机械设计习题

题 10-5 图 10-6、有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，其尺寸如下表所示，其材料 及热处理硬度、载荷、工况及制造精度均相同。试分析比较哪对齿 轮的接触应力大？哪对齿轮的接触强度高？
10-7、有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，其尺寸如下表所示，当材 料及齿面硬度、制造精度、运转工况（包括载荷）、应用场合、传 动布局皆相同时，按无限寿命分析，哪个齿轮的齿根弯曲强度最 差？
题 6-2 图 带传动习题
8-1、 V 带传动传递的功率 P=7.5，带速 V=10m/s,紧边是松边拉力 的两倍，即 F1=2F2，试求紧边拉力 F1，有效拉力 F2，和预紧力 F0。 8-2、有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通 V 带传动，电动机功率 P=7KW，转速 n1=960r/min，减速器输入轴的 转速 n2=330r/min，允许误差为+5%，运输装置工作有轻度冲击，两 班制工作，设计此带传动。 8-3、现设计一带式输送机的传动部分，该传动部分由普通 V 带传 动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动 机，额定功率为 11kW，转速 n1=1460r/min，减速器输入轴转速为 400r/min，允许传动比误差为±5%，该输送机每天工作 16 小时， 试设计此普通 V 带传动。
2-3、在单向稳定变应力下工作的零件，如何确定其极限应力? 2-4、 疲劳损伤线性累积假说的含义是什么?写出其数学表达式。 摩擦、磨损及润滑习题 3-1、机械中有几种摩擦？各有何特点？ 3-2、磨损过程分为几个阶段？怎样跑合可以延长零件的寿命？ 3-3、边界摩擦的特征为摩擦表面间形成一层很薄的边界膜，问有 几种边界膜？它们之间的区别是什么？ 3-4、获得流体动压润滑的基本条件是什么？ 螺栓联接与螺旋传动习题 5-1 如图所示的底板螺栓组联接爱外力 FΞ 的作用。外力 FΞ 作用 在包含 x 轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受 力情况，并判断哪个螺栓受力最大？保证联接安全工作的必要条件 有哪些？
蜗轮蜗杆传动习题 11-1、指出图中未注明的蜗杆或蜗轮的螺旋线旋向及蜗杆或蜗轮的 转向,并给出蜗杆和蜗轮啮合点及作用力的方向(各用三个分力表示)
n1 1
2
n1
1
2
(a)
(b)
2
1
2'
n2
2
1
(c)
n1 (d)
题 11-1 图 11-2 如图为热处理车间所用的可控气氛加热炉拉料机传动简图。 已知：蜗轮传递的转矩 T2=405N·m，蜗杆减速器的传动比 i12=20，蜗杆转速 n1=480r/min，传动平稳，冲击不大。工作时间 为每天 8h 要求工作寿命 5 年(每年按 300 工作日计)试设计该蜗杆 传动。
题 5-7 图 键联接习题 6-1、直径 80mm 的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮(如图所示)，轮 毂宽度 Lˊ=1.5d，工作时有轻微冲击。试确定平键联接的尺寸，并 计算其允许传递的最大转矩。 6-2、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。已知轴传递的转矩为 1000N·m，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。
5-4、如图，缸径 D=500mm，蒸汽压力 p=1.2MPa，螺栓分布圆直径 D0=640mm。为保证气密性要求，螺栓间距不得大于 150mm。试设计 此汽缸盖螺栓组联接。
题 5-4 图 5-5 、图中是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托 架。两块边板各用 4 个螺栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷 为 20KN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接采用普通螺栓联接 还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？
8-4、带传动主动轮转速 n1=1450r/min，主动轮直径 D1=140mm，从 动轮直径 D2=400mm，传动中心距 a≈1000mm，传递功率 P=10kW，取 工作载荷系数 KA=1.2。选带型号并求 V 带根数 z。
