機械設(shè)計作業(yè)題

機械設(shè)計作業(yè)題

習題一

1.一部機器一般由幾部分組成？機械設(shè)計課以研究哪一部分為主？

2.機械設(shè)計的一般程序是什么？3.機械零件設(shè)計應滿足哪些

基本準則？

（P4-8五點）（P13-14五點）

⑴強度準則

⑴計劃階段

⑵剛度準則⑵方案設(shè)計階段

⑶壽命準則⑶技術(shù)設(shè)計階段

⑷振動穩(wěn)定性準則⑷技術(shù)文件編制階段

⑸可靠性準則⑸改進設(shè)計階段

4.影響機械零件疲勞強度的主要因素有哪些？原因是什么？

4）零件材料與加工工藝、材料本身的疲勞強度及加工工藝可提高疲

勞強度

5、r=-l變應力，

r=0變應力，

r=l時稱為r=變應力。

1、機械是機器與構(gòu)件的總稱

2、靜載荷---脆性材料

有沖擊一一塑性材料

3、

強制性國標：GBXXXX

推薦性國標:GB/TXXXX

習題二

一、簡答題

1、普通三角形螺紋聯(lián)接有什么特點?P62

答：牙型為等邊三角形，牙型角a=60°,內(nèi)外螺紋旋合后留有徑向間

隙。外螺紋牙根允許

有較大的圓角，以減小應力集中。同一公稱直徑按螺距大小，分為粗

牙和細牙。細牙螺紋的

牙型與粗牙相似，但螺距小，升角小，自鎖性較好，強度高，因牙細

不耐磨，容易滑扣。

2、螺栓聯(lián)接有何特點?P65

螺栓連接的結(jié)構(gòu)特點是被連接件上的通孔和螺栓桿間留有間隙，通孔

的加工精度要求低，結(jié)

構(gòu)簡單，拆裝方便，使用時不受被連接件材料的限制。

3、螺紋聯(lián)接的類型有哪些？P64-65（4點）

1）螺栓連接

（2）雙頭螺柱連接

（3）螺釘連接

4）緊定螺釘連接

4、為什么螺紋聯(lián)接要采用防松措施?P70

因為當螺紋連接一旦出現(xiàn)松落，輕者會影響機器的正常運轉(zhuǎn)，重者會

造成嚴重的事故，則螺

紋連接采用防松措施則可以保證連接安全可靠，防止連接脫落。

5、螺紋聯(lián)接靠摩擦力防松的措施有哪些？6、螺紋聯(lián)接用機械元件防

松的措施有哪些？

6、P71（3點）

P71（3點）

對頂螺母開口銷與六角開槽螺母

使用彈簧墊圈使用止動墊圈

自鎖螺母串聯(lián)鋼絲

?8、極限應力線圖有何用處？

點）P24

傳力螺旋確定零件材料的破壞形式；

傳導螺旋確定零件材料的極限應力

調(diào)整螺旋計算零件的安全系數(shù)。

3.如何提高機械零件的疲勞強度？P32（4點）

影響因素：應力集中、絕對尺寸、表面狀態(tài)

⑴盡可能降低零件上的應力集中

⑵選用疲勞強度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強度的熱處理及

強化工藝

⑶提高零件表面加工質(zhì)量

⑷盡可能減小或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋尺寸。

10、提高接觸疲勞強度的措施

）控制最大接觸應力

）提高接觸表面硬度，改善表面加工質(zhì)量

）增大接觸面綜合曲率半徑

）改外接觸為內(nèi)接觸，點接觸一線接觸

5）采用高粘度潤滑油

二、計算題

1、某零件用45Mn2制造，材料的力學性能為：？B=900MPa,?S=

750MPa,??1=410MPa,問該零件受脈動循環(huán)變應力作用時，其極限應

力？0C??=0.25,k?=l,??=0,85,?=0.8。為多少？

解：綜合影響系數(shù)：K

??

k?

?

10.8570.8

?1.47

???

