机械设计作业集
机械设计作业题集(119题)
机械设计作业集滕启王科社编写系：____________专业：___________班级：______________ 学号：____________姓名：____________学年第学期北京机械工业学院机械设计教研室1999年1月21日— 1 —前言本作业集是学习机械设计课的辅助教材。
编写本教材目的是为了引导同学看书学习，方便同学做作业，也利于教师批改，并使作业规范化。
作业集中题目类型有判断、问答、选择、填空、分析、计算、画图和结构设计题等。
机械设计课作为机类专业的技术基础核心课，在以往同学学习机械设计课程时，常会感到教材内容看懂了，但是不会做习题。
究其原因：一是由于这是一门头一次遇到的实践性很强的课程，它的习题比以前的材料力学、机械原理等课程的习题更为联系实际，其解题方法有较大的差别；二是由于解题时要用到有关实际零、部件的材料（包括热处理）、制法、结构、装配、标准、规范等方面的知识；三是由于机械设计习题的解题过程一般比较复杂，而且往往不是只有一个答案，常需经过对比、分析才能作出抉择，因而可能须经某些试算与反复；四是由于同学还没有设计经验，对解题结果缺乏判断力，心中不太踏实。
因此，有必要在此作业集的前言中对如何作机械设计习题作些说明，并介绍一些有关解题的步骤、方法及注意要点，希望同学在做作业之前，认真详细的阅读以下的内容，按照指引的步骤和注意要点进行解题，力求获得加深理解和提高解题效率。
一、解题作用与目的机械设计既然是一门实践性很强的课程，学习时就不仅要掌握其中的基本知识、基本理论和基本方法，而且要能运用它们设计出合用的机械零、部件和简单的机械。
因此必须通过各个实践环节的锻炼，才能真正学到手。
做习题就是其中的一个重要实践环节。
机械设计课程安排习题的目的，主要使同学通过作题，练习根据习题给出的原始数据、已知条件和解题要求，经过自己的分析思考，运用所知识和借助有关有关的公式、图表、手册等，去设计或选用合格的机械零、部件，从而加深理解设计理论和计算方法，熟悉常用的设计资料，掌握初步的设计技能。
机械设计作业集答案
《机械设计作业集》（第三版）解题指南西北工业大学机电学院2008.7前言本书是高等教育出版社出版、西北工业大学濮良贵、纪名刚主编《机械设计》（第八版）和李育锡主编《机械设计作业集》（第三版）的配套教学参考书，其编写目的是为了帮助青年教师使用好上述两本教材，并为教师批改作业提供方便。
本书对《机械设计作业集》（第三版）中的大部分作业题给出了参考解答。
对于设计计算类题，由于选材、取值等的不同，会得出不同的解答，这类题的设计计算方法可参考《机械设计》教材中的例题，本书略去解答。
本书是机械设计课程教师的教学参考书，也可供自学机械设计课程的读者和考研学生参考。
《机械设计作业集》已经使用多年，希望广大教师将使用中发现的问题和错误、希望增加或删去的作业题、以及对《机械设计作业集》的改进建议告知编者（电子信箱：****************），我们会认真参考，努力改进。
本书由李育锡编写，由于编者水平所限，误漏之处在所难免，敬请广大使用者批评指正。
编者2008.7目录第三章机械零件的强度 (1)第四章摩擦、磨损及润滑概述 (5)第五章螺纹连接和螺旋传动 (6)第六章键、花键、无键连接和销连接 (9)第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接 (11)第八章带传动 (15)第九章链传动 (18)第十章齿轮传动 (19)第十一章蜗杆传动 (24)第十二章滑动轴承 (28)第十三章滚动轴承 (30)第十四章联轴器和离合器 (34)第十五章轴 (36)第十六章弹簧 (41)机械设计自测试题 (43)第三章机械零件的强度3—1 表面化学热处理；高频表面淬火；表面硬化加工；3—2 （3）；3—3 截面形状突变；增大；3—4 （1）；（1）；3—5 （1）；3－6 答：零件上的应力接近屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数在 103～104范围内，零件破坏断口处有塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为低周疲劳破坏，例如飞机起落架、火箭发射架中的零件。
(机械制造行业)机械设计作业集
机械设计作业集第五章螺纹一、简答题1.相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何差异?2.螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连结在应用上有何不一样?3.为何多半螺纹连结都要求拧紧 ?预紧的目的是什么？4.连结用螺纹已经知足自锁条件，为安在好多连结中还要采纳防松举措 ?5.防松原理和防松装置有哪些 ?6.为何只受预紧力的紧螺栓连结，对螺栓的强度计算要将预紧力增大到它的 1． 3 倍按纯拉伸计算 ?7.常有的螺栓中的螺纹是右旋仍是左旋、是单线仍是多线？GB5782-2000 螺栓 M16X100 ，8.8 级，螺栓试问：螺栓的公称直径是多少?100 是螺栓哪部分的长度？螺栓的折服极限是多少？8. 为何螺母的螺纹圈数不宜大于10 圈？提高螺栓联接强度有哪些主要举措？二、计算题1.图示螺栓联接中，采纳两个 M20的 4.6 级一般螺栓，其安全系数为 1.5 ，联接接合面间的摩擦系数f=0.20 ，防滑系数Ks 1.2，计算该联接同意传达的静载荷F。
（ M20 的螺栓d117.294mm ）2.一悬臂粱由四个一般螺栓联接固定于立墙上的两个夹板间，以下图，已知载荷 P=1000N，螺栓布局和有关尺寸以下图，试选择螺栓直径d。
（ 15 分）注：（1）螺栓的性能等级为 6.8 ；安全系数为 1.5.（ 2）图示尺寸单位为 mm；（3）板间摩擦系数 f=0.15 ，防滑系数 KS=1.2 ；；（4）螺纹标准见下表：螺纹外径 d（ mm）56810121416螺纹内径 d1 4.1 4.9 6.68.310.1011.813.83（ mm）3417477663553. 图示刚性联轴器由6个均布于直径D0195mm 的圆周上的螺栓联接，联轴器传达的转矩T 2600N.m。
试按以下状况校核该螺栓联接的强度。
（ 1）采纳M16 的小六角头铰制孔螺栓，如图方案I ，螺栓受剪处直径d17mm，螺栓材料为45 钢，许用剪应力[ ][ ] p1300MPa；联轴器的材195MPa；许用挤压应力料为HT250，许用挤压力[ ] p 2100MPa。
机械设计作业集及答案(南昌航空大学)
。
A. 止动垫片 B.对顶螺母
C.串联钢丝
D.开口销
14. 在下列具有相同公称直径和螺距并采用相同配对材料的螺旋付中，传动效率最高的是
螺旋副。
A. 单线矩形
B. 单线梯形
C. 双线矩形
D. 双线梯形
15. 键联接的主要用途是使轴与轮毂之间
。
A. 沿轴向固定并传递轴向力
B. 沿轴向可作相对滑动并具有导向作用
3. 变应力特性可用五个参数中的任意
A. 一个
B. 两个
个来描述。
C. 三个
D. 四个
4. 下列四种叙述中， A. 变应力只能由变载荷产生
是正确的。 B. 静载荷不能产生变应力
C. 变应力是由静载荷产生
D. 变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产
生
5. 在进行疲劳强度计算时，其极限应力为材料的
A. 屈服极限
18. 平 键 联 接 能 传 递 的 最 大 扭 矩 为 T ， 现 要 传 递 的 扭 矩 为 1.5T ， 则
应
。
A. 把键长 L 增大到 1.5 倍
B. 把键宽 b 增大到 1.5 倍
C. 把键高增大到 1.5 倍
D. 安装一对平键
19. 为了不严重削弱轴和轮毂的强度，两个切向键最好布置成
。
在具体设计时一般顺序是
。
A. b→a→c→d
B. b→c→a→d
C. a→c→b→d
D. c→d→b→a
28. 轴上装有一对平键时，若传递扭矩 T=150N·m，则验算强度时，仍可按一个平键来计算，
只要把传递扭矩改为
Nm。
A. 120
B. 100
C. 75
