演示机械设计基础常见计算题及详细答案课件

1、机械设计基础常见计算题及详细答案包括材料力学计算、带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、轴系等计算分析典型习题集附详细答案2010年5月26日整理.精品课件.1机械设计基础常见计算题及详细答案.精品课件.123-18 某材料的对称循环弯曲疲劳极限-1=350MPa，屈服极限 s=550MPa，强度极限B=750MPa，循环基数N0=5106，m=9，试求对称循环次数N分别为5104、5105、5107次时的极限应力。解:.精品课件.23-18 某材料的对称循环弯曲疲劳极限-1=350MP33-19 某零件如图所示，材料的强度极限B=650MPa，表面精车，不进行强化处理。试确定-截面处的弯曲疲劳极限

2、的综合影响系数K和剪切疲劳极限的综合影响系数K。.精品课件.33-19 某零件如图所示，材料的强度极限B=650MP4解:.精品课件.4解:.精品课件.53-20 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：s=360MPa，-1=300 MPa，=0.2。已知零件上的最大工作应力max=190MPa，最小工作应力min=110MPa，应力变化规律为m=常数，弯曲疲劳极限的综合影响系数Kd=2.0，试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。 1、作图法 (比例尺)A点坐标AD的斜率.精品课件.53-20 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：s=362、计算法.精品课件.62、计算法.精品课件

3、.7.精品课件.7.精品课件.8.精品课件.8.精品课件.9带传动习题解答.精品课件.9带传动习题解答.精品课件.108-16一带式输送机装置如图所示。已知小带轮基准直径dd1=140mm，大带轮基准直径dd2=400mm，鼓轮直径D=250mm，为了提高生产率，拟在输送机载荷不变(即拉力F不变)的条件下，将输送带的速度v提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一增速要求，试分析采用下列哪种方案更为合理，为什么? (1)将大带轮基准直径dd2减小到280mm； (2)将小带轮基准直径ddl增大到200mm； (3)将鼓轮直径

4、D增大到350mm。.精品课件.108-16一带式输送机装置如图所示。已知小带轮基准直径dd11但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。方案一：仅使包角1略有增加，但带速没有增加，小轮的弯曲应力没有减小，带的传动功率没有根本改善。方案三：完全没有考虑带的传动能力。方案二：由于小带轮直径的增加，不仅使包角1略有增加更主要的是，带速增加，小轮的弯曲应力明显减小，带的传动功率得到根本改善。结论：方案二合理解：仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率，而且提高的幅度是相同的。.精品课件.11但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。解：.12.精品课件.12.精品课件.13.精品

5、课件.13.精品课件.14.精品课件.14.精品课件.15.精品课件.15.精品课件.16链传动习题解答.精品课件.16链传动习题解答.精品课件.179-18 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900r/min，齿数z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到n2250r/min，链条长度不变，试问： (1)若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少?此时链条所能传递的功率有何变化? (2)若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少?此时链条所能传递的功率有何变化?解：新的传动比是1、“减少小链轮齿数” 方案 此时链的传动功率下降2、“增加大链轮齿数“方案 对传动功率影响很小。

6、.精品课件.179-18 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900r/189-20 单排滚子链传动，主动链轮转速n1=600r/min，齿数zl=21，从动链轮齿数z2=105，中心距a=910mm，该链的节距p=25.4mm，工况系数KA=1.2，试求链传动所允许传递的功率P。解：由节距p=25.4mm,查表9-10得该链型为16A 由n1=600r/min及16A型链在图9-13上查得P0=25KW该链传动所允许传递的功率为:.精品课件.189-20 单排滚子链传动，主动链轮转速n1=600r/19齿轮传动习题解答.精品课件.19齿轮传动习题解答.精品课件.20接触疲劳强度的校核公式 接触

