1、機械設計課程思考題和習題（適用教材：李建功主編機械設計（第四版）機械設計課程組第一章 機械設計總論思 考 題11 一部現代化的機器主要有哪幾部分組成？12 開發一部新機器通常需要經過哪幾個階段？每個階段的主要工作是什么？13 作為一個設計者應具備哪些素質？14 機械設計課程的性質、任務和內容是什么？15 機械設計課程有哪些特點？學習中應注意哪些問題？16 什么是失效？什么是機械零件的計算準則？常用的計算準則有哪些？17 什么是校核計算？什么是設計計算？18 什么是名義載荷？什么是計算載荷？為什么要引入載荷系數？19 靜應力由靜載荷產生，那么變應力是否一定由變載荷產生？110 什么是強度準則？對

2、于零件的整體強度，分別用應力和安全系數表示的強度條件各是什么？111 在計算許用應力時，如何選取極限應力？112 什么是表面接觸強度和擠壓強度？這兩種強度不足時，分別會發生怎樣的失效？113 剛度準則、摩擦學準則以及振動穩定性準則應滿足的條件各是什么？這些準則得不到滿足時，可能的失效形式是什么？114 用合金鋼代替碳鋼可以提高零件的強度，是否也可以提高零件的剛度？115 什么是機械零件的“三化”？“三化”有什么實際意義？116 機械零件的常用材料有哪些？設計機械零件時需遵循哪些原則？第二章 機械零件的疲勞強度設計思 考 題21 什么是疲勞破壞？疲勞斷口有哪些特征？22 變應力有哪幾種不同的類型

3、？22 什么是疲勞極限？什么是疲勞壽命？24 什么是疲勞曲線？什么是極限應力圖？用它們可以分別解決疲勞強度計算中的什么問題？25 什么是有限壽命設計？什么是無限壽命設計？如何確定兩者的極限應力？26 塑性材料和脆性材料的ma極限應力圖應如何簡化？27 影響機械零件疲勞強度的三個主要因素是什么？它們是否對應力幅和平均應力均有影響？28 如何根據幾個特殊點繪出機械零件的ma極限應力圖？29 機械零件受恒幅循環應力時，可能的應力增長規律有哪幾種？如何確定每種規律下的極限應力點？如何計算安全系數？210 什么是Miner法則？用它可以解決疲勞強度計算中的什么問題？211 如何計算機械零件受規律性變幅循

4、環應力時的安全系數？習 題21 已知：45鋼的1270MPa，壽命指數m=9，循環基數N0107。求：1）循環次數分別為8000和620000次時的有限壽命疲勞極限1N；2）應力幅為330MPa的對稱循環應力作用下的疲勞壽命。22 一板狀零件所受工作拉力F在2585kN之間周期性變化，危險截面的面積A=320mm2，疲勞缺口系數K1.45，尺寸系數0.75，表面狀態系數0.9。零件材料為20CrMnTi，其力學性能為：s835MPa，1345MPa，0615MPa。試繪出該零件的簡化ma極限應力圖，并用圖解法和解析法求C時的安全系數S。23 一零件的材料為合金鋼，其危險截面上的最大工作應力ma

5、x250MPa，最小工作應力min50MPa，疲勞缺口系數K1.32，尺寸系數0.85，表面狀態系數0.9。該材料的力學性能為：b900MPa，s800MPa，1440MPa，0720MPa。要求：1）按比例繪制零件的簡化ma極限應力圖；2）按mC 求該零件的極限應力幅a、極限平均應力m和極限應力；3）按mC 求該零件危險截面的安全系數S。24 某機械零件在一個工作周期T內的應力（皆為對稱循環）變化如圖2-27所示。已知：零件材料的1350MPa，N0=107，m=9，綜合影響系數KD1.85。試計算該零件的安全系數S。25 已知某材料的力學性能為：350MPa，m9，5×，對此材料

6、進行對稱循環疲勞試驗，依次加載應力為：（1）550MPa，循環次數n15×；（2）450 MPa，求：發生疲勞破壞時，的循環次數n2？注：疲勞曲線方程： 解：（1）由疲勞曲線方程 得 （2）根據Miner法則 解得： 26 某機械零件材料為碳素鋼，已知：該碳素鋼的力學性能為=700 MPa，=600MPa，=320MPa，=560MPa。該零件危險截面上的最大應力=220MPa，最小應力=- 60MPa，綜合影響系數=1.32。試：（1）在圖中按比例繪制該零件的簡化極限應力圖(計算并標出特殊點的坐標)。（2）在圖中標出應力增長規律為 時，該零件的極限應力點M。（MPa）（MPa）am

