贵州大学机械设计课程教案 第2章-总论(推荐五篇)

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第一篇:贵州大学机械设计课程教案 第2章-总论

第二章 机械设计总论

一、选择题

1-

1、下列四种叙述中___________是正确的。

(1)变应力只能由变载荷产生(2)静载荷不能产生变应力

(3)变应力是由静载荷产生的(4)变应力是由变载荷产生的,也可能由静载荷产生 1-

2、变应力特性可用σmax、σmin、σm、σa、r等五个参数中的任意___________来描述。

(1)一个(2)两个(3)三个(4)四个 1-

3、零件的工作安全系数为___________。

(1)零件的极限应力比许用应力(2)零件的极限应力比零件的工作应力(3)零件的工作应力比许用应力(4)零件的工作应力比零件的极限应力 1-

4、机械零件的强度条件可以写成___________。

(1)σ≤[σ],τ≤[τ]或Sσ≤[S]σ,Sτ≤[S]τ(2)σ≥[σ],τ≥[τ]或Sσ≥[S]σ,Sτ≥[S]τ(3)σ≤[σ],τ≤[τ]或Sσ≥[S]σ,Sτ≥[S]τ(4)σ≥[σ],τ≥[τ]或Sσ≤[S]σ,Sτ≤[S]τ

式中σ、τ是危险截面处的最大应力;[σ]、[τ]是许用应力;Sσ、Sτ是危险截面处的实际安全系数;[S]σ、[S]τ分别为正应力和切应力时的许用安全系数。

1-

5、一直径d=18mm的等截面直杆,杆长为800mm,受静拉力F=36kN,杆材料的屈服点σs=360MPa,取许用安全系数[S]σ=1.8,则该杆的强度___________。

(1)不足(2)刚好满足要求(3)足够

1-

6、在进行疲劳强度计算时,其极限应力应为材料的___________。

(1)屈服点(2)疲劳极限(3)强度极限(4)弹性极限

二、分析与思考题

1-

1、一部完整的机器由哪些部分所组成?各部分的作用是什么?试以汽车为例说明这些组成部分各主要包括些什么?

1-

2、设计机器的方法大体上有几种?它们各有什么特点?近年来机械设计方法有哪些新发展?

1-

3、设计机器的一般程序如何?其主要内容是什么?

1-

4、机器设计应满足哪些基本要求?机械零件设计应满足哪些基本设计要求?分析下列机械零件应满足的基本要求是什么。电动机轴,普通减速器中的齿轮轴,起重机吊钩,精密机床主轴,气门弹簧,农业机械中的拉曳链。联合收割机中的普通V带。

1-

5、产品的技术评价常用什么方法进行?用什么指标来表示评价的结果?产品的经济评价通常计算什么内容?用什么指标来表示?

1-

6、提高产品的技术经济价值的主要措施有哪些?

1-

7、机械零件的计算可分为哪两种?它们大致可包含哪些内容?

1-

8、机械零件的条件性计算是什么意思?为什么采用条件性计算?试举例说明。1-

9、什么是标准化、系列化、通用化?机械设计中为什么要实行三化?请举出几个标准化、2

系列化与通用化的零部件的例子。1-

10、机械零件设计的一般步骤如何?

1-

11、什么是机械零件的失效?机械零件可能的失效形式主要有哪些? 1-

12、什么是零件的工作能力?什么是零件的承载能力?

1-

13、什么是机械零件的刚度?什么样的机械零件需按刚度要求设计,试举例说明? 1-

14、什么是机械零件的振动和共振?如何避免零件产生共振? 1-

15、什么是可靠性?什么是可靠度?为什么要对零件进行可靠性计算?

第二篇:贵州大学机械设计课程教案 第3章-疲劳强度

第三章

机械零件的疲劳强度设计

一、选择题

3-

1、45钢的持久疲劳极限σ-1=270MPa,,设疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循环基数N0=5×106次,当实际应力循环次数N=104次时,有限寿命疲劳极限为____________MPa。

(1)539

(2)135

(3)175

(4)417 3-

2、零件的形状、尺寸、结果相同时,磨削加工的零件与精车加工相比,其疲劳强度____________。

(1)较高

(2)较低

(3)相同

3-

3、零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后,其疲劳强度____________。

(1)增高

(2)降低

(3)不变

(4)增高或降低视处理方法而定 3-

4、影响零件疲劳强度的综合影响系数KσD或KτD与____________等因素有关。

(1)零件的应力集中、加工方法、过载

(2)零件的应力循环特性、应力集中、加载状态

(3)零件的表面状态、绝对尺寸、应力集中(4)零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。

3-

5、已知零件的极限应力σr=200MPa,许用安全系数[S]=2,影响零件疲劳强度的系数为Kσ=1.2,εσ=0.83,βσ=0.90。则许用应力为[σr]___________MPa。

(1)160.6

(2)106.7

(3)62.25

(4)110.7 3-

6、绘制设计零件的σm-σa极限应力简图时,所必须的已知数据是___________。

(1)σ-1,σ0,σs,Kσ

(2)σ-1,σ0,σs, KσD(3)σ-1,σs, ψσ,Kσ

(4)σ-1,σ0,ψσ, KσD 3-7已知45钢调制后的力学性能为:σb=620MPa,σs=350MPa,σ-1=280MPa,σ0=450MPa。则ψσ为__________。

(1)1.6

(2)2.2

(3)0.24

(4)0.26 3-

8、若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力σ1=500MPa作用于零件N1=104次以后,它所造成的疲劳损伤,相当于应力σ2=450MPa作用于零件__________次。

(1)0.39×104

(2)1.46×104

(3)2.58×104

(4)7.45×104 3-

9、45钢经调制后的疲劳极限σ-1=300MPa,应力循环基数N0=5×106次,疲劳曲线方程的幂指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力σ1=450MPa作用104次,σ2=400MPa作用2×104次。则工作安全系数为__________。

(1)1.14

(2)1.25

(3)1.47

(4)1.65

二、分析与思考题

3-

1、机械零件疲劳强度的计算方法有哪两种?其计算准则各是什么? 3-

2、机械零件在变应力条件下工作发生疲劳断裂而失效的过程怎样?

