机械设计作业一

机械设计作业

(1)

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南昌大学现代设计研究所

2014年9月

目录

第一章绪论........................................................1

第三章机械零件的强度.............................................2

第五章螺纹连接和螺旋传动.........................................4

第九章链传动.....................................................8

第十一章蜗杆传动.................................................10

第十三章滚动轴承.................................................14

第十五章轴.......................................................18

第一章绪论

填空题

1、产品的“三化”是指、

2、机器的基本组成要素是。

第三章机械零件的强度

一、名词解释

1、循环特性八对称循环、脉动循环

2、静强度、疲劳强度、高周疲劳、低周疲劳、b-N曲线、等寿命曲线（极限

应力线图）

3、寿命系数K、、循环基数、单向稳定变应力、单向不稳定变应力、双向稳定变

应力、设计安全系数、计算安全系数

二、选择题

1、若传动轴作正、反向转动，则轴上某点的扭转应力（剪应力）可按

处理。

A、脉动循环B、对称循环C、静止不变D、以上都不是

2、以下四种叙述中，是正确的。

A、变应力只能由变载荷产生B、静载荷不能产生变应力

C、变应力是由静载荷产生的D、变应力由变载荷产生，也可能由

静投荷产生

3、变应力特性可用5rax、%心?、5.、「中五个参数的任意个来描述。

A、一个B、两个C、三个D、四个

4、零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之o

A、增高B、不变C、降低D、不确定

5、零件的材料、形状、尺寸、结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，

其疲劳强度o

A、较高B、较低C、相同

6、零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度o

A、增高B、降低C、不变D、增高或降低视处理方法而定

三、问答题

1、在b-N曲线上指出静强度、低周疲劳区和高周疲劳区、及有限寿命疲劳阶

段和无限寿命疲劳阶段。

2、弯曲疲劳极限的综合影响系数K。的含义是什么?它与哪些因素有关?它对零件

的疲劳强度和静强度各有何影响？

四、计算题

1、一零件用合金钢制造，已知材料的弯曲疲劳极限的综合影响系数K0=L6,

aB=WOOMPa,crs=SOOMPa,a^=485M尸〃,%=746MPa,试绘制该零件的简化

极限应力限图。若测得零件的工作应力=350MP”,0mM=50MPa,当(1)

r=C,(2)4=C时，分别用计算法和图解法求该零件的计算安全系数/o

2、某材料受弯曲变应力作用，其力学性能为：。一尸350MPa,片9,^=5X10%现

用此材料的试件进行试验，以对称循环变应力/=500MPa作用10'次，＜/2=400MPa

作用1。'次，O3=300MPa作用IO,次。试确定：

(1)该试件在此条件下的计算安全系数；

⑵如果试件再作用c=450MPa的应力，还能循环多少次试件才破坏?

