2011年12月--机械设计复习材料

概念类

1、内插式设计：有成功经验，通过少量研究设计出的产品的设计。

外推式设计：有部份经验，运行参数可能 超过设计方法所用范围的方法。 开发性设计：应用新原理，新技术设计新型技术装备的工作叫开发设计。 2、三化：标准化、系列化、通用化

3、名义载荷：根据额定功率，用力学公式计算出作用在零件上的载荷。 计算载荷：载荷系数K与名义载荷的乘积。

4、机械零件由于某些原因不能正常工作时称为失效。 5、 p12-13

6、非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是轴瓦工作面磨损及胶合破坏。

7、发现某45钢轴的刚度不足时，能否采取改用40Cr合金钢的措施来提高其刚度？

8、零件的截面形状一定，当截面尺寸增大时，其疲劳极限值将随之降低。 9、当其他条件完全相同时，钢制零件的表面愈粗糙，其疲劳强度愈低。

10、45号钢的疲劳极限??1?280N/mm2，若疲劳曲线指数m=13，应力循环基数N0?4?10次，当实际的应力循环次数N?10次时，则有限寿命疲劳极限为 N/mm。 11、常见的工作应力增长规律有哪些？

12、在机械零件的强度条件式中，常用到的“计算载荷”比“名义载荷”大而接近于实际载荷。

13、V带传动中，带内弯曲应力最大的一段是绕过小带轮的圆弧部分。

14．对于联接用螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常选用升角小，单线三角形螺纹。

15、平键联接中，键的工作表面是键的两侧面。斜键联接中，键的工作表面是键的上、下两表面。

16、标注螺纹时右旋螺纹不必注明，但.左旋螺纹必须注明。

17、螺纹联接若具有自锁性就是不可拆联接，否则为可拆联接的说法是错误的。 18、圆柱蜗杆传动中，阿基米德蜗杆在螺旋线的轴截面上具有直线齿廓。

19、一个单列向心短圆柱滚子轴承，在数值等于其基本额定动载荷的径向力作用下工作，在运转10转时，它的破坏概率为10％ 。

20、一对相互啮合的齿轮传动，小齿轮材料为40Cr，大齿轮材料为45号钢，啮合处的接触应力?H16426??H2。

21、作用在零件上的载荷不变时，零件只承受静应力的说法是错误的。 22、计算滑动轴承的最小油膜厚度其目的是验算轴承是否获得液体摩擦。 23、斜齿圆柱齿轮传动，齿轮的螺旋角?取得越大，则传动的平稳性越高。 24、在计算齿轮的弯曲强度时，把轮齿看作一悬臂梁，并假定全部载荷作用于齿轮的齿顶处。 25、螺母的螺纹圈数不宜大于10圈，其主要原因是不能提高联接的强度。 26、带传动中，弹性滑动是不可避免的。 27、带传动中的弹性滑动是不可以防止的。

28、两个等长平行圆柱体金属零件相互压紧，已知两圆柱体的半径为R1=2R2，两圆柱体材料的弹性模量E1=2E2，比较两者的接触应力仍有?H1=?H2 。 29、为提高齿轮传动的抗点蚀能力，可考虑采用提高齿面硬度的方法。

30、在正常安装和使用条件下，大多数滚动轴承的失效形式是内外圈与滚动体工作表面发生疲劳点蚀。

31、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取节点处的接触应力为计算依据，其载荷 由一对轮齿承担。

32、从防松工作原理来看，用弹簧垫圈属于利用摩擦防松；用止动垫圈与圆螺母配用属于 直接锁住防松。

33、某正反向回转，承受轴向力大的蜗杆轴系，当在一般速度下运转时，需选用双列推力球轴承与60000型构成一端固定，另一端游动，在高速运转条件下，则宜选用一对角接触球轴承构成一端固定，另一端游动支承结构。

34、链传动和带传动相比，链传动有准确的平均速比，传动功率大，作用在轴和轴承上的力小。

35、承受扭矩的轴叫传动轴，同时承受弯矩和扭矩的轴叫转轴。

36、受交变横向载荷作用的普通螺栓联接，在正常工作时螺栓杆所受到的拉力是不变的。 37、设计外载荷是轴向变载荷的紧螺栓联接，除考虑螺栓的静强度外，还必须根据螺栓的最大应力幅来验算其疲劳强度。

38、增大齿轮的分度圆直径，可以提高齿轮的接触强度，但不能提高齿轮的弯曲强度。 39、蜗杆传动的啮合效率，开始随导程角γ的增大而增大，当γ=？时，效率增 至最大值。

40、选择普通V带的型号是根据计算功率和小带轮转速来选。

41、带传动工作时，带受的应力有拉应力、离心应力和弯曲应力，其最大的应力?max?