3-

3、在一定的应力比r下工作的金属试件,其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联系?怎样区分试件的无限工作寿命和有限工作寿命?怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限? 2

3-

4、什么是应力循环基数?一般碳钢和高硬度合金钢的循环基数是多少?

3-

5、按疲劳曲线(σ-N)设计零件时,适用的条件是什么?当循环次数N<104时,(σ-N)曲线是否适用?为什么?在这种情况下应如何处理?

3-

6、试区分金属材料的几种应力极限:σb、σs、σ-

1、σ0和σr。在零件设计中确定许用应力时,应当怎样根据具体工作情况选取这些应力极限?它们之间的关系有哪些经验公式? 3-

7、影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?提高机械零件疲劳强度的措施有哪些? 3-

8、机械零件受载时在什么地方产生应力集中?应力集中与材料的强度有什么关系? 3-

9、怎样区分变应力是稳定的还是非稳定的?怎样进行在稳定变应力下的零件强度计算?怎样进行在规律性非稳定变应力下的零件强度计算?

3-

10、在极限应力简图上,对各种加载情况(即r=常数、σm=常数、σmin=常数)如何判断零件是首先产生疲劳破坏还是首先产生塑性变形破坏?若有数学式子来判断,试写出其判断条件式。

3-

11、试推导出σmin=常数或σm=常数时安全系数的计算公式,并比较r=常数和上述两种情况下安全系数计算公式的区别(可代入一些具体数字进行比较)。

3-

12、求单向应力状态下的安全系数时,在什么情况下需要验算屈服强度安全系数?为什么?怎样验算?

3-

13、何谓疲劳损伤累积假说?线性疲劳损伤累积计算的数学表达式为何?

三、设计计算题

3-

1、如图所示某旋转轴受径向载荷F=12kN作用,已知跨距L=1.6m,直径d=55mm,轴的角速度为ω,求中间截面上A点的应力随时间变化的表达式,并求A点的σmax、σmin、σa和σm。

3-2一内燃机中的活塞连杆,当气缸发火时,此连杆受压应力σmax=-150MPa,当气缸进气开始时,连杆承受拉应力σmin=50MPa,试求:(1)该连杆的平均应力σm、应力幅σa和应力比r;(2)绘出连杆的应力随时间而变化的简图。

3-

3、题3-53中如载荷F在25~85kN之间做周期性的变化,材料改为20CrMnTi,其力学性能为σs=835MPa,σ-1=345MPa,σ0=615MPa。危险截面上的疲劳缺口系数Kσ=1.45,尺寸系数εσ=0.75,表面状态系数βσ=0.9,按无限寿命考虑。试画出σm-σa极限应力图,并用图解法和解析法确定安全系数Sσ。

3-4一阶梯轴轴肩处的尺寸为D=60mm,d=50mm,r=4mm,如材料的力学性能为:σb=650MPa,σs=360MPa,σ-1=200MPa,σ0=320MPa。试绘制此零件的简化极限应力线图。3-

5、一零件用合金钢制成,其危险截面上的最大工作应力σmax=250MPa,最小工作应力σmin=-50MPa,该截面处的疲劳缺口系数Kσ=1.32,尺寸系数εσ=0.85,表面状态系数βσ=0.9。该合金钢的力学性能为:σb=900MPa,σs=800MPa,σ-1=440MPa,σ0=720MPa。要求:(1)按比例绘制零件的简化极限应力简图;(2)按r=c求与工作应力点相对应的极限应力幅σa',极限平均应力σm'和极限应力σmax';(3)按r=c校核此零件危险截面上的安全系数Sσ。

3-

6、齿轮减速器的输出轴受稳定载荷作用,单向运转,已知某截面上受弯矩M=2500N·m,转矩T=5000N·m,轴向力Fa=75kN,轴的材料为合金钢,σ-1=450MPa,τ-1=260MPa,σ0=450MPa,τ0=495MPa,该截面的直径d=60mm,疲劳缺口系数Kσ=1.9,Kτ=1.6,尺寸系数为εσ=0.84,ετ=0.78,表面状态系数βσ=βτ=0.85,试求该轴在此截面处的安全系数。计算时扭转剪应力按脉动循环规律变化,并设N>N0,即按无限寿命计算。

第三篇:贵州大学机械设计课程教案 第11章-蜗杆传动

第十三章

蜗杆传动

一、选择题

13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动.(1)平行

(2)相交

(3)垂直交错 13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件.(1)蜗杆

(2)蜗轮

(3)蜗杆或蜗轮都可以 13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____.(1)圆柱蜗杆

(2)环面蜗杆

(3)锥蜗杆

13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低.(1)阿基米德蜗杆

(2)渐开线蜗杆

(3)法向直廓蜗杆 13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值.(1)法向

(2)端面

(3)轴向

13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角.(1)小于

(2)大于

(3)等于

13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆.(1)单头,小导程角

(2)单头,大导程角

(3)多头,小导程角

(4)多头,大导程角 13-8 在蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使____.(1)传动效率提高,蜗杆刚度降低

(2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高

(3)传动效率和蜗杆刚度都提高

(4)传动效率和蜗杆刚度都降低

13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____.(1)传动效率提高,滑动速度降低

(2)传动效率降低,滑动速度提高

(3)传动效率和滑动速度都提高

(4)传动效率和滑动速度都降低

13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的.(1)i=ω1/ω

2(2)i=n1/n2

(3)i=d2/d

1(4)i=z2/z1 13-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____.(1)mt1=mt2, αt1=αt2, γ+β=90°(2)mn1=mn2, αn1=ααx=αt2, γ+β=90°(4)mx1=mt2, αx=αt2, γ=β