D. 50
机械设计作业集第四版教学设计
机械设计作业集第四版教学设计引言机械设计是机械工程师必须掌握的一项技能，而作业则是学习的重要部分。
机械设计作业集的设计与实施至关重要，这不仅对学生有很大的帮助，也有助于教师更好地评估学生的学习情况。
在本文中，我们将介绍如何设计和实现机械设计作业集第四版。
第一章：目标和目的第一章的目标是明确机械设计作业集第四版的目标和目的。
本章将包括以下内容：•确定作业集的目标和目的•确定作业集的重点和难点•明确学生需要掌握的知识和技能在此基础上，我们可以为机械设计作业集第四版制定适当的教学策略和方案。
第二章：作业设计和构思第二章的目标是设计和构思机械设计作业集第四版。
具体内容如下：•根据作业的目标和目的，确定作业内容和形式•设计具有挑战性和适当难度的作业•避免作业过于简单或复杂，应确保作业对各个层次的学生来说都是合适的作业应该由简单到复杂，由易到难，让学生逐步掌握知识和技能，提高他们的学习兴趣和学习成果。
第三章：作业实施第三章将重点介绍如何实施机械设计作业集第四版。
具体内容如下：•分组实施作业，组内学生之间形成合作学习的氛围。
•制定详细的实施计划，包括作业的时间和形式。
•在实施时，要对学生进行具体指导，解决他们的问题，并对作业进行定期评估，以促进学习的进展。
在本章中，还可以适当加入讨论和互动环节，鼓励学生发表自己的看法和发现。
第四章：作业评估与反馈第四章的目标是为机械设计作业集第四版制定评估方案。
评估方案应该具备以下几个方面：•设计合适的评估标准，考虑到学生的不同水平和学习进度。
•定期评估作业的实施效果以及学生的学习水平。
•对评估结果进行分析并及时提供反馈，以促进学生的进步。
结论本文介绍了机械设计作业集第四版的教学设计。
这一设计不仅可以帮助学生更好地掌握机械设计的知识和技能，同时也可以帮助教师更好地评估学生的学习情况。
机械设计作业集的设计和实施是复杂的过程，需要注重细节和反复研究，最终实现达到预期目标的效果。
机械设计作业集(答案)
机械设计作业集（答案）第五章螺纹一、简答题1.相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别?答普通三角螺纹的牙型角为60 º，又分为粗牙螺纹和细牙螺纹，粗牙螺纹用于—般连接，细牙螺纹在相同公称直径时，螺距小、螺纹深度浅、导程和升角也小，自锁性能好，适合用于薄壁零件和微调装置。
细牙螺纹的自锁性能好，抗振动防松的能力强，但由于螺纹牙深度浅，承受较大拉力的能力比粗牙螺纹差。
2.螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同?答(1)普通螺栓连接：被连接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。
装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。
(2)精密螺栓（铰制孔螺栓）连接：装配间无间隙，主要承受横向载荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制扎螺栓连接。
(3)双头螺柱连接：螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被连接件，另一端配以螺母，适于常拆卸而被连接件之一较厚时。
装拆时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被连接件中拧出。
(4)螺钉连接：适于被连接件之一较厚(上带螺纹孔)、不需经常装拆、受载较小的情况。
一端有螺钉头、不需螺母。
(5)紧定螺钉连接：拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。
可传递不大的轴向力或扭矩。
3.为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么？答绝大多数螺纹连接在装配前都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到力的作用。
这个预先加的作蝴用力称为顶紧JJ力。
预紧的目的在于增强连接的紧密性和可靠性，以防止被连接件在受力后出现松动、缝隙或发生滑移。
4.连接用螺纹已经满足自锁条件，为什么在很多连接中还要采取防松措施?答; 对于一般单线螺纹，螺旋升角小于螺旋副的当量摩擦角，本身能满足自锁条件，但是在冲击、振动或变载荷作用下，螺旋副摩擦力可能减小或瞬时消失，多次反复作用后，就可能松脱。
另外，在温度大幅度变化的情况下，反复的热胀冷缩，也会造成松脱。
机械设计作业集
机械设计作业集1. 引言机械设计是机械工程学科的重要内容之一，通过学习机械设计可以培养学生的创新能力、动手能力和问题解决能力。
在机械设计的学习过程中，作业是非常重要的一部分，它不仅能巩固学生的理论知识，还能锻炼学生的实践能力。
本文档收集整理了一些机械设计作业题目，旨在帮助学生加深对机械设计知识的理解，提高机械设计的能力。
2. 作业题目2.1 齿轮设计2.1.1 齿轮传动计算某机械系统中需要设计一个齿轮传动，输入轴的转速为500转/分，要求输出轴的转速为750转/分，输入轴的动力为10 kW。
请计算并选择合适的齿轮参数（包括模数、齿轮齿数等），并绘制齿轮传动的传动比示意图。
2.1.2 齿轮磨损分析假设齿轮在使用一段时间后开始出现磨损，磨损的形状为中凹型。
已知齿轮的模数为2 mm，齿轮的压力角为20°，齿轮的硬度为40 HRC。
请计算齿轮的损失功率和损耗系数，并分析磨损对齿轮传动的影响。
2.2 弹簧设计2.2.1 弹簧刚度计算假设弹簧的自由长度为100 mm，直径为10 mm，材料为弹簧钢，弹簧的腰径为4 mm。
请计算弹簧的刚度，并绘制弹簧的张力-位移曲线。
2.2.2 弹簧失效分析已知弹簧的设计寿命为100,000次，每次循环加载为500 N，弹簧的材料为铬钼合金钢。
请计算弹簧的寿命，并分析弹簧的失效原因和改进措施。
2.3 轴设计2.3.1 轴的强度计算某机械系统中需要设计一个轴，轴的长度为500 mm，直径为50 mm，材料为40CrMoV。
请计算轴的最大正应力和安全系数，并绘制轴的应力-应变曲线。
2.3.2 轴的振动分析对于某转动的轴，已知其质量为10 kg，长度为1 m，弯曲刚度为1000 N/m，剪切刚度为500 N/m，转速为1000 rpm。
请计算轴的固有频率和临界转速，并分析振动对轴的影响。
3. 总结机械设计作业是机械设计学习过程中的重要组成部分，通过解答这些作业题目，可以帮助学生巩固机械设计的理论知识，提高机械设计的实践能力。
机械设计作业集教学设计
机械设计作业集教学设计引言机械设计是机械工程专业的核心学科之一，涉及机械结构设计和机械零件设计两大方面。
在教学中，机械设计作业集是一种非常重要的教学形式，有助于提高学生的实践能力和综合素质。
本文介绍了一份机械设计作业集教学设计，以便为机械设计教学提供参考。
教学目标通过机械设计作业集教学，达到以下几个目标：1.培养学生的实践能力和团队协作精神；2.加深学生对机械结构设计和机械零件设计的理解和掌握；3.提高学生的设计能力和解决问题的能力。
教学内容本次机械设计作业集教学，要求学生分为若干个小组，每个小组负责完成以下几个任务：1.机械结构设计：设计一座桥梁，满足一定的载荷要求，并且尽可能地减小结构重量和材料使用量；2.机械零件设计：设计一款具有特定功能的机械装置，包括主要部件的设计和制造工艺的考虑；3.机械系统设计：设计一个复杂的机械系统，包括传动、控制等方面，对系统进行仿真和实验验证。
每个小组需要在规定的时间内完成上述任务，并编写一份详细的设计报告，包括设计思路、方案选择和评价、制造工艺和实验结果等。
同时，小组需要在设计报告中体现出团队合作和个人贡献。
教学方法为了保证机械设计作业集教学的效果，采用如下教学方法：1.课堂讲授：通过讲解机械结构设计基础理论、机械零件设计原则和机械系统仿真等方面的知识，提高学生的理论水平；2.实践教学：为学生提供充足的机会进行实践，并在实践过程中及时指导和纠正；3.小组讨论：鼓励学生在小组内开展讨论和交流，提高团队协作精神和解决问题的能力；4.结合案例教学：引入经典案例，让学生深入了解现实中的机械设计应用，增强实践感受和应用能力。
