《机械设计》习题集

优点?

13-20 滚动轴承常用的润滑方式有哪些?具体选用时应如何考虑?

13-21 接触式密封有哪几种常用的结构形式?分别适用于什么速度范围?

13-22 在唇形密封圈密封结构中,密封唇的方向与密封要求有何关系?

三、设计计算题

13-23 如图所示,轴上装有一斜齿圆柱齿轮,轴支承在一对正装的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n=300 r/min,载荷系数fP=1.2。试计算两个轴承的基本额定寿命(以小时计)。(想一想:若两轴承反装,轴承的基本额定寿命将有何变化?)

题13-23图

13-24 一根装有小圆锥齿轮的轴拟用图示的支承方案,两支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。其它尺寸如图所示。若希望轴承的基本额定寿命能超过60000h,试选择合适的轴承型号。

13-25 6215轴承受径向载荷Fr=45.6kN,轴向载荷

Fa=6.3kN,载荷平稳,试计算其当量动载荷P。若在此当量动载荷作用下要求该轴承能正常旋转106转,其可靠度约为多少?

四、结构设计与分析题

13-26 按要求在给出的结构图中填画合适的轴承(图中箭头示意载荷方向)。

a)单向固定支承 b)双向固定支承 c)游动支承

d)游动支承 e)单-向固定支承 f)承受单向推力支承

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第十四章 联轴器和离合器

一、选择与填空题

14-1 试查手册确定下列联轴器的相对位移补偿量范围。 类弹性柱销联轴型 滑块联轴器 齿式联轴器 器 位移 轮胎联轴器 补x/mm 偿y/mm 量范 α/(°) 围 14-2 牙嵌离合器的许用压力和许用弯曲应力与____________有关。 (1)工作情况系数KA (2)接合时的转速状态 (3)牙的形状 (4)牙的数量

14-3 弹性联轴器的弹性元件有定刚度与变刚度之分,非金属材料的弹性元件是_____________,其刚度多随载荷增大而__________。

14-4 多盘摩擦离合器的内摩擦盘有时做成碟形,这是为了________________。

(1)减轻盘的磨损 (2)提高盘的刚性 (3)使离合器分离迅速 (4)增大当量摩擦系数

二、分析与思考题

14-5 联轴器、离合器、安全联轴器和安全离合器有何区别?各用于什么场合? 14-6 试比较刚性联轴器、无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器各有何优缺点?各适用于什么场合?

14-7 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。 (2)载荷比较平稳,冲击不大,但两轴轴线具有一定程度的相对偏移。 (3)载荷不平稳且具有较大的冲击和振动。

(4)机器在运转过程中载荷较平稳,但可能产生很大的瞬时过载,导致机器损坏。 14-8 十字轴万向联轴器适用于什么场合?为何常成对使用?在成对使用时如何布置才能使主、从动轴的角速度随时相等?

14-9 在联轴器和离合器设计计算中,引人工作情况系数KA是为了考虑哪些因素的影响?

14-10 选择联轴器类型时,应当考虑哪几方面的因素?

14-11 牙嵌离合器和摩擦式离合器各有何优缺点?各适用于什么场合? 14-12 多盘摩擦离合器的许用压力[p]与哪些因素有关?为什么?

三、设计计算题

14-13 有一链式输送机用联轴器与电动机相联接。已知传递功率P=15kW,电动机转速n=1460r/min,电动机轴伸直径d=42mm。两轴同轴度好,输送机工作时起动频繁并有轻微冲击。试选择联轴器的类型和型号。

14-14 一搅拌机的轴通过联轴器与减速器的输出轴相联接,原动机为电动机,减速器输出轴的转速n=200r/min,传递的转矩T=1000N2m,两轴工作时有少量偏移,试选择此联轴器的类型和型号。

14-15 一机床主传动换向机构中采用多盘摩擦离合器。已知外摩擦盘5片,内摩擦盘4片,摩擦盘接合面内径D1=60mm,外径D2=110mm,传递功率P=4.4kW,转速n=1214r/min,摩擦盘材料为 淬火钢,在油中工作,每小时接合约120次。试求此离合器所需的轴向总压