?1??b1 。

42、链传动中，链节距p越大则链速的不均匀性越大。

43、在滑动轴承中，轴瓦上的油沟应开在油膜的非承载区内。

44、在阿基米德蜗杆传动中，在中间平面内的参数是标准值，其啮合状况相当于

直齿条与渐开线齿轮的啮合。 45、对于采用常见的组合和按标准选取尺寸的平键静联接，主要失效形式是较弱零件工作面的压溃，动联接的主要失效形式则是工作面过度磨损。

46、影响机械零件疲劳强度的主要因素是应力集中、尺寸大小、表面状态。

47、若轴承的代号为“6309” ，则其为深沟球轴承，其精度为零级，内径为45毫米。 48、花键联接用于联接齿轮和轴时，可以是静联接，也可以是动联接。 49、带传动的工作原理是什么?

50、变应力可由变载荷产生，也可由静载荷产生。

51、用于联接的螺纹牙形为三角形，这是因为其螺纹强度高、自锁性能好。 52、键是一种标准零件。

53、齿轮减速器中，低速轴的直径要比高速轴的直径粗得多，其原因是低速轴受的扭矩大。 54、增大齿轮的模数，可以提高齿轮的弯曲强度，而不能提高齿轮的接触强度。

55、为了使V带的工作侧面能与V带轮轮槽的工作侧面紧紧贴合，V带的剖面楔角为40o，而V带轮轮槽角小于40o 。

56、根据滚动轴承代号，分别写出相应的含义：

N2325表示轴承类型圆柱滚子轴承，内径尺寸为多少mm？

6418表示轴承类型深沟球轴承，内径尺寸为多少mm？

57、为了避免带打滑，可将带轮上与带接触的表面加工得粗糙些以增大摩擦的作法是不正确的。

58、对轮齿沿齿宽作适当的修形（鼓形齿），可以大大改善载荷沿接触线分布不均匀的现象。

59、对齿面硬度≤350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度。

60、在基本额定动载荷C作用下，滚动轴承的基本额定寿命为10转时，其可靠度为90%。 61、为了保证滚动轴承内圈与轴肩（r）端面良好接触，轴承内圈的圆角半径R应 有R>r。

62、链传动中，一般链节数Lp应选为偶数，而链轮齿数Z最好选为质数或不能整除链节数的 数。

63、普通V带有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，其标准长度指的是 带的节线长度。

64、齿轮传动轮齿主要的失效形式有：轮齿折断、 齿面点蚀、齿面磨粒磨损 、 齿面胶合、齿面塑性流动。

65、轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与模数m无关。 66、按齿根弯曲疲劳强度设计公式：m?62KT1?YFaYSa?2??dz1???F????mm 计算齿轮传动的模??YFaYSa?数时，其公式中???????应代入： 。

F???YFa1YSa1??YFa1YSa1??YFa2YSa2?? A. 小齿轮的? B. ???????????与??F1F1???????F2?大值

C. 大齿轮的?????中的较??YFa2YSa2??YFa1YSa1??YFa2YSa2???； D. 与????????F2?????F1?????F2????中的较小?值

67、直齿圆锥齿轮的强度计算中，通常近似地以齿宽中点分度圆处的当量圆柱齿轮来代替圆锥齿轮进行强度计算。

68、采用螺纹联接时，若被联接件之一厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，

则一般宜采用双头螺柱联接。 69、下列各式中不能正确表达圆柱蜗杆传动的传动比的表达式为

d2d1。

70、链传动通常放在传动系统中的低速级。

71、非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是轴瓦工作面磨损及胶合破坏。

72、受轴向载荷的紧螺栓联接中，螺栓危险剖面上受拉应力和切应力，在计算螺栓直径时，按拉应力进行计算，用载荷的1.3倍来考虑切应力的影响。

73、普通平键的剖面尺寸（b×h）是根据轴径来决定的，键长L是考虑 毂孔宽度来决定的。

74、在速比一定的条件下，过小的中心距，对带传动会造成带的寿命缩短、包角过小；对链传动会造成链的加速磨损。

75、变位蜗杆传动中，蜗杆的尺寸不变，只有蜗轮的尺寸有变化。

76、对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温升过高而导致润滑条件恶化。

77、非液体摩擦滑动轴承是工作在混合摩擦状态，验算Pv值为了限制轴承的温升。 78、向心滑动轴承偏心距e，随着轴颈转速n的增大或载荷F的减小而减小。 79、滚动轴承的四个基本组成部分是内圈、外圈、滚动体和保持架。 80、哪些类型的轴承必须成对使用？

