2022年2022年机械设计题库 .pdf

学习资料收集于网络，仅供参考学习资料1、 凸轮联轴器用M16(小径1d=13.835mm,中径2d=14.702mm)普通螺栓联接，螺栓均匀分布在直径D=155mm 的圆周上，接合面摩擦系数=0.15, 传递的转距T=800N.m，载荷较平稳，防滑系数fk=1.2 ，螺栓材料屈服极限s=480MPa ，取安全系数 s=4，确定螺栓个数z。解：许用应力= 480120 4sMPas每个螺栓所受预紧力0F，由强度条件，知221013.83512013876.74 1.34 1.3dFN又02fDzFk T，故01.28000005.95115513876.70.1522fk TzDF即z=6。2、如图所示凸缘联轴器，用4 个 M16 六角头铰制孔用螺栓联接，其受剪螺栓直径为d017 mm， 螺 栓 长65mm ， 螺 纹 段 长28mm 。 螺 栓 材 料 为Q235 钢 ， 屈 服 极 限SMPa240，联轴器材料为HT250，强度极限BMPa250。联轴器传递转矩T2000N.m，载荷较平稳，试校核螺纹联接强度。附：受剪螺栓联接许用切应力S2.5许用挤压应力（静载） ：对钢pS1.5；对铸铁pB2.5名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料设每个螺栓所受剪力为F，则 zFDT2，故FTzD22200000041556452N切应力Fd4645241728022.42MPaS2.5MPa2402596.，安全。挤压面长度h()65282314 mm对铸铁许用挤压应力pB100MPa12525025.对钢许用挤压应力pS1.5MPa224015160.挤压应力Pp.11MPaFd h016452171427，安全。3、板 A 用 5 个普通螺钉固定在机座B 上，已知板与机座间摩擦系数=0.15，防滑系数（可靠性系数） Kf=1.2，螺钉许用应力60MPa，试指出哪个螺钉是危险螺钉？并按强度计算该螺钉联接中螺钉所需的小径（或计算直径）尺寸。（画出受力图）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料解： 1）将力向形心简化：FQ2000 N；MFQN mm9002000900181052）FQ使每一个螺钉产生作用力FFRQN1520005400/M 使每个螺钉产生作用力FMrR2N/ ()41810415030005方向如图（中间螺钉FR20)。3）第 2 个螺钉受力最大，为危险螺钉，设其受力为FRFFFRR1R2N40030003400。4）FK FfR，015123400.F，F27200N名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料13412./Fd ，413272006012./d ，d127 39.mm。式中：F 预紧力；d1 螺纹小径（亦可用计算直径dc计算）。4、用三个普通螺栓将钢板A 固定在钢板B 上。图中尺寸L460mm，a=85mm。钢板间摩擦系数=0.08，联接的可靠系数（防滑系数）Kf=1.5，螺纹小径d1=10.106mm，螺栓的许用拉应力 =100 MPa 。 画出螺栓受力图， 求能承受的最大力F为多少（取螺纹计算直径dc=d1） 。（画出受力图）解：F 产生之横向FF13FL 产生之横向力FFaLFF25010200522螺栓所受最大力21maxFFF=2.83FF253F螺栓拉力FFFKF30.6621 .038.23 .1maxf013012.Fd884N30.6643.150294.730.6643 .121dF名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料5、图示油缸油压p3MPa，缸径D=160 mm ，螺栓数量z=8，螺栓材料许用应力150MPa,取剩余预紧力为工作拉力的1.5 倍，试计算螺栓直径。解：螺栓工作拉力N075432/1603)4/(22zDpF残余预紧力FF15 .螺栓总拉力N0188575405.25.25.10FFFFFF螺栓小径mm.414)150/()3.14()(2/10c1Fdd或6、已知 V带（三角带）传递的实际功率P7kW ，带速v10m/s，紧边拉力是松边拉力的2倍，试求有效圆周力Fe和紧边拉力F1的值。解： 1）带的有效圆周力FPveN100010007107002）带的松边拉力FFF12e由题意有：FF122联解FFFFF12127002eNF2700N3）带的紧边拉力FF12227001400N7、V 带（三角带）传动所传递的功率P7.5kW，带速 v10m/s，现测得张紧力 F01125N，试求紧边拉力F1和松边拉力 F2。解：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料1）有效圆周力 FeFPveN100010007510750.2）紧边拉力 F1与松边拉力 F2FFFe12初拉力 FFF01212()联解FFFFFF121207502211252250eNN所以，F2750N，F11500N8、单根V 带（三角带）传动的初拉力F0354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速 n1=1500r/min ，主动带轮上的包角1150 ，带与带轮之间的摩擦系数=0.485。求：1）V 带（三角带）紧边、松边的拉力F1、F2；2）V 带（三角带）传动能传递的最大有效圆周力Fe及最大功率P。e=2.718解： 1)带速vd nd1m / s160100060100012566.2)联解FFFFF1201222354708Ne1501802 618.e2718271835590 485 2 61812697.FFFF12127083559.F2155286.F1552713.3)V 带（三角带）传动能传递的最大有效圆周力Fe FFeeeN21123543559135591397 4270.4)V 带（三角带）传动能传递的最大功率名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料PF vekW/(.) /.1000397 42712 56610004 9949、单根 V 带（三角带）所能传递的最大功率P5kW，已知主动带轮的基准直径 dd1=140mm，主动带轮转速 n1=1460r/min，主动带轮上的包角1140 ，带与带轮间的当量摩擦系数=0.5，求最大有效圆周力Fe和紧边拉力 F1。