第五章螺纹连接和螺旋传动

一、填空题

1、螺纹的公称直径是指螺纹的。

2、螺纹连接时，将螺纹做成腰杆状是为了减少以减少总拉力的

变化范围。

3、三角形普通螺纹的牙形角a=,适用于;三角形管

螺纹的牙形角a=,适用于;而梯形螺纹的a=,适

用于o

4、螺纹连接防松的实质是-

5、在拧紧螺栓时，控制拧紧力的方法

有、、°

6、当两个联接件之一太厚，不宜制成通孔，切需经常拆装时，宜采用。

7、螺旋副的自锁条件是o

8、水管连接采用—螺纹连接。

9、管螺纹的尺寸采用制。

10、粗牙螺纹和细牙螺纹比较，自锁性高的螺纹为o

11、当螺纹大径相同时，细牙螺纹比普通三角形螺纹的螺距o

12、螺栓连接预紧的目的是增加连接的和o

13、防止螺母松脱的方法主要有防松和防松两类。

二、选择题

1、同时受预紧力小和工作拉力F的普通螺栓，其总拉力Q为=

C

A、QP+FB、Qj+FC、QP+"'D、QP'+AF

%+c“,

2、联接螺纹中，细牙螺纹比粗牙螺纹自锁性好的原因是o

A、牙形角小B、当量摩擦系数大

C、螺纹升角小D、螺纹牙的工作圈数多

3、为连接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用o

A、螺栓连接B、双头螺柱连接

C、螺钉连接D、紧定螺钉连接

4、当两个被联接件不太厚时，宜采用o

A、双头螺柱联接B、螺栓联接C、螺钉联接D、紧定螺钉联接

5、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，往往

采用___。

A、螺栓联接B、螺钉联接C、双头螺柱联接D、紧定螺钉联接

6、被联接件受横向载荷作用时，若采用一组普通螺栓联接，则载荷靠

来传递。

A、接合面之间的摩擦力B、螺栓的剪切和挤压C、螺栓的剪切和被联接件

的挤压

三、问答题

1、连接螺纹都具有良好的自锁性，为什么有时还需要防松装置？试分别举出两

个机械防松和摩擦防松的例子。

2、计算普通螺纹连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺

栓头、螺母和螺纹牙的强度？

3、为什么螺母螺纹的圈数不宜大于10?通常采用哪种结构形式可使各圈螺纹牙

的载荷分布趋于均匀？

4、普通螺栓连接和较制孔用螺栓连接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？

6、试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。

a）螺钉联接b）双头螺柱联接c）较制孔用螺栓联接d）紧定螺钉联接

四、计算题

1、如图所示，方形盖板用4个M16(d,=13.835mm)的螺钉于箱体连接，盖板中

心0点装有吊环，已知FQ=20KN,尺寸如图所示，要求：

(1)当取残余预紧力F,=0.6F(F为工作拉力)，螺钉材料的性能等级为6.6级,

安全系数S=3时，核定螺钉的强度(螺栓材料的许用拉伸应力为[b]=180MPa)