7、B1(280, 212.1)A1(0, 242.4)G(600,0)N (80, 140)M135°D解：（1） A1點縱坐標： B1點縱坐標： B1點橫坐標： 折線A1DG為該零件的簡化極限應力圖（2） 工作應力點的坐標： 過N點且垂直于橫軸的直線與極限應力線A1D的交點M即為該零件的極限應力點。9-4 第三章 摩擦、磨損及潤滑基礎思 考 題31 按照摩擦面的潤滑狀態不同，滑動摩擦分為哪幾種？32 什么是邊界膜？邊界膜的形成機理是什么？如何提高邊界膜的強度？32 零件的磨損過程大致分為哪幾個階段？每個階段的特征是什么？34 根據磨損機理的不同，磨損通常分為哪幾種類型？它們各有什么主

8、要特點？35 粘度的表示方法通常分為哪幾種？各種粘度的單位和換算關系是什么？36 潤滑油的主要性能指標有哪些？潤滑脂的主要性能指標有哪些？37 在潤滑油和潤滑脂中加入添加劑的作用是什么？38 流體動力潤滑和流體靜力潤滑的油膜形成原理有何不同？流體靜力潤滑的主要優缺點是什么？39 流體動力潤滑和彈性流體動力潤滑兩者間有何本質區別？所研究的對象有何不同？310 試說明液體動力潤滑油膜形成的必要條件。311 試說明雷諾方程有哪幾個方面的應用。第四章 螺紋聯接及螺旋傳動思 考 題41 螺紋的主要參數有哪些？何處直徑為其公稱直徑？42 常用螺紋牙型有哪幾種？哪些主要用于聯接？哪些主要用于傳動？43 螺紋

9、聯接有哪幾種基本類型？它們各自有何特點？各自適用于什么場合？44 何謂螺紋聯接的預緊？預緊的目的是什么？怎樣控制預緊力？45 螺紋聯接防松的實質是什么？常用防松方法有哪些？46 受剪螺栓聯接的可能失效形式有哪些？設計中需計算何種強度？47 單個受拉螺栓聯接有哪幾種不同的受力情況？每種受力情況下的強度計算有何相同之處？又有何差異？48 對于承受預緊力和軸向工作拉力的螺栓聯接，設計時應如何確定所需的剩余預緊力和預緊力？如何計算螺栓的總拉力？49 國家標準中對螺栓、螺釘和螺柱的性能等級是如何規定的？410 螺栓組聯接受力分析和計算的目的是什么？螺栓組聯接有哪幾種典型的基本受載形式？每種受載形式下，應

10、如何進行受力分析與計算？411 提高螺紋聯接強度的措施有哪些？412 按用途不同，螺旋傳動分為哪幾種？滑動螺旋傳動的螺桿和螺母分別常用什么材料？413 設計滑動螺旋傳動時，通常需要計算哪些內容？如何確定螺紋的公稱直徑和螺距？習 題 習題41圖41 銑刀盤的夾緊裝置如圖435所示。擰緊軸上的螺母后，銑刀1被夾緊在兩個夾緊盤2之間，并隨主軸轉動。已知：最大切削力F=4kN，夾緊盤與銑刀之間的摩擦因數s0.1，軸的材料為45鋼，其s360MPa。試設計軸端螺紋的直徑（裝配時不控制預緊力）。42 某螺栓聯接中，螺栓的剛度cb100Nmm，被聯接件的剛度cm400Nmm，預緊力F和軸向工作拉力F均為50

11、0N。1）試問工作中被聯接件接合面是否會開縫？2）如果F在100N500N之間變化，試按比例繪出聯接的載荷變形圖，并標出各力以及螺栓總拉力的變化范圍。43 一鋼制壓力容器的螺栓組聯接，如圖46所示。內徑D500mm，蒸汽壓力p=1.2MPa，螺栓分布圓直徑D0640mm，為保證氣密性要求，螺栓間距不得大于150mm，安裝時控制預緊力，試設計此聯接。44 圖436所示為邊板1用3個M16×70（其螺紋部分的長度為28mm）的鉸制孔用螺栓與機架2相聯接。已知邊板厚度為20mm，機架的聯接厚度為30mm，所受載荷FR900N，L=300mm，a=100mm，邊板和機架的的材料均為Q235，

12、螺栓的性能等級為4.6級。要求：1）按1：1的比例畫出一個螺栓聯接的 習題45圖 習題44圖結構圖；2）分析螺栓組中各螺栓的受力，找出受力最大的螺栓并校核其強度。45 圖437所示為齒輪與卷筒之間的螺栓組聯接，8個性能等級為6.6級的螺栓，均布于直徑D0=500mm的圓周上。若卷筒上鋼絲繩的拉力F=50kN，卷筒直徑D=400mm，齒輪與卷筒之間的摩擦因數s0.12，裝配時不控制預緊力。試確定螺栓的直徑，并列出螺栓的標準代號。46 圖438所示為用兩個M10的螺釘固定的牽曳環，螺釘的性能等級為4.6級，裝配時控制預緊力，結合面的摩擦因數s0.3，取可靠性系數K=1.2。求所允許的牽曳力FR。