因為，脈動循環(huán)時?a??m,和直線A?E?方程聯(lián)立，

可求得M點的坐標。即：

?

??

?1

?a????O?m?K??O

?a??O?m

??0

?a??0?m?238.37MPa代入已知數(shù)據(jù):解得：?0

則：零件受脈動循環(huán)變應力作用時;其極限應力為

?m??0?a?2?238.37?476.74MPao?0C??0

2、如題3-51圖所示，用6個M16的普通螺栓聯(lián)接的鋼制液壓油缸,

螺栓性能為8.8級，

2

?21.5F,求預安全系數(shù)S=3,缸內(nèi)油壓p=2.5N/mm,為保證緊密性

要求，剩余預緊力QP

緊力QP的取值范圍。（端蓋與油缸結(jié)合面處采用金屬墊片）

液壓油缸蓋所受的總載荷：F??p?單個螺栓工作載荷：F?查得螺栓的

相對剛度，最小預緊力：

?CL

???l?Qp?QP

?CL?CF?

?

?F?1.5F?0.7F?1.5?4710?0.7?4710?10362N??

2

?D

4

2

?2.5?

3.147120

4

2

?28260N

F?ZCL

?

282606

?4710N

CL?CF

?0.2~0.3,取

CLCL7CF

?0.3

已知螺栓性能等級為8.8級，則?s?640Nmm[?]?

?

S

o螺栓材料的許用應力為：

S

?

6403

?213Nmm

2

1.3Q

查得M16螺栓的小徑dl?13.835mm,代入強度條件:

?dl[?]

4?1.3

2

2

?

4

國?]

dl

2

得螺栓許用總拉力：Q?

?

3.14713.835

4?1.3

?213

724619N

則最大預緊力：Qp?Q?