13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值.(1)涡轮齿数(2)蜗轮分度圆直径(3)蜗杆头数(4)蜗杆分度圆直径 13-13 为了凑中心距或改变传动比,可采用变位蜗杆传动,这时___.(1)仅对蜗杆进行变位(2)仅对蜗轮进行变位(3)同时对蜗杆、蜗轮进行变位 13-14 变位蜗杆传动中,蜗轮分度圆与节圆___.(1)分离(2)重合(3)可能分离,也可能重合 13-15 变位蜗杆传动中,蜗杆分度圆和节圆___.(1)分离(2)重合(3)可能分离,也可能重合 13-16 下列蜗杆副材料组合中,有___是错误或不恰当的.n

2, γ=β(3)mx1=mt2, 2

(1)一组(2)二组(3)三组(4)四组

13-17 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似,其中___最易发生.(1)点蚀和磨损(2)胶合和磨损(3)轮齿折断和塑性变形 13-18 蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对___来进行的.(1)蜗杆齿面接触强度和涡轮齿根抗弯强度(2)涡轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度(3)蜗杆齿面接触强度和抗弯强度(4)涡轮齿面接触强度和抗弯强度

11-19 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是为了___.(1)防止润滑油受热膨胀后外溢,造成环境污染(2)防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化(3)防止涡轮材料在高温下力学性能下降(4)防止蜗杆蜗轮发生热变形后,正确啮合受到破坏

二、分析与思考题

13-20 按加工工艺方法不同,圆柱蜗杆有哪些主要类型?各用什么代号表示? 13-21 阿基米德蜗杆和圆弧圆柱蜗杆的轴向齿廓、渐开线蜗杆的端面齿廓及法向直廓蜗杆的法向齿廓分别是什么形状? 13-22 与齿轮传动相比,蜗杆传动有哪些优点? 13-23 查阅资料统计一下,到目前为止,国家标准总局发布了哪些有关蜗杆传动的国家标准?查阅GB10089—88,了解圆柱蜗杆、涡轮的精度.13-24 一把模数为m=5mm,齿形角α=20°的齿轮滚刀,能否加工模数为m=5mm,压力角α=20°的各种螺旋角、各种齿数的齿轮? 一把模数为m=5mm,齿形角α=20°,分度圆直径d=40mm,头数z=2的右旋蜗轮滚刀,能否加工模数为m=5mm,压力角α=20°的各种螺旋角、各种齿数的齿轮?为什么? 13-25 为了提高涡轮的转速,可否改用相同尺寸的双头蜗杆来代替单头蜗杆,与原来的蜗轮相啮合?为什么? 13-26 简述蜗杆传动变位的目的、特点和几何尺寸计算.13-27 为什么蜗杆传动比不能写成i=d2/d1? 13-28 分析影响蜗杆传动啮合效率的几何因素.13-29 阿基米德蜗杆传动的标准模数m和标准压力角α在什么面内?在这个面内,阿基米德蜗杆传动有什么特点?查阅GB10087—88,了解我国蜗杆传动标准压力角的数值.13-30 查阅GB10085—88,了解蜗杆传动尺寸规格的标记方法.现有一阿基米德蜗杆传动,模数m=10mm,压力角α=20°,蜗杆分度圆直径为d1=90mm,蜗杆头数z1=1,右旋,涡轮齿数z2=81.写出蜗杆、蜗轮以及蜗杆传动的尺寸规格标记.3 13-31 查阅GB10085—88,解释下列尺寸规格标记的含意: 蜗杆ZA10×90L6×25°

蜗轮ZA10×31×25°

蜗杆传动ZA10×90L6×25°/31 13-32 标出各图中未注明的蜗杆或蜗轮的转动方向及螺旋线方向,绘出蜗杆和涡轮在啮合点处的各分力方向(均为蜗杆主动).题13-32图 题13-33图

13-33 在图示传动系统中,1、5为蜗杆,2、6为蜗轮,3、4为斜齿圆柱齿轮,7、8为直齿锥齿轮.已知蜗杆1为主动,锥齿轮8转动方向如图.为使各中间轴上齿轮的轴向力能互相抵消一部分

(1)标出蜗杆1的转动方向.(2)标出斜齿圆柱齿轮3、4和蜗轮2、6的螺旋线方向.13-34 图示斜齿圆柱齿轮—圆柱蜗杆传动.已知蜗杆传动的效率η,蜗杆传动的传动比i,斜齿轮2的分度圆直径d2和涡轮4的分度圆直径d4.不计斜齿轮传动的功率损耗,为使蜗杆轴上的轴向力最小

(1)确定斜齿轮1、2的螺旋线方向.(2)确定涡轮4的转动方向.(3)标出斜齿轮2和蜗杆3的各分力.(4)证明: Ft4id2Ft1(Ft为切向力)d4

题13-34图 4

13-35 写出涡轮轮齿的齿面接触疲劳强度计算公式,并说明式中各符号的意义.13-36 在阿基米德蜗杆传动中,若蜗杆分度圆直径d1,模数m,材料的许用应力及工况等均保持不变,仅将涡轮齿数由z2=60增加到z2′=66,则按接触疲劳强度条件考虑,传动的承载能力将变为原来的多少倍? 13-37 为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算?可采用哪些措施来改善散热条件? 13-38 写出蜗杆传动的热平衡条件式,并说明各符号的意义.13-39 如何选择闭式蜗杆传动的润滑方式和润滑剂?对于钢制蜗杆—青铜蜗轮的蜗杆传动,选择润滑油时应注意什么问题? 13-40 对蜗杆、涡轮材料的主要要求是什么?有哪些常用材料?如何选择蜗杆传动副的材料及相应的热处理方法? 13-41 蜗杆、蜗轮的结构形式有哪些?其选用原则是什么?