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力F,并验算此离合器。

14-16 一剪切销安全联轴器如图所示,传递转矩Tmax=800N2m,销钉直径d=6mm,销钉材料用45钢正火,销钉中心所在圆的直径D=100mm,销钉数z=2,取[τ]=0.7σB。试求此联轴器在载荷超过多大时方能起到安全保护作用。

题14-16图

第十五章 轴

一、选择与填空题

15-1 轴上安装有过盈联接零件时,应力集中将发生在轴上_____________。

(1)轮毂中间部位 (2)沿轮毂两端部位 (3)距离轮毂端部为1/3轮毂长度处 15-2 某45钢轴的刚度不足,可采取____________措施来提高其刚度。 (1)改用40Cr钢 (2)淬火处理 (3)增大轴径 (4)增大圆角半径

15-3 按弯扭合成强度条件计算轴的应力时,公式中折合系数α是考虑__________。 (1)材料抗弯与抗扭的性能不同 (2)弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同 (3)强度理论的要求

15-4 对轴进行表面强化处理,可以提高轴的 。

(1)静强度 (2)刚度 (3)疲劳强度 (4)耐冲击性能

二、分析与思考题

15-5 何为转轴、心轴和传动轴?自行车的前轴、中轴、后轴及脚踏板轴分别是什么轴? 15-6 试说明下面几种轴材料的适用场合:0235-A,45,1Crl8Ni9Ti,Qr600-2, 40CrNi。 15-7 轴的强度计算方法有哪几种?各适用于何种情况?

15-8 按弯扭合成强度和按疲劳强度校核轴时,危险截面应如何确定?确定危险截面时考虑的因素有何区别?

15-9 为什么要进行轴的静强度校核计算?这时是否要考虑应力集中等因素的影响? 15-10 经校核发现轴的疲劳强度不符合要求时,在不增大轴径的条件下,可采取哪些措施来提高轴的疲劳强度?

15-11 何谓轴的临界转速?轴的弯曲振动临界转速大小与哪些因素有关?

15-12 什么叫刚性轴?什么叫挠性轴?设计高速运转的轴时,应如何考虑轴的工作转速范围?

三、设计计算题

15-13 已知一传动轴的材料为40Cr钢调质,传递功率P=12kW,转速,n=80r/min。试: (1)按扭转强度计算轴的直径;

(2)按扭转刚度计算轴的直径(设轴的允许扭转角[υ]≤0.5(°)/m)。

15-14 直径d=75mm的实心轴与外径d0=85mm的空心轴的扭转强度相等,设两轴的材料相同,试求该空心轴的内径d1和减轻重量的百分率。

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15-15 图示为一台二级圆锥-圆柱齿轮减速器简图,输入轴由左端看为逆时针转动。已知Ft1=5000N,Fr1=1690N,Fa1=676N,dml=120mm,dm2=300mm,Ft3=10000N,Fr3=3751N,Fa3=2493N,d3=150mm,l1= l 3=60mm,l2=120mmm,l4= l5= l6=100mm。试画出输入轴的计算简图,计算轴的支承反力,画出轴的弯矩图和扭矩图,并将计算结果标在图中。

a)

b) 题15-15图

15-16 根据题15-15中的已知条件,试画出中间轴的计算简图,计算轴的支承反力,画出轴的弯矩图和扭矩图,并将计算结果标在图中。

15-17 两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴的尺寸和结构如图所示。轴的材料为45钢,调质处理,轴单向运转,齿轮与轴均采用H7/k6配合,并采用圆头普通平键联接,轴肩处的圆角半径均为r=1.5mm。若已知轴所受扭矩T=292N2m,轴的弯矩图如图所示。试按弯扭合成理论验算轴上截面Ⅰ和Ⅱ的强度,并精确验算轴的疲劳强度。

题15-16图

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