教学评估教学评估是机械设计作业集教学中不可忽视的环节，需要从学生学习效果、实践能力和综合素质等多个角度进行评估。
具体评估方式如下：1.作业评分：根据学生交上来的设计报告，对其设计方案和实现效果进行评分；2.小组讨论评估：对小组内部讨论和合作过程进行评估，考察学生的团队协作和沟通能力；3.实践表现评估：对学生在实验中的表现进行评估，包括实验方案的设计、数据处理等多个方面；4.学生反馈评估：通过学生评价问卷，了解学生对本次教学的意见和建议，针对不足之处加以改进。
机械设计作业集答案 (2)
机械设计作业集答案问题一：公差链与公差协调1.1 公差链的定义与作用公差链是指在产品设计、制造和检验过程中，涉及到公差传递的各种关系的有机组合。
在产品设计中，为了保证产品的质量和性能，需要对各个零部件的尺寸和位置进行控制，而公差链就是用来描述和分析这些零部件之间的公差传递关系的。
公差链的作用主要有以下几点： - 通过公差链的分析，可以确定产品在设计和制造过程中出现的公差带的分布范围，从而帮助设计人员确定合适的公差方案。
- 公差链可以帮助设计人员识别公差源，即造成产品公差的主要因素，便于进行优化和改进。
- 公差链的分析结果还可以为制造和检验过程提供参考，有助于指导生产和检测工艺。
1.2 公差协调的原则公差协调是指在机械设计中，通过合理选择和分配零部件的公差，以确保产品在设计要求下能够在制造和使用过程中满足性能和质量的要求。
公差协调的原则主要包括以下几个方面：1.2.1 公差合理分配原则公差合理分配原则是指在设计过程中，应根据零部件的功能、重要性和制造难度等因素来合理分配公差。
一般来说，对于功能重要且制造难度大的零部件，公差分配应较严格；而对于功能次要且制造难度小的零部件，公差分配可以相对宽松。
1.2.2 公差传递原则公差传递原则是指在公差协调中，要注意零部件之间公差的传递关系。
公差传递关系可以通过公差链的分析得到。
在公差传递时，要尽量减小公差的传递倍数，避免公差的累加误差。
1.2.3 公差统计原则公差统计原则是指在选择和应用公差时，要根据实际情况采用合适的统计方法和公差值。
一般来说，对于要求产品性能和质量较高的情况，应采用较为严格的统计方法和较小的公差值，以确保产品能够满足要求。
1.3 公差链的计算方法公差链的计算方法主要有以下几种：1.3.1 最坏情况法最坏情况法是指在公差链的计算中，假设各个零部件的公差都取其最大值，然后计算出整个系统的公差范围。
这种方法计算简单直观，但可能会导致公差范围过大。
机械设计作业答案(河科大版)
学
号
批改日期
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机械设计作业集解答
3—24 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？在相同的应力变化规律下， 零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么（用疲劳极限应力图说明）？ 答：考虑零件的几何形状变化、加 σ a 工尺寸、加工质量及强化因素的影响， 使得零件的疲劳极限要小于材料试件 零件 的疲劳极限。 在相同的应力变化规律下， 零件和 材料试件的失效形式相比不一定相同， 如图示： Ｍ１点相同， 而Ｍ２点材料静强 度失效，零件是疲劳失效，不同区域为 图中阴影面积。
d1
A
D
题 3—14 图 3—15 在上题 A 图中，d 2 =2d 1 ，小圆柱的弹性模量为 E 1 ，大圆柱的弹性模量为 E 2 ，E 为一定值， 大小圆柱的尺寸及外载荷 F 一定，则在以下四种情况中， D 的接触应力最大， A 的接触应 力最小。 A E 1 =E 2 =E/2 B E 1 =E、E 2 =E/2 C E 1 =E/2、E 2 =E D E 1 =E 2 =E
S σ Sτ
2 Sσ + Sτ2
表示
复合（双向）应力状态下
疲劳或静
强度的安全系数，而
S=
σs
2 2 σ max + 4τ max
表示
复合（双向）
应力状态下的
静 强度的安全系数。
3—21 零件表面的强化处理方法有 化学热处理 、 高频表面淬火 、 表面硬化加工 等。 3—22 机械零件受载荷时，在 截面形状突变处 产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强 度的增大而 增大 。
3—28 某零件如图所示，材料的强度极限σ B =650Mpa，表面精车，不进行强化处理。试确定Ⅰ-Ⅰ 截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数 K σ 和剪切疲劳极限的综合影响系数 K τ Ⅰ R3 解： 附图 3-1 ， Φ48 Ⅰ 题 3—28 图 Φ40
机械设计作业集2第五版答案
机械设计作业集2第五版答案机械设计基础试题：1 与齿轮等啮合传动相比较，带传动的优点有哪些?答案 1.因具有较好的弹性,可缓和冲击及振动,传动稳定, 噪声大.2.靠摩擦传动的带,过载时将在轮面上打滑,起到安全保护作用3.可以用作两轮中心距很大的场合4.传动装置结构简单,制造容易,维修方便,成本较低.2 与齿轮等压板传动相比较，拎传动的缺点存有哪些?答案1.靠摩擦传动的带传动,由带的弹性变形产生带在轮上的弹性滑动,使传动比不稳定,不准确.2.拎的寿命短,传动效率高, V拎传动的效率约为0.95 .3.无法用作严酷的工作场合.3 V带传动的主要参数有哪些?答案小带轮直径d,小带轮包角,带速v,传动比i,中心距a,初拉力F,拎的根数z,拎的型号等.4 带传动中，以带的形状分类有哪几种形式?答案平带,V拎,多楔带,圆带和活络拎传动.5 按材料来说，带的材料有哪些?答案棉织橡胶制备的,尼龙橡胶制备的和皮革等.6 带传动的打滑经常在什么情况下发生?答案当拉力差值大于摩擦力极限值时,拎与轮面之间的滑动在整个包角内发生,此时主动轮旋转无法传至带,则拎无法运动,拎传动丧失工作能力,此时爆胎情况出现.7 带传动时，带的横截面上产生那些应力?答案扎形变,Vergt形变和弯曲应力.8 在V带传动中，拉力差与哪些因素有关?答案主动轮包角,当量摩擦系数,拎轮楔角,材料摩擦系数有关.9 带传动为什么要限制带速，限制范围是多少?答案因带速愈小,则离心力愈小,并使轮面上的也已压力和摩擦力增大,拎忍受的形变减小,对传动有利,但有效率圆周力维持不变时,带速低有助于提升承载能力,通常带速在5~25m/s范围为宜.10 带传动中，小带轮的直径为什么不宜太小?答案因带轮的直径愈小,带愈薄,则拎的弯曲应力愈小,对拎传动有利,所以拎轮直径不必过大.11 V带传动的主要失效形式有哪些?答案主要失灵形式存有爆胎,磨损,散层和烦躁脱落.12 带传动的设计准则是什么?答案设计准则为避免爆胎和确保足够多的使用寿命.13 V带传动设计计算的主要内容是确定什么?答案拎的型号,根数,基准长度,拎轮直径,中心距和拎轮的结构尺寸,以及采用何种张紧装置.14 V带的型号有哪几种?答案型号存有Y,Z,A,B,C,D,E七种15 带传动中，增大包角的主要方法有哪些?答案加强中心距和带的松边外侧加张很紧轮，可以提升包角.16 带传动中，为什么常设计为中心距可调节?答案一就是调整初拉力,提升拎的传动能力.二就是可以加强中心距,减小包角,提升传动能力.三就是易于修理.17 带传动中的工况系数K与哪些主要因素有关?答案 K与拎传动中的载荷性质,工作机的类型,原动机的特性和每天工作时间有关.18 带传动为什么要核验包角?答案小带轮包角愈小,碰触弧上可以产生的摩擦力也越大,则拎传动的承载能力也愈小,通常情况下,增加收入包角大于120o.19 为什么要控制初拉力的大小?答案初拉力过大,音速摩擦力大,极易爆胎;初拉力过小,磨损慢，减小压轴力.20 在带传动设计时，当包角过小应采取什么措施?答案可以使用如下措施:1)减小中心距;2)掌控传动比; 3)加设张很紧轮装置.21 与带传动相比较，链传动有什么优点?答案由于链传动就是压板传动,故传动比精确,工作可靠性不好,承载能力小,传动尺寸较紧凑型,可以在严酷条件下工作(例如工作高温,多尘,易燃等)，压轴力较小.22 与带传动相比较，链传动有什么缺点?答案链传动的瞬时传动比不恒定，噪声很大.23 与齿轮传动相比较，链传动有什么优点?答案链传动的中心距很大、成本低、加装难。
