機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題(二)(答案)

1、寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）機(jī)械設(shè)計(jì)自測題、判斷題1滾動軸承的基本額定壽命是指滾動軸承的任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的 工作小時(shí)數(shù)。（X ）2傳動軸只承受彎矩作用，心軸只承受扭矩作用。（X ）3相互嚙合的齒輪，齒面接觸強(qiáng)度一定相等，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度一般不等。（X ）4 滾動軸承的當(dāng)量動載荷是指軸承壽命為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的最大載荷。（X ）5凸緣聯(lián)軸器和齒式聯(lián)軸器都可以補(bǔ)償兩軸的安裝誤差。（X ）6. 只要是嚙合傳動，則其瞬時(shí)傳動比不變。（X ）17. 對于蝸桿傳動，其傳動中心距公式為a = 3 z2 。（ x ）&蝸桿傳動本質(zhì)上屬于齒輪傳動，因

2、此其傳動比公式也為i =d2/di。（ X ）9.在分度圓直徑不變的情況下，齒輪的齒數(shù)越大則其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度越小。（V ）10 能減振的聯(lián)軸器一定能緩沖，能緩沖的聯(lián)軸器一定能減振。（X ）11 齒輪軟、硬齒面以 HB350為界，是因?yàn)檐洝⒂昌X面齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則不同。（X ）12與斜齒輪一樣，蝸桿傳動正確嚙合的條件之一是蝸桿螺旋角等于蝸輪螺旋角。（X ）13動壓潤滑向心軸承的最小油膜厚度總是出現(xiàn)在外載荷的作用線上。（X ）14. 當(dāng)軸的剛度不夠時(shí)，可改用強(qiáng)度大的合金鋼代替原來的碳素鋼來提高剛度。（X ）15. 從有利于滾動軸承壽命的角度看，外圈固定內(nèi)圈轉(zhuǎn)動比內(nèi)圈固定外圈轉(zhuǎn)動好。（V ）二、選擇題

3、1 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)將（a.FP1/ YFa1YSa1 與Fp/YFa2YSa2c. FP1與 FP2b ）中較小者代入設(shè)計(jì)公式。b.HP1與 HP2d.HP1/ YFa1YSa1 與HP2/ YFa2Ysa22.下列直徑、直徑系列相同的四種軸承中， 同時(shí)承受較大的徑向與軸向載荷；（a ）（b ）極限轉(zhuǎn)速最高； 完全不能承受軸向力。（a ）承受徑向載荷最大;（c ）能夠a.向心短圓柱滾子軸承b.深溝球軸承c.圓錐滾子軸承d.單向推力球軸承3.開式齒輪傳動常見的失效形式是（ b ）a. 齒面疲勞點(diǎn)蝕b.齒面磨損4 蝸桿傳動單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量，是以（a.潤滑油的工作溫度和流量c.潤滑油

4、的工作溫度和箱體散熱能力c.齒面膠合d.齒面塑性變形d ）來進(jìn)行計(jì)算的。b. 潤滑油的工作溫度和環(huán)境溫度d.傳遞功率和傳動效率1寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）5使用彎扭合成當(dāng)量彎矩法計(jì)算轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度時(shí)，采用校正系數(shù)是考慮到（a ）。a.扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力可能不是對稱循環(huán)應(yīng)力b.彎曲應(yīng)力可能不是對稱循環(huán)應(yīng)力c. 軸上有鍵槽d.軸上有應(yīng)力集中6.滾動軸承主要承受徑向力、軸向力較小而轉(zhuǎn)速較高時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮選用（a ）。a.深溝球軸承b.調(diào)心球軸承c.角接觸球軸承d.推力球軸承7 圓柱螺旋拉伸彈簧受載時(shí)，其簧絲截面主要受（ c ）。a.拉應(yīng)力b.壓應(yīng)力c.切應(yīng)力

5、d.彎曲應(yīng)力c ）。&相互嚙合的一對圓柱齒輪，通常將小齒輪的齒寬取得略大于大齒輪的齒寬，其主要目的是（#班級學(xué)號姓名24.3班級學(xué)號姓名a.使小齒輪的強(qiáng)度略大一些b.修正齒寬計(jì)算中的誤差c.便于安裝，保證接觸線長度d.避免沿齒向載荷分布不均9.蝸桿傳動的下列配對材料中，性能較好的是（b ）oa.鋼和鑄鐵b.鋼和青銅套筒聯(lián)軸器的主要特點(diǎn)是（a.結(jié)構(gòu)簡單、徑向尺寸小c.可用于高速傳動 彈簧指數(shù)取值過大的缺點(diǎn)是（c.鋼和鋼d.青銅和青銅10.a )ob.d.裝拆時(shí)軸無須作軸向移動 承載能力大，能緩沖11.b.彈簧卷制困難d.彈簧太軟，不便使用12.13.14.15.16.17.a.簧絲彎曲變

