）。

11.8一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z1＝24，Z2＝69，齿形系数YFa1＝2.62，YFa2＝2.24，

应力校正系数YSa1＝1.59，YSa2＝1.75，模数m＝4mm，齿宽b1＝85mm，b2=80mm,

载荷系数K＝1.2，输入转速n1＝960r/min，许用弯曲应力[σF1]＝245MPa，[σF2]＝270MPa，

若仅从弯曲强度考虑,确定该对齿轮传动所能传递的最大功率？

（10分）

附公式：

11.9已知某开式直齿圆柱齿轮传动的有关参数如下：

模数m＝3mm，齿数Z1＝32、Z2＝118，

齿宽b1＝95mm、b2=90mm，齿轮的许用应力[σH]1＝636Mpa、[σH]2＝491MPa，[σF]1＝185Mpa、[σF]2＝138MPa，齿形系数YFa1＝2.57、YFa2＝2.18，应力校正系数YSa1＝1.66、YSa2＝1.83，输入功率P1=22KW，输入转速n1=1440r/min，载荷系数K＝1.5，试判断该齿轮传动强度是否满足。

（12分）

附公式：

σH=

，σF=

11.10轮齿疲劳折断通常发生在什么部位？

如何提高齿轮轮齿的抗弯曲疲劳折断能力

11.11某单级外啮合直齿圆柱齿轮减速器的基本参数如下：

m=3mm，Z1=24，Z2=77，B1=72mm，B2=68mm.，ZE=189.8

，YFa1=2.65，YSa1=1.58，YFa2=2.27，YSa2=1.76，载荷系数KH=1.72，KF=1.69，小齿轮转速n1=960r/min，单向转动，齿轮的许用接触应力：

[σH]1=[σH]2=1030Mpa，齿轮的许用弯曲应力：

[σF]1=[σF]2=450Mpa。

要求：

计算确定其允许传递的最大功率P1；

（2）如改为双向传动，说明其允许传递的最大功率P1是否有变化？

（12分）

附公式：

σH=

，σF=

11.12已知某直齿圆柱齿轮闭式传动，齿轮参数为：

m＝3mm，Z1＝24mm，B1＝72mm，Z2＝77，B2=68mm,大小齿轮材料均为40Cr并经表面淬火处理，[σH]1＝1030MPa，[σH]2＝1053MPa，[σF]1＝[σF]2＝437MPa，ZE＝189.8

，YFa1＝2.65，YSa1＝1.58，YFa2＝2.27，YFa2＝1.76，接触强度载荷系数KH＝1.72，弯曲强度载荷系数KF＝1.69，小齿轮转速n1＝955r/min，试按接触强度计算该齿轮传动所能传递的最大功率P1。

（12分）

附公式：

σH=

，σF=

14.1、指出图示轴系中的错误结构，并作简要说明。

14.2、指出图示轮系中的错误结构，并做简要说明。

（暂不考虑润滑方式）

、

14.4

14.5找出图示结构中的错误，在错误处标注数字代号，并依次说明错误的原因（10分）。

序号

错误

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

14.7找出图示结构中的错误，并在错误处标注数字代号，依次说明错误的原因。

（10分）

14.3、一汽车传动轴，传递最大功率为51KW，转速n=400r/min。

该轴采用实心轴，轴材料的许用应力[τ]=30MPa，确定轴的直径。

16.1一对反装圆锥滚子轴承受径向力Fr1=4000N、Fr2=2000N，轴上轴向载荷FA1=500N、FA2=1500N，计算两轴承的轴向力Fa1、Fa2和当量动载荷P1、P2，部轴向力F，=Fr/2Y，e=0.37，

Fa/Fr>e时X=0.4、Y=2

Fa/Fr≤e时X=1、Y=0；

16.2分析一蜗杆减速器蜗杆轴上安装30209轴承的可行性（寿命校核）。

已知轴承的径向反力Fr1=1800N，Fr2=520N，蜗杆轴向反力FA=4100N，方向如下图，蜗杆轴转速n=1440r/min，要求使用寿命为11000h，有轻度冲击fp=1.3，ft=1。

查轴承手册得到轴承的基本额定动载荷C=64200N，系数e=0.4，Y=1.5，当量动载荷计算：

P=Fr（当Fa/Fr≤e），P=0.4Fr+1.5Fa（当Fa/Fr>e）。

16.3某中间轴两端采用7213AC轴承反装，已知两轴承的径向载荷:

Fr1=5KN、Fr2=10KN，作用在两斜齿轮上的轴向啮合分力Fae1=4KN、Fae2=5KN，方向如下图。

轴承在常温下工作（ft=1），载荷有轻微冲击（fP=1.2），工作转速n=720r/min。

预期寿命L’h=1500h，该轴承选用是否适宜？

（12分）

（7213ＡＣ轴承的主要参数:

基本额定动载荷Ｃ=51.2KN；派生轴向力FS=0.68Fr；e=0.68,当Fa/Fr≤e时，x=1、y=0；当Fa/Fr/﹥e时，x=0.41、y=0.87）

16.4、某轴选用7208AC轴承支撑，已知两轴承径向载荷Fr1=1000N、Fr2=2060N，轴向外载荷FA=880N，轴承的部轴向力F，=0.68Fr求：

（1）两轴承的轴向载荷Fa1、Fa2

（2）两轴承的当量动载荷（注：

e=0.68，Fa/Fr>e时X=0.41、Y=0.87；Fa/Fr≤e时X=1、Y=0）

16.5如下图，某机械传动装置中采用一对反装的角接触球轴承，受有载荷Fr1=2000N，Fr2=2500N，轴上的外加轴向载荷Fa=1500N,转速n=5000r/min，部轴向力FS=0.68Fr,e=0.68,fp=1.2，ft=1，

预期寿命L＇h=3000小时，试计算轴承的额定动载荷Cr的大小。

（12分）

13.1某普通V带传动，传递功率P=30KW，带速V=15m/s，小带轮包角α1=170°，当量摩擦系数f'=0.3，试求圆周力F与紧边拉力F1、松边拉力F2、初拉力F0（离心力不计）（10分）

13.2写出V带传动的主要失效形式并说明发生的原因？

13.3图中为普通V带传动简图，且轮1为主动带轮，要求该V带传动工作时紧边在下方，写出图中最大应力点的位置，并写出最大应力计算公式。

（4分）

13.4带传动的功率为15KW，带速v=15m/s，紧边拉力是松边拉力的2倍，求紧边拉力F1，有效拉力F和初拉力F0。

15.1、有一非液体摩擦向心滑动轴承，已知轴承承受径向载荷F=20000N,轴颈直径d=100mm，轴瓦宽度B=120mm,轴的转速n=200r/min，轴承材料为锡青铜，其[P]=8Mpa，[PV]=15MPa•m/s，[V]＝3m/s,试校核该轴承是否适用？

（10分）

15.2校核铸件清理滚筒上的一对滑动轴承。

已知装载量加自重作用在两个轴承上的载荷均为18000N，滚筒转速为40r/min，两端轴颈的直径为120mm，轴瓦宽径比B/d=1.2，材料为锡青铜ZCuSn5Pb5Zn5，其[P]=8Mpa，[PV]=15Mpa•m/s，润滑脂润滑。

（10分）