13、習題46圖 習題47圖47 如圖439所示的方形蓋板用4個性能等級為6.6級的M16螺釘與箱體聯接。工作中蓋板上的吊環承受通過蓋板中心O點的工作載荷FQ20kN，取剩余預緊力F0.6F（F為單個螺栓的工作拉力），裝配時不控制預緊力。要求：1）校核螺釘的強度；2）由于制造誤差使吊環偏移，導致FQ由O點移至對角線上的O點，OO5mm。求此時受力最大的螺釘所受的工作拉力，并校核其強度。48 圖440所示為一平板零件2用螺栓組聯接固定在機架1上。工作中所受載荷F1000N，取可靠性系數K1.2，接合面摩擦因數s0.15。圖中給出了由6個螺栓構成的螺栓組的兩個布置方案。要求：1）分析哪個方案所需螺栓直徑

14、較小？2）計算方案中螺栓所需的預緊力。 習題48圖 習題49圖49 圖441所示為一鑄鐵支架，用四個性能等級為6.6級的M16普通螺栓，固定在混凝土立柱上。已知載荷FQ8kN，接合面之間的摩擦因數s0.3，混凝土的許用擠壓應力p2.5MPa，接合面的承載面積A4×104mm2，其抗彎截面模量W=5×106mm3，取可靠性系數K1.2，安全系數S=3，取預緊力F9kN，。要求：1）校核是否能保證支架不下滑？2）校核螺栓的強度。3）校核是否能保證聯接的接合面既不會開縫也不會被壓潰？ 習題410圖410 圖442所示為常用的螺紋聯接。a）為普通螺栓聯接，b）為螺釘聯接，c）為雙頭

15、螺柱聯接，d）為緊定螺釘聯接。指出圖中的結構錯誤，并畫出正確結構圖。411 試設計螺旋千斤頂（運動簡圖見圖432a）的螺桿和螺母的主要尺寸。最大起重量為35kN，最大起重高度為180mm，材料自選。412 如圖所示的夾緊聯接柄承受載荷F=600N，螺栓個數Z=2，聯接柄長度l=300mm，軸直徑d=60mm，夾緊結合面摩擦系數=0.15，可靠性系數k=1,試確定聯接螺栓的直徑（螺栓材料為Q235鋼）。注：未淬火鋼：=0.6s， s=240N/mm2 解：由受力平衡條件 FZd=Fl(可靠性系數k=1) 得 螺栓的預緊力F為： F= Fl /Zd=600×300/（0.15×

16、2×60）=10000N螺栓直徑為d1： 4×1.3 F/d12 =10.72mm 根據d110.72mm查螺紋標準，可得出該螺栓的公稱直徑M16413 圖示A板用4個性能等級為6.8級的普通螺栓固定在槽鋼上，A板受力F2400N，安裝時，各螺栓的預緊力皆為3000N，螺栓與被聯接件的剛度之比為，取螺栓的安全系數S1.5。問：選M12（d110.106mm）的螺栓是否安全？解：（1）將F向螺栓組形心平移得 軸向力F400（N）和翻轉力矩M， MF（40075）2400×4751.14×106（N·mm）。 （2）工作拉力 F作用下 F1（N）

17、M作用下 F2（N） 最大工作拉力為 FmaxF2F138006003200（N） （3）總拉力 F0 （N）（4）許用應力（MPa）（5）螺栓的工作應力 （MPa）320（MPa）故，選M12的螺栓是安全的。第五章 鍵、花鍵、銷和形面聯接思 考 題5-1 鍵聯接的功用是什么？5-2 松鍵聯接和緊鍵聯接在工作原理上有什么不同？比較它們的特點和各自的適用場合。5-3 A、B、C型三種普通平鍵在軸上的鍵槽怎樣加工？它們的應用情況如何？5-4 同樣用于動聯接的導向平鍵和滑鍵有什么區別？5-5 半圓鍵聯接有何特點？5-6 根據什么選擇平鍵的截面尺寸和長度？5-7 平鍵聯接的主要失效形式是什么？5-8

