机械设计基础习题..
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《机械设计基础》习题
机械设计部分
目录
8 机械零件设计概论
9 联接
10 齿轮传动
11 蜗杆传动
12 带传动
13 链传动
14 轴
15滑动轴承
16 滚动轴承
17 联轴器、离合器及制动器
18 弹簧
19机械传动系统设计
8机械零件设计概论
思考题
8-1 机械零件设计的基本要求是什么?
8-2 什么叫失效?机械零件的主要失效形式有几种?各举一例说明。
8-3 什么是设计准则?设计准则的通式是什么?
8-4 复习材料及热处理问题。复习公差与配合问题。
8-5 什么是零件的工艺性问题?主要包含哪几方面的问题?
8-6 什么是变应力的循环特性?对称循环应力和脉动循环应力的循环特性为多少?8-7 什么是疲劳强度问题?如何确定疲劳极限和安全系数?
8-8 主要的摩擦状态有哪四种?
8-9 磨损过程分几个阶段?常见的磨损有哪几种?
8-10 常见的润滑油加入方法有哪种?
9 联 接
思 考 题
9-1 螺纹的主要参数有哪些?螺距与导程有何不同?螺纹升角与哪些参数有关?
9-2 为什么三角形螺纹多用于联接,而矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹多用于传动?为
什么多线螺纹主要用于传动?
9-3 螺纹副的自锁条件是什么?理由是什么?
9-4 试说明螺纹联接的主要类型和特点。
9-5 螺纹联接为什么要预紧?预紧力如何控制?
9-6 螺纹联接为什么要防松?常见的防松方法有哪些?
9-7 在紧螺栓联接强度计算中,为何要把螺栓所受的载荷增加30%?
9-8 试分析比较普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接的特点、失效形式和设计准则。
9-9 简述受轴向工作载荷紧螺栓联接的预紧力和残余预紧力的区别,并说明螺栓工作时所
受的总拉力为什么不等于预紧力和工作载荷之和。
9-10 简述滑动螺旋传动的主要特点及其应用。
9-11 平键联接有哪些失效形式?普通平键的截面尺寸和长度如何确定?
9-12 为什么采用两个平键时,一般布置在沿周向相隔180°的位置,采用两个楔键时,相
隔90°~120°,而采用两个半圆键时,却布置在轴的同一母线上?
9-13 试比较平键和花键的相同点和不同点。
9-14 简述销联接、焊接、粘接、过盈联接、弹性环联接和成形联接的主要特点和应用场合。
习 题
9-1 试证明具有自锁性螺旋传动的效率恒小于50%。
9-2 试计算M24、M24×1.5螺纹的升角,并指出哪种螺纹的自锁性好。
9-3 图示为一升降机构,承受载荷F =150 kN ,采用梯形螺纹,d = 60 mm ,d 2 = 56 mm ,P
= 8 mm ,线数n = 3。支撑面采用推力球轴承,升降台的上下移动处采用导向滚轮,它们的摩擦阻力近似为零。试计算:
(1)工作台稳定上升时的效率(螺纹副当量摩擦系数为0.10)。
(2)稳定上升时加于螺杆上的力矩。
(3)若工作台以720 mm/min 的速度上升,试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。
(4)欲使工作台在载荷F 作用下等速下降,是否需要制动装置?加于螺杆上的制动力矩是多少?
题9-3图
题9-4图
题9-5图 9-4 图示起重吊
钩最大起重
量F = 50
kN ,吊钩材
料为35钢。牵曳力F R F
F 导向滚轮
齿轮
制动轮
推力球轴承
试确定吊钩尾部螺纹直径。
9-5 图示为一用两个M12螺钉固定的牵曳钩,若螺钉材料为Q235钢,装配时控制预紧力,
结合面摩擦系数f = 0.15,求其允许的最大牵曳力。
9-6 图示为一刚性凸缘联轴器,材料为Q215钢,传递的最大转矩为1400 N.m (静载荷)。
联轴器用4个M16的铰制孔用螺栓联接,螺栓材料为Q235钢,试选择合适的螺栓长度,并校核该联接的强度。
题9-6图 题9-7图
9-7 图示为一用两个螺栓联接的钢制扳手。已知扳紧力F = 200 N ,有关尺寸如图所示。试
分别采用普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接两种方案设计此螺栓组,并分析比较设计结果。
9-8 在图示夹紧螺栓中,已知螺栓数为2,螺纹为M20,螺栓材料为35钢,轴径d =50 mm ,
杆长l =300 mm,轴与夹壳之间的摩擦系数f =0.15,试求杆端部作用力F 的最大允许值。 9-9 图示为一钢制液压油缸,采用双头螺柱联接。已知油压p = 8 MPa ,油缸内径D = 250
mm ,为保证气密性要求,螺柱间距l 不得大于4.5d (d 为螺纹大径),试设计此双头
螺柱联接。
题9-8图 题9-9图
9-10 受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接件间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力F = 15000 N ,
当受轴向工作载荷F = 10000 N 时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。
F
F
d
9-11 图示为一差动螺旋机构。螺杆与机架固联,其螺纹为右旋,导程S A =4 mm ,滑块在机
架上只能左右移动。差动杆内螺纹与螺杆形成螺纹副A ,外螺纹与滑块形成螺纹副B ,当沿箭头方向转动5圈时,滑块向左移动5 mm 。试求螺纹副B 的导程S B 和旋向。
题9-11图 题9-12图
9-12 图示为一小型压床,最大压力为F = 30 kN ,采用梯形螺纹,螺杆材料为45钢正火处
理,螺母材料为ZCuAl10Fe3。设压头支撑面平均直径D m 等于螺纹中径,操作时螺纹副当量摩擦系数f ˊ=0.12,压头支撑面摩擦系数f c =0.10,操作人员每只手用力约200 N ,试求该压床的螺纹参数(要求自锁)和手轮直径D 。
9-13 在题9-6中,已知轴的材料为45钢,工作时有轻微冲击。试为该联轴器选择平键,
确定键的尺寸,并校核其强度。
F
螺杆
滑块 差动杆 机架