机械设计作业集答案_第四版_西北工大版
《机械设计作业集》（第四版）解题指南西北工业大学机电学院2012.7前言本书是高等教育出版社出版、西北工业大学濮良贵、纪名刚主编《机械设计》（第八版）和李育锡主编《机械设计作业集》（第三版）的配套教学参考书，其编写目的是为了帮助青年教师使用好上述两本教材，并为教师批改作业提供方便。
本书是机械设计课程教师的教学参考书，也可供自学机械设计课程的读者和考研学生参考。
《机械设计作业集》已经使用多年，希望广大教师将使用中发现的问题和错误、希望增加或删去的作业题、以及对《机械设计作业集》的改进建议告知编者（电子信箱：liyuxi05@），我们会认真参考，努力改进。
本书由李育锡编写，由于编者水平所限，误漏之处在所难免，敬请广大使用者批评指正。
编者2012.7目录第三章机械零件的强度 (1)第四章摩擦、磨损及润滑概述 (5)第五章螺纹连接和螺旋传动 (6)第六章键、花键、无键连接和销连接 (9)第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接 (11)第八章带传动 (15)第九章链传动 (18)第十章齿轮传动 (19)第十一章蜗杆传动 (24)第十二章滑动轴承 (28)第十三章滚动轴承 (30)第十四章联轴器和离合器 (34)第十五章轴 (36)第十六章弹簧 (41)机械设计自测试题 (43)第三章机械零件的强度3—1 表面化学热处理；高频表面淬火；表面硬化加工；3—2 （3）；3—3 截面形状突变；增大；3—4 （1）；（1）；3—5 （1）；3－6 答：零件上的应力接近屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数在 103～104范围内，零件破坏断口处有塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为低周疲劳破坏，例如飞机起落架、火箭发射架中的零件。
零件上的应力远低于屈服极限，疲劳破坏发生在应力循环次数大于104时，零件破坏断口处无塑性变形的特征，这种疲劳破坏称为高周疲劳破坏，例如一般机械上的齿轮、轴承、螺栓等通用零件。
3－7 答：材料的持久疲劳极限σr∞ 所对应的循环次数为N D，不同的材料有不同的N D值，有时N D很大。
机械设计作业集参考答案
机械设计作业集参考答案（选择、填空题）第三章机械零件的强度一、选择题二、填空题3-16 最大应力法、安全系数法、σ ≤[σ] 、S ca≥[S]3-17 静、变3-18 疲劳失效、光滑区、粗糙区3-19无限寿命、有限寿命3-20复合（双向）、疲劳或静、复合（双向）、静3-21化学热处理、高频表面淬火、表面硬化加工3-22截面形状突变处、增大第四章摩擦、磨损及润滑概述二、填空题4-11摩擦、磨损及润滑4-12吸附4-13温度、压力4-14干摩擦、边界摩擦、液体摩擦4-15流动阻力4-16降低、降低4-17 高、低4-18齿轮齿面的胶合、齿轮齿面的磨损、齿轮齿面的点蚀4-19相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙、相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出、滑油必须有一定的粘度，且充分供油。
4-20最小厚度h min ≥ 许用油膜厚度[h]第五章螺纹连接二、填空题5-20 60°、联接、30°、传动5-21大、中、小5-22普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹 5-23螺纹升角ψ 、牙型斜角β（牙侧角）5-24螺纹副间的摩擦阻力矩T 1 、螺母环形端面与被联接件（或垫圈）支承面间的摩擦阻力矩T 2 5-25 90、螺纹根部 5-26拉、扭切5-27 接合面间的摩擦力、预紧（拉伸、扭转）、接合面间的滑移、螺栓被拉断、铰制孔用螺栓抗剪切、剪切、挤压、螺杆被剪断、螺杆与孔壁接触面被压溃（碎） 5-28 F 0+FC b /（C b +C m ）、 F 0-FC m /（C b +C m ）、[]σπσ≤⨯=212314d F . 5-29螺栓、被联接件、螺栓的刚度、被联接件的刚度，同时适当增大预紧力 5-30弯曲5-31 摩擦、机械、其它（破坏螺纹副的关系）5-32 求出螺栓组中受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行强度计算5-33合理的确定联接结合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求每个螺栓和联接结合面间受力均匀，便于加工和装配、① 联接结合面设计成轴对称的简单几何形状；② 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理；③螺栓的排列应有合理的间距、边距；④分部在同一圆周上螺栓数目应取成4、6、8等偶数 5-34 受载较大且经常装拆、调整或承受变载荷第六章 键、花键、无键联接和销联接一、选择题二、填空题6-11 普通平键、薄型平键、导向平键、滑键、普通平键、薄型平键、导向平键、滑键 6-12 B 型(方头)键 、键宽20mm 、公称长度80mm 6-13工作面压溃、工作面的过度磨损6-14两侧面、键与键槽侧面的挤压、间隙、上下两面、键的楔紧作用（摩擦力）传递转矩 6-15不6-16 1 、2、120°～130° 6-17小径 、齿形6-18 高、加工精度高，能用磨削的方法消除热处理引起的变形第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接一、选择题二、填空题7-4对接焊缝、角焊缝、同一平面内、不同一平面内 7-5剪切、拉伸第八章 带传动一、选择题二、填空题8-21 初拉力F0、摩擦系数f（当量摩擦系数f V）、小带轮包角 18-22紧边、松边拉应力（σ1、σ2）、离心拉应力σc、弯曲应力（σb1、σb2）、σmax=σ1+σc+σb1、紧边与小带轮接触处8-23 疲劳破坏、打滑、在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命8-24 1500、7508-25 安装张紧轮、调整中心距8-26小、小带轮包角小于大带轮包角8-27 高速、提高带传动的能力、工作平稳性好及起到过载保护的作用8-28计算功率、小轮转速8-29带两边的拉力差及弹性变形8-30带绕在带轮上的部分第九章链传动9-17内链板和套筒、外链板和销轴、滚子和套筒、套筒和销轴9-18越高、越大、越少9-19链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、胶合、链条静力拉断、链板的疲劳强度9-20平均、瞬时9-21 A系列、链节距为25.4mm9-22 链节距、链速第十章齿轮传动二、填空题10-23 硬、韧、齿面硬度、HBS＜350、30~50、小齿轮的循环次数多、HB S≥350、HBS1 = HBS210-24调质、正火、渗碳淬火、整体淬火、表面淬火10-25 齿面点蚀、断齿、磨损、胶合10-26 节线附近靠近齿根、为单齿啮合区、摩擦力大润滑不良10-27 悬臂梁、模数m 、不相等10-28 赫芝、分度圆直径d1（中心距a）、不变10-29渐轮齿形状对弯曲应力的影响、齿数、C、A10-30脉动10-31对称、脉动循环、-300MPa 、300MPa，、010-32 斜齿轮的优点不能充分发挥、轴向力过大、8°~ 20°、中心距10-33第十一章蜗杆传动11-15 q =d1/m11-16γ≤ϕv11-17 m a1= m t2 = m，α a1 = α