18、為什么雙鍵聯接的強度計算只能按1.5個鍵計算?5-9 花鍵聯接有哪些特點？5-10 矩形花鍵的定心方式為什么優選小徑定心?5-11 漸開線花鍵與矩形花鍵比較有何優點?其中45°壓力角漸開線花鍵主要用于什么場合?5-12 花鍵聯接的主要失效形式有哪些？5-13 銷聯接有哪些主要用途？ 習 題 題5-1圖 題5-2圖5-1 有一直徑d=80mm的軸端,安裝一鋼制直齒圓柱齒輪（圖5-21），輪轂寬度L=1.5d，工作時有輕微沖擊。試確定平鍵聯接的尺寸，并計算其允許傳遞的最大轉距。 5-2 圖5-22所示為減速器的低速軸。軸端裝有凸緣聯軸器，兩軸承之間裝有圓柱齒輪，它們分別用鍵與軸相聯。已知

19、傳遞的轉矩T=1000N·m，軸的材料為45鋼，齒輪的材料為鍛鋼，聯軸器的材料為灰鑄鐵，工作時有輕微沖擊。試選擇兩處鍵的類型和尺寸，并校核鍵聯接強度。 題5-3圖5-3 圖5-23所示為變速箱中的雙聯滑移齒輪，傳遞的額定功率P=4kW，轉速n=250r/min。齒輪在空載下移動，工作情況良好。試選擇花鍵的類型和尺寸，并校核其花鍵聯接強度。第六章 過盈聯接、彈性環聯接及鉚、焊、粘接思 考 題61 過盈聯接是怎樣承受并傳遞外載荷的？其有何特點？主要應用于什么場合？62 過盈聯接有哪幾種裝配方法？每種裝配方法有何優缺點？63 在圓柱面過盈聯接的設計中，需解決的兩個主要問題是什么？如何確定聯

20、接所需的最小過盈量？如何選擇配合公差？如何計算被聯接件的強度？64 彈性環聯接是如何實現的？有何特點？65 鉚接、焊接和粘接各自有哪些特點？各自適用于什么場合？66 鉚縫和焊縫各自有哪幾種結構形式？習 題 習題6-1圖61 一齒輪套裝在軸上，齒輪和軸的材料均為45鋼，其s360MPa，尺寸如圖6-15所示，采用H7p6配合，孔與軸配合面的粗造度均為Rz = 3.2m，采用壓入法裝配。試：1）計算配合面間可能產生的最大壓強；2）計算裝配所需的最大壓入力；3）校核兩個零件的強度。 習題6-2圖62 如圖6-16所示的組合式蝸輪， 輪芯和齒圈采用過盈聯接。 輪芯材料為HT200，其b170MPa，齒

21、圈材料為錫青銅CuSnP1，其s200MPa，輪芯配合面的粗糙度Rz16.3m，齒圈配合面的粗糙度Rz210m，采用脹縮法裝配，傳遞的最大轉矩T4000。試設計該過盈聯接。第七章 帶 傳 動思 考 題7-1 帶傳動的工作原理是什么？有哪些特點？7-2 說明帶傳動中緊邊拉力、松邊拉力、有效拉力以及初拉力之間的關系。7-3 帶傳動工作中發生彈性滑動的機理是什么？對傳動有什么影響？7-4 打滑是怎樣產生的？打滑的利弊是什么？7-5 試分析帶傳動工作時帶中的應力情況。7-6 帶傳動設計的主要依據和設計準則是什么？7-7 多根V帶傳動中，一根帶失效，為什么要同時更換所有的V帶？7-8 普通V帶與V帶輪輪

22、槽楔角是否相同？為什么？7-9 為什么帶傳動的中心距一般設計成可調節的？7-10 帶傳動在使用中應注意哪些問題？習 題7-1 已知一帶傳動，傳遞功率P = 10 kW，帶速12.5m/s，現測得初拉力700 N。試求緊邊拉力和松邊拉力。7-2 試設計某鼓風機用的普通V帶傳動。已知傳遞功率P = 7.5 kW，小帶輪轉速n1 =1460 r/min，鼓風機主軸轉速n2=700 r/min，每天工作16 h，由Y系列三相異步電動機驅動。要求傳動中心距800 mm 。7-3 試設計一牛頭刨床中的普通V帶傳動。已知傳遞功率P = 4 kW，小帶輪轉速n1 =1440 r/min，要求傳動比3.5，每天

23、工作16h，由Y系列三相異步電動機驅動。由于結構限制，要求大帶輪基準直徑不超過450 mm。7-4 試設計某旋轉式水泵用的普通V帶傳動。已知采用Y系列三相異步電動機驅動，電動機額定功率P = 11 kW，電動機轉速n1 =1460 r/min，水泵軸轉速n2=400 r/min，中心距約為1500 mm，每天工作24 h。第八章 齒輪傳動思 考 題81 齒輪傳動與其他機械傳動相比有何特點？82 齒輪傳動常見的失效形式有哪些？各種失效形式常在何種情況下發生？83 一般的閉式齒輪傳動和開式齒輪傳動的主要失效形式各是什么？ 84 閉式軟齒面、閉式硬齒面齒輪傳動及開式齒輪傳動的設計準則有何不同？85