三、设计计算题

13-42 一标准阿基米德蜗杆传动,测得蜗杆齿顶圆直径da1=49,95mm,蜗杆头数z1=1,右旋,涡轮齿数z2=62,蜗轮喉圆直径da2=159.89mm.计算该传动的模数、蜗杆分度圆直径d1、蜗轮分度圆直径d2、蜗杆导程角γ及中心距a,并写出该蜗杆传动尺寸规格的标记.13-43 一标准蜗杆传动ZA5×50R2/40.计算:(1)蜗杆齿顶圆直径da1、齿根圆直径df1、轴向齿距px及导程角γ.(2)涡轮的分度圆直径d2、喉圆直径da2、齿根圆直径df2.(3)中心距a.13-44 一标准蜗杆传动ZA10×90R2/47.(1)求传动比i和中心距a.(2)其它参数不变,改变涡轮齿数,使传动比改为i=24,求涡轮齿数z2′和变位系数.(3)计算变位后的蜗杆分度圆直径d1、节圆直径d1′、齿顶圆直径da1、齿根圆直径df1.(4)计算变位后的蜗轮分度圆直径d2、节圆直径d2′、喉圆直径da2和齿根圆直径df2.13-45 一变位蜗杆传动。已知模数m=8mm,蜗杆分度圆直径d1=80mm,蜗杆头数z1=4,中心距a=225mm,变位系数x=-0.375.求传动比并计算蜗杆的节圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径及涡轮的分度圆直径、节圆直径、喉圆直径、齿根圆直径.13-46 一标准蜗杆传动ZA5×50R4/53.(1)求传动比i和中心距a.(2)其它参数不变,使中心距改为a1=160mm,求变位系数.(3)计算变位后的蜗杆分度圆直径、节圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径.(4)计算变位后的蜗轮分度圆直径、节圆直径、喉圆直径和齿根圆直径.13-47 一标准蜗杆传动ZA5×50R1/80.已知涡轮转速n2=20r/min,求啮合点处的相对滑动速度.13-48 一标准阿基米德蜗杆传动,已知蜗杆头数z1=1,模数m=4mm,导程角γ=5°42′38″,转速n1=1000r/min.求啮合点处的相对滑动速度.5 13-49 有一由淬火钢制蜗杆和锡青铜涡轮组成的闭式蜗杆传动.已知蜗杆ZA2.5×45R1,转速n1=1300r/min.求蜗杆导程角γ、啮合点处的相对滑动速度υs、当量摩擦角ρ和啮合效率η1.13-50 有一由淬火钢和锡青铜涡轮组成的闭式蜗杆传动ZA8×80R2/31.已知蜗杆轴转速n1=960r/min,蜗轮轴输出转矩T2=1.5×10N·mm,每年工作300天,两班制.若工业用电按每千瓦小时0.25元计算,不计轴承和搅油功率损耗,该传动3年内用于功率损耗而支付的电费是多少? 13-51 图示涡轮滑车.已知蜗杆传动ZA5×90R1/62,起重量为2t,卷筒直径D=145mm,蜗杆传动当量摩擦系数μυ=0.1,轴承和链的功率损失为5%,加在链上的作用为F=400N,求链轮直径D′并验算蜗杆传动是否自锁.60

题13-51图 题13-52图

13-52 图示圆柱蜗杆—斜齿圆柱齿轮传动.已知蜗杆传动ZA10×90R2/31,传动效率η=0.8;斜齿圆柱齿轮齿数z3=24,z4=72,模数mn=6mm,螺旋角β=16°15′37″;Ⅰ轴输入功率P1=10KW,转速n1=970r/min,方向如图.不计斜齿轮传动及轴承的功率损耗,为使蜗轮2与斜齿轮3的轴向力互相抵消一部分

(1)确定斜齿轮3、4的转动方向和螺旋线方向.(2)计算并标出蜗轮2和斜齿轮3在啮合点处的各分力.13-53 验算闭式蜗杆传动ZA6.3×63R1/41的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度.已知蜗杆由电动机直接驱动,输入功率P1=3KW,转速n1=1430r/min,载荷稳定,单向转动,预期寿命Lh=13000h.蜗杆用45钢表面淬火,齿面硬度约为45HRC,并磨光并抛光;涡轮用ZCuSn10Pb1金属模铸造,传动润滑良好.13-54 计算闭式蜗杆传动ZA5×90R1/62的使用寿命.已知蜗杆轴输入功率P1=2.2KW,转速n1=960r/min,连续双向工作,载荷平稳.蜗杆用45钢表面淬火,齿面硬度大于45HRC,经磨光并抛光,涡轮用ZCuSn10Pb1砂模铸造.13-55 计算蜗杆传动ZA8×80R2/40所能传递的最大输入功率P1.已知蜗杆由电动机直接驱动,转速n1=1450r/min,单向转动,载荷平稳,预期寿命Lh=7200h.蜗杆用45钢表面淬火,齿面硬度大于45HRC,经磨光并抛光,涡轮用ZCuSn10Pb1砂模铸造.润滑良好.13-56 设计一由电动机直接驱动的闭式单级阿基米德蜗杆传动.已知电动机功率6

P1=7KW,转速n1=1440r/min,蜗轮轴转速n2=72r/min,载荷平稳,单向转动,预期寿命Lh=20000h.13-57 设计一起重设备用的阿基米德蜗杆传动.载荷有中等冲击,蜗杆轴由电动机驱动.传递功率P1=10.3KW,蜗杆轴转速n1=1470r/min,蜗轮轴转速约为n2=118r/min,短期最大载荷为额定载荷的2倍,间隙工作,每天工作以2h计算,每年工作300天,要求使用寿命为10年.13-58 一涡轮减速器输入功率P1=10KW,减速器效率η=0.76,散热面积A=3.5m,散热系数K=13W/(m·℃),环境温度t0=20℃,允许油温tmax=70℃,试校核该减速器在连续工作时油温是否在允许值内.若超过允许值,应采取什么措施? 13-59 编制选择蜗杆副材料和计算许用应力的程序.要求:(1)为方便用户,人机对话应用汉字提示.(2)蜗杆副材料及适用场合应以菜单形式在屏幕上显示,以便用户选择.(3)当输入错误时,应有音像报警并要求重新输入.13-60 编制根据传动比或蜗杆、涡轮的转速确定蜗杆头数及涡轮齿数并估取效率η的程序.要求:(1)人机对话用汉字提示.(2)当输入错误时,应有音像报警并要求重新输入.13-61 编制计算载荷系数K的程序.要求:同题13-60.13-62 编制根据涡轮齿数z2和蜗杆导程角γ确定涡轮齿形系数TF和螺旋角系数YF的程序.要求: 同题13-60.13-63 编制根据md1值确定模数m和蜗杆分度圆直径d1的程序.提示:简化GB10085—88中的蜗杆基本尺寸和参数表,并将其存入数据文件或数据库.要求:同题13-60.13-64 根据题13-59至题13-63,编制蜗杆传动的设计计算程序.四、结构设计题

