2022年机械设计复习题-.docx

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1、精品学习资源螺纹连接1、一压力容器盖螺栓组连接如下图，已知容器内径D=250mm，内装具有肯定压强的液体，沿凸缘圆周 匀称分布 12 个 M16 d 1 13.835mm的一般螺栓，螺栓材料的许用拉应力180 MPa ，螺栓的相欢迎下载精品学习资源对刚度cb /cbcm 0.5 ，按紧密性要求，剩余预紧力F1 =1.83 F ， F 为螺栓的轴向工作载荷；试计欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源算：该螺栓组连接答应容器内的液体最大压强pmax及每个螺栓连接所需的预紧力F0 ；欢迎下载精品学习资源1. 运算每个螺栓答应的最大总拉力：欢迎下载精品学习资源F2d12.2 分欢迎下载精品学习资源4

2、1.320815 N1分1、 运算容器内液体最大压强F2F1F2.8F1分F208157434 N1分2.8D 2 / 4Fpmax1分12欢迎下载精品学习资源pmax1.82 MPa1分欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源F0F2CbCbCmF2分欢迎下载精品学习资源208150.5743417098N1分2. 如下图的矩形钢板，用4 个 M20 的铰制孔用螺栓受剪处直径d0=21mm固定在槽钢上，各尺寸关系如下图单位：mm，钢板悬臂端受外载荷FQ=16kN，试求：1) 螺栓组受哪几种外载荷作用，各自载荷多少？3 分2) 找出受力最大的螺栓并求出其所受的切应力？5 分FQ12O34欢迎下

3、载精品学习资源1.螺栓组受到两种外载荷作用: 横向力 F=F Q=16kN欢迎下载精品学习资源 转矩 TF 300120 2161033605.76106 N mm欢迎下载精品学习资源2由横向力 F 引起的各螺栓所受的剪力Fi 相等：欢迎下载精品学习资源F16Fi410 34410 3 N欢迎下载精品学习资源由于各螺栓的力矩r 相等，由转矩T 引起的各螺栓所受的剪力Fj 相等：欢迎下载精品学习资源FjFjmaxTrmaxr2i且 rmaxri60 2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源T所以，可得 Fj5.761016973N欢迎下载精品学习资源64ri460 2FF22由图示受力分析可知

4、，螺栓2 和 4 受力最大，其所受剪力的合力为：欢迎下载精品学习资源F2F4ij2FiFj cos45欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4103 21697322410316973cos452104 N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源其切应力为：2F224d204410421257.7MPa欢迎下载精品学习资源3. 以下图表示两平板用2 个 M20 的一般螺栓联接，承担横向载荷F=6000N ，假设取接合面间的摩擦系数 .，牢靠性系数K S=1.2 ，螺栓材料的的许用应力 =2N/mm 2 安全系数 S=2， 螺栓的小径 d1=；试校核螺栓的强度；解：螺栓预紧后，接合面所产生的摩

5、擦力等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为F0， 就由平稳条件得：欢迎下载精品学习资源受预紧力螺栓强度为：所以，该螺栓联接件满意强度条件；4.5.6.15 分 有一受预紧力 F0 和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力F01000 N，螺栓的刚度 Cb与连接件的刚度 Cm相等，轴向工作载荷 F=1000N，试计算该螺栓所受的总拉力F2 .剩余预紧力 F1 .在预紧力 F0 不变的条件下，假设保证被连接件间不显现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少 .F1=F0- 1-Cb/Cb+CmF=0欢迎下载精品学习资源s5.15 分 图 3-1 示螺栓联接中 , 采纳两个 M20的一般螺栓，

6、 其许用拉应力 l60N mm2，联接件接合面间摩擦系数 f 0.20 ，防滑系数 K 1.2 ，运算该联接件答应传递的静载荷 F.M20 的螺栓 d1 17.294mm10 分螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必需大于或等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为 F0就由平稳条件可得4分螺栓危急截面的强度条件为于是得4分6. 一钢制液压油缸，缸内油压 P2.5MPa静载 ，油缸内径 D125mm，缸盖由 6 个 M16的螺钉联接在缸体上 . 螺钉刚度 Cb 与缸体缸盖的刚度 Cm之比为 l/4 ，螺PP钉材料的性能等级为级，安全系数取S， M16螺钉的小径 d1=13.835mm.假设依据联接

