《机械设计》习题库—答案

西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第1页共18页西南科技大学《机械设计》习题库参考答案一、是非题1、×2、×3、×4、√5、×6、×7、×8、√9、×11、×12、√13、×14、×15、×16、×17、√18×19、√20、×21、×22、√23、√24、×25、×26、×27、√28、×29、×30、×31、√32、×33、√34、√35、√36、×37、×38、√39、×40、×41、√42、×43、×44、×45、√46、×47、√48、×49、×50、×51、×52、√53、√54、×55、√56、×57、×58、×59、×60、×61、×62、√63、√64、√65、×66、×67、√68、√69、√70、×71、×72、√73、√74、√75、√76、×77、√78、×79、×80、√81、√82、√83、√84、×85、√86、×87、×88、√89、×90、×二、选择题1、b2、_d__3、d4、（b)_5、（c)6、（c）7、（b)8、（b)9、（f）10、（b)11、（c）12、（c）13、（d）14、（d）_15、（a）16、（c）17、(d)18._B_19._C20.A_21.D22.C23.D_24.B25.__C26.B27.C28._b_29._b_a__c__a_30._b__a__c，_d_31._b_32._a_33.c_34._d_35._b_36.a37._c_38、a39、_c_40、b41、_c42、a43、__a、c__44、c45、d46、b47、b48、c_49、b50、_b_51、c52、__a_53、_c_54、c55、b56、c57、c58、_a_59、b60、c61、ad三、填空题1、螺栓、螺钉、双头螺柱、紧定螺钉。2、基准长度。3、点蚀、折断、磨损、塑性变形、胶合。4、有吸振缓冲作用；运行平稳无噪声；结构简单，成本低廉，有过载保护作用；适应中心距较大等。5、7º7'30”。6、偶数西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第2页共18页7、直径系列（轻），轴承内径（30mm）8、心9、_减摩、降温、防锈、减振、清污等10、_轴向_11、“三圆弧一直线”12、防止温升过大_13、球轴承和滚子轴承14、传动15、减小16、轴17、三角形锯齿。18、胶合19、点蚀、折断、磨损、塑性变形、胶合20、磨损.21、下上22、PCn1。23、（1）两相对运动的表面必须形成收敛油楔;（2）两相对运动的表面必有一定的相对速度;（3）润滑油必须有一定的粘度，并供油充分;（4）最小油膜的厚度应大于两表面不平度之和。24、σ1（σ2）、σb1、σc，紧边与小带轮接触处25、链轮的多边形效应26、计入螺纹力矩的影响27、≤10（一般常取3～6），=5～25m/s，≥120°28、单头双头或多头。29.点蚀、折断、磨、塑性变形胶合30.链轮的多边形效应31.侧面32.35033.心轴、传动轴、转轴。34._应小于西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第3页共18页35.减摩、降温、防锈、减振、清污等36.降低。37.打滑疲劳破坏38.啮合轴承搅油39.变应力作用40.-1，0，+141.避免附加的弯曲应力42.改变材料对提高刚度无明显影响43.使用要求、经济要求、工艺性等44.减少刀具数目,便于标准化45、a=0.5(q+Z2)m46、热平衡47、有吸振缓冲作用；运行平稳无噪声；结构简单，成本低廉，制造与安装方便（其制造与安装精度不象啮合传动那样严格）；有过载保护作用;适应中心距较大的地方48、链磨损后容易脱链49、使用要求（满足预定功能）、经济要求、工艺性等50、传动平稳性差磨损后出现跳齿或脱链现象51、（1）n特高或特低（2）对回转精度要求特别高（3）载荷特大，冲击、振动较大（4）特殊工作条件下（5）径向尺寸受限制（6）轴承要求做成剖分式的结构情况下52、ma1=mt2=m；αa1=αt2=α；γ=β2（或β1+β2=90°）；并蜗杆与蜗轮螺旋方向相同。53、弹性滑动小带轮上开始发生四、计算题1、解：NcccFcccFF1122811001000111211'0NcccFcccFF228110081000111212'西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第4页共18页2、解⑴S的方向图示⑵R1＝(300FR+M)/900＝1500NR2＝FR－R1＝1500NS1＝S2＝0.25R1＝375N⑶A1＝max（S1;S2＋FA)＝(375;375＋1000)＝1375NA2＝max（S2;S1－FA)＝(375;375－1000)＝375N3、解：⑴所需要的预紧力F’∵防止滑动条件：2×（2F’f·d/2）+fQ·d/2=KfQL∴NfddfQQLkFf108506015.0226060015.03006001.122'kf＝1.1～1.3，取kf＝1.1⑵确定螺栓的直径。∵mmFd45.1797.58108503.14][3.14'1∴查表选M24（d1=20.752mm）六角头螺栓4、解⑴d=55mm。⑵两轴承各自的派生轴向力方向如右图。⑶∵R2=FR/3=1000NR1=FR-R2=2000N∴S1=0.7R1=0.7×2000=1400N,S2=0.7R2=0.7×1000=700N,（5分）⑷由于S1+FA=1400+500=1900N＞S2=700N，所以轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”。