机械设计复习题23658

1. 一工程机械传动装置中的轴，根据工作条件选用角接触球轴承支承，安装方式如图。已知轴承径向载荷N F N F r r 2000,100021==，轴向外载荷N K a 900=，内部轴向力r F S 63.0=（15分） （1）确定两轴承内部轴向力的方向 （2）计算两轴承上的轴向载荷21,a a F F

2.图示的结构，用两个M12（小径106.101=d ）螺钉固定一牵引钩，若螺钉的材料为Q235（许用应力MPa 160][=σ），装配时控制预紧力，被联接件结合面的摩擦系数2.0=f ，可靠性系数C=1.3, 求允许的牵引力F 。

3．如图所示为圆柱齿轮-蜗杆传动。已知斜齿轮1的转动方向轮齿旋向。(14分)

(1) 为了使齿轮2和齿轮3产生的轴向力相互抵消一部分，试设计齿轮2和齿轮3的轮齿旋向。

(2分)

(2) 为使齿轮4和蜗杆5产生的轴向力相互抵消一部分，试设计蜗杆5的轮齿旋向，并判断当前

重物的运动方向。(2分)

(3) 在图中啮合处用箭头标出齿轮1和齿轮2所受轴向力1a F 和2a F 的方向，用点或叉符号标出圆周力1t F 和2t F 的方向。(2分)

(4) 已知齿轮1的齿数128Z =，模数4n m =，压力角20n α=，螺旋角12β=，I 轴的输入功率为110P kw =，转速为11000/min n r =，不计摩擦。试计算齿轮1受到的轴向力1a F 和圆周力1t F

4.向4ω。

(1)欲使中间轴上的轴向力能部分抵消，试确定蜗杆与蜗轮轮齿的螺旋线方向和蜗杆的转向。

(2)在图上标出各轮所受轴向力和圆周力的方向。

5. 请指出图中所示的轴系零部件结构中的错误，并说明错误原因。

说明：(1) 轴系部件采用两端固定式支承，轴承采用油脂润滑；

(2) 同类错误按1处计；

(3) 指出6处错误即可，将错误处圈出并引出编号，并在图下做简单说

明；

(4) 若多于6处且其中有错误答案时，按错误计算。

6.起重卷筒与大齿轮用8个普通螺栓连接在一起，如图所示。已知卷筒直径mm D 400=，螺栓分布圆直径mm D 5000=，接合面间摩擦系数12.0=f ，可靠性系数2.1=s K ，起重钢索拉力N Q 50000=，螺栓材料的许用拉伸应力

[]MPa 100=σ。试设计该螺栓组的螺栓直径。

7.如图所示，某轴由一对30207轴承支承，轴承采用面对面安装形式。已知两轴承径向载荷分别为F

r1=1512.62N ，F r2=875.65N ，轴上作用有轴向外载荷A=400N 。载荷平稳，在室温下工作，转速n=520r/min 。该轴承额定动载荷C=54200N ，内部轴向力S=Fr/2Y ，Y=1.6，e=0.37，1,1==p T f f 。预期使用寿命h L h 15000'=，试验算此对轴承是否可达到预期计算寿命的要求。

A

8. 改错题

试指出图中所示的轴系零部件结构中的七处错误，说明错误原因并改正。

（可在中心线下方画出正确图，或直接用文字说明改正方法）

3. 解：根据轴承的安装情况，内部附加轴向力为1S ,2S 方向如图所示，

N F S r 630100063.063.011=⨯== N F S r 1260200063.063.022=⨯== 由于 12S K S a >+

故轴承1被压紧，轴承2被放松

故轴承1的轴向载荷为 N K S F a a 2160900126021=+=+=

轴承2的轴向载荷 N S F a 126022==

3. 解：（1）因齿轮1左旋，故齿轮2右旋， 齿轮3也应为右旋，如图

（2）蜗杆5为左旋，当前重物向上 运动。

（3）如图所示。

（4）Nmm n P

T 955001055.9161=⨯=

N d T F t 8.166721

1

1== mm z m d n 52.11412cos 28

4cos 11=⨯==

β N F F t a 5.354tan 11==β

五．改错

解：（1）轴肩过高

（2）齿轮无法装拆

（3）活动构件与静止轴承端盖直接接触。

（4）联轴器无轴向固定

（5）轮毂宽度与轴承宽度相等定位不可靠。

（6）套筒厚度过大

（7）两键槽位置应在同一条母线上。

3. 解：蜗杆为右旋，各力如图所示。

五．改错题

（1）套筒厚度大于轴承内圈厚度

（2）轮毂宽度与相配合轴段宽度相等，齿轮轴向定位不可靠。（3）键槽长度过长。

（4）键槽位置不对，同一轴上两键槽应开在一条母线上。（5）与轴承端盖相接触的箱体应有凸台。

（6）轴肩高度大于轴承内圈的厚度。

（7）轴承端盖联接螺栓孔不应开在分箱面上。

（8）无调整垫片。

（9）轴承端盖与轴直接接触，并无密封。

2. 解：（1）求内部附加轴向力

N Y F S r 69.4726.1262

.1512211=⨯=

= N Y F S r 64.2736

.1265

.875222=⨯=

= 内部轴向力方向如图所示

（2）求两轴承的轴向力

因 N S N A S 64.27369.87240069.47221=>=+=+ 故轴承2被压紧，轴承1被放松 轴承2的轴向力为

N A S F a 69.87212=+= 轴承1的轴向力为

N S F a 69.47211==

(3) 求两轴承当量动载荷

e F F r a <==31.062.151269.47211 故 1=X 0=Y

N YF XF P a r 62.1512111=+=

e F F r a >==996.065

.87569

.87222 故 4.0=X 6.1=Y N YF XF P a r 42.174663.8726.165.8754.0222=⨯+⨯=+= (4) 验算轴承寿命

3

10642.1746542006010⎪

⎭

⎫

⎝⎛=n L h =h 61097.2⨯

满足要求 五． 改错题

（1）与轴承端盖相接触的箱体应有凸台。 （2）键槽长度过长。