机械设计习题

机械设计习题1目录第一章绪论第二章挠性传动第三章齿轮传动第四章蜗杆传动第五章轴第六章滚动轴承第七章联轴器和离合器第八章螺纹联接及螺旋传动第九章键、花键和销联接2第一章绪论分析与思考题1-1什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例。1-2机械设计课程研究的内容是什么?1-3设计机器时应满足哪些基本要求?设计机械零件时应满足哪些基本要求?1-4机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?1-5什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度?1-6什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些?1-7机械零件设计中选择材料的原则是什么?1-8指出下列材料的种类，并说明代号中符号及数字的含义：HTl50，ZG230-450，65Mn，45，Q235，40Cr，20CrMnTi，ZCuSnl0Pb5。1-9机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别?3第二章挠性传动一、选择题2-1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2-2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2-3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2-4V带传动中，带截面楔角为40°，带轮的轮槽角应____40°（1）大于（2）等于（3）小于2-5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）V1VV2(3)V1VV2(4)V1=VV22-6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）带在轮上打滑（4）带的弹性滑动2-7带传动工作时产生弹性滑动是因为_________。（1）带的预紧力不够（2）带的紧边和松动拉力不等（3）带绕过带轮时有离心力（4）带和带轮间摩擦力不够2-8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2-9带传动中，带每转一周，拉应力是_________。（1）有规律变化（2）不变的（3）无规律变化的2-10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2-11V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_____。（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42-12用_____提高带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dd2-13V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）传动化2-14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）调节带的预紧力二、分析与思考2-15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？2-16带传动中，弹性滑动是怎样产生的？造成什么后果？2-17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？2-18弹性滑动的物理意义是什么？如何计算弹性滑动率？2-19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？2-20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？2-21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a1（4）张紧力F0（2）带的根数z(6)传动比I。2-22在多根V带传动中，当一根带失效时，为什么全部带都要更换？2-23为什么带传动的轴间距一般都设计成可调的？2-24试分析带传动中心距a、预紧力F0及带的根数z的大小对带传动的工作能力的影响。2-25一带式输送机装置如图所示。已知小带轮基准直径dd1=140mm，大带轮基准直径dd2=400mm，鼓轮直径D=250mm，为了提高生产率，拟在输送机载荷不变(即拉力F不变)的条件下，将输送带的速度v提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一增速要求，题2-25图5试分析采用下列哪种方案更为合理，为什么?(1)将大带轮基准直径dd2减小到280mm；(2)将小带轮基准直径ddl增大到200mm；(3)将鼓轮直径D增大到350mm。三、设计计算题2-26已知一窄V带传动，主动轮转速，nl=1460r/rain，两带轮基准直径ddl=140mm，dd2=400mm，中心距a=815mm，采用四根SPA型窄V带，一天运转16小时，工作载荷变动较大，试求带传动所允许传递的功率。2-27某车床电动机和主轴箱之间为窄V带传动，电动机转速n1=1440r/min，主轴箱负载为4.0kW，带轮基准直径ddl=90mm，dd2=250mm，传动中心距a=527mm，预紧力按规定条件确定，每天工作16小时，试确定该传动所需窄V带的型号和根数。2-28一V带传动传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，测得紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1=2F2，试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和预紧力F0。2-29现设计一带式输送机的传动部分，该传动部分由普通V带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机，额定功率P=11kW，转速nl=1460r/min，减速器输入轴转速为400r/min，允许传动比误差为±5％，该输送机每天工作16小时，试设计此普通V带传动，并选定带轮结构形式与材料。