7、的紧密性要求，要求残余预紧力Q 1.5F. 试分析预紧力 Q 应掌握在什欢迎下载精品学习资源么范畴内才能满意此联接的要求 .解21. 运算单个螺钉的工作拉力 F 2 分油缸盖联接所受的载荷 F =p D/4 ，每个螺钉的工作拉力FF 6p D2/4/6 2.5125 24/6 5113.27 N2. 运算答应的螺钉最大总拉力 Q2 分2螺钉材料性能等级为级，s 300MPa，许用应力 =s /S 200MPa.由强度条件ca1.3Q/d /4 Q d2 223127.83 N3. 求预紧力 Qp的答应范畴 2 分1) 按螺钉强度条件求答应的最大预紧力QQp 十 Cb/ Cb +Cm F N Q

8、p2- 23127.83-0.2 5113.27=22105.17 NP2) 按联接紧密性条件求最小的预紧力，依据联接紧密性要求，Q欢迎下载精品学习资源PpmbmpQ Q- C/ C +CF=Q-0.8F 欢迎下载精品学习资源即Qp十 l1760.52 N由以上运算结果可知，预紧力 Qp 应掌握为l1760.52 NQp22105.17 N二 传动分析题2 图示为手动铰车中所采纳的蜗杆传动；已知m=8mm，d1=80mm，z1=1，i =40，卷筒的直径 D=250mm，试运算： 1欲使重物上升 1m，应转动蜗杆的转数； 2设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18 ，检验该蜗杆传动是否满意自锁条

9、件；3设重物重 Q=5kN，通过手柄转臂施加的力 F=100N，手柄转臂的长度 l 的最小值 不计轴承效率 ；1重物上升 1m时，卷筒转动圈数： N2=1000/ D=1000欢迎下载精品学习资源蜗杆转动圈数 N1 =niN2=40x1.27=50.96 圈2蜗杆直径系数 q=d1/m=80 8=10o导程角： =arctan=arctano当量摩擦角：v =arctanf v= arctan：由于： v所以 蜗杆传动满意自锁条件4 分3蜗杆传动的啮合效率：:就：13 分 如图 3-2 所示某电梯传动装置中采纳蜗杆传动，电机功率P=10kW，转速 n1 970r min，蜗杆传动参数 z1 2

10、；z260；直径系数 q8；总效率 08， m8，右旋蜗杆，试运算： 14 分(1) 电梯上升时，标出电机转向；(2) 标出蜗杆所受各力的方向；(3) 运算蜗轮所受各力大小；欢迎下载精品学习资源(1) 电机转向箭头向上； 1 分(2) 蜗杆受各力方向如图3分Fr 2 Ft2 tan 9845tan20 3583N10 分 如图 4-1 传动系统，要求轴、上的轴向力抵消一部分，试确定： 1 蜗轮 6 的转向 2 斜齿轮 3、4 和蜗杆 5、蜗轮 6 的旋向； 3 分别画出蜗杆 5，蜗轮 6 啮合点的受力方向；欢迎下载精品学习资源1 蜗轮 6 的转向为逆时针方向；2 齿轮 3 左旋，齿轮 4 右旋

11、，蜗杆 5 右旋，蜗轮 6 右旋； 4 分3 蜗杆 5 啮合点受力方向如图 a ；蜗轮 6 啮合点受力方向如图 b ；轴承类题目已知 V 带传动中，最大传递功率 P=8kW ，带的速度 v=10m/s，假设紧边拉力 F1 为松边拉力 F2 的 2 倍，此时小带轮上包角1=120 ， 求：1有效拉力 Fe；2紧边拉力 F1；3当量摩擦系数 f；解:有效拉力 Fe =1000P/ v=10008/10=800 N 2分 又知: F1- F2 = Fe, F1 =2F2就紧边拉力 F1=2 Fe =1600 N2分F1e fF 2依据欧拉公式得 当量摩擦系数 f =ln F1/ F2/ 120/18

