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机械设计思考题等2012.10

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1 第7章 键、花键、销、成形联接 基本要求： １.了解键联接的主要类型及应用特点，无键联接、销联接的类型、特点及应用 2 . 理解花键联接的类型、特点和应用，花键联接强度校核计算方法。 ３．掌握平键的类型及尺寸的选择方法，以及平键联接的失效形式和强度计算。（重点） 思考题： 1 . 普通平键联接有哪些失效形式？主要失效形式是什么?怎样进行强度校核？若校核强度不足时，可采取哪些措施？ 2 . 导键和滑键联接的主要失效形式是什么? 应对联接进行哪方面的计算？ 3 .如何选取普通平键的尺寸b×h×L? 它的公称长度L与工作长度l、轮毂长度间有什么关系？ 4.平键联接有哪几种？各适用什么场合? 5. 采用两个平键时，一般怎样布置，承载力能否按单键的2倍来计算？ 6 平键和斜键的工作面都是键的两侧面，对否？ 7 销的作用是什么？举出几种常见的销。 8 花键联接有哪几种类型？

第11章 带传动 基本要求： 1 了解带传动的类型、优缺点及应用等。 2 掌握带传动的工作原理、力和应力分析、弹性滑动和打滑、失效形式及设计准则； 3 理解带传动的设计程序，会进行V带传动的设计和计算。 思考题： 1.带传动的主要失效形式及设计准则各是什么？ 2 为什么弹性滑动是带传动的固有特性？弹性滑动对传动有何影响？ 3 带传动中，打滑常在什么情况下发生？打滑多发生在大轮上还是小轮上？刚开始打滑前，紧边拉力与松边拉力有什么关系？ 4 带传动的弹性滑动与打滑主要区别是什么？ 5 影响带传动工作能力的因素有哪些？ 6 当带传递的功率一定时，采用较大的小带轮直径D1，其主要优缺点 是什么？ 7 带传动的圆周速度v为什么控制在5～25m/s 之间？ 8 带传动设计时，带的型号根据什么来选取？ 9 设计V带传动时，若算出的带根数Z太多，则减少Z的有效办法是什么？

10、增大张紧力可使带和带轮间摩擦力增加，但为什么带传动不能过大地增大张紧力来提高传动能力，而是把张紧力控制在一定数值上？ 11、张紧力的大小对带传动工作能力有何影响？ 12、有A、B两组普通V带传动，已知带轮直径、带的型号、根数及转速都相同，而A组的带长为B组带长的两倍，问哪组V带的承载能力强？ 为什么？ 13、带传动工作时，带上应力由哪些应力组成，最大应力发生在什么位置？ 14、带传动中，为什么要限制包角的最小值？如何增大包角？ 15、带传动中，为什么要限制传动的最小中心距？选取中心距时要考虑哪些问题？ 2

第12章 齿轮传动 重点： （1） 齿轮传动的失效形式和设计准则；（2）齿轮传动的载荷计算和受力分析； （3）直齿圆柱齿轮传动的设计原理和强度计算。 学习要求： （1） 熟悉齿轮传动的特点及应用； （2） 掌握不同条件下齿轮的失效形式和设计准则； （3） 掌握齿轮常用材料及齿面硬度的确定原则； （4） 掌握齿轮传动的受力分析、强度计算、理论依据、力学模型、各参数的意义及选择、会用计算公式； （5） 了解齿轮传动的精度、润滑，斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮强度计算公式推导与直齿圆柱齿轮强度计算公式的不同处。

1、齿轮传动常见的失效形式有哪些？失效的原因是什么？可采取哪些措施来减缓失效的发生？ 2、开式传动与闭式传动的失效形式有哪些不同？ 3、齿面点蚀首先发生在什么部位？为什么？为防止点蚀可采取哪些措施？ 4、轮齿折断有几种？简述齿根疲劳折断的原因及预防措施。 5、什么是收敛性点蚀、扩展性点蚀？设计中要防止哪种点蚀发生？ 6、什么叫软齿面齿轮、硬齿面齿轮？为什么一对软齿面齿轮的大小齿轮硬度有一定差值？ 7、KKKKKvA，说出各系数的名称、简述其含义。 8、齿面接触疲劳强度计算中，为什么要以节点处的齿面接触应力作为齿面接触疲劳强度的计算应力？ 9、试述直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度校核公式中各项参数的物理意义；在齿面接触疲劳强度计算中，若大小齿轮的许用应力不相等，应代入哪个值计算？ 10、试述直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式中各项参数的物理意义。 11、计算一对圆柱齿轮传动的大、小齿轮的弯曲疲劳强度时，其计算公式是否一样，应注意什么问题？ 12、计算一对圆柱齿轮传动的大、小齿轮的接触疲劳强度时，其计算公式是否一样，应注意什么问题？ 13、试述齿轮传动的设计准则。 14、影响齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的主要因素各有哪些？提高接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的主要措施各有哪些？ 15、按什么原则进行直齿锥齿轮传动的强度计算？直齿锥齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动的强度计算有何异同？ 16、总结直齿、斜齿圆柱齿轮传动受力分析的特点和规律。 17、总结直齿锥齿轮传动受力分析的特点和规律，与圆柱齿轮比较有何特点？ 18、一对圆柱齿轮传动大、小齿轮的接触应力关系如何？ 19、斜齿轮和直齿锥齿轮的当量齿数如何计算？ 20、设计齿轮传动时，下列数据中哪些应圆整或标准化？哪些应精确计算？ 斜齿轮的模数、齿数、当量齿数、螺旋角、分度圆直径、齿顶圆直径、齿宽。 3

