机械设计习题答案1.doc
机械设计总论习题答案二、填空： （1），。 （2）应力集中、绝对尺寸、表面状态。 （3）粘着磨损、磨料磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损。 （4）磨合、稳定、剧烈，缩短磨合期、延长稳定磨损期、推迟剧烈磨损的到来。 （5）整体断裂；表面破坏；变形量过大及破坏正常工作条件引起的失效。 （6）调查决策、研究设计、试制及投产销售。 （7）标准化、系列化、通用化。 （8）根据额定功率计算出作用于零件上的载荷F；计算载荷Fc；Fc=KF。 （9）判断危险截面处的最大应力是否小于或等于许用应力及判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于许用安全系数；。 （10）低周循环；高周循环。 （11）有限寿命；无限寿命。 （12）非稳定变应力中作用时间最长和（或）起主要作用的。 （13）干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、液体摩擦。 （14）流体静力润滑、流体动力润滑及弹性流体动力润滑。 （15）温度；压力。 三、选择填空： （1）C （2）B （3）C （4）丙 （5）B （6）A （7）B （8）B、C （9）D （10）A （11）C （12）B 四、计算题： 1、解：（1） 作该零件的极限应力图。 常数时，应力作用点在线上，与极限应力图交于线上，所以该零件首先发生塑性变形。 （2）常数时，工作应力点在范围内，即：点，所以时首先发生疲劳破坏。 2、解：（1） 零件的极限应力线图如图示。工作应力点为，其相应的极限应力点为。 （2）该零件将可能发生疲劳破坏。 （3） 该零件不安全。 3、解：可能发生疲劳失效。 时，应按疲劳进行强度计算； 4、解： （1） （2）零件的极限应力线为。 （3） 5、解： （1） ， 作材料的简化极限应力图。 （2）， 由和 得： ， 图中：螺纹联接习题答案二、填空 （1）大，中。螺旋升角 小于螺旋副的当量摩擦角，。 （2）摩擦防松，机械防松，铆冲防松。双螺母，开口销，铆死、冲点。 （3）联接，传动。 （4）三角， 60， 1，螺纹公称直径，杆长。 （5）导程S和牙形角。 （6）螺栓、被联接件。 （7），；，（需注明式中各符号的意义） （8）残余预紧力与工作拉力。 （9）增大和提高。 （10）降低；增加。 （11）双头螺栓，定力矩。 （12）被联接件接触面间的摩擦力，预紧力，被联接件间相对滑移。螺栓抗剪切，剪切和挤压，剪断和压溃。 三、选择填空： （1）B （2）C B C B （3）D （4）B （5）B （6）A （7）A D （8）A （9）B （10）A （11）C （12）A （13）B 四、判断题： （1） （2）× （3） （4）× （5） （6） （7） （8） （9） （10）× 五、计算题 1. 解：在横向力作用下，悬臂梁不滑移的条件为 则悬臂梁在y向摩擦力 2.解：假定夹紧机构在螺栓联接并预紧的情况下近似为一刚性体，如图，在载荷及螺栓预紧力作用下，产生正压力 ， ，由于 ， 产生的摩擦力较小，则近似有 ， 又由在 向的受力关系有 根据力矩平衡有 以夹紧机构的左半部分为研究对象，又由于螺栓预紧力较大，则可以认为 考虑左半部分在 向的受力关系有 由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）得 则螺栓所受总拉力 螺栓危险截面的直径（螺纹小径 ）为 按照粗牙普通螺纹标准（ ），选取螺纹公称直径 （螺纹小径 ）。 3. 解： 方案（a）： 设通过螺栓组对称中心并与接合面相垂直的轴线为回转轴线（螺栓2的轴线）。在工作载荷 的作用下，螺栓组联接承受横向工作剪力 以及由 产生的转矩 的作用。 在转矩 的作用下，薄板在各螺栓所受的工作剪力 在工作剪力 作用下，薄板在各螺栓所受的工作剪力 （方向与 相反） 因此 （与 同向） （与 反向） （与 反向） 则螺栓所受最大工作剪力 方案 ： 设通过螺栓组对称中心 并与接合面相垂直的轴线为回转轴线。 