附：e=2.718解：1）带的速度 vd nd1m/ s1601000140146060100010702.2）带的有效圆周力 FPveN10001000510702467202.3）带的紧边拉力 F1联解FFFFF1212eee2 718.，05 . ，18014024435.rad FFFF12120 5 2 4435467202271833929.eN所以，F2195245.N，F1662 447.N10、单根 V 带（三角带）传递的最大功率P4.82kW，小带轮的基准直径dd1=180mm，大带轮的基准直径dd2=400mm，小带轮转速 n1=1450r/min，小带轮上的包角1152 ，带与带轮的当量摩擦系数=0.25。试确定带传动的有效圆周力 Fe、紧边拉力 F1和张紧力 F0。 附：e=2.718。解1）带的速度 vd nd1m/ s160100018014506010001367.2）带的有效圆周力 FPveN100010004821367352597.3）带的紧边拉力 F1联解名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料FFFFF1212ee1521802653.rad e2 718.FFFF12120 25 2 6533525972 71819409.eF1727 333.NF2374 736.N4）张紧力 F0FFF0121212727333374736551035()(.).N11、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。已知：小齿轮齿数z1=18，大齿轮齿数z2=59，法向模数mn=6mm，中心距a=235mm，传递功率P=100kW ，小齿轮转速 n1=960r/min ，小齿轮螺旋线方向左旋。求：1）大齿轮螺旋角的大小和方向；2）大齿轮转矩T2；3）大齿轮分度圆直径d2；4）大齿轮受力（用三个分力表示）的大小和方向，并在图上画出。解：arccos()arccos().mzzan12252371224516 426416 25 35， 旋向如图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料大齿轮分度圆直径dmz2257116 4264370106nmmcoscos.大齿轮转矩TPn26269 55109 551015145987931.Nmm大齿轮受力（用三个分力表示）三个分力的方向如图所示。切向力222tTFd= 轴向力tantaFF径向力cos/tanntrFF12、图示圆锥 -圆柱齿轮减速器，轮1 主动，转向如图示，试在图上画出：1）各轴转向；2）3、4 两轮螺旋线方向（使II 轴两轮所受轴向力方向相反） ；3）轮 2、3 所受各分力的方向。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料解：见图。13、图示为一斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动，小斜齿轮1 主动，已知蜗轮为右旋，转向如图示。试在图上标出：1）蜗杆螺旋线方向及转向；2） 大斜齿轮螺旋线方向，要求大斜齿轮所产生的轴向力能与蜗杆的轴向力抵消一部分；3）小斜齿轮螺旋线方向及轴的转向；4）蜗杆轴（包括大斜齿轮）上各作用力的方向，画出受力图（各以三个分力表示）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料解：如图。14、图示传动系统中，1、2 为锥齿轮， 3、4 为斜齿轮， 5 为蜗杆， 6 为蜗轮，小锥齿轮为主动轮，转向如图所示，试从各轴受轴向力较小要求出发，在图上画出各轮的转动方向、螺旋线方向及轴向力方向。解：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料15、起重卷筒用蜗杆传动， 测得中心距为 125mm，模数为 5mm，z11，z240，D140mm，L=100mm，当量摩擦系数v=0.18，手推力 F200N（忽略轴承摩擦）问：1）在图中画出起吊重物时手柄转向、蜗轮所受三个分力方向，以及蜗轮齿旋向。2）此机构能否自锁？为什么？3）计算蜗轮上三个分力的大小。解：1）右旋，如图示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料2）dad122212554050mmarctanarctan.mzd115150571vvarctanarctan .018102v，故具有自锁性。3）TFL120010020000Nmmtan/ tan().v0102850351TTi21200000 35140280800.NmmWTD2401142/. N4）FFTda2t1N280011FFTdt2a1N2280822FFFr2r1t2Ntan102216、指出图示轴系的结构错误（用笔圈出错误之处，并简单说明错误原因，不要求改正，指出 10 处） 。解：1）缺键；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料2）缺定位轴肩；3）旋转件与端盖接触；4）缺密封，端盖与旋转轴接触；5）缺挡油环；6）套筒顶不住齿轮；7）轴应加工成阶梯轴；8）缺键，齿轮无周向固定；9）精加工轴及外伸太长；10）缺调整垫片；17、如图所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设计错误，并改正解： （1）无垫片（ 2）无间隙、无密封（3）键太长（ 4）无定位轴肩（5）无轴肩（ 6）套筒高于轴承内圈高度（7）轴和轮毂一样长，起不到定位作用；（8）无定位；（9）无垫片（ 10）采用反装。