第13章 蜗 杆 传 动 基本要求： 1 了解蜗杆传动的分类、特点、应用、精度选择以及蜗杆和蜗轮的结构、蜗杆传动的润滑； 2 理解蜗杆传动的失效形式、强度计算、温度计算和蜗杆轴挠度计算，会进行蜗杆传动的设计和计算； 3 掌握圆柱蜗杆传动的基本参数、受力分析和效率计算。 思考题： 1.蜗杆传动的正确啮合条件是什么？ 2、与齿轮传动相比，蜗杆传动的失效形式有何特点？ 3、为什么闭式蜗杆传动要进行温度计算？ 4、影响蜗杆传动效率的主要因素和参数有哪些？为什么传动大功率时很少用蜗杆传动？ 5、在蜗杆传动中，为什么只验算蜗轮的强度，而不验算蜗杆的强度？ 6、蜗杆传动变位的目的是什么？ 7、蜗杆传动的传动比是否等于蜗轮、蜗杆分度圆直径之比？为什么？ 8、蜗杆传动的参数：izzddma,,,,,,2121中，哪些应取标准值，哪些应取整数？

第14章 链传 动 学习要求： 掌握链传动的运动特性、动载荷及滚子链传动的参数选择和设计计算； 理解链传动的设计过程，会进行链传动的设计；了解链传动的零件、材料及受力分析。

1、影响链传动速度不均匀性主要参数有哪些？为什么一般情况下链传动的瞬时传动比不是恒定的？ 2 、设计链传动时，链节数一般要取偶数，链轮齿数一般取奇数，为什么？ 3 、链速一定时，小链轮齿数的多少和链节距的大小对链传动动载荷有何影响？ 4、为什么大链轮齿数不能太多（不超过120），说明理由。 6、什么是链传动的运动不均匀性？影响运动不均匀性的主要因素有哪些？ 7、自行车为什么采用链传动，而不用带传动？ 8、链传动为什么要适当张紧？

第16章 轴 基本要求： 1 了解轴的分类、材料 2、 理解轴的结构设计方法，会设计轴； 3 了解强度计算的三种方法，会对轴进行强度计算。 *重点：轴的结构设计、强度计算 思考题： 1、轴按承载分为哪几类？ 2 、轴的结构设计主要应考虑哪些因素？ 3、轴上零件的轴向固定方法有哪些？ 4、轴的强度计算有哪几种常用方法？各适用什么场合？ 5、公式22)(TMM中的含义是什么？6 、提高轴的强度常用措施有哪些？ 4

第17章 滑动轴承 基本要求： 1 了解滑动轴承的工作原理、特点和应用场合； 2 了解滑动轴承材料、轴瓦结构、轴承润滑材料和润滑方法； 3 掌握非液体润滑滑动轴承的条件性计算、液体动力润滑的基本方程式及液体动力润滑径向轴承的计算。

思考题 1、什么是轴承材料？常用的轴承材料有哪几类？ 2、 滑动轴承设计包括哪些主要内容？ 3、滑动轴承上开设油沟应注意哪些问题？ 4、混合润滑滑动轴承应进行哪些条件性计算？ 5、滑动轴承的主要失效形式有哪些？ 6、在混合润滑滑动轴承设计中，限制p值的主要目的是什么？限制pv值的主要目的是什么？ 7、液体动压油膜形成的必要条件是什么？ 8、保证液体动力润滑的充分条件是什么？ 9、推力滑动轴承常用的结构形式有哪些？ 10、 为什么止推轴承通常不用实心式轴颈？

第１8章 滚动轴承 基本要求： 1．了解滚动轴承的构造、材料、优缺点。 2．了解各类滚动轴承的特点，掌握选用滚动轴承类型的原则。 3．掌握滚动轴承基本代号。 4．掌握滚动轴承的失效形式和计算准则。 5．理解基本额定寿命、基本额定载荷和当量载荷的概念，及当量动（静）载荷的计算方法， 掌握滚动轴承的寿命计算。 6 理解滚动轴承的组合结构设计及滚动轴承的润滑和密封。

