机械零件的强度.

《机械零件的强度.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械零件的强度.（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一篇第一篇总论总论 第三章第三章 机械零件的强度机械零件的强度 3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限 -1=180MPa，取循环基数 N0=5106，m=9，试求循环 次数 N 分别为 7000，2500，620000 次是时的有限寿命弯曲疲劳极限。 3-2 已知材料的力学性能为 S=260MPa，-1=170MPa，=0.2,试绘制此材料的简化极限 应力线图（参看图 3-3 中的 ADGC） 。 3-3 一圆轴的轴肩尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。材料为 40CrNi，其强度极限 B=900MPa，屈服极限 S=750MPa，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数 k。 3-4

2、圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。如用题 3-2 中的材料，设其强度极限 B=420MPa，试绘制此零件的简化极限应力线图。 3-5 如题 3-4 中危险截面上的平均应力 m=20MPa，应力幅 a=900MPa，试分别按：a） r=C；b）m=C，求出该截面的计算安全系数 Sca。第二篇第二篇联接联接 第五章第五章螺纹联接和螺旋传动螺纹联接和螺旋传动 5-1 分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，各举一例说明它们的应 用。 5-2 将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处？ 5-3 分析活塞式空气压缩机气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情

3、况，它的最大应力，最 小应力如何得出？当气缸内的最高压力提高时，它的最大应力、最小应力将如何变化？ 5-4 图 5-49 所示的底板螺栓组联接受外力 F的作用。外力 F作用在包含 x 轴并垂直于底 板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大？保证联接 安全工作的必要条件有哪些？5-5 图 5-50 是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用 4 个螺 栓与立柱相联接，托架所承受的最大载荷为 20kN，载荷有较大的变动。试问：此螺栓联接 采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜？为什么？ 5-6 已知一个托架的边板用 6 个螺栓与相邻的机架相联接。托

4、架受一与边板螺栓组的垂直 对称轴线相平行、距离为 250mm、大小为 60kN 的载荷作用。现有如图 5-51 所示的两种螺 栓布置型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种布置型式所用的螺栓直径较小？为什么？5-7 图 5-52 所示为一拉杆螺栓联接。已知拉杆所受的载荷 F=56kN，载荷稳定，拉杆材料 为 Q235 钢，试设计此联接。5-8 两块金属板用两个 M12 的普通螺栓联接。若结合面的摩擦系数 f=0.3，螺栓预紧力控 制在其屈服极限的 70%。螺栓用性能等级为 4.8 的中碳钢制造,求此联接所能传递的横向载 荷。 5-9 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预

5、紧力 F0=15000N，当受轴向工作载荷 F=10000N 时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余 预紧力。 5-10 图 5-24 所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力 p=01Mpa，缸盖与缸体 均为钢制，直径 D1=350mm，D2=250mm，上下凸缘厚均为 25mm，试设计此联接。 5-11 设计简单千斤顶（参见图 5-41）的螺栓和螺母的主要尺寸。起重量为 40000N，起重 高度为 200mm，材料自选。第六章第六章键、花键、无键联接和销联接键、花键、无键联接和销联接 6-1 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔 180的位置；采用两个楔键时，相隔 9012

6、0；而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？ 6-2 胀套串联使用时，为何要引入额定载荷系数 m？为什么 Z1 型胀套和 Z2 型胀套的额定 载荷系有明显的差别？ 6-3 在一直径 d=80mm 的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮（图 6-26） ，轮毂宽度 L =1.5d，工作时有轻微冲击。试确定平键联接的尺寸，并计算其允许传递的最大转矩。6-4 图 6-27 所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与联轴器的低速轴相联接。试选择 两处键的类型及尺寸，并校核其联接强度。已知：轴的材料为 45 钢，传递的转矩 T=1000Nm，齿轮用锻钢制成，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。 6-5 图

7、 6-28 所示的灰铸铁 V 带轮，安装在直径 d=45mm，带轮的基准直径 dd=250mm，工 作时的有效拉力 F=2 kN，轮毂宽度 L=65mm，工作时有轻微振动。设采用钩头楔键联接， 试选择该楔键的尺寸，并校核联接的强度。6-6 图 6-29 所示为变速箱中的双联滑移齿轮，传递的额定功率 P=4kW，转速 n=250r/min。 齿轮在空载下移动，工作情况良好。试选择花键类型和尺寸，并校核联接的强度。 6-7 图 6-30 所示为套筒式联轴器，分别用平键及半圆键与两轴相联接。已知：轴径 d=38mm，联轴器材料为灰铸铁，外径 D1=90mm。试分别计算两种联接允许传递的转矩， 并比较

8、其优缺点。第七章第七章 铆接、焊接、铰接和过盈联接铆接、焊接、铰接和过盈联接 7-1 现有图 7-26 所示的焊接接头，被焊件材料均为 Q235 钢， b=170mm，b1=80mm，=12mm，承受静载荷 F=0.4MN，设采用 E4303 号焊条手工焊接， 试校核该接头的强度。7-2 上题的接头如承受变载荷 Fmax=0.4MN，Fmin=0.2MN，其它条件不变，接头强度能否满 足要求？ 7-3 试设计图 7-10 所示的不对称侧面角焊缝，已知被焊件材料均为 Q235 钢，角钢尺寸为10010010（单位为 mm） ，截面形心 c 到两边外侧的距离 z0=a=28.4mm，用 E4303