6、形過大，易產(chǎn)生微裂紋c.簧絲截面內(nèi)側(cè)切應(yīng)力過大，影響強(qiáng)度 載荷變化較大時(shí)，聯(lián)軸器宜選用（ba.凸緣聯(lián)軸器b.彈性柱銷聯(lián)軸器c.萬向聯(lián)軸器d.齒輪聯(lián)軸器對于蝸桿傳動，下面四個傳動比公式中，（d ）是錯誤的。a.1/2 b. Z2/ Z1 c. d2/ d1d.一對互相嚙合的齒輪，若兩齒輪材質(zhì)相同，則其接觸強(qiáng)度（a.小齒輪大b.大齒輪大 c.兩者相同d.當(dāng)鏈條速度一定時(shí)，為了降低鏈傳動的動載荷，應(yīng)該（a.增大鏈節(jié)距b.減小鏈節(jié)距c.采用雙排鏈，節(jié)距不變d.適當(dāng)增大中心距有一轉(zhuǎn)軸，初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后計(jì)算其彎曲強(qiáng)度和剛度，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度足夠，剛度稍感不足，下列改進(jìn)措施 中，（c ）是最好的。a.尺寸不變，改用機(jī)

7、械性能更好的高強(qiáng)度鋼 c.改用更便宜的鋼材，適當(dāng)增大直徑 相互嚙合的一對齒輪，其應(yīng)力關(guān)系為（F1 F2）。b.d.)o18.19.20.21.22.23.a. H1=H2,C.H1=H2,F1= F2聯(lián)接螺紋一般采用三角形螺紋是因?yàn)槠?a.制造工藝性能 下面四種情況中，F(xiàn)列齒輪參數(shù)中，a. mb.b.d.c.d2/ dtanc ），彎曲疲勞強(qiáng)度（b ） o 不能肯定，要計(jì)算后才知道b ） o材質(zhì)不變，適當(dāng)增大直徑 適當(dāng)減小載荷H1H1d ）較好。強(qiáng)度和剛度H2,H2,F1=F2F1F2b.傳動性能a ）可能形成雷諾動壓潤滑油膜。Vd.自鎖性能ac ）不是標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。c. zd.推力球軸承不宜用于

8、高轉(zhuǎn)速的軸，因?yàn)楦咚贂r(shí)（ a.滾動阻力過大 b.沖擊過大 V帶帶輪的最小直徑取決于（ a.帶的型號疲勞強(qiáng)度計(jì)算中,b.傳動比綜合系數(shù)b.最小應(yīng)力c.噪聲過大）oc.帶的線速度kk僅影響（c.平均應(yīng)力a.最大應(yīng)力軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動軸，其中轉(zhuǎn)軸是指（*ha），會導(dǎo)致軸承壽命下降。d.滾動體離心力過大d.高速軸的轉(zhuǎn)速d.應(yīng)力幅b ）的軸。24.#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）5寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）25.26.27.28.29.30.1.2.3.4.5.6.7.9.0.a.工作中要轉(zhuǎn)動b.c.只受扭矩d.齒輪產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕的根本原因是（a.變應(yīng)力作用c.表面有加工刀痕

9、 今有A B兩個拉簧，除 a.兩彈簧同時(shí)斷c. B彈簧先斷同時(shí)受彎矩、扭矩作用 只受彎矩a ）o 材料有缺陷 采用低粘度油潤滑對閉式齒輪傳動，點(diǎn)蝕首先發(fā)生在（ a.節(jié)點(diǎn)b. 節(jié)點(diǎn)下方附近對蝸桿傳動來講，下列公式中（b.d.C1 > C2外，其余參數(shù)及材質(zhì)均相同?，F(xiàn)在逐漸增大拉力 b. A彈簧先斷d.哪個彈簧先端的結(jié)果是隨機(jī)的b ） oc.齒頂附近a、c ）是不正確的。m 丿、m、.d2a. a =尸 Z2a b. a 2 Z2q c. i =可大尺寸的蝸輪通常采用組合結(jié)構(gòu)，其目的是（a.提高剛度b.提高傳動效率按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)將（a. FP1與 FP2C. YFa1Ysa1

10、與 YFa2Ysa2d.d.節(jié)點(diǎn)上方附近d ) oc.增大使用壽命d )中大者帶入設(shè)計(jì)公式。b.FP” YFa1Ysa1 與FP2/YFa2Ysa2YFa1YSa1/FP1 與 YFa2YSa1 /d.節(jié)省貴重金屬FP2F,則（b）。、填空題高速重載的閉式齒輪傳動，容易發(fā)生（齒輪傳動可能的失效形式有（頁：斷齒、齒面疲勞點(diǎn)蝕、齒面磨損、膠合和齒面塑性變形）。開式齒輪傳動最主要的失效形式是（齒面磨損和斷齒 ）。與帶傳動相比，齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)是（功率和速度范圍大，瞬時(shí)傳動比恒定，傳動效率高，壽命長,適應(yīng)的傳動形式多 ）。一對相互嚙合的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。若兩齒輪材質(zhì)相同，則兩齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度（ 彎曲疲