2、在图示气缸盖的螺栓连接中，已知气缸的直径D=400mm,气缸内气体的压强

p在0〜0.6MPa的范围内循环变化，采用16个M22的螺栓(&=19.294mm),连

接的相对刚度一^—=0.8,其残余预紧力件=1.6F,螺栓的疲劳极限。一

lte=150MPa,螺栓的材料常数中。=0.2,螺栓的综合影响系数K。=3.95,试按疲

劳强度校核螺栓的强度(设计安全系数S取1.5)。

第九章链传动

一、填空题

1、链传动的传动比是不变的，传动比是变化的。

2、滚子链的主要参数是链条的，其增大时链条中各零件的尺寸也要增

大。

3、链轮齿形中，应用最多的一种齿形是。

4、链传动时，通常链的节数取o

5、一般情况下，滚子链节距P越大，链传动的多边形效益越0

二、名词解释

1、套筒滚子链、齿形链、多边形效应、过度链节、瞬时传动比、平均传动比

2、疲劳点蚀、跳齿、胶合、极限功率曲线、链传动的推荐润滑方法、链的紧边、

链的松边

三、选择题

1、链传动属于°

A、具有中间弹性件的啮合传动B、具有中间柔性件的啮合传动

C、具有中间挠性件的啮合传动D、具有中间挠性件的摩擦传动

2、多排链排数般不超过3或4排，主要是为了。

A、不使安装困难B、使各排受力均匀

C、不使轴向过宽D、减轻链的重量

4、节距是滚子链的主要参数，节距增大时，则o

A、链条中各零件尺寸增大，可传递的功率也增大

B、链条中各零件尺寸增大，可传递的功率减小

C、链条中各零件尺寸减小，可传递的功率增大

D、链条中各零件尺寸减小，可传递的功率也减小

5、链传动张紧的目的是。

A、使链条产生初拉力，以使链传动能传递运动和功率

B、使链条与链轮之间产生摩擦力，以使链传动能传递运动和功率

C.避免链条垂度过大时产生不良啮合

D、避免打滑

6、大链轮的齿数过多时，将会发生-

A、链条磨损加剧B、链节钱链磨损后，易造成“脱链”现象

C、链传动平稳性变差D、链传动噪音变大

7、链传动中，p表示链条的节距，z表示链轮齿数，当转速一定时，要减轻链传

动的运动不均匀性和动载荷，宜。

A、增大p和zB、增大p、减小zC、减小p、增大zD、

减小p和z

四、简答题

1、影响链传动动载荷的主要参数是什么？设计中应如何选择？

2、链传动的主要失效形式有那些？

五、计算题

1、试设计一链传动：传递的功率为L5K肌主动轴直径&=25mm,转速为90rpm,

从动轴直径小=42丽，转速为30rpm,水平布置，传递平稳，试设计该链传动，

并绘制大小链轮并给出链传动的润滑方式。

第十一章蜗杆传动

一、填空题

1、根据蜗杆形状不同，蜗杆传动可分为、、。

2、普通圆柱蜗杆中，代号ZA蜗杆为,ZI蜗杆为,

ZN蜗杆为,ZK蜗杆为,其中可用车床加工的

有,不能用车床加工的为,只能用加工。

3、在蜗杆传动中，为保证蜗轮和蜗杆的正确啮合,对蜗杆需要进行。

4、蜗杆传动时，强度计算主要是针对来进行。

5、已知某蜗杆传动，模数m=8mm,蜗杆直径系数q=10,蜗杆头数z尸2,蜗轮齿数

Zz=40,其传动比九=,中心距a=mm。

二、名词解释

中间平面、蜗杆直径系数、热平衡计算

三、选择题

1、以下传动中，能缓冲吸振并能起到过载安全保护作用的是o

A、带传动B、链传动

C、齿轮传动D、蜗轮蜗杆传动

2、设计一手动蜗杆传动吊起重物，蜗杆应采用o

A、单头、小导程角B、单头、大导程角

C、多头、小导程角D、多头、大导程角

3、蜗杆传动中，以下传动比i的计算公式是错误的。

A、区B、2C、aD、4

〃2牡Z|4

4、为了提高蜗杆传动的效率n,在良好的润滑条件下，最有效的措施

是o

A、单头蜗杆B、多头蜗杆

C、采用大直径系数的蜗杆D、提高蜗杆的转速

5、采用变位蜗杆传动时，0

A、仅对蜗杆进行变位B、仅对蜗轮进行变位

C、同时对蜗杆蜗轮进行变位D、以上都不是

6、蜗杆传动的中间平面是o

A、过蜗杆轴线且与蜗轮轴线垂直的平面。B、过蜗轮轴线且与蜗杆轴线

垂直的平面。

C、过蜗杆轴线的任一平面。D、过蜗轮轴线的任一平面。

7、以下传动机构中可有自锁作用的有0

A、齿轮传动B、蜗杆传动

C、V带传动D、滚子链传动

8、在蜗杆传动中，要获得大的传动比，可取Zkl,这时的传动效率，

而传动比则o

A、较高、大B、较低、大

C、较高、小D、较低、小

9、开式蜗杆传动的主要失效形式是-

A、轮齿折断和齿面胶合B、齿面磨损和轮齿折断

C、齿面点蚀和齿面磨损D、齿面胶合和齿面点蚀

10、以下材料中不可用于蜗轮材料的有

A、ZCuSnlOPlB、ZCuSn5Pb5Zn5

C、HT150D、20CrMnTi

11、普通蜗杆传动，其传动效率主要取决于。

A、工作载荷B、搅油效率C、啮合效率D、轴承效率

四、简答题

1、为什么连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算，当油温过高或散热面积

不足时，可采取哪些措施来提高散热能力？

2、要使蜗杆传动具有自锁性的条件是什么，这时蜗杆头数取儿？蜗轮齿数的取

值范围为多少？为什么？

3、什么是蜗杆的直径系数，为什么蜗杆的直径系数要取标准值?