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料18、指出图示某齿轮轴系的结构错误，轴承为脂润滑，齿轮为油润滑（用笔圈出错误之处，并简单说明错误原因，不要求改正）。解：1）轴承配用不合适：向心推力轴承单个使用；2）转动件与静止件直接接触：轴伸与端盖；3）轴上零件未定位，未固定：套筒顶不住齿轮；联轴器周向未固定，联轴器轴向未固定4）工艺不合理：悬伸轴精加工面过长，装配轴承不便；箱体端面的加工面与非加工面没有分开； 端盖与箱体端面之间无垫片，无法调整轴承游隙； 齿轮周向定位键过长，套筒无法装入；左端轴承处轴肩过高；5）润滑与密封问题：(11)齿轮油润滑，轴承脂润滑而无挡油环；(12)无密封，端盖不应与轴接触；6）制图问题： （13）缺线。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料19、 圆锥滚子轴承30206 （旧 7206） 的基本额定动载荷C24800N， 极限转速nlim6000r/min ，承受当量动载荷P5800N， 要求预期寿命 Lh=10000h ，求这个轴承允许的最高转速为多少。解：解：LnCPLhh16670() nLCP16670166701000024800580021110 3h5 r /()().min/考虑极限转速nnlim/ min6000 r，综合考虑，轴承允许的最高工作转速为211.5 r/min 。20、斜齿轮轴由一对角接触球轴承7307AC（旧 46307）支承，轴承正安装，已知 Fr1=2600 N，Fr2=1900 N，FA=600 N，轴承计算有关系数如下表：eFa/FreFa/FreFS0.7 X=0.41，Y=0.85 X=1，Y=0 0.7Fr试求：1）轴承的内部轴向力FS1、FS2，并图示方向；2）轴承的轴向力 Fa1、Fa2；3）轴承的当量动载荷P1、P2，并判断危险轴承（ fd=1，内部轴向力也称派生轴向力）。解 ：（1）N018226007 .07.0r1S1FF名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料N013319007.07.0r2S2FF（2）S1AS2FFF，1 轴承压紧，2 轴承放松。N01936001330AS2a1FFFN3013S2a2FF（3）eFF74.026001930r1a1，41.01X，85.01YN.52706)193085.0260041.0(1)(a11r11d1FYFXfPeFF7.019001330r2a2，12X，02YN0190)(r2a22r22d2FFYFXfPPP12，1 轴承为危险轴承。21、轴系由一对圆锥滚子轴承36205C（旧 7205）支承，轴承的基本额定动载荷Cr =19.9 kN，轴上有轴向力 FA=600 N，径向力 FR400N，切向力 FT2500 N，轴转速 n=600 r/min，fd=1.3。1）求两轴承的支反力；2）求两轴承的当量动载荷；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料3）校核危险轴承的寿命e Fa/Fre Fa/Fre FS 0.36 X=1，Y=0 X=0.4，Y=1.7 Fr/2Y 解：求支反力FF1HT2202206025002202801964 NFFF2HT1H536 NFFF1VRA22022060702206040022028060070280164 NFFF2VR1V400164236 NFFFr11H1V222219641641971 NFFFr22H2V2222536236586 N名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料求派生轴向力：FFYS1r121971217580 N.（方向向右）FFYS2r2 N2586217172.（方向向左）求轴承所受到的轴向力：FFAS16005801180 NFS2，2 轴承压紧， 1 轴承放松。所以FFa1S1N580FFFa2AS11180 N确定两轴承轴向动载荷系数、径向动载荷系数：FFea1r15801971029.，X11，Y10FFea2r211805862 01.，X0 4 .，Y17 .确定两轴承当量动载荷：PF1132562 N.r1PfXFYF2130 45861711802913 Ndr2a2().( .)判断危险轴承：PP21，2 轴承为危险轴承，应按2 轴承校核寿命。校核危险轴承寿命：LnCPh2166701667060019900291316804 h10000 h210 3()()/轴承寿命满足要求。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料22、图示轴系由一对 30208（旧 7208）轴承支承，基本额定动载荷Cr=34kN，轴转速 n=2000r/min，轴上作用力 F1500 N，fd=1.2，问：1）哪个轴承是危险轴承？2）危险轴承的寿命是多少小时？eFa/FreFa/FreFS0.38 X=1，Y=0 X=0.4，Y=1.6 0.313Fr解：N0056002001500600200r2FFN02005001500r2r1FFFN5 .156313.0r2S2FFN662313.0r1S1FF名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 21 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络，仅供参考学习资料N662S1a2a1FFFeFF313.02000626r1a1，11X，01YN024020002 .1)(a11r11d1FYFXfPeFF500626r2a2，4 .02X，6 .12YN2144)6266.15004.0(2.1)(a22r22d2FYFXfPPP12，1 轴承为危险轴承，N00241PPh05734)240034000(200016670)(166703/10h1PCnL名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 21 页 - - - - - - - - -