11、勞強(qiáng)度（一般是大齒輪大 ）。圖示斜齒輪輪系，輪 1是主動輪，其螺旋線方向?yàn)樽笮?。以斤、力和軸向力，并設(shè)三個齒輪的材質(zhì)相同，不計(jì)傳動中的摩擦損失。則： 齒輪2、3的螺旋線方向分別為（右旋和左旋）；齒輪（2 ）的彎曲疲勞強(qiáng)度最低； 齒輪（3 ）的接觸疲勞強(qiáng)度最高； 中間軸是（心）軸； 中間軸所受的徑向力 Fr等于（2Ft ）、軸向力FA等于（0膠合）失效。相等）；齒根Fr、Fa表示齒輪1的切向力、徑向）。（長期連續(xù)工作的閉式）蝸桿傳動必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，否則（終可能導(dǎo)致齒面膠合 ）。因?yàn)槲仐U傳動相對滑動速度大，摩擦功耗高，容易產(chǎn)生膠合失效。因此對蝸桿蝸輪副材料組合的要求 一般是（低摩擦系數(shù)、抗膠合

12、、耐磨損 ）。阿基米德蝸桿傳動的正確嚙合條件是（在中間平面上，等，螺旋角互為余角 ）。蝸桿傳動的中心距公式是（a=0.5（ d2+d）=0.5 mzz+q）可能因溫升過大使?jié)櫥?，最蝸桿蝸輪分度圓上的模數(shù)、壓力角分別相11. 通常蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算只是針對蝸輪，這是因?yàn)椋?相互有支持作用 ）。12. 在蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)中，將蝸桿中圓直徑標(biāo)準(zhǔn)化的目的是（本）。）。蝸桿材質(zhì)的強(qiáng)度要大些，蝸桿的齒是連續(xù)的,減少加工蝸輪的滾刀的種類從而降低生產(chǎn)成#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）13 在一般工作溫度下，僅為提高剛度而采用合金鋼是不合理的，因?yàn)椋ㄔ谝话銣囟确秶鷥?nèi)，各種鋼材的彈性模量相差甚微 ）。1

13、4在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為使軸上零件定位準(zhǔn)確，軸肩圓角半徑應(yīng)（小于）與之相配的零件轂孔的圓角半徑。15.滑動軸承在（轉(zhuǎn)速特高、運(yùn)轉(zhuǎn)精度特高、載荷特重、尺寸特大或特小、結(jié)構(gòu)上要求剖分這幾種）情況下應(yīng)用效果比滾動軸承好。16 滑動軸承存在雷諾動壓油膜的必要條件是（存在變化的間隙，間隙中充滿潤滑油，相對運(yùn)動導(dǎo)致潤滑油從大口進(jìn)、小口出）。17 混合摩擦滑動軸承的計(jì)算中，驗(yàn)算pv值的目的是（避免摩擦功耗過大引起過高的溫升從而導(dǎo)致潤滑失效）；驗(yàn)算p值的目的是（ 避免過大的壓強(qiáng)將潤滑油從接合面擠出從而導(dǎo)致過度磨損）。18.表征液體內(nèi)部摩擦阻力的粘性流體摩擦定律的文字?jǐn)⑹鍪牵ㄓ蛯娱g的剪切應(yīng)力與潤滑油的動力沾度

14、和速度剃度成正比），其數(shù)學(xué)表達(dá)式是（.dudy）。7寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）19 在內(nèi)徑和直徑系列相同的情況下，圖示四種軸承中，極限轉(zhuǎn)速最 高的是（a ）;承受徑向載荷能力最大的是（ d ）;完全不能 承受軸向載荷的是（d ）o20. 滾動軸承的基本額定壽命是（一批相同的軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%勺軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕以前能運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下能運(yùn)轉(zhuǎn)的工作小時(shí)數(shù)。），基本額定動載荷是（在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，軸承的基本額定壽命為一百萬轉(zhuǎn)時(shí)，軸承能承受的最大工作載荷）。21. 對于深溝球軸承，若當(dāng)量動載荷增大一倍，則其壽命（減小8分之7 ）o四、問答題1 何謂滾動軸承的基