CLCL7CF

F?24619?0.3?4710?23206N

綜上，預緊力的取值范圍：10362WQpW23206N習題三

一、選擇題

1.平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的A。A.兩個側(cè)面C.兩個端

面

B.上下兩面D.側(cè)面和上下面

2.一般普通平鍵聯(lián)接的主要失效形式是BoA.剪斷C.膠

合

B.磨損D.壓潰

3.設(shè)計普通平鍵聯(lián)接時，根據(jù)D來選擇鍵的長度尺寸。

A.傳遞的轉(zhuǎn)矩C.軸的直徑

B.傳遞的功率D.輪轂長度

4.設(shè)計普通平鍵聯(lián)接時-，根據(jù)C來選擇鍵的截面尺寸_A.傳

遞的力矩C.軸的直徑

B.傳遞的功率D.輪轂長度

5.當采用一個平鍵不能滿足強度要求時，可采用兩個錯開

D布置。A.90°

B.120°D.180°

C.150°

二、簡答題

1.普通平鍵有那些失效形式？主要失效形式是什么？怎樣進行強度

校核？如經(jīng)校核判斷強度不足時，可采取哪些措施？

普通平鍵的的失效形式有工作面被壓潰，個別情況會出現(xiàn)鍵被剪斷。

主要失效形式是工作面被壓潰。進行強度校核時，應校核擠壓強度和剪切

強度。如經(jīng)校核判斷強度不足時，可在同一連接處錯開180°布置兩個平

鍵，強度按1.5個計算。

2.平鍵和楔鍵聯(lián)接在工作原理上有什么不同？P103-104

平鍵連接：鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來

傳遞轉(zhuǎn)矩。楔鍵連接：鍵的上下兩面是工作面，工作時，靠鍵的楔

緊作用來傳遞轉(zhuǎn)矩。3.簡述疲勞破壞及其特點

疲勞破壞指的是零件在交變應力下的損壞，其特點為：

1、斷裂時并無明顯的宏觀塑性變形，斷裂前沒有明顯的預兆，而是

突然地破壞。2、引起疲勞斷裂的應力很低，常常低于靜載荷時的屈服強

度

3、疲勞破壞能清楚的顯示出裂紋的發(fā)生、擴展和最后的斷裂這三個

組成部分。

習題四

1.為什么普通車床的第一級傳動采用帶傳動，而主軸與絲杠之間的

傳動鏈中不能采用帶傳動？

因為帶傳動適用于中心距較大傳動，且具有緩沖、吸振及過載打滑的

特點，能保護其他傳動件，電動機和機床1軸之間的距離很遠，適合普通

機床的第一級傳動要求；不適合使用齒輪傳動，而且當負荷超載時，皮帶

會打滑，可以保護其他傳動零件。這是采用皮帶傳動的主要目的。而從1

軸到絲杠之間采用齒輪傳動，可以精確的保證傳動比，而皮帶傳動不能保

證準確的傳動比，這對于車床很重要。而且齒輪傳動的結(jié)構(gòu)緊湊，可以在

比較小的空間內(nèi)合理安排，因此可以減小機床的體積，并且可以實現(xiàn)方便

的變速。雖然齒輪傳動不能夠打滑保護零件，但為了機床的安全，會在整

個的傳動鏈中加入過載保護裝置，比如摩擦片離合器，過載保護器，超越

離合器等。

3.鏈傳動的主要工作特點？P165

答：1、工作原理：通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞動力和運

動

2、組成：主、從動鏈輪、鏈條、封閉裝置、潤滑系統(tǒng)和張緊裝置等。

3、特點：

（1）與帶傳動相比，鏈傳動能保持準確的平均傳動比，傳動效率較

高，且作用與軸上的徑向壓力較小，且鏈傳動的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為

緊湊，能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作

（2）與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低，于遠距

離傳動時，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動更輕便。

優(yōu)點：①平均速比準確，無滑動②張緊力小，軸上壓力?、蹅鲃有?/p>

率高④承載能力高⑤可傳遞遠距離傳動⑥可在高溫，多灰塵環(huán)境下工作⑦

成本低。缺點：①瞬時傳動比不恒定②傳動不平穩(wěn)③傳動時有噪音、

沖擊，不適合于高速傳動④對安裝精度要求較高。⑤只能用于平行軸間

傳動

4.如圖所示鏈傳動的布置形式，小鏈輪為主動輪，中心距a=（30~50）p,

它在圖a、b所示布置中應按哪個方向回轉(zhuǎn)才算合理？兩輪線布置在同一

鉛垂面內(nèi)有什么缺點？應采取什么措施？

解圖（a）,（b）所示布置中鏈輪按逆時針方向旋轉(zhuǎn)合理。

兩輪軸線機具置在同王鉛垂面內(nèi)下垂量增大，下鏈輪的有效嚙合齒數(shù)

減少，降低了傳動能力。應采?。?、調(diào)整中心距；2、加張緊輪；3、兩

輪偏置等措施。

機械設(shè)計習題5

一、分析計算題

1、已知：V帶傳遞的實際功率P=7.5kW,帶速v=10m/s,緊邊拉力

是松邊拉力的兩倍，試求有效圓周力Fe、緊邊拉力Fl和初拉力F0。

(1)帶的有效圓周力：

Fe?lOOOPv?l000?7.5

10N?750N

(2)帶的松邊拉力：

根據(jù)受力公式有Fl?F2?Fe,由題意有F1?2F2及Fe?750No

聯(lián)立解以上各式，得

F2?750N

(3)帶的緊邊拉力：

Fl?2F2?2?750N?1500N

(4)初拉力F0

FO?(F1?F2)/2?1125N

2、已知：V帶傳動所傳遞的功率P=7.5kW,帶速v=10m/s,現(xiàn)測得

初拉力F0=1125N,試求緊邊拉力F1和松邊拉力F2

(1)有效圓周Fe

Fe?l000Pv?l000?7.5

10N?750N

（2）緊邊拉力Fl與松邊拉力F2：

Fl?F2?Fe?750N

（Fl?F2）/2?F0?l125N

聯(lián)解以上兩式，