思考题 1. 滚动轴承由哪几个基本部分组成？ 2.常用的滚动体有哪些？保持架的主要作用是什么？ 3 .按滚动轴承所承受的载荷及公程接触角的不同，滚动轴承可以分为哪两大类？ 5.常用滚动轴承的类型有哪些？ 6.选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素有哪些？ 7.什么是轴承的寿命？基本额定寿命？ 8. 滚动轴承的失效形式主要有哪几种？ 9. 什么是轴承的基本额定动载荷？什么是轴承的当量动载荷？ 10.滚动轴承为什么要进行静载荷计算？ 11 .什么是滚动轴承的预紧？为什么滚动轴承需要预紧？ 12. 30000型和70000型轴承常成对使用，什么 是正安装？什么是反安装？什么叫“面对面” 安装？什么叫“背靠背安装”？ 13. 深沟球轴承，内径100mm，宽度系列0，直 径系列2，公差等级为0级，游隙0组，其代号为

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机械设计基础 10、12课后习题

机械设计基础 10、12课后习题


最小接触长度 hmin 32 23 9mm
挤压强度
P
F d0h
2423.1 12 9
28.43MPa
P
10-10
计算螺栓连接和螺栓分布圆直径；
10-10
（1）初选螺柱个数为 Z=8 （2）每个螺柱的工作载荷
FE
p D2
Z
/4
3
1602 8
/4
7536N
（ 3）螺柱联接有紧密性要求，取残余预紧力
5.710 )
980 N
m
10-4
(3)螺杆的转速 螺杆的功率
nr
v S
v np
800 40
20r
/
min
P T T 2 n 980 2 20 2.05KW
60
60
Fav /
(4) 因 11.080 5.710 该梯形螺旋副不具有自锁性，
欲使工作台在载荷 Fa 作 用下等速下降，需制动装置。其制动力矩为
arctan( f ) arctan(0.18) 10.2
因此， 该机构能够自锁
12-6
手摇转臂做了输入功，等于输出功和摩擦损耗功二者之和。
输出功Wo WL 5103 1 5000J
若为闭式蜗杆传动，蜗杆传动总效率为：
0.96 tan 0.96 tan 5.71 33.68%
S3
d1
4 1.3Fa
4 1.3 21101 16.185mm
133.3
查表取M20 小径 d1 17.294mm
由教材表10-8可知，安全系数S=3 是合格的。
（ 6）确定螺柱分布圆直径
由图可知
D0 D 2e 210 160 2(3 ~ 6) 20 186 ~ 192mm
《机械制造装备设计》习题与思考题

《机械制造装备设计》习题与思考题

绪论1、机械制造业在国民经济中的地位如何，其发展趋势体现在哪些方面？2、机械制造技术的发展趋势如何？3、什么是机械制造装备有哪些类型，其功能是什么？第一章金属切削机床的总体设计1、机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么？2、机床设计的主要内容及步骤是什么?3、机床的尺寸参数根据什么确定？4、机床的运动参数如何确定？5、机床主轴转速采用等比数列的主要原因是什么?6、机床主轴转速数列的标准公比值有哪些?其制订原则是什么?7、选定公比值ϕ的依据是什么？8、机床的动力参数如何确定？9、如何确定机床主电动机的功率?10、如何确定进给电动机的功率?11、试用查表法求主轴各级转速⑴已知：ϕ＝1.58，n max＝950 r/min，Z＝6；⑵n min＝100 r/min，Z＝12，其中n1至n3、n10至n12的公比ϕ 1＝1.26，其余各级转速的公比ϕ 2＝1.58。

12、试用计算法求下列参数：⑴已知：R n＝10，Z＝11，求ϕ；⑵已知：R n＝335，ϕ＝1.41，求Z；⑶已知：Z＝24，ϕ＝1.06，求R n。

13、设计某规格机床，若初步确定主轴转速为n min＝32r/min，n max＝980 r/min，公比ϕ＝1.26，试确定主轴转速级数Z，主轴各级转速值和主轴转速范围R n。

第二章机床的传动系统设计1、什么是传动组的级比和级比指数？常规变速传动系统的各传动组的级比指数有什么规律？2、什么是传动组的变速范围？如何计算？各传动组的变速范围之间有什么关系?3、某机床的主轴转速级数Z＝18，采用双副和三副变速组，试写出符合级比规律的全部结构式，并指出其中扩大顺序与传动顺序一致的和不一致的方案各有多少个。

4、判断下列结构式是否符合级比规律，符合者需说明其扩大顺序与传动顺序是否一致；不符者则需简要说明会出现什么情况。

⑴ 8＝21×22×24；⑵ 8＝24×21×22；⑶ 8＝22×21×23；⑷ 8＝22×23×245、 画出结构式12＝23×31×26相应的结构网，并分别求出第一变速组和第二扩大组的传动副数、级比、级比指数和变速范围。