12、0=0.693/2.0933=0.3312分23一对 46210 角接触球轴承反安装， 如图 1 所示；已知轴承 1 和轴承 2 的欢迎下载精品学习资源径向载荷分别为 R1 =2000N,R2=4000N,轴上作用的轴向载荷 Fa=800N指向轴承 2 ，轴承的派生轴向力 S 的运算式 SR，e，X=0.41, Y；轴承载荷有稍微冲击，载荷系数 f F，工作温度不大于 120 C；试求：(1) 轴承 1 和轴承 2 的轴向载荷 A1 和 A2；(2) 轴承 1 和轴承 2 的当量动载荷 P1 和 P2 ；解:1 运算轴承的轴向载荷S1R1 2000=1360 NS2R2 4000=2720 N

13、S1、S2 方向见图 2图 2第六大题第 23 小题答案图由于 Fa+ S2=800+2720=3520 NS1所以 轴承 1“压紧”，A1= Fa+ S2 =800+2720=3520 2 分轴承 2“放松”，A2= S2=2720 N2 分2运算轴承的当量动载荷轴承 1A1/ R1=3520/2000=1.76 e=0.68, 就取X1=0.41, Y1 P1=f F X1R1+Y1A1 3520=3882.4 N 2分轴承 2A2/ R1e=0.68, 就取X2=1, Y2=0P2=f FX2R2 1 4000=4800 N2分轴系改错题11） 此处弹簧垫片开口错误，应为左旋；欢迎下载精

14、品学习资源1 此处弹簧垫片开口错误，应为左旋; 2 联轴器右端无轴向定位，轴应在此位置加工一轴肩；3 左侧轴承端盖不应与轴接触；4 安装左轴承的轴段应比安装密封毡圈的轴段直径略大，以利于轴承的安装； 5 左轴承所在轴段不需要键联接；6 固定左轴承的套筒厚度太大，其外径应低于轴承内圈的高度； 7 安装齿轮的轴段长度应比齿轮的轮毂宽度短23mm ；8 安装齿轮的轴段缺少键联接； 9 安装右轴承的轴段太长且轴端应倒角；10 右侧轴承端盖与箱体外壁接触面之间缺少调整垫片；21 左、右两边轴承端盖均无调整垫片2 左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度 3 键过长 4 齿轮轮毂的长度要长过与其协作的轴段的

15、长度 2 3mm5 套筒高度高过右边轴承内圈的高度6 右边轴承端盖与轴要留有间歇 7 右边轴承端盖与轴间要有密封圈 8 和右端轴承相协作的轴端作成阶梯轴，便于装拆 9 两端的轴承要设有挡油环 10 联轴器没欢迎下载精品学习资源有周向定位；3固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小；轴承盖与轴之间应有间隙；轴承内环和套简装不上，也拆不下来；轴承安装方向不对；轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距；与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长；欢迎下载精品学习资源轴承内圈拆不下来；在图示轴的结构图中存在多处错误， 请指出错误点， 说明出错缘由， 并加以改正；41、1. 无垫片； 2 无间隙、无密封 3 键太长 4

16、 无定位轴肩 5 无轴肩6 套筒高于内圈高度 7 轴和轮毂一样长，起不到定位作用；8 无定位； 9 无垫片 10 采纳反装；欢迎下载精品学习资源5 指出图 4-2 中的结构错误 在有错处画编号，并分析错误缘由 ，并在轴心线下侧画出其正确结构图；图 4-2轴的右端面应缩到联轴器端面内12mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；联轴器与轴协作直径应小一点，形成轴肩定位；联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移 12mm；与蜗轮轮毂协作轴颈

17、长度应比轮毂长短12mm，轴颈右端面缩进去；欢迎下载精品学习资源左轴承内圈不能被轴环全拦住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2 3 左右；透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片；6轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点；7图 3 中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器；试指出图中的结构错误在图中错误处写出序号并在下半部改正， 按序号简要说明错误的内容 每指出一处 , 并正确说明错误内容和改正的 , 得 1 分, 总分为 10 分欢迎下载精品学习资源键的位置应与齿轮处在同始终线上，而且结构不正确；轴承盖孔径应大于轴径，防止接触；此处不应有键联接；轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮；轴应有轴环，使齿轮定位；轴承应正装；轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长；左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片；两轴承内侧应加封油环；箱体加工面与非加工面未分开；8欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载