t2=α，γ1＝β211-18低、好、1、2、4、611-19合金钢、淬火、锡青铜11-20蜗轮、材料上，蜗轮采用青铜，强度差、结构上，蜗杆的齿是连续的，蜗轮的齿是独立的11-21 相同、导程角11-22 啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗、溅油损耗第十二章滑动轴承二、填空题12-15避免过度磨损、限制温升，避免胶合12-16 增大、减小12-17提高、提高、增加12-18 p≤[p] 、pv ≤[pv]、v ≤ [v]12-19 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙、有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出、润滑油必须有一定的粘度，且充分供油、h min≥[h]第十三章滚动轴承二、填空题13-16 N316/P6 、51316(2) 51316 、N316/P6(3) 6306 /P5 、51316(4) 6306 /P5(5) 3030613-17深沟球轴承的外圈边沿两端厚度一样，公称接触角为0；而角接触球轴承外圈边沿两端有厚薄之分，公称接触角不为0、深沟球轴承可以承受不大的双向轴向力，而角接触球轴承只可承受单向轴向力13-18疲劳寿命13-19静强度13-20 规律性非稳定的脉动循环、稳定的脉动循环13-21 双支点各单向固定（两端固定）、一支点双向固定，另一端支点游动（一端固定、一端游动）、两端游动支承（两端游动）13-22提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动、在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙13-23精度不同数值较小的负偏差、0、负值13-24为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失、接触式密封（中低速）、非接触式密封（高速）、混合式密封（密封效果较好）第十四章联轴器和离合器14-11 变刚度、增大14-12 对中榫、铰制孔螺栓14-13齿顶制成球面，具有适当的顶隙和侧隙14-14 工况（计算力矩）、最大转速、轴孔直径14-15 破断式、嵌合式、摩擦式第十五章轴二、填空题15-13转、心、传动、转15-14 便于轴上零件安装定位、近似等强度15-15非对称循环15-16 对称、脉动15-17小于15-18 低速轴受到的转矩大得多15-19轴的强度、轴的刚度15-20轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴挡档圈、挡圈等、键、花键、过盈配合等15-21合理布置轴上零件的位置和改进轴上零件的结构以减小轴的载荷、改进轴的结构以减小应力集中、改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度15-22 改善轴的支承情况(减小跨距、改悬臂为简支、采用支承刚度大的轴承等)、增大轴的直径、采用空心轴、合理布置轴上零件的位置和改进轴上零件的结构以减小轴的载荷等。
机械设计作业集答案
机械设计作业集答案一、机械设计基础1. 什么是机械设计？机械设计是指根据工作要求，应用机械原理和机械设计理论，通过运用机械制图、机械力学等知识，进行产品的结构设计、工艺设计和性能计算等工作。
2. 机械设计的主要内容有哪些？机械设计的主要内容包括：产品的功能和性能要求分析、结构设计、工艺设计、运动与力学分析、材料选择、产品装配及工艺评价等。
3. 机械设计的基本原则有哪些？机械设计的基本原则包括：功能应符合要求、结构尽可能简单、性能可靠稳定、制造和维修方便、经济合理等。
4. 机械设计中的材料选择原则有哪些？机械设计中的材料选择原则包括：机械性能要符合要求、经济合理、便于加工和装配、耐久性和疲劳寿命长、环境适应性好等。
5. 机械设计的设计过程包括哪些阶段？机械设计的设计过程包括：产品概念设计、产品结构设计、产品零部件设计、产品装配与工艺设计、产品性能试验及改进等。
二、机械工程绘图1. 机械制图常用的画法有哪些？机械制图常用的画法包括：正投影、俯视图、侧视图、剖视图、三视图等。
2. 机械制图中常用的标注有哪些？机械制图中常用的标注包括：尺寸标注、公差标注、符号标注、材料标注等。
3. 机械制图中常用的图样符号有哪些？机械制图中常用的图样符号包括：螺纹、键槽、齿轮、轴等。
4. 机械制图中常用的尺寸公差有哪些？机械制图中常用的尺寸公差有：线性尺寸公差、角度尺寸公差、圆度、直线度、平面度等。
5. 机械制图中的视图投影法有哪些？机械制图中的视图投影法有：一等投影法、二等投影法。
三、机械力学与运动学1. 什么是机械力学？机械力学是研究物体静止或运动时，所受力学性质及规律的科学。
2. 什么是刚体？刚体是指在空间中移动或变形时，保持其原来形状的物体。
3. 什么是受力分析？受力分析是指通过确定物体上的力和力的作用点来研究物体的运动和受力情况。
4. 机械力学中常用的力的分解方法有哪些？机械力学中常用的力的分解方法有：平行四边形法、三角形法、正交分解法等。
(机械制造行业)机械设计作业集
机械设计作业集第五章 螺纹一、简答题1. 相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别?2. 螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同?3. 为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么？4. 连接用螺纹已经满足自锁条件，为什么在很多连接中还要采取防松措施?5. 防松原理和防松装置有哪些?6. 为什么只受预紧力的紧螺栓连接，对螺栓的强度计算要将预紧力增大到它的1．3倍按纯拉伸计算?7. 常见的螺栓中的螺纹是右旋还是左旋、是单线还是多线？ GB5782-2000螺栓M16X100，8.8级，螺栓试问：螺栓的公称直径是多少?100是螺栓哪部分的长度？螺栓的屈服极限是多少？8. 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？提高螺栓联接强度有哪些主要措施？ 二、计算题1.图示螺栓联接中，采用两个M20的4.6级普通螺栓，其安全系数为 1.5，联接接合面间的摩擦系数f=0.20，防滑系数2.1=s K ，计算该联接允许传递的静载荷F 。
（M20的螺栓mm d 294.171= ）2. 一悬臂粱由四个普通螺栓联接固定于立墙上的两个夹板间，如图所示，已知载荷P=1000N ，螺栓布局和相关尺寸如图所示，试选择螺栓直径d 。
（15分）注：（1）螺栓的性能等级为6.8；安全系数为1.5.（2）图示尺寸单位为mm ； （3）板间摩擦系数f=0.15，防滑系数KS=1.2 ； ；（4）螺纹标准见下表：3.图示刚性联轴器由6个均布于直径mmD 1950=的圆周上的螺栓联接，联轴器传递的转矩 m N T .2600=。
试按下列情况校核该螺栓联接的强度。
螺纹外径d （mm ）56810121416螺纹内径d 1（mm ）4.1344.9176.6478.37610.10611.83513.835（1）采用M16的小六角头铰制孔螺栓，如图方案I ，螺栓受剪处直径mmd 170=，螺栓材料为45钢，许用剪应力MPa 195][=τ；许用挤压应力MPa p 300][1=σ；联轴器的材料为HT250，许用挤压力MPap 100][2=σ。
机械设计作业集答案
机械设计作业集答案1. 问题描述1.1 题目在一台某型号汽车发动机中，已知气缸直径为80mm，活塞行程为100mm，求气缸容积。
1.2 解答气缸容积可以通过以下公式计算：$$ V = \\pi \\times (\\frac{d}{2})^2 \\times h $$其中，V表示气缸容积，$\\pi$表示圆周率，d表示气缸直径，ℎ表示活塞行程。
代入已知数据，可以得到气缸容积的计算公式：$$ V = \\pi \\times (\\frac{80}{2})^2 \\times 100 $$计算得出气缸容积为2513274 mm³。