9、 号焊条手 工焊接，焊缝腰长 k=10mm，静载荷 F=0.35MN。 7-4 现有 45 钢制的实心轴与套筒采用过盈联接，轴径 d=80mm，套筒外径 d2=120mm，配合 长度 l=80mm，材料的屈服极限 S=360MPa，配合面上的摩擦系数 f=0.085，轴与孔配合表 面的粗糙度分别为 1.6 及 3.2，传递的转矩 T=1600Nm，试设计此过盈联接。 7-5 图 7-27 所示的铸锡磷青铜蜗轮轮圈与铸铁轮芯采用过盈联接，所选用的标准配合为 H8/t7，配合表面粗糙度均为 3.2，设联接零件本身的强度足够，试求此联接允许传递的最 大转矩（摩擦系数 f=0.10） 。第三篇第三篇

10、机械传动机械传动 第八章第八章 带传动带传动 8-1 V 带传动的 n1=1450r/MIN，带与带轮的当量摩擦系数 fv=0.51，包角1=180，预紧力 F0=360N。试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若 dd1=100mm，其 传递的最大转矩为多少？（3）若传动效率为 0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为 若干？ 8-2 V 带传动传递的功率 P=7.5kW，带速 v=10m/s，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。 8-3 已知一窄 V 带传动的 n1=1450r/min，n2=400r/min，d

11、d1=180mm，中心距 a=1600mm，窄 V 带为 SPA 型，根数 z=2，工作时有振动，一天运转 16h（即两班制） ，试求带能传递的功 率。 8-4 有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通 V 带传动，电动机功率 P=7 kW，转速 n1=960r/min，减速器输入轴的转速 n2=330r/min，允许误差为5%，运输装 置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。第九章第九章 链传动链传动 9-1 如图 9-17 所示链传动的布置形式，小链轮为主动轮，中心距 a=（3050）p。它在图 a、b 所示布置中应按哪个方向回转才算合理？两轮轴线布置在同一铅垂面内（图

12、 c）有什 么缺点？应采取什么措施？aa ）b ）c ） 图 9-179-2 某链传动传递的功率 P=1 kW，主动链轮转速 n1=48r/min，从动链轮转速 n2=14r/min， 载荷平稳，定期人工润滑，试设计此链传动。 9-3 已知主动链轮转速 n1=850r/min，齿数 z1=21，从动链轮齿数 z2=99，中心距 a=900mm，滚子链极限拉伸载荷为 55.6kN，工作情况系数 KA=1，试求链条所能传递的功 率。 9-4 选择并验算一输送装置用的传动链。已知链传动传递的功率 P=7.5kW，主动链轮的转 速 n1=960r/min，传动比 i=3，工作情况系数 KA=1.5，中

13、心距 a650mm(可以调节)。第十章第十章 齿轮传动齿轮传动 10-1 试分析图 10-47 所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示出各力的作用位置及 方向） 。10-2 如图 10-48 所示的齿轮传动，齿轮 A、B 和 C 的材料都是中碳钢调质，其硬度：齿轮 A 为 240HBS，齿轮 B 为 260HBS，齿轮 C 为 220HBS，试确定齿轮 B 的许用接触应力H和 许用弯曲应力F。假定： （1）齿轮 B 为“惰轮” （中间轮） ，齿轮 A 为主动轮，齿轮 C 为从动轮，设 KFN= KHN=1； （2）齿轮 B 为主动轮，齿轮 A 和齿轮 C 均为从动轮，设 KFN= KHN=

14、1；10-3 对于作双向传动的齿轮来说，它的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性？ 在作强度计算时应怎样考虑？ 10-4 齿轮的精度等级与齿轮的选材及热处理方法有什么关系？ABC图 10-48 齿轮传动许用应力分析10-5 要提高齿轮的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有哪些可能的措施 10-6 设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知 P1=7.5kW，n1=1450r/min，z1=26，z2=54，寿 命 Lh=12000h，小齿轮相对其轴的支承为不对称布置，并画出大齿轮的结构图。 10-7 某齿轮减速器的斜齿圆柱齿轮传动，已知 n1=750r/min，两轮的齿数为 z1=24，z2=108

15、，=922， mn=6mm，b=160mm，8 级精度，小齿轮材料为 38SiMnMo（调质） ，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，寿命 20 年（设每年 300 工作日） ，每日 两班制，小齿轮相对其轴的支承为对称布置，试计算该齿轮传动所能传递的功率。 10-8 设计小型航空发动机中的一对斜齿圆柱齿轮传动，已知 P1=130kW，n1=11640r/min，z1=23，z2=73，寿命 Lh=100h，小齿轮作悬臂布置，使用系数 KA=1.25。 10-9 设计用于螺旋输送机的闭式直齿锥齿轮传动，轴夹角=90，传递功率 P1=1.8kW， 转速 n1=250r/min，齿数比 u=2.3，两

16、班制工作，寿命 10 年（每年按 300 天计算） ，小齿轮 作悬臂布置。第十一章第十一章 蜗杆传动蜗杆传动 11-1 试分析图 11-26 所示蜗杆传动中各轴的回转方向蜗轮轮齿的螺旋方向及蜗杆、蜗轮所 受各力的作用位置及方向。11-2 图 11-27 所示为热处理车间所用的可控气氛加热炉拉料机传动简图。已知：蜗轮传递 的转矩 T2=405 Nm，蜗杆减速器的传动比 i12=20，蜗杆转速 n1=480r/min，传动较平稳，冲 击不大。工作时间为每天 8h，要求工作寿命为 5 年（每年按 300 工作日计） ，试设计该蜗 杆传动。 11-3 设计用于带式输送机的普通圆柱蜗杆传动，传递功率 P1=5.0kW，n1=960r/min，传动 比 i=23，由电动机驱动，载荷平稳。蜗杆材料为 20Cr，渗碳淬火，硬度58HRC。蜗轮材 料为 ZCuSn10P1，金属模铸造。蜗杆减速器每日工作 8h，要求工作寿命为 7 年（每年按 300 工作日计） 。