24、常用的齒輪材料有哪些？它們的應用場合如何？鋼制齒輪常用的熱處理方法有哪些？它們各在何種情況下采用？86 在設計軟齒面齒輪傳動時，為什么常使小齒輪的齒面硬度比大齒輪高3050HBS？87 載荷系數中的KA、Kv、K、K各考慮的是什么因素對齒輪所受載荷的影響？它們各自與哪些因素有關？88 對于齒輪相對兩支承非對稱布置的圓柱齒輪傳動，從減小齒向載荷分布不均的角度考慮，齒輪應布置在什么位置比較合理？89 將齒輪輪齒制成鼓形齒的目的是什么？對輪齒進行齒頂修形的目的是什么？810 在計算圓柱齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度時，分別應該注意哪些問題？811 影響齒輪傳動齒面接觸疲勞強度的主要因素有哪

25、些？影響齒根彎曲疲勞強度的因素有哪些？812 一對圓柱齒輪傳動，兩齒輪的齒面接觸應力是否相等？ 齒根彎曲應力又如何？813 在圓柱齒輪傳動設計中，應如何選擇小齒輪的齒數？如何設計兩輪的齒寬？814 如何確定齒輪傳動的潤滑方法？如何確定齒輪傳動的效率？815 齒輪主要有哪幾種結構形式？設計中如何選擇？816 在兩級圓柱齒輪傳動中，如其中有一級為斜齒圓柱齒輪傳動，它一般是安排在高速級還是低速級？為什么？在布置錐齒輪-圓柱齒輪減速器的方案時，錐齒輪傳動是布置在高速級還是低速級？為什么？習 題81 有一直齒圓柱齒輪傳動，原設計傳遞功率為，主動軸轉速為。若其它條件不變，當主動軸轉速提高一倍，即時，在保證

26、輪齒工作應力不變的前提下，該齒輪傳動能傳遞的功率應為多少？ 82 在圖8-43所示的二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器中，已知：動力從軸輸入，軸輸出，其轉動方向如圖所示，齒輪4的輪齒旋向為右旋。試解答：（1） 標出輸入軸和中間軸的轉向； （2） 確定并標出齒輪1、2和3的輪齒旋向，要求使軸上所受的軸向力盡可能小；（3） 標出各齒輪在嚙合點處所受各分力的方向；（4） 畫出軸聯同齒輪2和齒輪3一體的空間受力圖。 習題82圖 83 圖8-44所示二級斜齒圓柱齒輪減速器和一對開式直齒錐齒輪所組成的傳動系統。已知動力由軸輸入，轉動方向如圖示。為使軸和軸上的軸向力盡可能小，試確定圖中各斜齒輪的輪齒旋向，并標出各

27、輪在嚙合點處所受切向力、徑向力、軸向力的方向。 習題83圖84 已知直齒錐齒輪斜齒圓柱齒輪減速器的布置和轉向如圖8-45所示，欲使中間軸上的軸向力盡可能小，試畫出作用在斜齒輪3、4和錐齒輪1、2上的切向力、徑向力、軸向力的方向。 習題84圖85 試設計某單級閉式直齒圓柱齒輪傳動。已知：電動機驅動， P=30kW, ，傳動比i4.5, 長期雙向轉動，載荷有中等沖擊，大小齒輪材料均為40Cr表面淬火。86 已知某單級閉式斜齒圓柱齒輪傳動，傳遞功率轉速傳動比，電動機驅動，雙向轉動，中等沖擊，小齒輪材料為40MnB調質，大齒輪材料為45鋼調質，試設計此斜齒輪傳動。87 某開式直齒錐齒輪傳動，載荷均勻，

28、原動機為電動機，單向轉動，傳遞功率kW，轉速n1=10r/min，z1=26，z2=83，m=8mm，b=90mm，小齒輪材料為45鋼調質，大齒輪材料為ZG45正火，試校核其強度。88 某斜齒圓柱齒輪傳動，已知：z122，z276，齒寬系數1，根據齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算要求：d163mm，mn2mm。試確定該齒輪傳動的幾何尺寸：mn、a、d1、d2、b1、b2、。 注： mn的標準系列：1.5、2、2.5、3、4、5、6 螺旋角8°20°解：（1）初選螺旋角 由 得 （mm）。 取標準值 （mm） 中心距 （mm） 取 （mm） 則 （mm） （mm）