2. 问题描述2.1 题目设计一个螺旋式升降机构，要求能够实现垂直方向上的任意高度调节，升降机构中心轴线为垂直方向，且机构稳定性良好。
2.2 解答螺旋式升降机构可以采用螺旋副的原理实现。
螺旋副由螺旋桨和螺旋轴组成，可以通过转动螺旋轴实现升降运动。
具体设计步骤如下：1.确定升降机构的高度范围和最大载荷，以确定螺旋桨的尺寸和材料；2.计算螺旋桨的螺距和螺旋线的类型，选择合适的螺旋线；3.设计螺旋轴的支撑结构，确保机构稳定性良好；4.根据实际需要，设计驱动装置，如电机或手动驱动装置，实现螺旋轴的转动；5.制作并安装升降机构的各个零部件；6.调试和测试升降机构的运行情况。
3. 问题描述3.1 题目设计一台箱体，其外形为长方体，尺寸已知为长200mm、宽150mm、高100mm，箱体由钢材制成，要求在给定载荷下不发生形变。
3.2 解答为了使箱体在给定载荷下不发生形变，需要进行强度分析。
强度分析通常包括以下步骤：1.计算箱体所受的载荷，由于箱体是长方体，可以将载荷均匀分布在各个表面上；2.根据材料的力学性质，计算出钢材的抗弯强度和抗压强度；3.使用弯曲和压缩的强度公式，计算箱体各个部分的应力；4.判断计算得到的应力是否小于材料的抗弯强度和抗压强度，如果小于，则表明箱体在给定载荷下不发生形变。
机械设计作业集范文
机械设计作业集范文1.简介（200字）：机械设计是一门十分重要的工程学科，它涵盖了从机械原理到机械构件设计的整个过程。
机械设计作为大多数机械设备和系统创建和改进的基础，具有广泛的应用领域。
本文将介绍几个机械设计的作业题目，并提供相应的解答。
2.题目1：滚动轴承设计（300字）：设计一个用于汽车悬挂系统的滚动轴承。
要求该轴承能够承受特定的载荷和转速，并具有良好的耐磨损性和寿命。
请给出该轴承的几何参数、材料选择和设计计算。
解答：滚动轴承的设计需要考虑载荷和转速的影响，以及材料的选择。
首先，通过载荷和转速计算得到所需的基本参数，包括轴承直径、内外圈的宽度等。
然后根据这些参数，选取适合的材料，如优秀的滚动轴承钢。
同时，还需计算轴承的寿命，选择合适的类型和结构。
最后，进行结构优化和强度分析，确保轴承的可靠性和寿命。
3.题目2：齿轮传动设计（300字）：设计一个用于农机的齿轮传动系统，要求具有高传动效率和强大的承载能力。
系统包括主动齿轮、从动齿轮、轴承等构件。
请给出齿轮的模数、齿数和设计计算。
解答：齿轮传动系统设计需要考虑传动效率和承载能力。
首先，根据传动比和转速确定主动齿轮和从动齿轮的模数和齿数。
然后，根据承载能力计算所需齿轮的材料，如硬质合金钢。
接下来，进行齿轮的强度计算，包括弯曲强度和接触强度。
最后，进行齿轮的几何优化，以满足传动效率的要求。
4.题目3：连杆机构设计（300字）：设计一个连杆机构，用于将直线运动转换为旋转运动。
该机构需要具有高精度和无振动的特点。
请给出连杆长度和设计计算。
解答：连杆机构设计需要考虑精度和振动问题。
首先，确定机构的运动要求，包括转角和速度。
然后，根据运动要求确定连杆的长度和关节点的位置。
接下来，进行运动学和动力学分析，计算机构的位移、速度和加速度。
最后，进行振动分析和优化设计，确保连杆机构的稳定性和精度。
5.结论（200字）：机械设计作为一门重要的工程学科，需要进行准确的计算和优化设计。
《机械设计作业集(第2版)》田同海(参考答案-选择、填空题)
机械设计作业集参考答案〔选择、填空题〕第三章机械零件的强度一、选择题二、填空题3-16 最大应力法、平安系数法、σ ≤[σ] 、S ca≥[S]3-17 静、变3-18 疲劳失效、光滑区、粗糙区3-19无限寿命、有限寿命3-20复合〔双向〕、疲劳或静、复合〔双向〕、静3-21化学热处理、高频外表淬火、外表硬化加工3-22截面形状突变处、增大第四章摩擦、磨损及润滑概述二、填空题4-11摩擦、磨损及润滑4-12吸附4-13温度、压力4-14干摩擦、边界摩擦、液体摩擦4-15流动阻力4-16降低、降低4-17 高、低4-18齿轮齿面的胶合、齿轮齿面的磨损、齿轮齿面的点蚀4-19相对滑动的两外表间必须形成收敛的楔形间隙、相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出、滑油必须有一定的粘度，且充分供油。
4-20最小厚度h min ≥ 许用油膜厚度[h]第五章螺纹连接二、填空题5-20 60°、联接、30°、传动5-21大、中、小5-22普通螺纹、米制锥螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹 5-23螺纹升角ψ 、牙型斜角β〔牙侧角〕5-24螺纹副间的摩擦阻力矩T 1 、螺母环形端面与被联接件〔或垫圈〕支承面间的摩擦阻力矩T 2 5-25 90、螺纹根部 5-26拉、扭切5-27 接合面间的摩擦力、预紧〔拉伸、扭转〕、接合面间的滑移、螺栓被拉断、铰制孔用螺栓抗剪切、剪切、挤压、螺杆被剪断、螺杆与孔壁接触面被压溃〔碎〕 5-28 F 0+FC b /〔C b +C m 〕、 F 0-FC m /〔C b +C m 〕、[]σπσ≤⨯=212314d F . 5-29螺栓、被联接件、螺栓的刚度、被联接件的刚度，同时适当增大预紧力 5-30弯曲5-31 摩擦、机械、其它〔破坏螺纹副的关系〕5-32 求出螺栓组中受力最大的螺栓及其所受的力，以便进行强度计算5-33合理确实定联接结合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求每个螺栓和联接结合面间受力均匀，便于加工和装配、① 联接结合面设计成轴对称的简单几何形状；② 螺栓的布置应使各螺栓的受力合理；③螺栓的排列应有合理的间距、边距；④分部在同一圆周上螺栓数目应取成4、6、8等偶数 5-34 受载较大且经常装拆、调整或承受变载荷第六章 键、花键、无键联接和销联接一、选择题二、填空题6-11 普通平键、薄型平键、导向平键、滑键、普通平键、薄型平键、导向平键、滑键 6-12 B 型(方头)键 、键宽20mm 、公称长度80mm 6-13工作面压溃、工作面的过度磨损6-14两侧面、键与键槽侧面的挤压、间隙、上下两面、键的楔紧作用〔摩擦力〕传递转矩 6-15不6-16 1 、2、120°～130° 6-17小径 、齿形6-18 高、加工精度高，能用磨削的方法消除热处理引起的变形第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接一、选择题二、填空题7-4对接焊缝、角焊缝、同一平面内、不同一平面内 7-5剪切、拉伸第八章 带传动一、选择题二、填空题8-21 初拉力F0、摩擦系数f〔当量摩擦系数f V〕、小带轮包角 18-22紧边、松边拉应力〔σ1、σ2〕、离心拉应力σc、弯曲应力〔σb1、σb2〕、σmax=σ1+σc+σb1、紧边与小带轮接触处8-23 疲劳破坏、打滑、在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命8-24 1500、7508-25 安装张紧轮、调整中心距8-26小、小带轮包角小于大带轮包角8-27 高速、提高带传动的能力、工作平稳性好及起到过载保护的作用8-28计算功率、小轮转速8-29带两边的拉力差及弹性变形8-30带绕在带轮上的局部第九章链传动9-17内链板和套筒、外链板和销轴、滚子和套筒、套筒和销轴9-18越高、越大、越少9-19链的疲劳破坏、链条铰链的磨损、胶合、链条静力拉断、链板的疲劳强度9-20平均、瞬时9-21 A系列、链节距为9-22 链节距、链速第十章齿轮传动二、填空题10-23 硬、韧、齿面硬度、HBS＜350、30~50、小齿轮的循环次数多、HB S≥350、HBS1 = HBS210-24调质、正火、渗碳淬火、整体淬火、外表淬火10-25 齿面点蚀、断齿、磨损、胶合10-26 节线附近靠近齿根、为单齿啮合区、摩擦力大润滑不良10-27 悬臂梁、模数m 、不相等10-28 赫芝、分度圆直径d1〔中心距a〕、不变10-29渐轮齿形状对弯曲应力的影响、齿数、C、A10-30脉动10-31对称、脉动循环、-300MPa 、300MPa，、010-32 