作业及思考题机械设计

第6章螺纹联接

1、图所示螺栓连接中采用2个M 20的螺栓，其许用拉应力为[σ]=160MPa ，被联接件结合面的摩擦系数μ=0.2，若考虑摩擦传力的可靠系数f k =1.2，试计算该连接允许传递的静载荷Q F 。

2、 题2图所示，凸缘联轴器由HT 200制成，用8个受拉螺栓联接，螺栓中心圆直径D ＝220mm ，联轴器传递的转矩T ＝5000N.m ，摩擦系数μ=0.15，可靠性系数

f k =1.2，试确定螺栓直径。

3、题3图所示两根钢梁，由两块钢盖板用8个M 16的受拉螺栓联接，作用在梁上的横向外力F R =1800N ，钢梁与盖板接合面之间的摩擦系数μs ＝0.15，为使联接可靠，取摩擦力大于外载的20%，螺栓的许用应力[σ]＝160MPa ，问此联接方案是否可行？

题1图

题2图

4、题4图所示的气缸盖连接中，已知：气缸中的压力在0到1.5MPa 间变化，气缸内径D =250mm ，螺栓分布圆直径0D =346mm ，凸缘与垫片厚度之和为50mm 。为保证气密性要求，螺栓间距不得大于120mm 。试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。

5、题5图所示有一支架用一组螺栓与机座联接如图示，所受外载为F =10000N ，

45=α。结合面的摩擦系数为0.15，摩擦传力可靠系数2.1=f K ，螺栓的许用应力[]400=σMPa 。试求螺栓的计算直径。

第7章 键、花键、销、成形联接

三、题1图所示为在直径d =80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L =1.5d ，工作时有轻微冲击。试确定平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。

题5图

第11章 带传动

1、已知某单根普通V 带能传递的最大功率P ＝4.7kW,主动轮直径D 1=100mm ，主动轮转速n 1＝1800r/min,小带轮包角α＝ 1350

，带与带轮间的当量摩擦系数25.0=v μ。

求带的紧边拉力1F 、松边拉力及有效拉力F （忽略离心拉力）。

2、V 带传动传递的功率5.7=P kW ，带的速度10=v m/s ，紧边拉力是松边拉力的5倍，即215F F =。求紧边拉力1F 及有效拉力F 。

3、题3图所示为电动绳索牵引机的传动系统简图。试设计电动机（Y 系列三相异步电动机）与齿轮传动之间的V 带传动。已知：电动机功率P =5.5kW ，带传动的传动比i ＝3，电动机转速14401=n r/min ，单班制工作，载荷平稳。

第12章 齿轮传动

6、题6图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮2的齿数z 2=51，法向模数m n =3，高速级齿轮的螺旋角β1=15°10´28˝齿轮3的齿数z 3=17，法向模数m n =5，І 轴转向如图。问：

（1）、低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ （2）、在图上标出斜齿轮2、3的受力方向。（所有分力）

（2）、低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使Ⅱ轴上的轴向力相互抵消？

1题6图

7、题7图所示，一对直齿圆锥齿轮传动，已知：m =3mm ，z 1=24，z 2=48，b =25mm ，小锥齿轮传递功率P 1=2KW ，n 1=160r/min 。试求：齿轮啮合点处作用力的大小和方向（各用三个分力表示）。

9、有一非标准单级斜齿圆柱齿轮减速器，电机驱动，可靠性要求一般。已知：m n =5mm ， z 1=23，

z 2=92，β =10°4´19˝，b =93mm ，小齿轮为45钢调质250HB ，大齿轮为ZG 45，正火200HB ，精度选8级，n 1=520r/min ，载荷有不大的冲击，单向传动，一班制工作，要求使用寿命为15年，试确定该齿轮传动能传递的最大功率。

第13章 蜗杆传动

17、题17图所示的ZA 型蜗杆传动装置中，蜗轮为主动件，蜗杆输出功率Ｐ＝0.1KW ，蜗轮转速ｎ２=50r/min ，蜗杆头数z 1=2，蜗轮齿数z 2=47，模数m =1.6mm ，蜗杆分度圆直径d 2=20mm ，当量摩擦系数μV =0.07．要求计算： (1)、蜗杆导程角，当量摩擦角，此蜗杆传动能否自锁？ (2)、蜗杆转向（标在图上）．

(3)、蜗轮受力的大小，方向（标在图上）． (4)、传动效率，蜗轮输入功率．

18 如图所示，为一提升机构的传动示意图，重物G 悬挂在钢丝绳上，钢丝绳绕在直径D =200mm 的卷筒上，卷筒与蜗轮联接为一体，转动手柄可以提升重物G ，斜齿圆柱齿轮的齿数z 1=20，z 2=60，m n =3，蜗杆头数z 3=1，蜗轮齿数z 4=60，蜗轮分度圆直径d 4=240mm ，蜗杆传动压力角α=20°，不变位，系统总效率η＝0.35，蜗杆传动的效率η1＝0.4。求： （1）、匀速提升重物时，各轮转向如何？在图中标出 （2）、若蜗杆传动的当量摩擦系数μV ＝0.118，蜗杆直径系数q ＝12.5，试判断蜗杆传动能否自锁。为什么？

（3）、若要求轴Ⅱ上的轴向力较小，斜齿圆柱齿轮1、２的螺旋线的旋向如何取？

（4）、在图上标出斜齿圆柱齿轮１、２，蜗杆3、蜗轮4上所有力的方向。

（5）、求出蜗杆3、蜗轮4上所有力的大小。

第14 链传动

三、作业与练习

5、套筒滚子链传动采用三排链，链节距mm p 875.15=，主动链轮齿数211=z ，转速

r/min

9601=n ，工作情况系数取4.1=A K ，传动比3=i ，中心距p 40=a ，求链能传递的总

功率P 。

7、设计一带式运输机的滚子链传动。已知传递功率kW 5.7=p ，主动链轮转速r/min 9601=n ，轴径mm 38=d ，从动链轮转速r/min 3302=n 。电动机驱动，载荷平稳，一班制工作。按规定条件润滑，水平布置。

第16章 轴

三、作业与练习

1、已知一传动轴，传递功率kW 37，转速r/min 900=n ，如果轴上的扭切应力不许超过MPa 40，试求该轴的直径。

2、已知一单级直齿圆柱齿轮减速器，用电动机直接拖动，电动机功率kW 22=P ，转速

r/min 14701=n ，齿轮模数mm 4=m ，齿数82,1821==z z 。若支承间的跨距mm 180=l （齿轮

位于跨距中央），效率η＝0.97，轴的材料用45钢调质，试计算输出轴危险截面的直径。