81、轴承预紧有利于提高轴系刚度和旋转精度，减小振动，但预紧力也并非愈大愈好。 82、滚动轴承密封装置中，哪些属于接触式密封？哪些属于非接触式密封？

综合类

1、一薄钢板用两个M10的普通螺栓联接在厚机架上，尺寸如图所示，已知薄钢板受载R=700N，钢板与机架间摩擦系数?5?0.25，可靠性系数Kf?1.2，螺栓计算直径dc?8.376mm，许用拉应力[?]?108N/mm，试校核此螺栓联接是否安全可靠？

解：(1)将力R向螺栓组中心O简化

将力R向螺栓组中心简化得一个力R和 一个力矩T=50R；

(2)求受力最大螺栓的受力Fmax

' 设由R在各螺栓处引起的横向力为R1'和R2， ''由T在各螺栓处引起的横向力为R1''和R2，

' T R1Fmax o R 2R

1 R1''

60

R2'' R2' 2 50

则由受力分析得：

RT''' R1'?R2? ， R1''?R2?260 因为螺栓1、2受力情况相同，合力并列最大，

22RT700250?7002)?()?680.28(N) 且为：Fmax?R1'?R1''?()2?()2?(260260因为：F'?kfFmax?s?1.2?680.28?3265.34(N)

0.254?1.3F'4?1.3?3265.34????77.08(N/mm2)?[?] 22?dc??8.376故该联接安全。

2、如图所示凸缘联轴器传递的扭矩T=150 N-m，载荷平稳，螺栓数目Z=4，均布在D=100mm的圆周上，接合面摩擦系数?s＝0.16，可靠性系数Kf?1.2，求

螺栓上所受的载荷F??，并列出求螺栓直径的强度计算式。

解：?sF'?''D?Z?KfT 22?1.2?150?103F???5625(N)

?sZD0.16?4?1004?1.3F'?[?] 有： 由2?dcdc?4?1.3F

?[?]'2KfT 3、图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动装置，动力由轴I输入，轴III输出，III轴的转向如图中箭头所示，试分析： 1） 在图中画出各轮的转向；

2） 为使中间轴II所受的轴向力可以抵 消一部分，确定斜齿轮3和4的螺旋方向； 3） 画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分 力的方向。

解：如图所示。

I

⊙ 1 3 Fa3 ⊙F t3 Fr3 4 Ft2 Fr2 2 Fa2 II III 4、如图所示，已知输出轴上的锥齿轮?4的转向n4，为了使中间轴Ⅱ上的轴向

力能抵消一部分，试求：

（1） 在图上标出各轮的转向。

（2） 判断蜗杆、蜗轮的螺旋线方向。

（3） 标出蜗杆、蜗轮所受各分力的方向以及锥齿轮?3所受轴向力的方

向。

n1

Ft1

Fa1? Fr2

Fr1

右旋 ⊙F t2

F

解： 如图所示。

5、如图所示，某轴上安装一对角接触球轴承，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr1?1450N和Fr2?3000N，外部轴向力FA?1300N。

1）设附加轴向力FS?0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。 2）已知e?0.65，冲击载荷系数fd?1.2,当Fa/Fr?e时，X=1，Y=0；当

Fa/Fr?e时，X=0.42，Y=0.84，试计算两轴承的当量动载荷P1和P2。

解：（1）求FS

Fr1

FA FS1 Fr2

FS2 FS的方向如图，大小为：

FS1?0.7Fr1?0.7?1450?1015(N) FS2?0.7Fr2?0.7?3000?2100(N)

（2）求Fa

因FS1?FA?1015?1300?2315(N)?FS2 故轴承2压紧，轴承1放松；

故Fa1?FS1?1015(N) , Fa2?FS1?FA?1015?1300?2315(N) （3）求X,Y

因

Fa11015??0.7?e，故X1?0.42,Y1?0.84 Fr11450Fa22315??0.77?e，故X2?0.42,Y2?0.84 Fr23000(4)求P

P1?fd(X1Fr1?Y1Fa1)?1.2?(0.42?1450?0.84?1015)?1753.92(N)

P2?fd(X2Fr2?Y2Fa2)?1.2?(0.42?3000?0.84?2315)?3845.52(N)