斜齿轮的优点不能充分发挥、轴向力过大、8°~ 20°、中心距10-33第十一章蜗杆传动11-15 q =d1/m11-16γ≤ϕv11-17 m a1= m t2 = m，α a1 = α t2=α，γ1＝β211-18低、好、1、2、4、611-19合金钢、淬火、锡青铜11-20蜗轮、材料上，蜗轮采用青铜，强度差、结构上，蜗杆的齿是连续的，蜗轮的齿是独立的11-21 相同、导程角11-22 啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗、溅油损耗第十二章滑动轴承二、填空题12-15防止过度磨损、限制温升，防止胶合12-16 增大、减小12-17提高、提高、增加12-18 p≤[p] 、pv ≤[pv]、v ≤ [v]12-19 相对滑动的两外表间必须形成收敛的楔形间隙、有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出、润滑油必须有一定的粘度，且充分供油、h min≥[h]第十三章滚动轴承二、填空题13-16 N316/P6 、51316(2) 51316 、N316/P6(3) 6306 /P5 、51316(4) 6306 /P5(5) 3030613-17深沟球轴承的外圈边沿两端厚度一样，公称接触角为0；而角接触球轴承外圈边沿两端有厚薄之分，公称接触角不为0、深沟球轴承可以承受不大的双向轴向力，而角接触球轴承只可承受单向轴向力13-18疲劳寿命13-19静强度13-20 规律性非稳定的脉动循环、稳定的脉动循环13-21 双支点各单向固定〔两端固定〕、一支点双向固定，另一端支点游动〔一端固定、一端游动〕、两端游动支承〔两端游动〕13-22提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动、在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙13-23精度不同数值较小的负偏差、0、负值13-24为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流失、接触式密封〔中低速〕、非接触式密封〔高速〕、混合式密封〔密封效果较好〕第十四章联轴器和离合器二、填空题14-11 变刚度、增大14-12 对中榫、铰制孔螺栓14-13齿顶制成球面，具有适当的顶隙和侧隙14-14 工况〔计算力矩〕、最大转速、轴孔直径14-15 破断式、嵌合式、摩擦式第十五章轴二、填空题15-13转、心、传动、转15-14 便于轴上零件安装定位、近似等强度15-15非对称循环15-16 对称、脉动15-17小于15-18 低速轴受到的转矩大得多15-19轴的强度、轴的刚度15-20轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴挡档圈、挡圈等、键、花键、过盈配合等15-21合理布置轴上零件的位置和改良轴上零件的结构以减小轴的载荷、改良轴的结构以减小应力集中、改良轴的外表质量以提高轴的疲劳强度15-22 改善轴的支承情况(减小跨距、改悬臂为简支、采用支承刚度大的轴承等)、增大轴的直径、采用空心轴、合理布置轴上零件的位置和改良轴上零件的结构以减小轴的载荷等。
机械设计作业集 答案新版河南科技大学
10— 36 软齿面齿轮和硬齿面齿轮是如何划分的？软齿面齿轮和硬齿面齿轮在加工方法上有何区 别？为什么？ 答：根据齿面硬度划分， HB<350 ，为软齿面； HB 350，为硬齿面。硬齿面齿轮的加工比软齿面 多了齿面硬化处理和精加工两道工序，主要是因为齿面硬化处理后有变形出现，需要精加工。
10— 37 在什么工况下工作的齿轮易出现胶合破坏 齿轮齿面抗胶合的能力 ?
?胶合破坏通常出现在轮齿的什么部位
答：在高速重载工况下工作的闭式齿轮易出现胶合破坏， 提高齿轮齿面抗胶合的能力，可：
1、提高齿面硬度，降低粗糙度； 2、低速用粘度大的润滑油，高、中速及重载低速用极压润滑油；
3、采用变位齿轮，减小滑动系数； 4、减小模数，降低齿高，减小滑动系数；
5、两齿轮配对时，齿面有硬度差， HB 1- HB2=30~50。
C H1＝ H2， F1≠ F2， [ H] 1≠［H ]2， [ F]1≠［F] 2
D
H1≠ H2， F1＝ F2， [ H] 1≠［H ]2， [ F] 1≠［F]2
（ H、 F、 [ H]、 [ F]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力）
10— 9 一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同
们的齿形系数 ___ C___ 。源自AY Fa1>Y Fa2
B Y Fa1<Y Fa2
C Y Fa1=Y Fa2
班级 姓名 学号
成绩 任课教师 批改日期
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机械设计作业集
10— 12 有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮 1 的模数 m1=5mm ，齿数 zl =30；齿轮 2 的模数 m2=3mm ，
齿数 z2=50，则齿形系数和应力校正系数的乘积
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机械设计作业集第五章 螺纹一、简答题1. 相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹有何区别?2. 螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上有何不同?3. 为什么多数螺纹连接都要求拧紧?预紧的目的是什么？4. 连接用螺纹已经满足自锁条件，为什么在很多连接中还要采取防松措施?5. 防松原理和防松装置有哪些?6. 为什么只受预紧力的紧螺栓连接，对螺栓的强度计算要将预紧力增大到它的1．3倍按纯拉伸计算?7. 常见的螺栓中的螺纹是右旋还是左旋、是单线还是多线？ GB5782-2000螺栓M16X100，8.8级，螺栓试问：螺栓的公称直径是多少?100是螺栓哪部分的长度？螺栓的屈服极限是多少？8. 为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？提高螺栓联接强度有哪些主要措施？ 二、计算题1.图示螺栓联接中，采用两个M20的4.6级普通螺栓，其安全系数为 1.5，联接接合面间的摩擦系数f=0.20，防滑系数2.1=s K ，计算该联接允许传递的静载荷F 。
（M20的螺栓mm d 294.171= ）2. 一悬臂粱由四个普通螺栓联接固定于立墙上的两个夹板间，如图所示，已知载荷P=1000N ，螺栓布局和相关尺寸如图所示，试选择螺栓直径d 。
（15分）注：（1）螺栓的性能等级为6.8；安全系数为1.5.（2）图示尺寸单位为mm ； （3）板间摩擦系数f=0.15，防滑系数KS=1.2 ； ；（4）螺纹标准见下表：3.图示刚性联轴器由6个均布于直径mmD 1950=的圆周上的螺栓联接，联轴器传递的转矩 m N T .2600=。
试按下列情况校核该螺栓联接的强度。
螺纹外径d （mm ）56810121416螺纹内径d 1（mm ）4.1344.9176.6478.37610.10611.83513.835（1）采用M16的小六角头铰制孔螺栓，如图方案I ，螺栓受剪处直径mmd 170=，螺栓材料为45钢，许用剪应力MPa 195][=τ；许用挤压应力MPa p 300][1=σ；联轴器的材料为HT250，许用挤压力MPap 100][2=σ。
(2）采用M16的普通螺栓，如图方案II ，接合面的摩擦系数为f=0.15，螺栓材料为45钢，许用拉应力MPa 240][=σ，螺纹内径mm d 835.131=，防滑系数2.1=s K 。
4. 一压力容器的平盖用M16（mm d 835.131=）螺栓联接。
已知制螺栓的MPa 120][=σ，容器的压强为P=2Mpa ，内径D=180mm 。