13-65 蜗杆螺旋部分的直径一般与轴径相差不大,所以常和轴做成一体,称作蜗杆轴.图为蜗杆轴的几种常见结构.试说明哪种蜗杆轴可以车制,哪种可以铣制? 13-66 在题13-65图中,哪种蜗杆轴刚度最差?为了提高蜗杆的刚度,应调整哪些参数? 13-67 蜗轮常用的结构形式有哪些?各适用于什么场合? 13-68 比较图示两种齿圈压配式涡轮结构,那种结构合理些?为什么? 13-69 在齿圈压配式涡轮结构中,蜗轮圆周力靠配合面摩擦力传递.但在一般的这类结构中,通常还要沿配合面拧入4~8各螺钉(见题13-68图),为什么?螺钉中心线的位置应在何处?为什么? 13-70 比较图示两种螺栓联接式涡轮结构,哪种结构合理些?为什么?在合理的结构中,涡轮适合承受哪个方向的轴向力?

题13-65图

题13-68图 题13-70图

13-71 在螺栓联接式涡轮结构中,应用较多的是普通螺栓连接,还是铰制孔螺栓连接?螺栓的直径和数目如何确定? 13-72 说明图中安装在蜗杆轴两端的零件1有何作用.题13-72图

第四篇:贵州大学机械设计课程教案 第5章-螺纹联接

第六章

螺纹联接及螺旋传动

一、选择题

6-

1、当两个被联接件不太厚时,宜采用__________。

(1)双头螺柱联接

(2)螺栓联接

(3)螺钉联接

(4)紧定螺钉联接

6-

2、当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且需要经常拆装时,往往采用__________。

(1)螺栓联接

(2)螺钉联接

(3)双头螺柱联接

(4)紧定螺钉联接 6-

3、普通螺纹的牙型角α为60o,当摩擦系数μ=0.10时,则该螺纹副的当量摩擦系数μv=__________。

(1)0.105

(2)0.115

(3)0.1115

(4)0.104 6-

4、在拧紧螺栓联接时,控制拧紧力矩有很大方法,例如__________。

(1)增加拧紧力

(2)增加扳手力臂(3)使用测力矩扳手或定力矩扳手 6-

5、螺纹联接防松的根本问题在于__________。

(1)增加螺纹联接的轴向力

(2)增加螺纹联接的横向力(3)防止螺纹副的相对转动

(4)增加螺纹联接的刚度 6-

6、螺纹联接预紧的目的之一是__________。

(1)增强联接的可靠性和紧密性(2)增加被联接件的刚性(3)减小螺栓的刚性 6-

7、承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的总拉力F0的最大值和被联接件的刚度Cm不变时,螺栓的刚度Cb愈小,则__________。

(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大

(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力的变化幅度不变

(4)螺栓中的疲劳强度降低

6-8承受预紧力和轴向变载荷的紧螺栓联接,当其螺栓的总拉力F0的最大值和螺栓的刚度Cb不变时,被联接件的刚度Cm愈小,则__________。

(1)螺栓中总拉力的变化幅度愈大

(2)螺栓中总拉力的变化幅度愈小(3)螺栓中总拉力的变化幅度不变

(4)螺栓疲劳强度愈高 6-

9、承受横向载荷或旋转力矩的紧螺栓联接,该联接中的螺_________。

(1)受剪切作用

(2)受拉伸作用

(3)受剪切和拉伸作用(4)既可能受剪切作用又可能受拉伸作用

6-

10、对受轴向变载荷的紧螺栓联接,在限定螺栓总拉力的情况下,提高螺栓疲劳强度的有效措施是__________。

(1)增大被联接件的刚度(2)减小被联接件的刚度(3)增大螺栓的刚度

6-

11、现有一单个螺栓联接,要求被联接件的结合面不分离,假定螺栓的刚度Cb与被联接的刚度Cm相等,联接的预紧力为F′,现开始对联接施加轴向载荷,当外载荷达到与预紧力F′的大小相等时,则__________。

(1)被联接发生分离,联接失败(2)被联接件即将发生分离,联接不可靠(3)联接可靠,但不能再继续加载

(4)联接可靠,只要螺栓强度足够,外载荷F还可继续增加到接近预紧力的两倍 6-

12、有一气缸盖螺栓联接,若气缸内气体压力在0~2MPa之间循环变化,则螺栓中的应2

力变化规律为__________。

(1)对称循环变应力

(2)脉动循环变应力

(3)非对称循环变应力(4)非稳定循环变应力

6-

13、当一个承受变载荷的螺栓联接,其螺栓的静强度足够而疲劳强度不足时,应首先考虑采用__________来提高其疲劳强度。

(1)增加螺栓直径

(2)提高螺栓材料的屈服极限

(3)改用双螺

(4)柔性螺母

6-

14、为了改善螺纹牙上的载荷分部,通常都以_________的方法来实现。

(1)采用双螺母

(2)采用加高的螺母

(3)采用减薄的螺

(4)减少螺栓和螺母的螺距变化差

6-

15、被联接件受横向载荷作用时,若采用一组普通螺栓联接,则载荷靠__________来传递。

(1)接合面之间的摩擦力

(2)螺栓的剪切和挤压

(3)螺栓的剪切和被联接件的挤压

6-

16、设计螺栓组联接时,虽然每个螺栓的受力不一定相等,但对该组螺栓仍均采用相同的材料、直径和长度,这主要是为了__________。

(1)外形美观

(2)购买方便

(3)便于加工和安装

6-

17、设计紧螺栓联接时,其直径愈小,则许用安全系数应取得愈大,这是由于直径愈小时,__________。

(1)螺纹部分的应力集中愈严重

(2)加工螺纹时愈易产生缺陷(3)拧紧时愈易拧断

(4)材料的力学性能愈不易保证

二、分析与思考题

6-

1、螺纹的主要参数有哪些?各参数间的关系如何?在设计中如何应用? 6-

2、常用的螺纹牙型有哪几种?试说明各自的特点及主要用途。6-

3、按用途螺旋副分为哪两大类?