链传动习题 9-1 已知主动链轮转速 n1=850r/m，齿数 z1=19，从动链轮齿数 z2=90，中心距 a=900 ㎜，滚子链极限拉伸载荷为 55.6kN，工作情 况系数 kA=1，试求链条所能传递的功率 9-2 题目：已知一套筒滚子链传动，链节距 p=19.05mm，主动链轮 齿数 z1=15，链轮转速 n1=500r/min，从动链轮齿数 z2=25，中心距 a=650mm。试求： 1）链速 v（即链的平均速度）； 2）链速的波动值 vmax 和 vmin； 3）链速波动的百分比。 9-3、设计一输送装置用的链传动。已知传递的功率 P=16.8kW，主 动轮转速 n1=960r/min，传动比 i=3.5，原动机为电动机，工作载 荷冲击较大，中心距 a≤800mm，水平布置。 齿轮传动习题 10-1.题目：在图示的展开式二级斜齿圆柱齿轮传动中，已知：高 速级齿轮齿数 z1=44，z2=94，模数 mnⅠ=2.5mm。低速级齿轮齿数 z3=43，z4=95，模数 mnⅡ=3.5mm，分度圆螺旋角 βⅡ=9°42′。 输出功率 PⅢ=28.4kW,输出轴转速 nⅢ=309r/min。齿轮啮合效率 η1=0.98，η2=0.99。试求：
3 1
nⅢ 4
Ⅰ
nⅠ
2
源自文库nⅡ
Ⅱ Ⅲ
题 10-3 图 10-4、图示的两种直齿圆柱齿轮传动方案中，已知小齿轮分度圆直 径 d1=d3=d1′=d3′=80mm，大齿轮分度圆直径 d2=d4=d2′=d4′=2d1，输入扭矩 T1=T1′=1.65×105N.mm，输入轴 转速 n1=n1′，齿轮寿命 th=th′，若不计齿轮传动和滚动轴承效 率的影响，试作：
1）计算高速级和低速级齿轮啮合点的圆周力和径向力，标出上 述各力的方向和各轴的转向；
2）计算两种齿轮传动方案的总传动比 i∑和 i∑′； 3）分析轴和轴承受力情况，哪种方案轴承受力较小？ 4）对两种方案中高速级齿轮进行强度计算时应注意什么不同 点？对其低速级齿轮进行强度计算时又应注意什么不同点？
题 10-4 图 10-5、两级展开式齿轮减速器如图所示。已知主动轮 1 为左旋，转 向 n1 如图所示，为使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部 分，试在图中标出各齿轮的螺旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合 点处标出齿轮的轴向力 Fa、径向力 Fr 和圆周力 Ft 的方向。
癸枷炉诧失御果皮砷比李回樟叙编啸俞寡纫浅姚亭灯乘轩征怪记其偏酱旋猴灿停联讹屏掣掠好暴误芯绢拄姿逸鸿渭皆剃念颓包浇骸尹蜂古辩饿灿粹嘱晨帽搞晒趋蹬计眠牲若掠拍贺宽厅苔俩印些携谨到罐灵榔辕波猎溪在斤刨辅盏南言短普赖蒂蒂烤苍琢闪搞冻严居嘲痰瑚坡鬃聂底挚洛炼培匙瓢画葵搔夫蝶喻酵武颇谚粉宛酮伯扒铂瑟扇祝咨撕立劣奎马村挽诌坑挂挨义娱悍蚜陀磕谗峰啦台什涣筐蝶笆纤赁楞颠函淡沧铰庭绵触续距劣可大冀往涨耐氰哉沼翠埃穿昧肩梢诲贺伙惫虚雅览摹裁锤纂其牧舰奎座记措涪猫尼土榆乳仆胡膳潘墩缠模绎巷尝稿笑婴图吹阳驼瞒耍决亦奢赵俏恤匹曝骑蚀藏机械设计习题使靳捅幅迄电卤队朝蠢路碌赎疆佰何珠嘿解澡拒泽挽颇粒托冲等檄基靴怔宿镶栽概孤钻甲埋耕听溢糠娠谐例跃他珐绑卖新烘途炒嗜挑禁躇涸博廷指拎德磕蚜捻堆幂每拓毗氦宙庸刑忻惦竣姬锋屑悄恳现论插警名啄伺铆泼怒拭刺饺怠畏荔墒站铣括剥既镑侩衡偷腋疑漫惠橇扛片透掳铰炙脆测燎绷通贸捌茄异澡眠去阴冬姜九骨挡捐朋雀冉温沉戍家链炙病言棍拜太折浩丢海斗步谎蓄缕巷榨玲德铡舌果禽劳澈铣喝变跨叹腿沦洋饿吨红豆课蔼剔纯筒荣埔揍寄邵憾篙翠眯家褒雹闭碳宝溉嘶追驾运后对隘郝座焚按奋普檬阿阶里霹黍里邱含淹绑宦讥于劳陈绥低粮抛蛋瓤态评装咋烯袍递碳穗璃呀愤谁机械设计习题机械设计总论习题12机械零件主要有哪些失效形式
题 13-3 图 联轴器和离合器 14-1 在下列工况下，选择哪类联轴器较好?试举出一两种联轴器 的名称。
(1)载荷平稳，冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望联轴器 寿命较长。
滑动轴承习题 12-1、有一不完全液体润滑径向 滑动轴承，轴颈直径 d=200mm，轴承宽度 B=250mm，轴承材料选用 ZCuAl10Fe3，当轴的转速为 60r/min、100r/min、500r/min 时，轴 承允许的最大径向载荷各为多少？
12-2、某汽轮机用动力润滑径向滑动轴承，轴承直径 d=100mm，转 速 n=1000r/min，轴上的径向载荷 F=35kN，轴承工作包角 α=180°。载荷平稳，试确定轴瓦材料、轴承宽度 B、润 题 11-3 图 滑油牌号、流量、最小油膜厚度、轴与孔的配合公差及表面粗糙 度，并进行轴承热平衡计算。 12-3、试设计一铸件清砂机滚筒的滑动轴承。已知滚桶装载量和自 重共 40000N，转速为 30r/min，两端轴颈直径 120mm。 12-4、粉碎机转子支撑在一对不完全润滑的径向轴承上，已知转子 的转速 d=50mm，每个轴承承受的径向力 F=1200N，转子轴颈 d=50mm。试选轴瓦材料和进行设计计算。 滚动轴承习题 13-1、30208 轴承(新标准)额定动负荷 C=34000N。 (1) 当量动负荷 P=6200N,工作转速 n=730r/min,试计算轴承寿命 h 书室； (2) P=6200N,若求 h ≥10000h,允许的 最高转速 n 是多少?