7、疲劳强度的设计公式 10-33 设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为H1=700MPa，H2=600MPa，求得中心距a =100mm；现改用H1=600MPa，H2=400MPa的材料，若齿宽和其它条件不变，为保证接触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距。 .精品课件.20接触疲劳强度的校核公式 接触疲劳强度的设计公式 10-321接触疲劳强度的校核公式 接触疲劳强度的设计公式 解：.精品课件.21接触疲劳强度的校核公式 接触疲劳强度的设计公式 解：.精2210-34 一直齿圆柱齿轮传动，已知zl=20，z2=60，m=4mm，B1=45mm，B2=40mm，齿轮材料为锻钢，许

8、用接触应力H1=500MPa，H2=430MPa，许用弯曲应力F1=340MPa， F2=280MPa，弯曲载荷系数K=1.85，接触载荷系数K=1.40，求大齿轮所允许的输出转矩T2(不计功率损失)。解：.精品课件.2210-34 一直齿圆柱齿轮传动，已知zl=20，z2=2310-35 设计铣床中一对直齿圆柱齿轮传动，已知功率P1=7.5kW，小齿轮主动，转速n1=1450r/min，齿数z1=26，z2=54，双向传动，工作寿命Lh=12000h。小齿轮对轴承非对称布置，轴的刚性较大，工作中受轻微冲击，7级制造精度。.精品课件.2310-35 设计铣床中一对直齿圆柱齿轮传动，已知功率P2

9、4.精品课件.24.精品课件.25.精品课件.25.精品课件.26.精品课件.26.精品课件.27.精品课件.27.精品课件.28.精品课件.28.精品课件.29.精品课件.29.精品课件.30.精品课件.30.精品课件.31.精品课件.31.精品课件.32蜗杆传动习题解答.精品课件.32蜗杆传动习题解答.精品课件.3311-15 图示蜗杆传动均是以蜗杆为主动件。试在图上标出蜗轮(或蜗杆)的转向，蜗轮齿的螺旋线方向，蜗杆、蜗轮所受各分力的方向。.精品课件.3311-15 图示蜗杆传动均是以蜗杆为主动件。试在图上标3411-17 图示为简单手动起重装置。若按图示方向转动蜗杆，提升重物G，试确定：

10、(1)蜗杆和蜗轮齿的旋向；(2)蜗轮所受作用力的方向(画出)；(3)当提升重物或降下重物时，蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载? .精品课件.3411-17 图示为简单手动起重装置。若按图示方向转动蜗3511-22 为什么普通圆柱蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗轮轮齿的强度，用碳钢或合金钢制造蜗轮有何不利?.精品课件.3511-22 为什么普通圆柱蜗杆传动的承载能力主要取决于36螺纹联接习题解答.精品课件.36螺纹联接习题解答.精品课件.37.精品课件.37.精品课件.385-22 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知预紧力F0=1500N，当轴向工作载荷F=1000N时，求螺栓所

11、受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。解:.精品课件.385-22 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶39教材第74页.精品课件.39教材第74页.精品课件.405-23 图示凸缘联轴器(GB/T5843-1986)的型号为YLDl0，允许传递的最大转矩T= 630Nm，两半联轴器采用4个M12的铰制孔用螺栓联接，螺栓规格为M1260(GB/T 27-1988)，螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核其联接强度。.精品课件.405-23 图示凸缘联轴器(GB/T5843-1986)41教材第336页.精品课件.41教材第336页.精品课件.42解:.精品课件.42解

12、:.精品课件.43机械设计课程设计手册第38页.精品课件.43机械设计课程设计手册第38页.精品课件.44.精品课件.44.精品课件.45.精品课件.45.精品课件.465-26 试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。.精品课件.465-26 试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图47.精品课件.47.精品课件.48滑动轴承习题解答.精品课件.48滑动轴承习题解答.精品课件.4912-21 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改动下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。 (1)转速由n=500r/min改为n=700r/min； (2)宽径比B/d由1.0改为0.