试求：（1）所需螺栓的个数z （取残余预紧力F F 6.11=，F 为工作载荷）；（2）预紧力F0（取相对刚度3.0=+mb bC C C ）。
5.一薄板零件用两个M10的螺钉)026.9,376.8(21mm d mm d ==固定于机架侧壁上，其上受有2000N 的拉力，如图所示。
已知螺钉的屈服极限MPa s 240=σ零件与机架间的摩擦系数12.0=f ，若安全系数5.1=S ，防滑系数2.1=s K ，那么，两螺钉的强度是否足够？第六章 键连接一、简答题1. 平键连接的工作原理是什么，可能的失效形式是什么?如何进行强度计算?2.如仍选择平键的类型和尺寸?3. 平键、半圆键、切向键、楔键在结构和使用性能上有何区别?为什么平键应用广泛?4.采用两个平键、两个楔键或两个半圆键时，如何布置？已知齿轮安装在两支点间，齿轮和轴的材料为锻钢，用普通平键联接，轴径d=80mm ，毂宽度为110mm ，T=3000N.m ，键、轴和轮毂的材料均为钢，MPa p 110][=σ，普通平键的主要尺寸如下表，设计此键联接。
附表：普通平键（GB1096-79）的主要尺寸第八章带传动一、简答题1.三角带为什么比平带承载能力大?2.传动带工作时受哪些力的作用?最大应力出现在哪个部位？有哪些部分组成？3.按图简述带传动的弹性滑动是如何产生的。
它和打滑有什么区别？能否通过正确设计来消除弹性滑动?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么?4.试说明带轮直径、初拉力、包角、摩擦系数、带速、中心距对带传动分别有何影响?带的最大有效拉力的影响因素有哪些？5.带传动的失效形式和计算准则是什么?6.带轮槽楔角和三角带梯形剖面夹角为什么不相同？7. 带传动为什么要张紧？常见的张紧装置有哪些？张紧轮应如何布置才合理？二计算题1. 单根V带（三角带）传动的初拉力F0＝354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角α1＝150︒，带与带轮之间的摩擦系数μ=0.485。
求：1）V带（三角带）紧边、松边的拉力F1、F2；2）V带（三角带）传动能传递的最大有效圆周力Fe及最大功率P。
2.一开口平带传动，已知两带轮基准直径分别为150mm和400mm，中心距为1000mm，小带轮主动，小带轮转速为1460r/min，若传递功率为5kW，带与铸铁带轮间的摩擦系数 =0.3，平带每米长的质量q=0.35kg/m，试求：1）带的紧边拉力和松边拉力；2）此带传动所需的预拉力（或初拉力）；3）此带传动作用在轴上的压力。
第九章链传动一、简答题1. 链传动工作时，产生动载荷的原因有哪些？2.链传动的可能失效形式有哪些?3. 链传动张紧的目的何在？张紧方法有哪些？4. 图示链传动（两轮轴线在同一铅垂面内）有何缺点？为保证？ν1ω2ω2R 1R γγx νxν11y ν2y νββ21ϕ+21ϕ-7.某运输带由电动机通过三套减速装置来驱动，它们分别是双级直齿圆柱齿轮减速器、套筒滚子链传动和三角带传动。
试分折由电动机到工作机之间，应怎样布置这三级传动，并说明理由。
二、计算题1. 已知链节距p ＝19.05mm ，主动链轮齿数z1=23，转速n1=970r/min 。
试求平均链速v 、瞬时最大链速vmax 和瞬时最小链速vmin 。
2. 单列滚子链水平传动，已知主动链轮转速n1=970r/min ，从动链轮转速n2=323r/min ，平均链速v ＝5.85m/s ，链节距p=19.05mm ，求链轮齿数z1、z2和两链轮分度圆直径。
第十章 齿轮传动一、简答题1. 齿轮传动的失效形式有哪些?产生的原因是什么?有哪些相应的措施？2. 闭式和开式齿轮传动在设计上有何不同特点?3. 为什么主从动轮的硬度要有一定差别?差别多大合适?4. 齿轮强度计算时有哪些载荷系数?这些载荷系数与哪些因素有关?5.齿形系数的意义是什么?对弯曲强度有何影响?6.某运输带由电动机通过三套减速装置来驱动，它们分别是双级直齿圆柱齿轮减速器、套筒滚子链传动和三角带传动。
试分折由电动机到工作机之间，应怎样布置这三级传动，并说明理由。
7.什么叫硬齿面齿轮？什么叫软齿面齿轮？各适用于什么场合？8.一对传动比大于1的标准齿轮啮合时，哪个齿轮的齿面接触应力较大？哪个齿轮的齿根弯曲应力较大？为什么？二、计算题1. 在图示两种直齿圆柱齿轮传动方案中，已知：小齿轮分度圆直mm d d d d 100'3'131====大齿轮分度圆直径1'4'2422d d d d d ====输入扭矩mm N T T .1025'11⨯==，输入轴转速'11n n =，齿轮寿命'h h L L =，若不计齿轮传动和滚动轴承效率的影响，试求：1）.两种方案的总传动比∑i和'∑i；2）.计算齿轮1、1’及4、4’啮合处的圆周力和径向力，标出各力的方向和各轴的转向；2.在图示的两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中，,57,1921==z z ,68,2043==z z 高速级和低速级的模数和螺旋角分别相等，其值分别为;2mm m n =︒=15β输入功率KW P I 5=转速，输出轴转速rpm n III 96=，若不计摩擦功耗，试确定：（1）为使中间轴上的轴承所受的轴向力较小，试确定其余各齿轮的螺旋方向，并在图上确定各轴的转向。
（2）绘出以上四轮在啮合点的受力图，并计算齿轮2、3的圆周力、径向力和轴向力的大小。
此时中间轴上的轴向力等于多少？方向如何？3. 有一直齿圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。
已知：,720;1711rpm n KW P ==圆锥齿轮几何尺寸与参数为：,50;60;25;521mm b z z mm m ====斜齿圆柱齿轮几何尺寸与参数为：,84;21;643===z z mm m n 锥齿轮啮合效率96.01=η斜齿轮啮合效率98.02=η滚动轴承效率96.03=ηI 轴转向如图所示，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）.绘图标出各齿轮各啮合点作用力的方向（用三个分力表示），并计算其大小。
注：斜齿圆柱齿轮的螺旋角β。
="10︒'830第十一章蜗杆传动一、简答题1.蜗杆传动的失效形式和设计准则与齿轮传动相比有何异同？2.在闭式蜗杆传动中，为什么必须进行热平衡计算？提高散热能力的措施有哪些？3.为什么蜗杆常放在高速级传动?4. 某起重装置的两种传动方案(a)与(b)如图所示。
若工况为长期运转，试说明两种方案是否合理?为什么?若限定图中传动件的类型不变，你认为较合理的方案应如何组成?(不绘图，仅用文字说明)5.举出常用的蜗杆、蜗轮材料各三种。
二、 计算题1. 一传动装置如图所示，已知蜗杆传动的效率5.0=η，输入转矩m N T .2001=并且蜗杆传动的参数为40;80;1;8211====z mm d z m ，输出轴上的锥齿轮Z4的转向如图所示。
（1）要使中间轴的轴向力抵消一部分，试确定各轮的螺旋线方向和转动方向。
（2）在图中直接绘出以上四轮在啮合点的受力图。
（3）试确定蜗杆的三个分力的大小。
2. 如图所示的传动系统中，1、2、3为斜齿圆柱齿轮，4、5为直齿圆锥齿轮，6为蜗杆，7为蜗轮。
传动系统由电动机驱动齿轮1，轮1的转向如图所示。
要求轴III和轴IV上由斜齿圆柱齿轮3和圆锥齿轮4，以及圆锥齿轮5和蜗杆6所产生的轴向力相互抵消一部分。
试在答题纸上重新画图解答：画出轴II、III、IV和蜗轮7的转动方向；画出齿轮1、2、3和蜗杆6的螺旋线方向，并说明蜗轮7的螺旋线方向；确定并画出所有齿轮和蜗杆、蜗轮所受的径向力Fr、圆周力Ft、轴向力Fa（垂直纸面向外用⊙表示，向内用 表示）。
3. 一对斜齿轮与一对蜗杆蜗轮构成的传动装置如图所示：已知斜齿轮1的旋向为左旋，转向如图，求：1）.在图中标出蜗杆和蜗轮的合理转向。
2）.在图中标出并用文字说明斜齿轮2、蜗杆3、蜗轮4应取的旋向。
3）.在图中直接绘出以上四轮在啮合点的受力图。