15、本額定壽命？答：滾動軸承的基本額定壽命是指：一批相同的軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%勺軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕以前能運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)。2 哪些蝸桿傳動必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算？答：長期連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算。3 .開式齒輪傳動的主要失效形式是什么？答：開式齒輪傳動主要的失效形式是齒面磨損和齒面嚴(yán)重磨損后的斷齒。4一對相互嚙合的齒輪，其接觸應(yīng)力的關(guān)系怎樣？為什么？答：相互嚙合的齒輪的接觸應(yīng)力相等，因 兩者是單位面積的作用力和反作用力。5 混合摩擦滑動軸承一般應(yīng)計(jì)算哪些內(nèi)容？說明理由。答：混合摩擦的滑動軸承一般應(yīng)做如下計(jì)算： 計(jì)算壓強(qiáng)p,以避免過大的壓強(qiáng)破壞邊界膜從而

16、導(dǎo)致劇烈磨損；計(jì)算pv值，以避免溫升過高導(dǎo)致潤滑失效引起膠合。6軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般應(yīng)遵循哪些原則？答：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則包括：便于裝拆，定位準(zhǔn) 確、固定可靠，受力合理，便于制造。7齒輪傳動有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)是：效率高，傳動比恒定，工作可靠，壽命長，結(jié)構(gòu)緊 湊，適用的功率、速度范圍和傳動形式廣。齒輪傳動的缺點(diǎn)是：制造和安裝精度要求較高，需要專 用制造設(shè)備，精度低時(shí)振動和噪聲較大，不適合大中心距傳動。&簡述聯(lián)軸器的選擇步驟？答：聯(lián)軸器的選用步驟一般為：首先根據(jù)使用要求選擇聯(lián)軸器的類型，其次 根據(jù)轉(zhuǎn)矩和軸徑的大小確定具體型號，必要時(shí)對關(guān)鍵元件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。9選擇聯(lián)軸器應(yīng)

17、考慮哪些問題？答：選用聯(lián)軸器應(yīng)考慮的問題有：載荷大小，轉(zhuǎn)速高低，是否需要補(bǔ)償 位移誤差？是否需要緩沖？是否需要隔振？10在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般要求鍵槽劃一。請解釋：鍵槽劃一的意思。答：可能的情況下，各個鍵的 鍵寬相同；各個鍵的鍵槽應(yīng)布置在軸的同側(cè)母線上。11 .在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求圓角盡可能劃一，這是為什么？答：目的是：減少車刀數(shù)量或減少車刀仞磨的次數(shù)。12 彈簧有哪些功用？答：彈簧的功用大致有：緩沖減振，控制運(yùn)動，儲存能量，測力。13 在材質(zhì)、載荷一定的條件下，影響齒輪接觸疲勞強(qiáng)度最主要的因素是什么？答：兩齒輪的分度圓直 徑，或者說是兩齒輪的中心距。14在材質(zhì)、載荷一定的條件下，影響齒輪齒

18、根彎曲疲勞強(qiáng)度最主要的因素是什么？答：齒輪的模數(shù)。15在軸系設(shè)計(jì)中，兩端單向固定的含義是什么？ 一端雙向固定的含義又是什么？答：兩端單向固定的 意思是：由兩端的兩個軸承各限制軸一個方向的竄動；一端雙向固定的意思是：由一個支點(diǎn)的軸承 限制軸兩個方向的竄動，另一端的軸承游動。16. 何謂轉(zhuǎn)軸？何謂傳動軸？何謂心軸？答：心軸只起支撐作用，承受彎曲應(yīng)力；傳動軸只起傳遞轉(zhuǎn)矩 的作用，承受扭剪應(yīng)力；轉(zhuǎn)軸既起支撐作用，同時(shí)還傳遞轉(zhuǎn)矩，因此承受彎曲和扭剪應(yīng)力的共同作 用。17齒輪傳動可能的失效形式有哪些？答：斷齒、疲勞點(diǎn)蝕、磨損、膠合以及齒面塑性變形。18 為什么滑動軸承的軸瓦很少采用單金屬軸瓦？答：對軸瓦材

19、料的要求有許多指標(biāo)，沒有哪種材料能 夠滿足，因此一般根據(jù)局部品質(zhì)原理采用雙金屬或三金屬軸瓦。分析題1.兩級斜齒輪傳動如圖。已知：Z1= Z2=24, Z3=36，設(shè)傳動效率為100%三個齒輪的材質(zhì)完全一樣。試分析： 哪個齒輪接觸強(qiáng)度最大？ 哪個齒輪彎曲強(qiáng)度最低？ 若齒輪1的切向力為Ft，軸向力為Fa,徑向力為Fr, 那么，軸n所受的軸向力 Fa和徑向力Fr各為多少？ 軸n是傳動軸、心軸還是轉(zhuǎn)軸？解：材質(zhì)相同，三個齒輪的許用接觸應(yīng)力HP相等，但輪3的計(jì)算接觸應(yīng)力最小，H23<H21,因此輪3的接觸強(qiáng)度最大。 輪1、2的齒數(shù)較輪3少，所以輪1、2的計(jì)算彎曲應(yīng)力較輪3為大，有F3<F1=