13、8； (3)润滑油由用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油； (4)轴承孔表面粗糙度由Rz=6.3m改为Rz=3.2m。答：（1）承载能力提高 （2）承载能力下降 （3）承载能力提高 （4）承载能力提高.精品课件.4912-21 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分5012-22 在设计液体润滑轴承时，当出现下列情况之一后，可考虑采取什么改进措施(对每种情况提出两种改进措施)? (1)当hminh时； (2)当条件pp，vv，pvFd12#放松a2=Fd2=2720N 1#压紧Fa1=Fae+Fd2=4890.精品课件.584)计算轴承寿命 (=3 C=36.8KN 5913-2

14、6 按要求在给出的结构图中填画合适的轴承(图中箭头示意载荷方向)。a)单向固定支承 b)双向固定支承 c)游动支承.精品课件.5913-26 按要求在给出的结构图中填画合适的轴承(图中60 d)游动支承 e)单-向固定支承 f)承受单向推力支承.精品课件.60 d)游动支承 滚动轴承寿命计算习题（教材334页，习题13-5） 根据工作条件：决定在轴的两端选用=25的两个角接触球轴承,如图13-13b所示为正装。轴颈直径d=35mm，工作中有中等冲击，转速n=1800r/min，已知两轴承径向载荷分别为Fr1=3390N，Fr2=1040N，外加轴向力Fae=870N，作用方向指向轴承1。试确定

15、其工作寿命。.精品课件.61滚动轴承寿命计算习题（教材334页，习题13-5） 根据工作622#1#Fr1=3390NFr2=1040NFae=870NFd2Fd1d=35 n=1800n/min 中等冲击.精品课件.622#1#Fr1=3390NFr2=1040NFae=87解：由表13-7 角接触球轴承7000AC 派生轴向力Fd=0.68FrFd1=0.68Fr1=0.68*3390=2305 NFd2=0.68*Fr2=0.68*1040=707 NFd2+Fae=707+870=1577Fd11# 放松 Fa1=Fd1=2305 N 2# 压紧 Fa2=Fd1-Fae=2305-87

16、0=1480 NFa1/Fr1=2305/3390=0.69Fa2/Fr2=1480/1040=1.4由表13-5 当e0.68时: X=0.14 Y=0.871#当量动载荷 P1=fp(X1*Fr1+Y1*Fa1)=1.5*(0.41*3390+0.87*2305)=5093 N2#当量动载荷 P2=fp(X2*Fr2+Y2*Fa2)=1.5*(0.41*1040+0.82*1480)=2460 N P1P2 由设计手册查得 7407AC的基本额定动载荷 Cr=42.5KN因此,轴承的寿命为: L=(C/P1) =(42.5/5.09) 3 =572*106 ( r )=5300 ( H).

17、精品课件.63解：由表13-7 角接触球轴承7000AC 派生轴向力64.精品课件.64.精品课件.65键联接习题解答.精品课件.65键联接习题解答.精品课件.66.精品课件.66.精品课件.67.精品课件.67.精品课件.686-16 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别采用键联接。已知轴传递的转矩T=1000Nm，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器材料为HT200，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮毂尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核联接的强度。.精品课件.686-16 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间69解:.精品课件.69解:.精品课件.70.精品课件.70.精品课

18、件.71.精品课件.71.精品课件.72轴习题解答.精品课件.72轴习题解答.精品课件.73五、结构分析题（20）试用“圆圈-引线”的符号方式 ，在图示的小圆锥齿轮轴系中的各个错误结构位置处画“圆圈”，并用文字在“引线”后说明错误的原因；最后在轴中心线的下侧画出正确的结构图。.精品课件.73五、结构分析题（20）.精品课件.74 .精品课件.74 75参见机械设计319页 图13-14.精品课件.75参见机械设计319页 图13-14.精品课件.762、 在图示的传动系统中，件1、件2为斜齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知：件1为原动件，蜗轮右旋、顺时针转动，要求蜗杆3所受轴向力与齿轮2所受的轴向力方向相反。试（对各件分别）作图分析：另外三个件的转动方向；另外三个件的旋向；四个件的三分力（Fa、Fr、Ft）方向。.精品课件.762、 在图示的传动系统中，件1、件2为