6-

4、根据螺纹线数的不同,螺纹可以分为哪几种?它们各有何特点?

6-

5、为什么单线普通三角螺纹主要用以联接?而多线梯形、矩形和锯齿形螺纹主要用以传动?

6-

6、根据螺纹旋向的不同,螺纹可以分为哪几种?如何判断螺纹的旋向? 6-

7、常见螺栓的螺纹是右旋还是左旋?是单线还是多线?为什么?

6-

8、圆柱螺纹的公称直径指的是哪个直径?计算螺纹的摩擦力矩时使用哪个直径?计算螺纹危险截面时使用的是哪个直径?

6-

9、管螺纹的公称直径指的是哪个直径?为什么管子上的螺纹通常采用细牙螺纹? 6-

10、为什么螺纹联接大多数要预紧?什么叫螺纹联接的预紧力?

6-

11、常用的控制预紧力的方法有哪些?它们有哪些优缺点?为了克服这些缺点可采用什么方法?

6-

12、在拧紧螺母时,拧紧力矩T要克服哪些摩擦力矩?这时螺栓和被联接件各受到什么

样的载荷?

6-

13、为什么对重要的螺栓联接不宜使用直径小于M12~M14的螺栓?一般情况下,螺栓所受到的预紧力大约是扳手上施加的力的多少倍? 6-

14、螺纹联接为什么要防松?防松的根本问题是什么?

6-

15、防松的基本原理有哪几种?具体的防松方法和装置各有哪些?

6-

16、相同的公称直径的粗牙普通螺纹与细牙普通螺纹相比,哪个自锁性能好?哪个强度高?为什么?为什么薄壁零件的联接常采用细牙螺纹?

6-

17、什么叫螺纹的自锁现象?自锁条件如何?螺旋副的传动效率又如何计算? 6-

18、为什么有自锁性能的螺旋传动其效率η小于50%? 6-

19、试问螺纹的升角为多大时,螺旋副的效率可达到最高值? 6-20、螺纹联接的主要失效形式和计算准则是什么?

6-

21、何为松螺纹联接?何为紧螺栓联接?它们的强度计算方法有何区别?

三、设计计算题

1、受轴向载荷的紧螺栓联接,被联接钢板间采用橡胶垫片。已知预紧力为1500N,当轴向工作载荷为1000N时,求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。

2、图示汽缸螺栓联接,汽缸内压力p在0-1.5MPa间变化,缸盖和缸体均为钢制,为保证气密性要求,试选择螺栓材料,并确定螺栓数目和尺寸。

6-2 6-3 6-

3、图示两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接,梁受到的拉力F=28kN,摩擦系数f=0.2,控制预紧力,试确定所需螺栓的直径。4

4、图示YLD10凸缘联轴器,允许传递的最大转矩为630N·m,两半联轴器采用4个M12×60的铰制孔螺栓,性能等级为8.8级,联轴器材料为HT200,试校核联接强度。

6-4 6-5

5、铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示,已知L=300mm,a=60mm,试求三个方案中,受力最大的螺栓所受的力各为多少?哪个方案较好?

6、图示底板螺栓组联接受外力Fe作用,外力Fe作用在包含x轴并垂直于底板结合面的平面内。试分析螺栓组受力情况,并判断哪个螺栓受载最大?保证联接安全的必要条件有哪些?

7、图示刚性联轴器取4个M16小六角头铰制孔用螺栓,螺栓材料为45钢,受剪面处螺栓直径为φ17mm,其许用最大扭矩T=1.5kN·m(设为静载荷),试校核其强度。联轴器材料HT250。

6-76-

8、上题的刚性联轴器中,若采用M16受拉螺栓,靠两半联轴器的接合面间产生的摩擦力来传递扭矩,螺栓材料为45钢,接合面间的摩擦系数f=0.16,安装时不控制欲紧力,试决定螺栓数(螺栓数应为双数)。

9、缸径D=500mm,蒸汽压力p=1.2MPa,螺栓分布圆直径D0=640mm。为保证气密性要求,螺栓间距不得大于150mm。试设计此汽缸盖螺栓组联接。

6-9 6-10

6-

10、设图示螺栓刚度Cb,被联接件的刚度Cm,若Cm=8Cb,预紧力F′=1kN,外载荷F=1.1kN,试求螺栓中的总拉力F0和被联接件中的剩余预紧力F″。

6-

11、如图示为一吊环与机架用一单个螺栓联接,已知机架的重量为5kN装配螺栓时的预紧力F′=5kN,问吊环将机架吊起后纸垫A能否抽出? 6

6-11

6-12 6-

12、图示为一凸缘轴,通过凸缘上的六个35钢制螺栓与另一凸缘轴相联接。轴的转速n=720r/min,额定功率P=30kW,短期作用的最大功率为额定规律的2.5倍。试按普通螺栓和铰制孔用螺栓的直径并比较两者的优缺点。已知凸缘接触面间的摩擦系数μs=0.2,可靠系数K=1.2,螺栓材料的屈服点σs=320MPa,拉应力的安全系数Sσ=1.5,剪应力的安全系数St=2.5,挤压应力的安全系数Sp=1.2。