在工作载荷 的作用下，螺栓组联接承受横向工作剪力 以及由 产生的转矩 的作用。在转矩 的作用下，薄板在各螺栓所受的工作剪力 在工作剪力 作用下，薄板在各螺栓所受的工作剪力 （方向与 相反） 由图显然 与 的合力最大 因此 则螺栓所受最大工作剪力 。 由上面分析计算可以看出：方案 螺栓最大工作剪力较小，而且各螺栓受力相对（a）方案较均匀，方案 较好。 4. 解：4.解：（1）螺栓所受的工作载荷如图，在油压 的作用下，螺栓组联接承受轴向拉力的作用： 轴向拉力 在轴向拉力 的作用下，各螺栓所受轴向工作载荷为 （2）螺栓的预紧力 由 及题意 对于碳素钢螺栓，要求预紧力： 考虑预紧力的情况下，取螺纹联接安全系数 。 由 ， 可得 因此， 才能满足此联接要求。 5. 解：（1）设螺栓弧线距离为 ，则螺栓数 则 （2）螺栓的受力分析 在压强 的作用下，螺栓联接承受轴向力 在轴向力 的作用下，各螺栓所受的轴向工作载荷为 单个螺栓承受的总拉力 （3）螺栓危险截面的直径（螺纹小径 ）为 6. 解：（1）在力 的作用下，螺栓组联接受到倾覆力矩 作用： （2）在倾覆力矩 作用下，上面两螺栓受到加载作用，而下面两螺栓受到减载作用，故上面螺栓受力较大，所收拉力 ： 即螺栓所受轴向工作载荷 （3）在力 的作用下，根据联接接合面不滑移条件 有 取 （4） 螺栓所受总拉力： （5） 螺栓危险截面的直径（螺纹小径 ）为 7 . 解：（1） （2）由残余预紧力 得： 当 时， （3）由应力幅 得： 8. 解题要点： （）该螺栓组受预紧里后再承受轴向工作载荷； （）当吊环位置由对称中心 移至 时，螺栓组受倾覆力矩 ，在倾覆力矩作用下，左上角螺栓受到加载作用，右下角螺栓受到减载作用，故左上角螺栓受力较大，螺栓组的强度计算应以左上角螺栓为对象。 解：（1）在轴向 的作用下，各螺栓所受的工作拉力 由于工作拉力位于通过螺栓组 的轴线，因此螺栓所受的轴向工作载荷为 螺栓所受的总拉力为 螺栓危险截面的拉伸强度条件为 由式（1）、（2）、（3）得 即 可得 （2） 轴向载荷 作用下，螺栓所受工作拉力 在工作载荷 的作用下，螺栓组承受的倾覆力矩 左上角螺栓受载荷 故左上角螺栓所受轴向工作载荷即工作拉力为 （3） 螺栓所受的总拉力为 螺栓危险截面的拉伸应力为 因此，该落实组联接安全。 9.解题要点： 要弄清楚轴向工作载荷螺栓联接的变形与力的关系线图，尤其是螺栓刚度 和被联接件刚度 不同时线图的变化情况。 解： (1)减小 ， 在 、 、 不变时， ， 即减小 ； 增大 ， ，在 、 、 不变时， ， 即减小 ；反之，减小 时 ，即增大 。 (2)螺栓的总拉力 由 得螺栓残余预紧力为 10. 解题要点： （）载荷 产生倾覆力矩 ，在 作用下，左边的两个螺栓所受轴向拉力较大，容易拉断实效，因此所需螺栓小径 的计算应以左边两螺栓为对象； （）在横向载荷 的作用下，支架可能产生滑移，使联接失效。为此，要保证在螺栓预紧力作用下，联接的接合面间产生的摩擦力大于横向载荷与防滑系数的乘积； （）在倾覆力矩 的作用下，支架与立柱接合面压溃失效，应校核结合面右部的压强。本题末要求此项计算。 解： 在力 的作用下： （1） 螺栓组联接承受的倾覆力矩（顺时针方向）； （2） 在倾覆力矩 的作用下,左边的两螺栓受力较大，所受载荷 ； （3）在横向力 作用下，支架与立柱接合面可能产生滑移，根据不滑移条件 可得 （4）左边螺栓所受总拉力 ： （5）螺栓的许用应力 （6）螺栓危险截面的直径（螺纹小径 ） 键联接习题答案二、填空题（1）键宽，公称长度， A型。周。（2）轴径d；键的两侧面。（3）键两侧面；楔形键联接中，上下表面。导向平键、滑键。（4），1.5。（5）挤压应力；压强强度。三、选择填空： （1）C （2）C （3）C （4）D （5）B（6）A （7）C （8）C （9）C （10）C带传动习题答案二、填空题： （1）拉，弯曲和离心。 ,带的紧边开始绕上小轮处，疲劳。 （2）带与带轮间发生的显著相对滑动，小。 。 （3）前；上。4，弯曲，离心。 （4）与带型，小带轮基准直径和小带轮转速。 （5）363N和63N。 （6）1， 。 （7）最大值，包角，摩擦系数，张紧力。 （8）增大，增大，增大。 （9），。 （10）计算功率和小带轮转速。三、选择填空： （1）C （2）C （3）C （4）D （5）A（6）C （7）D （8）B （9）C （10）A（11）D （12）D 四、判断题：（1） （2）× （3） （4） （5）×（6）×链传动习题答案二、填空题：（1）且中心距恰为节距的整数倍。（2）增大和减少。（3）节距，较多的奇数。（4）严重，低。（5）好。（6）大，高，小。（7）节距、滚子外径和内链节内宽，节距。（8）高，大，少，。（9）铅垂平面内，水平或倾斜。（10）紧，松。三、选择填空： （1）C （2）A （3）C （4）B （5）D（6）D （7）A （8）B （9）B （10）D（11）C （12）A （13）C （14）C （15）A（16）C齿轮传动习题答案二、填空题： （1） =，。 （2） 下降、不变、提高。 （3） 齿面点蚀，接触疲劳；齿根弯曲疲劳折断，齿根弯曲。 （4） 模数，齿廓形状。 （5） 大尺寸圆锥齿轮高精度制造困难，高速级（高速级、低速级）。 （6） 使用系数，动载系数，齿间载荷分配系数，齿向载荷分布系数。 （7） 齿宽系数、齿宽、精度等级及支承布置情况。 （8） 齿数、螺旋角、变位系数，模数。 （9） 下降，提高；下降，提高。 （10） 硬；韧。 （11） 非工作齿面。 （12） 法面；大端。 三、选择填空： （1）D （2）D （3）D （4）B （5）B （6）C （7）A （8）C （9）C和A （10）C；A；B （11）C （12）C （13）C 四、判断题： （1）× （2）× （3） （4）× （5） （6）× （7）× （8） （9）× （10）× 五、计算题： 1、解： （1）各轮的转向如图中所示； （2）斜齿轮3为左旋，4为右旋； （3）作齿轮2所受分力、； 齿轮3所受分力为、如图示； 2、 解：（1）的螺旋角方向为右旋。 （2）的三个分力如图所示，、。 所受转矩 则 （3）考虑弯曲强度 齿数变化引起的，变化对弯曲应力影响不大。 所以 弯曲应力增大，弯曲强度有可能不满足要求。 考虑接触强度 所以 接触应力增大，接触强度有可能不满足要求。 3、解：（1）齿轮3左旋，齿轮4右旋； （2） （3）齿轮3、4在啮合处受各分力的方向如图。 齿轮3所受各分力的大小 蜗杆传动习题答案二、填空题： （1） 齿面胶合、疲劳点蚀、磨损和轮齿折断，蜗杆齿上。 （2） 凑中心距和提高承载能力及传动效率。 （3） 64，200， 21, , 左旋，。 （4） ，胶合和磨损。 （5） ，和（等值同向）。 （6） 啮合功率损耗，轴承摩擦损耗和搅油损耗。 （7） 低，好，14。 （8） 齿条,齿轮。 （9） 蜗轮，蜗杆。 （10）增大；提高。 （11）发热量,散热量。 （12）保证传动的平稳性；蜗轮尺寸过大引起蜗杆跨距大，弯曲刚度过低或模数过小，轮齿弯曲强度过低。 三、选择填空： （1）B （2）A （3）B （4）C （5）D （6）C （7）B （8）B （9）D （10）C （11）A （12）A 四、判断题： （1）× （2）× （3）× （4）× （5）× （6）× （7）× （8） 五、计算题： 1、解：（1）所受个力方向如图示。 （2）蜗轮旋向为右旋。 2、解：（1）轴顺时针方向转动，轴转向箭头向下； （2）所有蜗杆、蜗轮的螺旋线方向均为右旋； （3）蜗轮2和蜗杆3的所受各力方向如图示。 3、解：（1）上升： 所以圈 蜗杆转向箭头向下（从手柄端看为逆时针方向）。 （2） 所以 故该机构自锁 （3） 又 所以 4、解：蜗轮左旋，顺时针转动。 滑动轴承习题答案二、填空题： （1）相对，偏心率。 （2）减小。 （3），。 （4）越小，越大。 （5）两工作表面间必须构成楔形间隙；两工作表面间必须充满一贯粘度的润滑油或其他流体；两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进，从小截面流出。 （6） 止过度磨损；防止过度发热胶合；防止滑速过高而加速磨损。 （7） 向轴承和止推轴承；液体润滑轴承和不完全液体润滑轴承；液体动压轴承和液体静压轴承。 （8） 干摩擦、液体摩擦和不完全液体摩擦。 （9） 增大；提高；增大。 （10）摩擦，传动效率，不承受载荷的部位。 三、选择填空： （1）C （2）B （3）D （4）D （5）C （6）A （7）A、A （8）A （9）B （10）C （11）A （12）C （13）B （14）C （15）B （16）D （17）B 四、判断题： （1）× （2）× （3） （4）× （5） （6）× （7） （8） （9） （10）× 五、计算题： 1、解：径向滑动轴承在形成力压油膜的过程中： （1） 轴颈静止时，轴颈位置最低，与轴套接触（图a）； （2） 轴颈开始转动时，速度低、间隙中油量很少，由于摩擦作用，轴颈向与转动方向相反的方向移动（图b）； （3） 随着转速增大，带入间隙的油量增多，楔形油膜产生一定动压力，轴颈向左浮起。当稳定转动时，轴颈中心稳定在一定的偏心位置上。（图c）； 动压润滑后油压沿圆周分布情况见图c。 2、解：（1）不完全液体润滑，根据许用值求允许载荷 因为 （2）根据许用值求允许载荷 因为 所以 （3）验算许用值 所以 3、解：非液体润滑状态下 （1）当时，求许用载荷 按许用压强，求 因为 按许用求 所以应为。 （2）当时，求许用载荷 按求 按求 所以应为。滚动轴承习题答案二、填空题： （1） 轴向；径向；径向负荷和轴向负荷。 （2） 51308；6200/P5。 （3） 圆锥滚子，35，90%。径。 （4） 轴承的刚度，轴的振动。 （5） 。 （6） 不高，不大。 （7） 球；滚子。 （8） 使轴承的基本额定寿命恰好为转时，轴承所能承受的负荷，转。 （9） 8。 （10） 基孔，基轴。 三、选择填空： （1）C、D （2）D （3）D （4）D （5）C （6）C （7）B （8）A、 B （9）A、B （10）D （11）A （12）C （13）B （14）A （15）B 四、判断题： （1） （2） （3）× （4）× （5） （6）× （7） （8）× （9）× （10） 五、计算题： 1、解： （1） 、方向如图示。 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。 ， ， 所以 （2） 2、解：（1） 、方向如图示。 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。 ， 所以 （2）因为 所以轴承2寿命短。 3、解： 、方向如图示。 所以轴承1“放松”，轴承2“压紧”。 ， ， 所以 所以 4、解： 、方向如图示。 所以轴承1“放松”，轴承2被“压紧”。 ， ， 所以 所以 5、解：受力分析如图所示。 （1） （2） 、方向如图示。 所以轴承1被“压紧”，轴承2“放松”。 ， （3）， （4） 6、解：受力如图示。 （1） （2） 、方向如图示。 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。 ， ， 所以 （3） 7、解：受力分析如图所示。 （1） 、方向如图示。 所以轴承1被“压紧”，轴承2“放松”。 ， ， 所以 （4） 8、解：（1）附加轴向力 、方向如图示 总轴向力，方向向右。 所以轴承1被“压紧”，轴承2“放松”。 ， （2） ， 所以 （3）因为 所以轴承1的寿命较短。联轴器习题答案二、填空题：（1）z轴向位移，径向位移，角位移，综合位移。（2）轴器联接在机器运转时两轴不能分离，而离合器联接可以。（3）综合，径向。（4） 递载荷的大小、轴转速的高低、两被联接件的安装精度。（5） 性元件挠性；有弹性元件挠性。（6） 性元件挠性；刚性。（7）万向。（8）啮合式、摩擦式和磁力式。三、选择填空： （1）C （2）D （3）B （4）B （5）D（6）B （7）C （8）A （9）B （10）A四、判断题：（1）× （2）× （3） （4） （5）×（6） （7）×轴习题答案二、填空题：（1） 弯矩而不受扭矩，扭矩而不受弯矩，弯矩和扭矩联合，心。（2） 肩或轴环，套筒，圆螺母和轴端挡圈。（3） 度，结构形式和尺寸，工艺性能。（4） 键、紧定螺钉、销、过盈配合。（5） 易于轴上零件的装配和定位。（6） ；。三、选择填空：（1）D （2）C （3）C （4）A