6、分析图示结构，用文字说明图中1∽ 6位置处结构为什么是错的？

解：

1：轴肩过高；

2：毂孔长度应大于该轴段长度； 3：套筒外径应低于轴承内圈外径； 4：挡圈应压住联轴器右端； 5：多余线条，该轴肩应左移； 6：联轴器不应与轴承盖接触。

7、某轴上装有两个30307轴承，受载情况如图。已知：

FrFr1?2400N,Fr2?950N,Ka?700N,FS?,fd?1.2,e?0.32,2Y 当

FaFa?e时，x?0.4，Y?1.9，当?e时，x?1,Y?0。试求两个轴承的FrFr当量动载荷?1和?2。

FS1 FS2

Ka

Fr2

Fr1

解：（1）求FS

FS的方向如图，大小为：

FS1?FS2?Fr12400??631.58(N) 2y2?1.9Fr2950??250(N) 2y2?1.9（2）求Fa

因为：Ka?FS2?700?250?950(N)?FS1 所以：轴承1压紧，轴承2放松，

所以：Fa1?Ka?FS2?700?250?950(N),Fa2?FS2?250(N), （3）求X,Y

因为：Fa1?950?0.4?e，所以X1?0.4,Y1?1.9

Fr12400因为：Fa2?250?0.26?e，所以X2?1,Y2?0

Fr2950（4）求P

P1?fd(X1Fr1?Y1Fa1)?1.2?(0.4?2400?1.9?950)?3318(N) P2?fd(X2Fr2?Y2Fa2)?1.2?(1?950?0)?1140(N )

8、一工程机械传动装置中的轴，采用一对圆锥滚子轴承支承，背靠背的反装(如题３图所示)，已知作用于轴上的径向力FR＝1000N，轴向力FA＝1000N，其方向和作用位置如图所示，运转中受轻微冲击（fP＝1.2），常温下工作，试求：

30000轴承当量动载荷的X、Y值 Fa/Fr≤e X＝1 Y＝0 Fa/Fr＞e X＝0.4 Y＝1.6 e 0.37 轴承派生的附加轴向力：FS＝Fr/（2Y） (1)轴承所受的径向载

L1=190mm2=260荷Fr1 ，Fr2 ；

=9000轴承2(2)轴承派生的内部轴轴承1FR=1000N 向载荷FS1，FS2，并在图中画出其方向； 1200F=1000N A(3)轴承所受的轴向载

1Fr2 2F荷Fa1 ，Fa2 ； r1 题3.图 (4)轴承所受的当量动

FS1 载荷P1 ，P2。

FS2

解：(1) 求支反力Fr

因为：Fr1?(L1?L2)?FR?L2,所以,Fr1?FR?L2/(L1?L2)?1000?260/(190?260)?577.78N 因为：Fr1?Fr2?FR,所以,Fr2?FR?Fr1?1000?577.78?422.22N ①求FS

附加轴向力FS1、FS2的方向如图，大小为： FS1?FS2?Fr1577.78??180.56 N 2Y2?1.6Fr2422.22??131.94 N 2Y2?1.6(3)求Fa 因为

FA?FS2?1000?131.94?1131.94N?FS1

轴有右移动趋势，故轴承1被压紧， 轴承2被放松，所以， Fa1?FA?FS2?1131.94N， Fa2?FS2?131.94N

③求x,y

因为Fa1/Fr1?1131.94/577.78=1.96> e=0.37,故x1?0.4,y1?1.6

Fa2/Fr2?131.94/422.22=0.31 < e=0.37,故x2?1,y2?0 ④求P

P1?fp?(x1Fr1?y1Fa1)?1.2×(0.4×577.78+1.6×1131.94)=2450.65 N

P2?fp?(x2Fr2?y2Fa2)?1.2×(1×422.22+0)=506.66 N

9、分析图示结构设计的错误。（用数字标出，然后用文字加以说明）

解：

(1)、轴端不应超出半联轴器； （2）、应有轴肩使半联轴器轴向定位； （3）、应有密封装置，且轴承盖不应

与轴接触； （4）、应有凸台和调整垫片； （5）、套筒外径应低于轴承内圈外

径； ⑴ （6）、此凸台为多余； （7）、多余的键连接； （8）、此轴段的长度应小于毂孔长度； （9）、轴肩高度应低于轴承内圈外径； （10）、此凸台为多余； （11）、轴承盖应顶住轴承外圈； （12）、轴用弹性挡圈为多余； （13）、应有凹坑以减少加工面。

⑷ ⑹

⑵ ⑶

⑸

⑺

⑻

⑽ ⑼

⑾

⒀

⑿

10、下图为一直齿圆锥齿轮——斜齿圆柱齿轮——蜗杆蜗轮三级传动。已知圆锥齿轮1为主动件，转向如图所示。试在下图中标出：⑴各轮的转向；⑵欲使轴Ⅱ、轴Ⅲ上轴承所受的轴向力为最小时，斜齿圆柱齿轮和蜗杆蜗轮的旋向（要求画出并用文字标出他们的旋向）；⑶各轮在啮合点处的诸分力（Ft、Fr、Fa）的方向。

蜗轮6（ 旋）锥齿轮2斜齿轮3（ 旋）轴Ⅳ轴Ⅱ锥齿轮1轴Ⅰn1轴Ⅲ斜齿轮4（ 旋）蜗杆5（ 旋）

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