机械设计复习题型答案

1、一、分析题型（都是直齿齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动和蜗杆传动的组合）图示为三级减速传动系统。若蜗杆为主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。1）若要使各轴上所受轴向力互相抵消一部分，试判断蜗杆1、蜗轮2及斜齿轮3和4的螺旋线方向及I、n、ID轴的回转方向；2）齿轮2、齿轮3和齿轮5所受的轴向力Fa和圆周力Ft方向（Ft、Fa在图中画出）。国三皴减速传动系统1-提杆2-弱轮3、4-斜齿轮品6-直齿镶齿轮4图三级减速传动系统1-蜗杆2蜗轮3、4-斜齿轮5、直齿链齿轮二、计算题题型（只在第三章、第五章、第八章和第十三章）（第三章题型：三种情况r =常数；=常数；仃mi。=常数）1、已知某零件，其

2、材料的机械性能为 （rs=360MPa, b-i=300MPa,（r o=4OOMpa已知零件上的 最大工作应力 仃max = 190MPa ,最 小工作应力 仃min =110MPa ,应力变化规律为 仃m =常数，综合影响系数 20绘制此零件的简化极限应力线图，并用图解法求零件的安全系数。解：=300 =150Mpa二 02K 二4002 2= 100Mpa比例：1mm/5MpaA(0,150Mpa),D(200Mpa,100Mpa)C(360Mpa,0)点各 1 分M(150Mpa,40Mpa)= 150MPa= 40MPaM 坐标为(30mm,23mm),也即(150Mpq 115Mp

3、a)Sca150 115 265 一 = 1.4150 40190（第五章题型：横向力、轴向力、扭矩和倾覆力矩四种受力或组合受力）1、有一钢制液压油缸，用 8个螺栓（小径 & = 13.35mm）联接缸体与缸盖，如图所示。缸体内径D=160mm螺栓分布圆直径 D）=200mm为保证气密性要求，残余预紧力取为工作载 荷的1.6倍，螺栓的许用应力b=180MPa,要求螺栓间弧线距离不大于100mm计算：（1）判断螺栓间的弧线距离是否合适；（2）求缸体内的最大压强 p=?解：（1）判断螺栓间距品工 二 D03.14 200由于： =78.5 mm _ 100mmz 8故，螺栓间距合适。（2分）（2）

4、设每缸体内的最大压强为P（N/mR）每个螺栓受的工作载荷为:1212八F =px-nD /Z = pM父3.14父160 /8=2512P(N)(2分)44每个螺栓受的总载荷为：F2 =F1 + F =1.6F +F =2.6F = 2.6父 2512P = 6531.2P(N)(3 分),1.3F由：仃ca =2r W b 】，代入 F2 =6531.2P(N)、d1 = 13.35mm、(r=180MPa得：二 4 d1p _2.966(N/mm2)即：p=2.966(N/mm2)(3 分)2、已知一支架用4个螺栓与机座联接，所受外载荷分解成一轴向工作载荷Fs =16000N和一横向工作载

5、荷Fjv = 5000N 。螺栓的相对刚度C.Cb =0 25，性能等级为为8.8级，安全系数 S=1.5。接合面的摩擦系数Cb Gf =0.16 ,防滑系数Ks=1.2。求螺栓小径的计算值。0 V解:1)在轴向工作载荷 Fyh作用下，每个螺栓受的轴向工作拉力为:_ F%h 16000= 4000NF 二 二z 42)在横向工作载荷 Fy作用下，根据支架不滑移的条件，每个螺栓受的预紧力为：f ZF0-m-FS 产 KF V3分CCm Cb/CC-代入 f =0 . 1、6 z=4、m一=1 b=1-0.25 = 0.75、 Ks=1.2、 Cb Cm Cb - CmFV =5000N及 F =

6、16000N ,得每个螺栓受的预紧力为：F0 之 12375N1分3）螺栓受的总拉力为：CF2=F0+bF =12375 +0.25父4000 =13375N3分Cb Cm4）确定螺栓小径的计算值螺栓材料为8 . 8级，其屈服极限为6 4 0 Mpa,许用应力为:,二 S 640k- .1-=426.667：4PaS 1.5螺栓小径的计算值为：4-1.3F2-4-1.313375d1-1；-7.205mm二 kT . 3.14 426.6673、如图所示，一块带有牵引钩的平板，用 4个M16（d1=13.835mm的普通螺 栓固定在机架上，螺栓的材料为 Q235-A,其屈服强度极限仃s = M

7、pa，接合面的摩擦系数f =0.2 ,连接的防滑系数KS=1.5,拧紧螺栓时，其许用应力控 制在屈服强度极限的80%试求该螺栓组所允许的最大拖拽力 F是多少？若更换 成4个M16 （d0=17mm的较制孔用螺栓连接，且仅按螺栓受剪计算，许用剪切 强度极限=120Mpa时，所允许的最大拖拽力比普通螺栓组增加了多少？Me!解：当用4个普通螺栓连接时，靠螺栓拧紧时的预紧力在平板和机架接触面之间产生的摩擦力平衡横向拖拽力 F,根据题意，则有：仃= 0.8bS=0.8M240=192Mpa （2 分）1.3F）由拉伸强度条件：0ca = d2引叼 （3分）4得：F。三二d；二3.14 13.8352 1

8、92=22191.46N4 1.34 1.3（5分）由接合面不产生滑移的条件：4F。叶占Ks F （3分）自：4F0 f 4 22191.46 0.2F0二Ks1.5= 11835.45N （3 分）该螺栓组所允许的最大拖拽力 F=11835.45N。当改用4个校制螺栓连接，且仅按螺栓受剪计算时，每个螺栓所受的工作剪力为：F = F （2分）根据螺栓的剪切强度条件，则有:F _ F r 】恒=/=3（5分）得：F e, X = 0.42, Y = 0.84; e = 0.7) FrF力为Fd =0.7F.，轴承基本额定动载荷 Cr =40KN ,载荷系数为fp =1.2 ;正常工作温度下，工作

9、转速为n =1200r/min。试计算:1）计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2 ；2）计算两个轴承的当量动载荷P,和P2 ；3）求危险轴承的寿命Lh解：（1）该对角接触球轴承为正装，因此派生轴向力方向如图所示2FaeFd1 =0.7Fr1 =0.7 1500 =1050N(1分)2Fd2FaeFd11Fd2 =0.7Fr2 -0.7 3000 = 2100N(1由于 Fd1 Fae =1050 1200 = 2250N Fd2 = 2100N ae(1故，轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”(1轴承实际所受轴向力分别为:1 =Fdi =1050N（1分）Fa2 = Fd1 Fae =1

10、050 1200 =2250N（1分）（2）兽=黑=巳 X1 =1, Y=0；（2分）Fr1 1500轴承1当量动载荷为：P = fp（X1Fr1 +Y1Fa1 ）=1.2m（1m1500 + 0m1050）=1500N（2 分）（2分）昆 二2250 e, X2 = 0.42, Y2 = 0.84;Fr23000轴承2当量动载荷为：P2 = fp（X2Fr2 +Y2Fa2 ）=1.2父（0.42x3000 +0.84m 2250）= 3780N（2 分）（1分）由于Pi P2,故轴承2危险。Lh60n I P2106/1.0 m 40000）3I60 M1200、3780）= 16457.81h。（3分）三、结构改错题题型请将图中轴系结构有错误及不合理处用序号标出，并按序号简明说明原因。解：应倒角；应有调整垫片；箱体与端盖接触面之外部分应低一些； 轴端太长，应与轴承左端面平齐或略长； 无须用套筒，改用