6-

13、如图示的方形盖板用四个M16的螺钉与箱体相联接,盖板中心O点装有吊环,已知FQ=20kN,尺寸如图示。要求:1)当取剩余预紧力F″=0.6F(F为工作拉力)、螺钉材料的性能等级为6.6级装配不控制预紧力时,校核螺钉的强度;2)由于制造误差吊环由O点移至对角线上O′点,且OO′=52mm,问哪个螺栓的受力最大?并校核其强度。

6-13

6-14 6-

14、某钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上,螺栓组由四个普通螺栓组成,它们的螺纹直径均为d,长度为l,每个螺栓的预紧力为F′,螺栓布置形式如图。试问:1)吊架承受垂直拉力F时,螺栓组中的每个螺栓承受的载荷为多大?2)在强度足够以及d、F′和被联接件的刚度Cm一定时,为提高该螺栓组联接的工作可靠性,螺栓用细长些好?还是粗短些好?(用螺栓组联接的力-变形图来说明)

6-15如图示的扳手柄,用两个普通螺栓联接,已知手柄上的推力F=200N,两个被联接件之间的摩擦系数μs=0.15,若螺栓材料为Q235钢,可靠系数K=1.2,装配时不控制预紧力。试求普通螺栓的直径。若改为铰制孔用螺栓,计算所需直径。

6-15

6-16

6-

16、如图示为轴承托架紧固到钢立柱上,托架材料为铸铁,螺栓材料的性能等级为6.6级,载荷为F=6kN,α=30o,尺寸如图示,螺栓数为4个。试设计此螺栓联接。

第五篇:贵州大学机械设计课程教案 第8章-带传动

第十一章 带传动

一、选择题

11-1 平带、V带传动主要依靠___________传递运动和动力。

(1)带的紧边拉力

(2)带和带轮接触面间的摩擦力

(3)带的预紧力

11-2 在一般传递动力的机械中,主要采用___________传动。(1)平带

(2)同步带

(3)V带

(4)多楔带

11-3 平带传动要实现两平行轴同方向回转,可采用___________传动。(1)交叉

(2)半交叉

(3)开口

(4)角度

11-4 V带传动中,带轮的基准直径是图上的___________。

(1)d(2)d(3)d(4)d4

11-5 下列普通V带中以___________型带的截面尺寸最小。

(1)A

(2)C

(3)E

(4)Z

题11-4图

题11-6图

11-6 带速v>30m/s、主动轴转速n1=1×104~5×104r/min的带传动属于高速带传动,这种传动除要求带轮重量轻、质量均匀对称外,还在轮缘表面开环形槽,目的是___________。(1)为了动平衡

(2)防止掉带

(3)防止带和轮缘表面间形成空气层而降低摩擦系数

(4)减轻带轮重量

11-7 带传动中,在预紧力相同的条件下,V带比平带能传递较大的功率,是因为V带___________。

(1)强度高

(2)尺寸小

(3)有楔形增压作用

(4)没有接头

11-8 V带传动中,带截面楔角为40o,带轮的轮槽角应__________40o。(1)大于

(2)等于

(3)小于

11-9 带传动中,v1为主动轮圆周速度、v2为从动轮圆周速度、v为带速,这些速度之间存在的关系是___________。

(1)v1=v2=v

(2)v1>v>v(3)v1<v<v2

(4)v1=v>v2

11-10 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为___________。(1)带的材料不符合虎克定律

(2)带容易变形和磨损

(3)带在带轮上打滑

(4)带的弹性滑动

11-11 带传动工作时产生弹性滑动是因为___________。

(1)带的预紧力不够

(2)带的紧边和松边拉力不等

(3)带绕过带轮时有离心力

(4)带和带轮间摩擦力不够

11-12 带传动打滑总是___________。

(1)在小轮上先开始

(2)在大轮上先开始

(3)在两轮上同时开始 2

11-13 带传动中,带每转一周,拉应力是___________。(1)有规律变化的(2)不变的(3)无规律变化的

11-14 带传动中,若小带轮为主动轮,则带的最大应力发生在带___________处。(1)进入主动轮

(2)进入从动轮

(3)退出主动轮

(4)退出从动轮

11-15 带传动中,带速v<10m/s,紧边拉力为F1,松边拉力为F2。当空载时,F1和F2的比值是___________。

(1)F1/F2≈0

(2)F1/F2≈1

(3)F1/F2=e

μα

(4)1<F1/F2<e

μα

11-16 带传动工作时,紧边拉力为F1,松边拉力为F2。若带速v<10m/s,当载荷打到极限值,带将开始打滑还未打滑时,F1和F2的比值是___________。(1)F1/F2≈0

(2)F1/F2≈1

(3)1<F1/F2<e

μα

(4)F1/F2=e

μα

11-17 V带传动设计中,限制小带轮的最小直径是为了___________。

(1)使结构紧凑

(2)限制弯曲应力

(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力

(4)限制小带轮上的包角

11-18 用___________提高带传动的传动功率是不合适的。

(1)适当增大预紧力F0

(2)增大轴间距a

(3)增加带轮表面粗糙度

(4)增大小带轮基准直径dd

11-19 V带传动设计中,选取小带轮基准直径的依据是___________。(1)带的型号

(2)带的速度

(3)主动轮转速

(4)传动比

11-20 带传动采用张紧装置的目的是___________。

(1)减轻带的弹性滑动

(2)提高带的寿命

(3)改变带的运动方向

(4)调节带的预紧力

11-21 下列V带传动中,___________图的张紧轮位置是最合理的。

题11-21图

11-22 同一V带和传动,若主动轮转速不变,用于减速(小带轮主动)比用于增速(大带轮主动)所能传递的功率___________。

(1)大

(2)相等

(3)小

11-23 当带速v30m/s时,一般采用___________来制造带轮。

(1)灰铸铁

(2)球墨铸铁

(3)铸钢

(4)铝合金

题11-24图

11-24 下列V带传动中,图___________的回转方向是合理的。

11-25 实践证明,带传动传递载荷时,带的弹性滑动发生在___________。

(1)全部接触弧上

(2)带离开主、从动轮以前的那一部分接触弧上

3(3)带进入主、从动轮的那一部分接触弧上

11-26 平带传动中,为防止带从带轮上滑落,下列几种小带轮轮缘形状,图___________的表面形状最合理。

题11-26图

二、分析与思考题

11-27 带传动有哪几种功率损失?带传动的效率约为多少?