20、F2,由右圖可知，齒輪 1、3的彎曲應(yīng)力為脈動循環(huán)，齒輪2的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)，所以有：FP2<fp3=FP1。因?yàn)镕P2 <、FP1 < ；- FP3二 F2CF1 CF3因此輪2的彎曲強(qiáng)度最低。 由右圖可知，F(xiàn)r=2R，根據(jù)左手或右手定則一定有：Fa12 = - Fa32Fa32故輪2所受的軸向力Fa=O。 輪1的轉(zhuǎn)矩通過輪2直接傳遞給輪3,軸n不承受轉(zhuǎn)矩作用，因此軸n是心軸。2 手動起重機(jī)構(gòu)如圖所示。 確定蝸桿和蝸輪的螺旋線方向； 標(biāo)出蝸桿所受力的三個分量。解： 根據(jù)左視圖，重物上升時(shí)蝸輪應(yīng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，蝸桿的軸向力由嚙合 點(diǎn)指向右邊，考慮到大多數(shù)人使用右手，從主視圖可知

21、起重時(shí)蝸 桿應(yīng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此，根據(jù)左手定則和嚙合條件可知，蝸桿蝸 輪的螺旋線為左旋。 蝸桿所受力的三個分量見右下圖。¥帶倍動3帶式運(yùn)輸機(jī)如圖所示。有人認(rèn)為：“如果電動機(jī)容量和減速器中齒輪的強(qiáng) 度足夠，那么只需將小帶輪直徑增大一倍，則運(yùn)輸機(jī)的生產(chǎn)率將會提高 一倍”。試分析上述說法正確與否。解：根據(jù)關(guān)系P= Fv,當(dāng)帶速v增大一倍時(shí)，若有效圓周力 F不變，則傳遞 的功率也增大一倍。但由于帶速增大時(shí)，由于離心拉力的作用，帶要伸 長，帶對帶輪的正壓力要減小，摩擦力也相應(yīng)減小，因此帶傳遞的有效 圓周力要減小，因此帶速增大一倍時(shí)，帶傳動傳遞的功率不可能增大一倍。所以上述說法是錯誤 的。4要求配

22、置電動機(jī)與工作機(jī)之間的減速傳動系統(tǒng)?，F(xiàn)有兩個配置方案: 電動機(jī)+單級蝸桿傳動+直齒圓柱齒輪傳動+工作機(jī)； 電動機(jī)+直齒圓柱齒輪傳動+單級蝸桿傳動+工作機(jī)。試分析：哪一個方案合理些？解：方案合理些。因?yàn)閺墓ぷ髌椒€(wěn)性來看，蝸桿傳動的工作平穩(wěn)性更好一些，因此應(yīng)把蝸桿傳動放在 高速級；此外，轉(zhuǎn)速高時(shí)，傳動件承受的轉(zhuǎn)矩和作用力要小些，將蝸桿傳動放在高速級可減小蝸輪的 尺寸，從而節(jié)省貴重的青銅，成本會低些。5. 有兩對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，參數(shù)如下：IZi= 20、Z2= 60、rn= 3；n Zi = 30、z = 90、rn= 2。兩對齒輪的精度、材質(zhì)配對、工作情況及其他參數(shù)均相同。試比較這兩對齒輪傳動的齒面接觸

23、疲勞強(qiáng)度、齒根彎 曲疲勞強(qiáng)度、工作平穩(wěn)性及制造成本。需切去的材料解：影響齒輪接觸疲勞強(qiáng)度的主要因素是中心距（或齒輪分度圓直徑），而 題給的兩對齒輪傳動的中心距相同，故兩對齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度相同。 彎曲疲勞強(qiáng)度與齒輪模數(shù)的3次方成正比，因此第一對齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度要大些。齒輪的齒數(shù)和越大，重合度越大，工作越平穩(wěn)，因此第二 對齒輪傳動的工作平穩(wěn)性要好些。至于制造成本，由右圖可以看出，第 二對齒輪的制造成本要低些。6. 一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪相互嚙合，大小齒輪的材質(zhì)完全相同。試分析：大、小齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度相同否？兩者的齒面接觸疲勞強(qiáng)度相同否？ 若小齒輪的材質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于大齒輪，彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度又怎樣