6四、结构设计与分析题2-30图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。a)平带传动b)V带传动题2-30图2-31图中所示为SPB型窄V带的轮槽结构，试填写有关结构尺寸、尺寸公差及表面粗糙度值。题2-31图7第三章齿轮传动一、选择题3-1在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是_____。（1）带传动（2）链传动（3）齿轮传动（4）摩擦轮传动3-2在机械传动中，传动效率高，结构紧凑、功率和速度适用范围最广的是_______。（1）带传动（2）摩擦轮传动（3）链传动（4）齿轮传动3-3成本较高，不宜用于轴间距离较大的单级传动是_____。（1）带传动（2）链传动（3）齿轮传动3-4能缓冲减振，并且起到过载安全保护作用的传动是____。（1）带传动（2）链传动（3）齿轮传动3-5一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是____。（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面磨粒磨损（4）齿面胶合3-6一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是____。（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面塑性变形（4）齿面胶合3-7高速重载且散热条件不良的闭式齿轮传动，其最可能出现的失效形式是______。（1）轮齿折断（2）齿面磨粒磨损（3）齿面塑性变形（1）齿面胶合3-8齿轮因齿面塑性变形而失效最可能出现在______齿轮传动中。（1）高速轻载的闭式硬齿面（2）低速重载的闭式软齿面（3）润滑油粘度较高的硬齿面3-9设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免____________失效。（1）胶合（2）磨粒磨损（3）齿面点蚀（4）轮齿折断3-10设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲疲劳强度主要针对的失效形式是_______________。（1）齿面塑性变形（2）轮齿疲劳折断（3）齿面点蚀（1）磨损3-11磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法以考虑_______的影响。（1）齿面点蚀（2）齿面塑性变形（3）磨面磨损8（4）齿面胶合3-12对齿轮轮齿材料性能的基本要求是___________。（1）齿面要硬，齿芯要韧（2）齿面要硬，齿芯要脆（2）齿面要软，齿芯要脆（4）齿面要软，齿芯要韧3-13设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度HRS，和大齿轮齿面硬度HBR2的关系为__________。（1）HBS1HBS2（2）HBS1＝BS2HBS1HBS23-14对于一对材料相同的钢制软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是____________。（1）小齿轮淬火，大齿轮调质（2）小齿轮淬火，大齿轮正火（3）小齿轮调质，大齿轮正火（4）小齿轮正火，大齿轮调质3-15一材料为45钢要求6级精度的硬齿面齿轮，其制造工艺过程可在齿坯加工以后顺序进行_____________。（1）滚齿、表面淬火、磨齿（2）滚齿、磨齿、表面淬火（3）渗碳淬火、滚齿、磨齿（4）渗碳淬火、磨齿3-16选择齿轮毛坯的成型方法时（锻造、铸造、轧制圆钢等），除了考虑材料等因素外，主要依据________________。（1）齿轮的几何尺寸（2）齿轮的精度（3）齿轮的齿面粗糙度（4）齿轮在承上的位置3-17计算载荷中的使用系数KA不包含__________对齿轮实际承受载荷的影响（1）工作机性能（2）原动机性能（3）载荷变动情况（5）齿轮制造及装配误差3-18对于重要的齿轮传动，可将齿轮进行齿顶修缘，目的是____。（1）减小齿间载荷分配不均（2）减小齿向载荷的分布不均（2）减小附加动载荷3-19齿轮传动中，齿间载荷分配不均，除与轮齿变形有关外，还主要与____________有关。（1）齿面粗糙度（2）润滑油粘度（3）齿轮制造精度3-20有A、B两对齿轮传动，材料、热处理和制造精度相同，但A对齿轮重合度较大。则齿间载荷分配系数K0____________。（1）A对较大（2）B对较大（3）A、B对齿轮相同3-21计算载荷中的齿向载荷分布系数Kβ与________无关。（1）齿轮所在轴的刚度（2）齿轮在轴上的位置（2）工作机性能（4）齿轮的宽度（5）齿面硬度3-22齿面降低齿轮传动中向载荷分布不均的程度，可以____。9（1）增大重合度（2）进行轮齿齿顶修缘（3）将轮齿作鼓形修整（4）降低齿轮支承系统的刚度3-23齿轮接触强度计算中的弹性系数ZE反映了________对齿面接触应力的影响。（1）齿轮副强度的极限（2）齿轮副材料的弹性模量和泊松比（2）齿轮副材料的弹性极限（4）齿轮副材料的度3-24齿轮接触疲劳强度计算中的节点区域系数ZH与___无关。（1）变位系数（2）分度圆压力角（3）分度圆螺旋角3-25斜齿轮接触强度计算中的重合系数Ze，考虑了重合度对单位齿宽载荷的影响它_________。（1）与端面重合度和纵向重合度有关（2）只与端面重合度有关（3）与纵向重合度有关3-26齿轮抗弯强度计算中的重合度系数Ye与__________有关。（1）齿高（2）齿宽（3）端面重合度（4）纵向重合度3-27斜齿圆柱齿轮强度计算中的螺旋系数Zβ和Yβ是考虑接触线倾斜对轮齿强度的影响，它的值为______________。（1）Zβ1，Yβ1（2）Zβ1,Yβ1(3)Zβ1,Yβ1(4)Zβ1,Yβ13-28齿轮抗弯曲计算中的齿形系数YFa反映了___________对抗弯强度的影响。（1）轮齿的形状（2）轮齿的大小（3）齿面强度（4）齿面粗糙度3-29标准直齿圆柱齿轮的齿形系数YFa取决于____________。（1）模数（2）齿数（3）齿宽系数（4）齿面硬度3-30齿轮抗弯强度计算中的应力修正系数YSa不包含________对齿根应力的影响。（1）齿根过渡曲线处的应力集中（2）弯曲应力外其余应力（2）齿面硬度3-31一减速齿轮传动，主动轮1用的45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们的齿面接触应力的关系是___________。（1）σH1σH2(2)σH1=σH2(3)σH1σH23-32