《机械设计》1

第三章机械零件的强度

1、某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=180Mpa，取循环基数N0=5×106，

m=9，试求循环次数N分别为7000，25000，620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

2、已知材料的力学性能为σS=260Mpa，σ-1=170Mpa，ψσ=0.2，试绘制此

材料的简化极限应力线图。

3、一圆轴的轴肩尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。材料为40CrNi，其强

度极限σB=900Mpa，屈服极限σS=750Mpa，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数kб。

第八章带传动

1、V带传动传递的功率P＝7.5kW，带速v＝10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1＝2F2，试求紧边拉力F1、有效拉力F e和预紧力F o。

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＝7.5kW，转速n1＝960 r/min，减速器输入轴的转速n2＝330 r/min，允许误差为±5％，运输装置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。

第十章齿轮传动

1、试分析图示齿轮传动受力（用受力图表示出各力的作用位置及方向）。解：

2、图示的齿轮传动，齿轮A、B和C的材料都是中碳钢调质，其硬度：齿

轮A为240HBS，齿轮B为260HBS，齿轮C为220HBS。试确定齿轮B的许用接触应力[σH]和许用弯曲应力[σF]。假定：

（1）、齿轮B 为“惰轮”（中间轮），齿轮A 为主动轮，齿轮C 为从动轮，设K FN = K HN =1；

（2）、齿轮B 为主动轮，齿轮A 和齿轮C 均为从动，设K FN = K HN =1。 解：

(1) []lim

HN H H H K S σσ= 1HN K = 取1H S =

由图10-21 d 查520lim =σ ∴[]520=σ

[]FN FE F F

K S σσ∴= 1FN K = 取 1.4F S = 由图10-20 c 查得400FE σ=

B 轮弯曲应力近似对称循环

[]0.7FN FE F F

k S σσ∴=⨯=200Mpa (2) B 轮为主动，其轮齿弯曲应力近似脉动循环

[]H σ∴=500 Mpa (许用接触应力)

[]14001.4

FN FE F F k S σσ⨯∴===286 Mpa

3、有一通用机械上用的闭式直齿圆柱齿轮传动，已知=齿数z1=20，齿数比u=3，模数m=6mm，齿宽b1=125mm，b2=120mm，齿轮制造精度为8级，小齿轮用45钢调质，硬度255HBS，大齿轮用45钢正火，硬度200HBS。齿轮在轴上相对两轴承对称布置，传递功率P1=22kW，转速n1=730r／min，单向转动；原动机为电动机，工作机载荷有中等冲击，两班制工作，使用寿命12年。试校核该齿轮传动的强度。

4、小型航空发动机的一斜齿圆柱齿轮传动，已知=传递功率P=130kW，转速n l=11640r／min，小齿轮悬臂布置，单向转动，预期工作寿命L h=100h，使用系数按K A=1.25考虑，已确定=齿数z1=23，z2=73，齿轮制造精度6级，大小齿轮均采用20CrNi4渗碳淬火，齿面硬度60HRC。试设计该齿轮传动。

第十二章 滑动轴承

1、 某不完全液体润滑径向滑动轴承，已知：轴颈d=200mm ，轴承宽度

B=200mm ，轴颈转速n=300r/min ，轴瓦材料为ZCuSn10P1，试问它可以承受的最大径向载荷是多少？

解：表12-2 得 []15[]15/[]10/p MPa pv MPa m s v m s = =⋅ =

∵ []F p p dB

=≤ ∴ []20020015600000F d B

p ==⨯⨯==KN ∵ []19100Fn pv pv B

=≤ ∴ 19100[]1519100200191000191300

B pv F n ⨯⨯⨯====KN

∴ 191max F =KN

2、 习题2 已知一起重机卷筒的径向轴承承受的载荷F =100000N ，轴颈直

径d =90mm ，轴的转速n =9r/min ，轴承材料采用铸造青铜，试设计此轴承（采用不完全液体润滑）。

解：选材103ZCuAl Fe 由表12-2 得

[]15[]12/[]4p M P a p v M P a m s v m s

= =⋅ = 选宽径比 B/d=1 则B=90mm

(1) 10000012.3[]9090

F p p dB =

==≤⨯ （2）10000090.52[]191001910090Fn pv pv B ⨯===<⨯ （3）1909

0.042/[]601000601000d n

v m s v ππ⨯⨯===<⨯⨯

∴ 通过