24、變 化？解：強(qiáng)度比較實(shí)際上是比較比值：許用應(yīng)力/計(jì)算應(yīng)力。 兩齒輪嚙合則工況相同，材質(zhì)相同則FP1=FP2、HP1=HP2 而計(jì)算應(yīng)力H1=H2,因此兩齒輪接觸疲勞強(qiáng)度相等；計(jì)算彎曲應(yīng)力取決于YFaYsa，因?yàn)閅FalYsal > YFa2Ysa2,所以計(jì)算彎曲應(yīng)力 F1> F2,故大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度大。 H1=H2,而HP1>HP2,故大齒輪接觸強(qiáng)度低；由于F1只稍大于F2,而FP1>>FP2,所以小齒輪彎曲強(qiáng)度大。7. 滾動軸承有兩種工作方式：外圈固定，內(nèi)圈轉(zhuǎn)動； 內(nèi)圈固定，外圈轉(zhuǎn)動。現(xiàn)假定載荷的大小和方向相對于固定圈不變。以向心短圓柱滾子軸承為例，分析兩種

25、工作方式的壽命長短。解：向心短圓柱滾子軸承滾動體與外圈的接觸是凹凸圓柱面接觸，接觸應(yīng)力較小，滾動體與內(nèi)圈的接觸 是凸凸圓柱面接觸，接觸應(yīng)力較大；單位時(shí)間內(nèi)，固定圈最大接觸應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動 圈最大應(yīng)力點(diǎn)的循環(huán)次數(shù)。綜上可知，滾動軸承工作方式的壽命大于的壽命。11寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）&液體動壓向心滑動軸承與軸頸的相對位置從靜止到穩(wěn)定運(yùn)行如下圖所示。試分析：為什么會出現(xiàn)這四種相對位置？畫出穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)油膜的油壓分布圖。解：說明如下d靜止時(shí)， 軸頸在重力作 用下位于軸承起動初期速度很低,隨著軸頸轉(zhuǎn)速的增底部。在摩擦力作用下軸頸沿軸承爬坡，當(dāng)軸承的全反力大，動壓油

26、膜的壓力越 來越大，同時(shí)不斷地將穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，軸頸位 于軸承孔的左下角，此時(shí) 油膜壓力的水平分量左右等于F時(shí)，爬坡停止。軸頸向左邊推。抵消，鉛垂分量等于 F。#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）1 =r U_Fi9液壓油缸缸體和缸蓋的螺栓聯(lián)接如圖所示。其中：左邊是一種聯(lián)接 方案（采用普通受拉螺栓），右邊是另一種聯(lián)接方案（采用鉤頭螺 栓）。試分析這兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。注：圖中e-de, de為螺紋危險(xiǎn)截面直徑。解：就拆卸缸蓋而言，鉤頭螺栓聯(lián)接只需擰松螺母，因此要方便些；就螺栓受力而言，若設(shè)左邊方案螺栓的拉應(yīng)力為，右邊鉤頭螺栓實(shí)際上受到偏心拉伸，應(yīng)力分布

27、不均，其最大拉應(yīng)力為9 ，因此對強(qiáng)度極為不利?？紤]到液壓缸缸蓋的拆卸畢竟不是經(jīng)常的，拆卸方便性的意義不大，因此還是應(yīng) 以聯(lián)接強(qiáng)度為主。綜上，左邊的方案為優(yōu)。10.傳動系統(tǒng)如圖所示，試分析： 主動小齒輪的螺旋線方向（標(biāo)出）？ 為使從動斜齒輪和蝸桿的軸向力抵消一部分，蝸桿蝸輪的螺旋線旋向如何? 標(biāo)出蝸輪所受作用力的三個分量。解： 根據(jù)斜齒輪正確嚙合條件可知齒輪1為左旋螺旋線。 齒輪2是從動件，蝸桿3是主動件，為使蝸桿 3和齒輪2的軸向力方向相 反，蝸桿的螺旋線也應(yīng)為右旋，根據(jù)蝸桿傳動的正確嚙合條件，蝸輪的螺旋 線也是右旋。 根據(jù)蝸輪的圓周力方向向右可判定蝸桿的軸向力方向向左，根據(jù)蝸桿螺旋線旋向和軸

28、向力方向可判定蝸桿轉(zhuǎn)向，進(jìn)而可判定蝸輪的軸向力方向。三個問題的圖示結(jié)果如圖。解：方案b為好。因?yàn)楫?dāng)兩油腔交替充壓力油時(shí)，長螺栓承受靜應(yīng)力作用，無壽命問題，短螺栓承受變 應(yīng)力作用。即使油壓有變化，因方案b中螺栓長度較大，螺栓剛度較小，也能降低螺栓的應(yīng)力幅，提高螺栓的疲勞強(qiáng)度。11 要求配置電動機(jī)與工作機(jī)之間的減速傳動系統(tǒng)?，F(xiàn)有兩個配置方案:電動機(jī)+V帶傳動+直齒圓柱齒輪傳動+工作機(jī)；電動機(jī)+直齒圓柱齒輪傳動+V帶傳動+工作機(jī)。試分析：哪一個方案合理些？解：帶傳動的特點(diǎn)是工作平穩(wěn)、可緩沖隔振，是摩擦傳動因而傳遞的有效圓周力不宜過大；而齒輪傳動 的特點(diǎn)是承載能力大、一般精度下工作平穩(wěn)性稍差、高速情況