29、（mm）， 取 （mm） 取 （mm）， （mm） 注：本題主要看確定的各參數和尺寸之間的關系是否合理？、a是否圓整？、是否精確？第九章 蝸桿傳動思 考 題9-1 蝸桿傳動有哪些主要特點？ 9-2 按蝸桿的外形不同，蝸桿傳動有哪些類型？圓柱蝸桿又有哪些主要類型？9-3 為了提高蝸輪的轉速，可否改用相同尺寸的雙頭蝸桿來代替單頭蝸桿與原來的蝸輪相嚙合？為什么?9-4 蝸桿傳動有哪些主要參數？其中哪些參數是標準值？9-5 蝸桿傳動如何變位？變位的目的是什么？ 9-6 蝸桿傳動的可能失效形式有哪些？常用材料有哪些？如何確定蝸輪的結構形式？9-7 影響蝸桿傳動嚙合效率的幾何因素有哪些？。9-8 如何確定

30、閉式蝸桿傳動的給油方法和潤滑油粘度？9-9 為什么連續傳動的閉式蝸桿傳動必須進行熱平衡計算？可采用哪些措施來改善散熱條件？9-10 一把模數為，齒形角，分度圓直徑，頭數的右旋蝸輪滾刀，能否加工模數為，齒形角的各種螺旋角、各種齒數的蝸輪？為什么？ 習 題9-1 一阿基米德蝸桿傳動，已知模數，分度圓直徑，蝸桿頭數，蝸桿右旋，蝸輪齒數。試：（1）求傳動比和標準中心距；（2）其他參數不變，使中心距改為，求變位系數；（3）計算變位后的蝸桿分度圓直徑、節圓直徑、齒頂圓直徑和齒根圓直徑；（4）計算變位后的蝸輪分度圓直徑、節圓直徑、喉圓直徑和齒根圓直徑 習題9-2圖9-2 電動機驅動的普通蝸桿傳動，如圖9-1

31、2所示。已知模數，蝸桿直徑系數，蝸桿頭數，蝸輪齒數，蝸桿軸輸入功率，轉速，載荷平穩，單向轉動，兩班制工作，選用滾動軸承。試完成下列工作：（1）選擇蝸輪、蝸桿材料；（2）確定蝸桿的旋向，蝸輪的轉向；（3）求出作用在蝸桿和蝸輪輪齒上的各分力的大小并在圖中標出各分力的方向；（4）確定傳動的嚙合效率和總效率。9-3 設計一用于帶式運輸機的蝸桿傳動，已知蝸輪轉矩，傳動比，蝸桿轉速，傳動平穩，無沖擊，每天工作8小時，工作壽命8年（每年工作260日）。習題9-5圖習題9-4圖9-4 如圖9-14所示，由斜齒圓柱齒輪和蝸桿傳動及卷筒組成的起重裝置，正在提升重物。已知：1輪主動，蝸桿3為右旋，要求軸上2、3兩傳

32、動件的軸向力方向相反。試：（1）在圖中標出各傳動件的螺旋方向；（2）在圖中畫出斜齒輪2和蝸桿3的各分力方向；（3）在圖中畫出軸的轉動方向。9-5 如圖9-15所示，為蝸桿傳動和錐齒輪組成的傳動系統。已知蝸桿1為主動件，要求4輪的轉向如圖所示。（1）為使2、3兩輪軸向力相互抵消，請標出蝸輪2的旋向以及1輪的轉向；（2）標出2、3兩輪的軸向力、切向力和徑向力的方向。9-6 如圖所示為由蝸桿傳動和斜齒圓柱齒輪傳動組成的傳動系統。已知：蝸桿主動，右旋，轉向如圖所示，要求2、3兩輪的軸向力方向相反。（1）確定并在圖中標出3、4兩輪的螺旋方向和4輪的轉向。 （2）在圖中畫出2、3兩輪的各分力方向。 FX2

33、Ft2Fr2Ft3Fr3FX3解： 第十章 鏈 傳 動思 考 題10-1 與帶傳動和齒輪傳動相比，鏈傳動有什么優、缺點？10-2 鏈傳動的運動不均勻性是如何引起的？對傳動有什么影響？能否避免？10-3 正常潤滑條件下，鏈傳動主要失效形式是什么？試說明失效機理。10-4 鏈發生鉸鏈磨損后，會導致什么結果？為什么？10-5 在鏈傳動設計中，鏈輪齒數的選擇主要考慮了哪些因素的影響？10-6 在確定鏈節距時，主要考慮了哪些因素？是如何考慮的？10-7 鏈傳動既然屬于嚙合傳動，為什么也要張緊？又是如何實現張緊的？10-8 良好的潤滑措施對鏈傳動有什么積極意義？在鏈傳動的使用維護中應注意哪些問題？10-9