11-28 带传动中,带的截面形状有哪几种?各有什么特点?

11-29 普通V带传动和平带传动相比,有什么优缺点?

11-30 窄V带传动和普通V带传动相比较有什么优缺点?

11-31 同步带传动有什么优缺点?应用于什么场合?

11-32 普通V带由哪几部分组成?各部分的作用是什么?

11-33 说明带传动中紧边拉力F1、松边拉力F2和有效拉力F、张紧力F0之间的关系。

11-34 在推导单根V带传递的额定功率和核算包角时,为什么按小带轮进行?

11-35 带传动中,弹性滑动是怎样产生的?造成什么后果?

11-36 带传动中,打滑是怎样产生的?打滑的有利有害方面各是什么?

11-37 弹性滑动率的物理意义是什么?如何计算弹性滑动率?

11-38 带传动工作时,带上所受应力有哪几种?如何分布?最大应力在何处?

11-39 带传动的主要失效形式是什么?带传动设计的主要依据是什么?

11-40 当传递相同功率时,为什么V带传动作用在轴上的压力比平带传动小?

11-41 试说明带传动设计中,如何确定下列参数:(1)带轮直径;(2)带速v;(3)小带轮包角α1;(4)张紧力F0;(5)带的根数z;(6)传动比i。

11-42 在多根V带传动中,当一根大失效时,为什么全部带都要更换?

11-43 为什么带传动的轴间距一般都设计成可调的?

11-44 带的楔角θ与带轮的轮槽角φ是否一样?为什么?

11-45 V带轮轮槽与带的三种安装情况如图所示,其中哪一种情况是正确的?为什么?

题11-45图

题11-46图

1-输入轴

2-输出轴

11-46 在图示的V带塔轮传动结构示意图中,d1=d4,d2=d5,d3=d6,轴1为主动轴,4

若从动轴2上的阻力矩T2不变,问哪对轮组合输出功率最小?为什么?

11-47 有一双速电动机与V带组成的传动装置,改变电动机转速可使从动轴得到300r/min和600r/min两种转速。若从动轴输出功率不变,试问在设计带传动时应按哪种转速计算?为什么?

11-48 带传动为什么必须张紧?常用的张紧装置有哪些?

三、设计计算题

11-49 一金属切削机床,用普通V带传动。已知电动机额定功率P=3kW主动轮转速n1=1420r/min,从动轮转速n2=570r/min,带速v=7.45m/s,轴间距a=530mm,带与带轮间的当量摩擦系数μv=0.45,每天工作16h。求带轮基准直径dd1、dd2、带基准长度Ld和预紧力F0。

11-50 V带传动中,已知小带轮直径dd1=140mm,转速n1=960r/min,大带轮直径dd2=425mm,V带传动的弹性滑动率ε=0.02。试问:计入弹性滑动率和不计入弹性滑动率,大带轮转速相差多少?

11-51 已知一V带传动,传递功率P=10kW带速v=12.5m/s,现测得张紧力F0=700N。求紧边拉力F1和松边拉力F2。

11-52 设单根V带所能传递的额定功率P1=10kW,主动带轮dd1=160mm,转速n1=1450r/min,包角α=140o,带和带轮间的当量摩擦系数μv=0.2。求有效拉力F和紧边拉力F1。

11-53 图示为一普通A型V带塔轮传动。主动轮转速n1=900r/min,从动轮转速n2分别为900r/min、600r/min和450r/min三种,轴间距a=550mm,dd1=dd2=225mm。试计算此带传动的胶带长度和各级带轮的基准直径。

题11-53图

11-54 设计一破碎机装置用的V带传动。已知电动机型号Y132M2—6,电动机额定功率P=5.5kW,转速n1=960r/min,传动比i=2,两班制工作,要求轴间距a<600mm。

11-55 设计一牛头刨床用的V带传动。已知电动机额定功率P=4kW,转速n1=1440r/min,要求传动比i=3.5,刨床两班制工作,由于结构限制,希望大带轮的外径不超过450mm。

11-56 一车床的电动机和床头箱之间采用接近垂直的V带传动。已知电动机额定功率P=7.5kW,电动机型号为Y132M—4,转速n1=1440r/min,要求传动比i=2.1,两班制工作,根据机床结构,轴间距900mm左右。试设计此V带传动,并绘制大带轮工作图。(从动轮轮轴直径d0=45mm)

11-57 设计由电动机驱动旋转式水泵的普通V带传动。电动机型号为Y160M—4,额定功率P=11kW,转速n1=1460r/min,水泵轴的转速n2=400r/min,轴间距约为1500mm,每天工作24h。并要求绘制小带轮工作图。

四、结构设计题

11-58 设计平型带传动的小带轮,并绘制工作图。已知带宽b=35mm,带轮直径dd1

=160mm,安装小带轮的电动机轴轴径d0=35mm。

11-59 V带传动进行带轮结构设计时,带轮结构型式的选择及尺寸确定根据什么?轮缘上轮槽的尺寸确定根据什么?并说明哪些结构尺寸是根据经验公式确定的。

11-60 右图为普通B型V带轮轮缘上的轮槽结构图。问标注的表面粗糙度是否合理?为什么?

题11-60图

11-61 根据题11-56的已知条件,试设计小V带轮轮毂部分的结构,(包括键槽)并绘制轮毂部分工作图。

11-62 试设计一普通A型V带的带轮。材料为HT200。已知带轮基准直径dd=355mm,带根数z=3。并绘制带轮工作图。

11-63 试设计一普通D型V带传动的带轮,材料为HT300。已知带轮基准直径dd=1060mm,带轮转速n=220r/min,传递功率P=10kW,带根数z=5,采用椭圆轮辐式结构,并绘制带轮工作图。

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