A1＝S1＝1400N，A2＝S1+FA＝1900N⑸∵A1/R1=1400/2000=0.7=e,∴X1=1,Y1=012S12S答案西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第5页共18页∵A2/R2=1900/1000=1.9＞e,∴X2=0.41,Y2=0.87轴承1的当量动负荷:P1=fp(X1R1+Y1A1)=1.2×2000=2400N轴承2的当量动负荷:P2=fp(X2R2+Y2A2)=1.2×(0.41×1000+0.87×1900)=2475.6N5、解：令每个螺栓所受残余预紧力为零，即0421500lim212'pFcccFF解得：Plim=4000(N)6、解：2、（1）S的方向图示轴承径向力：R1=3FR/2=3×200/2=300NR2=FR/2=200/2=100NS1=0.68R1=0.7×300=210NS2=0.68R2=0.7×100=70N（2）承所受的轴向力；A1=204(N)；A2=104(N)7、解：PC=KAP=1.1×7=7.7KW；根据n1=1440r/min和PC=7.7KW查图得A型带。8、解：答案西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第6页共18页⑴制动时，带的a侧为紧边，b侧为松边⑵因带允许最大拉力为800N紧边拉力F1=800N松边拉力F2＝F1/efα＝800/e0.28×π＝320N拉力差Fmax＝F1－F2＝480N（⑶制动时允许的最大制动力Pmax3008008003003005003001maxFPN制动时允许的最大制动力矩TmaxTmax=FmaxD/2＝480×150＝72000N.mm⑷螺栓组受力分析：取隔离体图（a）示；力平移体图（b）示，其中：R=800-300=500NT=300×（500+150+25）-800×（150+25）=62500N在R作用下每个螺栓受载荷为：FR1=FR2＝R/2=250N（方向图（c）示）在T作用下每个螺栓受载荷为：FT1=-FT2＝T/50=62500/50=1250N（方向图（c）示）由图（c）显见螺栓1受力最大，即F1=FR1+FT1=250+1250=1500N⑸防滑条件:5.1031216.015001.121'fFKFfN⑹防拉断时，螺栓小径应满足：6316.91845.103122.5][2.5'1=××=×≥Fdmm查插表一得M12的螺栓d1=10.106mm，故安全。9、解：⑴该轴承的内径55mm。⑵两轴承各自的派生轴向力方向如右图。⑶S1=0.7R1=0.7×2000=1400N,S2=0.7R2=0.7×1000=700N,由于S1+FA=1400+500=1900N＞S2=700N，所以轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”。A1＝S1＝1400N，A2＝S1+FA＝1900N∵A1/R1=1400/2000=0.7=e,∴X1=1,Y1=0∵A2/R2=1900/1000=1.9＞e,∴X2=0.41,Y2=0.87题4-1答案FAS2S1西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第7页共18页轴承1的当量动负荷:P1=fp(X1R1+Y1A1)=1.2×2000=2400N轴承2的当量动负荷:P2=fp(X2R2+Y2A2)=1.2×(0.41×1000+0.87×1900)=2475.6N10、解：FB＝F×l1/l2＝8F，FA＝F×(l1＋l2)/l2＝9FF‘f＝KfFA，F‘＝9KfF/f，于是，d1≥][86.3][92.5][3.14'fFKfFKFff＝＝11、解：（1）螺栓组受力分析所示，将斜力P分解简化到接合面上，得翻转力矩M、横向力PY、和轴向力PX。即支架螺栓组共受以下诸力和力矩作用：轴向力PX（作用于螺栓组形心，水平向右）：PX=Psinα=10000×sin30°＝5000N横向力PY（作用于接合面，垂直向下）PY=Pcosα=10000×cos30°=8600N翻转力矩M（绕O轴，顺时针方向）M=PYh=8600×250=2165000N·mm（2）计算每个螺栓所需要的预紧力F’分析：使底板向下滑移，受到联接接合面摩擦力的阻挡。剩余预紧力F”使接合面产生摩擦力。M对摩擦力无影响。所以底板不滑移条件为：yfspkFz或yfxspkzpcccFz)(212'则zpccczpkFxsyf212'将已知条件fk=1.3,S=0.4，相对刚度系数211ccc＝0.3代入上式得7911450003.014.0486003.1'FN西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第8页共18页12、解∵)(1000101010001000NVPF则F=F1－F2=1000（N）（a）又∵F1=2F2或F2=21F1（b）将（b）式代入（a）式得F1=2000N13、解：⑴保证红绿灯装置与悬臂托架不向下滑移，则每个螺栓所需要的预紧力F’将P力平移到接合面上，得翻转力矩M与横向力P。翻转力矩M=PL（a）保证红绿灯托架装置不向下滑移的移条件为：∵pkFzfs'∴)(19501.046003.1'NzpkFsf（b）⑵危险螺栓是上边每个螺栓1和2（3）危险螺栓所受的工作载荷F：在翻转力矩M作用下，每个危险螺栓所受到的工作拉力为)(900046006060302222222NZPZHHPZHPLZHMF（4）每个危险螺栓所受的总拉伸载荷F0)(465090003.01950211'0NFCCCFF（5）能满足工作要求的螺栓直径：mmFd326.116046503.14][3.1401∴查表选M16（d1=13.835mm）六角头螺栓14、解：（1）应保证的预紧力：PM西南科技大学《机械设计》习题库参考答案第9页共18页NDTKFf6.15384280'（2）校核强度：因mmmmFd85.1384.11][3.14'1故安全15、解：派生轴向力方向如图所示。S1=6256.1220006.121R（N）S2=12506.1240006.121R（N）因此A1=max（S1;S2±FA）=max（625;1250-1030）=625(N)A2=max（S2;S1±FA）=max（1250;625+1030）=1655(N)11/RA=0.3125≤e，X1=1，Y1=0