34、 在設計鏈傳動的總體布置時，應如何考慮傳動比和中心距的影響？有什么針對性措施？10-10 齒形鏈傳動有什么優點？主要用于什么場合？習 題10-1 試設計一用于往復式壓氣機主軸驅動的鏈傳動，動力由電動機輸入。已知傳遞功率P = 3 kW，電動機轉速960 r/min，壓氣機主軸轉速300r/min，中心距不可調。10-2 試設計一帶式輸送機用的鏈傳動。已知傳遞功率P = 7.5 kW，主動鏈輪轉速n1 =1460 r/min，從動鏈輪轉速n2=430 r/min，電動機驅動，要求傳動中心距800 mm 。10-3 試設計一壓氣機用的鏈傳動。已知電動機型號為Y225M-8，額定功率P = 22 k

35、W，轉速n1 =730 r/min，壓氣機主軸轉速n2=250 r/min。要求中心距650 mm，每天工作16 h，載荷平穩，水平布置。10-4 一由電動機驅動的滾子鏈傳動，已知鏈輪齒數15，49，采用單排12A滾子鏈，中心距650mm，水平布置。傳遞功率2.2kW，主動輪轉速960r/min，工作時有中等沖擊，采用滴油潤滑。試驗算該鏈傳動的工作能力。(提示：首先確定鏈傳動其它參數，然后根據實際工作條件驗算其工作能力是否滿足要求，注意潤滑條件對傳動能力的影響)第十一章 軸思 考 題11-1 按承載情況，軸分為哪三種類型？各舉23個實例。11-2 軸的常用材料有哪些？若優質碳素鋼軸的剛度不足，

36、改用合金鋼能否解決問題，為什么？11-3 軸的結構設計要滿足哪些基本要求？說明軸的結構設計步驟。11-4 軸上零件的周向和軸向固定方法有哪些？各適用于什么場合？11-5 在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸粗得多？11-6 轉軸所受彎曲應力的性質如何？其所受扭切應力的性質又怎樣考慮？11-7 為什么一般將軸設計成階梯形？確定階梯軸各段直徑和長度的原則和依據是什么？11-8 軸的強度計算常見的有哪幾種方法？各在什么情況下使用？11-9 怎樣確定軸的危險截面？11-10 按疲勞強度精確校核軸時，主要考慮哪些因素？其校核計算的主要步驟是什么？11-11 在進行軸的疲勞強度計算時，若同一截面上

37、有幾個應力集中源，應如何確定疲勞缺口系數？11-12 什么是軸的共振？什么是軸的臨界轉速？什么是剛性軸？什么是撓性軸？設計高速運轉的軸時，如何考慮軸的轉速范圍？習 題11-1已知一傳動軸傳遞的功率為40kW，轉速n=1000r/min，如果軸上的扭切應力不能超過40MPa，求該軸的直徑。11-2 齒輪減速器輸入軸的功率為5kw，轉速為350r/min，當選擇該軸的材料分別為45鋼或40Cr時，試分別確定該輸入軸的最小直徑。11-3 指出圖11-25中各軸系結構的不合理之處，并畫出改進后的結構圖。 習題11-3圖 習題11-4圖11-4 兩級展開式斜齒圓柱齒輪減速器的輸出軸III（圖11-26a

38、）傳遞的功率，轉速。給出軸的部分尺寸和表面粗糙度如圖11-26b，已知斜齒輪4的法向模數，法面壓力角，齒數，螺旋角（左旋），軸的材料為45鋼調質。試分別用當量彎矩法和安全系數法校核該軸的強度。11-5 一直徑為50mm的鋼軸上裝有兩個圓盤，布置如圖11-27所示。不計軸本身重量，試計算此軸的第一階臨界轉速。若軸的工作轉速，分析該軸屬于剛性軸還是撓性軸？軸工作時的穩定性如何？ 習題11-5圖第十二章 滾動軸承思 考 題12-1 軸承的功用是什么？12-2 與滑動軸承相比，滾動軸承有何優、缺點？12-3 滾動軸承有哪些主要類型？如何選擇滾動軸承類型？12-4 球軸承與滾子軸承相比，哪一種承載大？哪

39、一種更適宜高速？哪一種價更廉？12-5 什么是接觸角？接觸角的大小意味著什么？ 12-6 滾動軸承的代號由哪幾部分組成？其中基本代號表示哪些內容？12-7 說明軸承代號30207、6209/P2、7305AC、N308的含義。12-8 滾動軸承的主要失效形式和計算準則是什么？12-9 什么是基本額定壽命？什么是基本額定動載荷？什么是當量動載荷？12-10 向心角接觸軸承的內部軸向力是怎樣產生的？12-11 軸系在什么情況下采用兩端固定支承？在什么情況下采用一端固定、一端游動支承？12-12 什么是滾動軸承的預緊？預緊的目的是什么？預緊方法有哪些？12-13 應如何選擇滾動軸承的配合？12-14