五、分析题

1、图示由斜齿轮和右旋蜗杆组成的轮系中，已知主动蜗杆的转动方向（如图所

示），为使轴I受到的轴向力最小，求：

1）轮4的螺旋线方向和转动方向？

2）分析轮2和轮3啮合点受到的径向力F,、轴向力F.、圆周力F,的方向。

2、图示为蜗杆和齿轮组成的传动系统，已知主动右旋蜗杆的转向（如图所示），

为使轴II和轴山的轴向力最小，试确定：

1）齿轮3和齿轮4的螺旋线方向；2）画出轮2和轮3的受力方向；3）标出输出轴

的转向。

六、计算题

1、设计一带式输送机的减速传动，采用普通圆柱蜗杆，传递的功率为5KW,转

速m=960rpm,传动比为23,由电动机驱动，载荷平稳，蜗杆材料选20Cr,渗

碳淬火，硬度N58HRC,蜗轮材料选为ZCuSnlOPl,金属模铸造。机器每天工作

8销售，设计寿命10年，每年300天。

第十三章滚动轴承

一、填空题

1、滚动轴承内圈与轴的配合一般为，外圈与座孔的配合

为O

2、滚动轴承在计算当量载荷时引入判断系数e,该值越大，表明轴承所承受的

载荷也越大。

3、代号为30208的滚动轴承的类型为,内径为mm。

4、滚动轴承密封的主要作用是和o

5、滚动轴承的基本额定寿命中的10表示。

6、当两轴承孔的同轴度较低或轴的弯曲变形较大时，应选用滚动轴

承。

7、滚动轴承的密封可分为和两大类。

8、深沟球轴承，内径为50mm,中系列，其基本代号为。

9、滚动轴承的基本额定动载荷为在该载荷作用下，轴承的恰好

为O

10、滚动轴承的基本额定寿命为O

二、名词解释

1、向心轴承、推力轴承、向心推力轴承、轴承的寿命、基本额定寿命、基本额

定动载荷、基本额定静载荷、当量动载荷、当量静载荷

2、双支点单向固定、一端固定一端游动、接触式密封、非接触式密封

三、选择题

1、下列轴承中，必须成对使用的为O

A、30207B、50207C、6207D、N207

2、代号为6206轴承的滚动轴承，其内圈与轴的正确标注为。

LJQ

A、030——B、①30k7C、030—D、030778

kl48

3、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能量随接触角a的增大

而O

A、增大B、减小C^不变D、增大或减小随轴承型号定

4、在高速、载荷较小的情况下可代替推力轴承。

A、角接触轴承B、深沟球轴承C、圆锥滚子轴承D、圆柱滚子轴承

5、只能承受径向载荷。

A、圆锥滚子轴承B、推力球轴承

C、圆柱滚子轴承D、角接触球轴承

6、滚动轴承内圈与轴的配合以及外圈与座孔的配合采用o

A、基孔制B、基轴制

C、前者基孔制，后者基轴制D、前者基轴制，后者基孔制

7、中速旋转正常润滑密封的滚动轴承，其主要失效形式是o

A、滚动体破裂B、滚动体与滚道产生疲劳点蚀

C、滚动体与滚道的磨损D、滚道的压坏

8、采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是o

A、提高轴承的旋转精度B、提高轴承的承载能力

C、降低轴承的运转噪音D、提高轴承的使用寿命

9、各类轴承的润滑方式通常根据轴承的来选择。

A、转速nB、当量载荷PC、轴颈的圆周速度D、内径和转速的乘积dn

10、下列轴承中，可以承受径向载荷，还可以承受不大的双向轴向

载荷。

A、6000B、N000C、NA000D、50000

四、简答题

1、何为滚动轴承的基本额定寿命？何为滚动轴承的基本额定动载荷？何为滚动

轴承的当量载荷？

2、写出下列轴承的类型、直径系列和轴承达的内径。

1)7309AC

2)N415

3)30210

4)6108

3、滚动轴承装置设计中，采用密封装置的目的是什么？对高速滚动轴承应采用

什么密封方式？

五、计算题

1、轴系受力如图所示，已知：选用轴承为30206圆锥滚子轴承，基本额定动载

荷C=41200N,当C/FW0.37时,X=l,Y=0,当F/F1>0.37时，X=0.4,Y=1.6,

锥齿轮平均分度圆直径dm=60mm,圆周力F,=1200N,径向力Fr=400N,轴向力

Fa=160N,轴的转速n=600r/min,温度系数由=1,载荷系数办=1.5,试求轴承的

寿命。

fv

软叫斛

炎二一K一

--------3

2、图示某轴用一对7214AC轴承支承，轴的转速n=1450r/min,两个轴承所受的

径向载荷Frl=7550N,F/3980N,轴上轴向力R=2270N,常温下工作，载荷系数

fP=1.2,要求轴承的使用寿命不低于2000小时，试验算这对轴承。（13分）

附：轴承7214AC,基本额定动载荷&=69.2KN,派生力Fd=eR,e=0.68

Fa/Fr>e,x=0.41,y=0.87

F/FrWe,x=l,y=0

1FA2

r5Vb

noor

L（「2

第十五章轴

一、填空题

1、自行车的前轮轴属于轴，后轮轴属于轴。

2、按弯扭合成强度计算转轴的危险截面处应力时引入折算系数a,是考虑

3、轴上需车制螺纹时，轴段上应设槽，需磨削的轴段上应设

槽。

4、转动心轴表面上由弯矩产生的弯曲应力的循环特性是o

5、直轴根据外形的不同，可分为、两种，其中广泛

使用的为o

6、工作中只受弯矩不受扭矩的轴叫做，只受扭矩不受弯矩的轴

是，同时受弯矩和扭矩的轴叫做o

7、为防止轴产生弯断和扭断，应对轴进行计算。为防止工作中产生

过量的变形，应进行计算。为防止发生共振，还要进行

计算。

8、转轴在弯曲变应力作用下的失效形式是

和。

9、用套筒、螺母或轴端挡圈作轴向固定时，应使轴段长度