29、下噪聲較大。由此可知，上述兩個方案 以為優(yōu)。12 .圖示為青銅齒圈、鑄鐵輪芯的裝配式蝸輪。試分析該聯(lián)接有何缺點(diǎn)。13寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）解：青銅的強(qiáng)度和硬度都比一般碳鋼和鑄鐵小，圖示 結(jié)構(gòu)螺栓光桿和青銅的接觸面積小，于擠壓強(qiáng)度 不利。將螺栓調(diào)頭安裝，可增大螺栓光桿和青銅 的接觸面積。b）為小圓錐齒輪軸的=-X - K -=Al U U0CQIQ13圖a）為安裝齒輪的軸的兩種方案，兩個齒輪一個是輸入輪，一個是輸出輪。圖 兩種支撐方案。試從強(qiáng)度的角度分析兩種方案的優(yōu)劣。Q ro BII)解：對于圖a）而言，方案I中軸既承受彎曲應(yīng)力作用，又承受扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力作用，方案n中的軸只承受彎

30、 曲應(yīng)力作用，因此方案n要好些。對于圖b）來講，方案I為外伸梁，方案n為簡支梁，強(qiáng)度和剛度比方案I高，方案n的缺點(diǎn)是多用了軸承，成本要高些。六、結(jié)構(gòu)、作圖題#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）1.指出圖a）、b）中的結(jié)構(gòu)錯誤（作出正確的圖或 用文字說明均可）。指出圖a）、b）中的結(jié)構(gòu)錯誤（作出正確的圖或 用文字說明均可）。#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）輸 出輸 出 輪1輪2I)輸入輪解：圖a的錯誤在于槽的寬度太大，圖 b的錯誤是動力輸入輪不應(yīng)布置在邊上。正確的結(jié)構(gòu)圖如下：輸輸±輪1解：圖a的錯誤是軸承的定位臺階過高，軸承沒法 拆卸；圖b的錯誤是螺母支撐面不平，應(yīng)鑄出

31、 加工的凸臺或銃出魚眼坑。正確的結(jié)構(gòu)圖如 下：鑄鉄件鑄鐵件#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）3.指出圖中的結(jié)構(gòu)錯誤 明）。（作出正確的圖或用文字說4.指出圖中的結(jié)構(gòu)錯誤（作出正確的圖或用文字說 明）。#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）1彳-廠解：正確的結(jié)構(gòu)圖如下。-諾6 圖示兩個零件采用螺釘聯(lián)接，試指出或改正其 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯誤之處。5 圖示同一功能的零件的兩種結(jié)構(gòu)，試分析哪一 種結(jié)構(gòu)合理（必須說明理由）。解：右邊的結(jié)構(gòu)合理。由于左邊結(jié)構(gòu)兩橫孔不通，加工時(shí)必須裝夾兩 次，不僅增大了輔助加工時(shí)間，而且由于 裝夾誤差的存在，難于保證兩孔的同軸度 要求。解：錯誤是螺釘裝不進(jìn)去。正確的結(jié)構(gòu)

32、圖如下:15寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）7 裝配式蝸輪結(jié)構(gòu)（部分）如圖所示。指出結(jié)構(gòu)不 合理之處并加以簡要說明。#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）書詞齒圈#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）解：正確的結(jié)構(gòu)如圖所示，騎縫螺釘應(yīng)偏向鑄鐵輪 芯幾毫米，左邊的兩大圓柱面應(yīng)有間隙以避免 過定位。#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）&指出圖中的結(jié)構(gòu)錯誤（作出正確的圖或用文字說 明）。解：正確的結(jié)構(gòu)圖如下。書嗣齒圈9 圖示平帶帶輪的兩種結(jié)構(gòu)，試分析哪一種結(jié)構(gòu) 合理（必須說明理由）。解：

33、右邊的結(jié)構(gòu)合理。iliii#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）圖a所示的緊定螺釘孔既不可能加工出來，緊 定螺釘也不可能裝進(jìn)去；圖b在帶輪上開設(shè)工藝孔則解決了圖a的問題。七、計(jì)算題1.接長扳手如圖。聯(lián)接采用受拉螺栓，試根據(jù)強(qiáng)度條件導(dǎo)出螺栓危險(xiǎn)截面直徑的計(jì)算式（已知常數(shù)須 化簡）。17寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）#寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）提示 分別對A、B點(diǎn)取矩，可求得 A、B點(diǎn)處的摩擦力，可判定 A、B兩點(diǎn)哪一點(diǎn)所需的摩擦力大, 取大的進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)“預(yù)緊力乘摩擦系數(shù)等于可靠性系數(shù)乘摩擦力”可求得所需預(yù)緊力。根據(jù)只受預(yù)緊力的緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算式即可求得螺栓的計(jì)算