40、 滾動軸承潤滑和密封的目的分別是什么？如何選擇潤滑方式？習 題12-1 以下各軸承受徑向載荷FR 、軸向載荷FA作用，試計算各軸承的當量動載荷。（1）N207軸承：FR =3500N， FA=0； （2）51306軸承：FR =0 N， FA=5000N；（3）6008軸承：FR =2000N， FA=500； （4）30212軸承：FR =2450N， FA=780N；（5）7309AC軸承：FR =1000N， FA=1650N。 習題12-2圖12-2圖12-37所示為用兩個深溝球軸承支承的軸，采用兩端固定值承。已知軸的轉速n=1000r/min，軸頸直徑d=40mm，載荷平穩，溫度低于

41、100，預期壽命為5000h，兩支點的徑向反力FR1=4000N，FR2=2000N，外部軸向力FX=1500N，方向如圖所示。試選擇這對軸承的型號。 習題12-3圖12-3 圖12-38所示的軸用一對7207AC軸承支承。已知：支點處的徑向反力FR1=875N，FR2=1520N，外部軸向力FX=400N，軸的轉速n=520r/min，運轉中有中等沖擊，常溫下工作，試計算軸承的壽命。 習題12-4圖12-4 圓錐齒輪減速器的輸入軸由一對代號為30205的圓錐滾子軸承支承，尺寸如圖12-39所示。已知齒輪齒寬中點處的分度圓直徑dm=56mm，齒輪的切向力Ft=1240N，徑向力Fr=400N，

42、軸向力Fx=240N。試計算軸承的當量動載荷。12-5 如圖12-40所示，某軸上安裝有兩個斜齒圓柱齒輪，兩齒輪的軸向力分別為Fx1=3000N，Fx2=5000N。已求出兩軸承所受徑向載荷分別為FR1=8600N，FR2=12500N，若選一對7210B型軸承支承該軸，問哪個軸承的壽命短？。習題12-5圖12-6 指出軸系結構圖中的錯誤，錯誤處依次用1、2、3標出，然后說明理由。 習題12-6圖 習題12-7圖 習題12-7圖 12-7 指出軸系結構圖中的錯誤，說明原因，并畫出正確的軸系結構圖。 第十三章 滑動軸承思 考 題13-1 滑動軸承的性能特點有哪些？主要的應用場合？13-2 滑動軸

43、承的主要結構型式有哪幾種？各有什么特點？13-3 為什么滑動軸承要分成軸承座和軸瓦，有時又在軸瓦上敷上一層軸承襯?13-4 在滑動軸承上開設油孔和油槽時應注意哪些問題?13-5 滑動軸承常見的失效形式有哪些?13-6 對滑動軸承材料的性能有哪幾方面的要求?13-7 常用軸瓦材料有哪些，適用于何處？13-8 非液體潤滑軸承的設計依據是什么？限制p和pv的目的是什么？13-9 滑動軸承潤滑的目的是什么(分別從液體潤滑和非液體潤滑兩類軸承分析)?13-10 滑動軸承常用的潤滑劑種類有哪些?選用時應考慮哪些因素?13-11 液體動壓潤滑的必要條件是什么？敘述向心滑動軸承形成動壓油膜的過程？13-12

44、在設計滑動軸承時，相對間隙的選取與速度和載荷的大小有何關系?13-13 對已設計好的液體動力潤滑徑向滑動軸承，試分析在僅改動下列參數之一時，將如何影響該軸承的承載能力。(1) 轉速由n=500r/min改為n=700r/min；(2) 寬徑比B/d由1.0改為0.8；(3) 潤滑油由采用46號全損耗系統用油改為68號全損耗系統用油；(4) 軸承孔表面粗糙度由Rz=6.3m改為Rz=3.2m。13-14 在設計液體潤滑軸承時，當出現下列情況之一后，可考慮采取什么改進措施(對每種情況提出兩種改進措施)?(1) 當hmin<h時；(2) 當條件p<p，v<v，pv<pv不滿足

45、時；(3) 當計算入口溫度ti偏低時。13-15 液體動力潤滑軸承承載能力驗算合格的基本依據是什么?習 題13-1 有一徑向滑動軸承，軸轉速n =650r/min，軸頸直徑d =120mm，軸承上受徑向載荷F =5000N，軸瓦寬度B =150mm，試選擇軸承材料，并按非液體潤滑滑動軸承校核。13-2 現有一非液體潤滑徑向滑動軸承，軸頸直徑d=100mm，軸瓦寬度B=100mm，轉速n=1200r/min，軸承材料ZChPbSb16-16-2，試問該軸承能承受多大的徑向載荷？13-3 已知一推力軸承，其軸頸結構為空心，大徑d0 =120mm，內徑d1 =90mm，轉速n =300r/min，軸瓦材料為青銅，試求該軸承能承受多大軸