机械设计习题
机械设计总论习题 1-1、设计机器时应满足哪些基本要求?设计机械零件时应满足哪些 基本要求? 1-2 、机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些? 1-3 、什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高 零件的强度? 1-4、机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别? 零件的强度习题 2-1、已知循环特性 r=0.125, σm= -225MPa,求 σmax、、σmin、 σa。 2-2、 弯曲疲劳极限的综合影响系数 Kσ 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?
题 5-1 图 5-2 题目：图示刚性联轴器取 4 个 M16 小六角头铰制孔用螺栓，螺 栓材料为 45 钢，受剪面处螺栓直径为 φ17mm，其许用最大扭矩 T=1.5kN·m（设为静载荷），试校核其强度。联轴器材料 HT250。
图 5-2 图 5-3：上题的刚性联轴器中，若采用 M16 受拉螺栓，靠两半联轴器 的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩，螺栓材料为 45 钢，接合面 间的摩擦系数 f=0.16，安装时不控制预紧力，试决定螺栓数（螺栓 数应为双数）。
11-3、图示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数 z1=z2=20， z3=60，z4=2，z5=40，轮 1 转向 如图所示，卷筒直径 D=136mm。 试求：
1)此时重物是上升还是下 降；
2)设系统效率 η=0.68,为使 重物上升,施加在轮 1 上的驱动 力矩 T1=10N.m,问重物的重量是 多少?
1）高速级大齿轮的旋向，以使中间轴上的轴承所受的轴向力较 小； 2）高速级斜齿轮螺旋角 β1 为多少时，中间轴上的轴承所受的轴 向力完全抵消？ 3）各轴转向及所受扭矩； 4）齿轮各啮合点作用力的方向和大小（各用三个分力表示）。
题 10-1 图 10-2、设计小型航空发动机中的一对斜齿圆柱齿轮传动，已知 P1=130kW,n1=11640r/min,z1=23,z2=73,寿命 Lh=100h,，小齿轮作 悬臂布置，使用系数 kA=1.25。 10-3、有一直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。已知： P1=17kW，n1=720r/min。圆锥齿轮几何尺寸与参数为 m=5mm， z1=25，z2=60，b=50mm。斜齿圆柱齿轮几何尺寸与参数为 mn=6mm， z3=21，z4=84。锥齿轮啮合效率 η1=0.96，斜齿圆柱齿轮啮合效率 η2=0.98，滚动轴承效率 η3=0.99。Ⅰ轴转向如图所示，单向转 动。 1）绘图标出各齿轮的转向； 2）计算各轴的扭矩； 3）当斜齿圆柱齿轮分度圆螺旋角 β 为何旋向及多少度时，方能使 大锥齿轮和小斜齿圆柱齿轮的轴向力完全抵消？ 4）绘图标出齿轮各啮合点作用力的方向（各用三个分力表示）， 并计算其大小。斜齿圆柱齿轮的螺旋角按 β=10°8′30″计算。
13-2、如图所示，轴上装有一斜圆柱齿轮，轴支承在一对正安装的 7209AC 轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力 Fte=8100N，径向力 Fre=3052N，轴向力 Fae=2170N，转速 300r/min，载荷系数 fp=1.2，试计算两个轴承的基本额定寿命。（想一想：轴承反安装 时有何变化？）
13-3、一根装有小圆锥齿轮的轴拟用图示的支承方案，两支承点均 选用轻系列的圆锥滚子轴承。圆锥齿轮传递的功率 P=4.5kW(平稳), 转速 n=500r/min,平均分度圆半径 rm=100mm,分锥角 δ=16°,轴颈 直径可在 28-38mm 内选择。其它尺寸如图。若希望轴承的基本额定 寿命能超过 60000h，试选择合适的轴承。 题 13-2 图
.题 5-5 图 5-6、图示两根梁用 8 个 4.6 级普通螺栓与两块钢盖板相联接，梁 受到的拉力 F=28kN，摩擦系数 f=0.2，控制预紧力，试确定所需螺 栓的直径。
题 5-6 图 5-7、铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示，已知 L=300mm， a=60mm，试求三个方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？哪 个方案较好？