34、直徑。參考答案根據(jù)靜平衡條件Fb= Fx l 1/1 2= 8F, Fa= Fx( l 1 + I 2)/ l 2= 9F設(shè)摩擦系數(shù)為，則有F'= Kf Fa, F' = 9Kf F/ ，于是4>d.3F =3.86 " V f切5.2 9Kf F2 .圓錐齒輪軸用兩個圓錐滾子軸承支撐如圖。冬、_丹&&已知：傳遞的功率 P= 4kw，轉(zhuǎn)速n = 960rpm，三班制工作。R = 2800N, F2 = 1080N, Fa= 230N。要求軸承的壽命大于105h,脂潤滑。試驗(yàn)算軸承的壽命是否足夠。（注：軸承的基本額定動載荷G = 63000N,基本

35、額定靜載荷 C0r = 74000N,極限轉(zhuǎn)速N0 = 5000, e =0.37 , Y= 1.6 , Y0= 0.9。當(dāng) A/RC e 時(shí)，X= 1, Y= 0;當(dāng) A R> e 時(shí)，Y= 1.6 , X= 0.4。載荷系數(shù) fp =1.2，附加軸向力 S = R2Y,當(dāng)量動載荷 P= fp（XRF YA , L -）60n （P 丿提示首先根據(jù)附加作用力的計(jì)算式求出兩個軸承的附加軸向力并將其標(biāo)注在圖上，接著求出兩個 軸承所受的軸向力，下一步求出兩軸承的當(dāng)量動載荷并比較其大小，最后將大的那個當(dāng)量動 載荷帶入壽命計(jì)算式即可。參考答案S1= &/2Y= 2800/ 3.2 = 8

36、75N, Sz=瓊 2Y= 1080/3.2 = 337.5N，兩力的方向由外向內(nèi);/ FA+ S= 230+ 875= 1105>A?= Fa+ S1= 1105N, A = S1= 875N; A/Ri= 0.312 v e= 0.37 ,A %= 1, £= 0;/ AlR= 1105/1080 >e,. = 0.4 , Y?= 1.6 ;P1= fp（NR + Y1A）= 3360N, F2 = fp（X2R, + YA） = 2640N,因 R >F2，應(yīng)取 P2;Lh= 101 包軽 丫33 = 301073> 105h，壽命足夠。60n lP2

37、丿 60 漢 960（3360 丿2. 某軸由圓錐滾子軸承支撐如圖所示。已知：載荷平穩(wěn)，R1= 2000N,賤=4000N, Fa= 1030N,室溫下工作，軸轉(zhuǎn)速 n= 1000rpm。試計(jì) 算這一對軸承的使用壽命山=?（軸承參數(shù)如下：C； = 34000N,S = R/2Y, e= 0.38，當(dāng) A/R>e 時(shí)，X= 0.4 , Y= 1.6）提示首先根據(jù)附加作用力的計(jì)算式求出兩個軸承的附加軸向力并將其標(biāo)注在圖上，接著求出兩個 軸承所受的軸向力，下一步求出兩軸承的當(dāng)量動載荷并比較其大小，最后將大的那個當(dāng)量動 載荷帶入壽命計(jì)算式即可。參考答案S1= R 2Y= 2000/ 3.2 =

38、625N, Sz= 1250N;軸承2是壓緊端，所以有 A1= S1 = 625N, A = Fa+ 0= 1625N;19寧波大紅鷹學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)練習(xí)（二）/ A1/R1= 625/2000 = 0.312 v e= 0.38 ,二各=1, Y1 = 0;/ AIR= 1625/4000 = 0.406 >e,. X,= 0.4 , Y2= 1.6 ;因載荷平穩(wěn)，室溫下工作，故f p= 1 , f t = 1 ;Pi= f p(XR + Y1A) = 2000N, F2 = fp(X2艮 + YA) = 0.4 X 4000 + 1.6 X 1625= 4260N; 中 c c 宀怖 c +件 I ,16670 i'c 薩 16670 (34000 f33“因> P2,應(yīng)取 P2；故 Lh= Lh2 = 16820h onP21000 42603. 軸系如圖。已知：M= 450kNmm F= 3000N, Fa= 1000N, S= 0.25 R=求: A=? A =? 做出彎矩圖并求最大彎矩 Mmax=?提示首先根據(jù)受力圖求出兩支點(diǎn)的徑向載