机械原理及设计思考题练习题 (17)

机械原理及设计思考题练习题 (17)

第十章 齿轮传动1.直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的优缺点各是什么？各适用何场合？2.齿轮传动的主要失效形式有几种？其发生的原因和防止措施各是什么？3.齿轮材料的选择原则是什么？软、硬齿面有什么区别？4.齿轮的工作载荷与计算载荷有什么关系？要考虑哪些因素的影响？5.齿数和齿宽系数对齿轮传动的承载能力有何影响？应如何选取？6. 试分析题6图.所示齿轮传动中各齿轮所受的力（在啮合点画出其三个分力）。

题6图. 齿轮传动力分析7.题7图.为两级斜齿圆柱齿轮减速器，动力由Ⅰ轴输入，Ⅲ轴输出，齿轮1的螺旋线方向及Ⅲ轴转向如图。

求：（1）为使载荷沿齿向分布均匀，运动应从轴Ⅰ的哪一端输入，从轴Ⅲ的哪一端输出？ （2）为使轴Ⅱ的轴承所受轴向力最小，其余各齿轮的螺旋线方向如何？ （3）标出齿轮2、3所受各分力的大小和方向。

题7图.两级斜齿圆柱齿轮减速器题8图. 齿轮传动应力循环特性分析8. 如图题8图.所示齿轮传动，试分析以下两种情况下各齿轮所受的齿面接触应力和齿根弯曲应力的循环特性。

（1）齿轮B 为“惰轮”，齿轮A 为主动轮，齿轮C 为从动轮； （2）齿轮B 为主动轮，齿轮A 和齿轮C 均为从动轮。

9. 有两对直齿圆柱齿轮传动，齿轮参数见下表，齿轮的材料、精度以及齿轮传动的工作条件均相同，则该两对齿轮传动的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度相比较，哪对齿轮传动较好？z 1 z 2 m a b 1 20 70 4 180 80 24014021808010.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=2.5mm ，齿数Z 1＝24，Z 2＝115，若已知〔σH 〕1=590Mpa, 〔σH 〕2 =470Mpa, 〔σF 〕1 =321.4Mpa, 〔σF 〕2 =278.6Mpa, ，且小齿轮齿根弯曲应力σF1 =67.3Mpa, 齿面接触应力σH1 =550.2Mpa 已知, Y Fa1Y sa1=4.187, Y Fa2Y sa2=3.906,试问：（1）大齿轮的σF2 和σH2 为多少？（2）哪个齿轮的齿面接触疲劳强度弱？哪个齿轮的齿根弯曲疲劳强度弱？为什么？ 11.设计一对斜齿圆柱齿轮传动。

2012年机械设计试题及答案

2012年机械设计试题及答案

1．当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象，这种摩擦状态称为混合摩擦。

2. 一公称直径为d=16mm的螺纹副，螺纹头数n=2,螺距p=4mm, 螺纹中径d2=D2=14mm,牙侧角β=15º,螺纹副材料的当量摩擦系数f´=0.08~0.10, 经计算该螺纹副a 自锁性要求。

a.满足 b.不满足3. 导向平键连接的主要失效形式是工作面的磨损，设计时通过限制工作面间的压强来进行耐磨性计算；半圆键的缺点是键槽对轴强度削弱较大，所以主要适用于轴端。

4. 作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为φ=40º，相应的V带轮轮槽的两侧面夹角则 b 。

a.大于40ºb.小于40ºc. 等于40º。

5. 传动带所能传递的最大有效圆周力F max与初拉力F0、带在小带轮上的包角α1、带与带轮间的摩擦系数f等因素有关，它们的值越大，F max就越大。

当传递的外载荷超过最大有效圆周力下的承载能力时，带在带轮上发生打滑现象；而且在传动比大于1的情况下，打滑总是先从小带轮上开始的，其原因是带在小带轮上的包角小于大带轮上的包角（或带在大带轮上的包角大于小带轮上的包角）。

6. 齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必须避免的失效形式是轮齿折断；软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是齿面疲劳点蚀；高速重载齿轮传动易发生热胶合；轮齿的塑性变形常发生在齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。

7. 下列齿轮参数中，对齿形系数Y F没有影响的是 e 。

a. 齿数b. 变位系数c. 齿顶高系数d. 压力角e. 模数8. 按国家标准GB/292-93规定，型号7212 C/DB轴承的类型为角接触球轴承，宽度类型为窄系列，精度等级为P0 ，公称接触角α = 159. 对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是疲劳点蚀, 对于转动、低速或摆动的轴承，主要失效形式是局部塑性变形, 对于高速轴承，发热以至胶合是其主要失效形式。