IM电竞 IM电竞appIM电竞 IM电竞appIM电竞 IM电竞app第三章 机械零件的强度 3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-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σS=260MPa，σ-1=170MPa，σ=0.2,试绘制此材料的简化极限应 力线 中的 A’D’G’C）。 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σB=900MPa， 屈服极限σS=750MPa，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数 kσ。 3-4 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 σB=420MPa，试绘制此零件的简化极限应力线 中危险截面上的平均应力σm=20MPa，应力幅σa=900MPa，试分别按：a）r=C； b）σm=C，求出该截面的计算安全系数 Sca。

　　第五章 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。托架受一与边板螺栓组的垂直对 称轴线kN 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=0~1Mpa，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 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 90~120；而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线 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 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，并比较其优缺 点。

　　第七章 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 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σS=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）。

　　第八章 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，dd1=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 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=（30~50）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 c）有什么缺 点？应采取什么措施？

　　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，中心距 a≤650mm(可以调节)。

　　第十章 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[σH]和许用 弯曲应力[σF]。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=1；

　　10-3 对于作双向图 传10-动48的齿齿轮轮传来动说许，用它应的力分齿析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？ 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， β=9º22′， 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∑=90º，传递功率 P1=1.8kW，转 速 n1=250r/min，齿数比 u=2.3，两班制工作，寿命 10 年（每年按 300 天计算），小齿轮作

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　　第十一章 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）。 11-4 设计一起重设备用的蜗杆传动，载荷有中等冲击，蜗杆轴由电动机驱动，传递的额定 功率 P1=10.3kW，n1=1460r/min，n2=120r/min 间歇工作,平均约为每日 2h，要求工作寿命为 10 年（每年按 300 工作日计）。 11-5 试设计轻纺机械中的一单级蜗杆减速器,传递功率 P=8.5kW，主动轴转速 n1=1460r/min， 传动比 i=20，工作载荷稳定，单向工作，长期连续运转，润滑情况良好，要求工作寿命为 15000h。 11-6 试设计某钻机用的单级圆弧圆柱蜗杆减速器。已知蜗轮轴上的转矩 T2=10600Nm，蜗杆 转速 n1=910r/min，蜗轮转速 n2=18r/min，断续工作，有轻微振动，有效工作时数为 3000h。

　　第十二章 滑动轴承 12-1 某不完全液体润滑径向滑动轴承，已知：轴径直径 d=200mm，轴承宽度 B=200mm，轴颈 转速 n=300r/min，轴瓦材料为 ZCuAl10Fe3，试问它可以承受的最大径向载荷是多少？ 12-2 已知一起重机卷筒的径向滑动轴承所承受的载荷 F=100000N，轴颈直径 d=90mm，轴的 转速 n=9r/min，轴承材料采用铸造青铜，试设计此轴承（采用不完全液体润滑）。 12-3 某对开式径向滑动轴承，已知径向载荷 F=35000N，轴颈直径 d=100mm，轴承宽度 B=100mm，轴颈转速 n=1000r/min。选用 L-AN32 全损耗系统用油，设平均温度 tm=50℃，轴 承的相对间隙

　　=0.001，轴颈、轴瓦表面粗糙度分别为 Rz1=1.6um，Rz2=3.2um，试校验此轴

　　承能实现液体动压润滑。 12-4 设计一发电机转子的液体动压径向滑动轴承。已知：载荷 F=50000N，轴颈直径 d=150mm， 转速 n=1000r/min，工作情况稳定。

　　第十三章 滚动轴承 13-1 试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承公差等级最高？哪个允许的极限转速最 高？哪个承受径向载荷能力最高？哪个不能承受径向载荷？ N307/P4 6207/P2 30207 51307/P6 13-2 欲对一批同型号滚动轴承作寿命实验。若同时投入 50 个轴承进行试验，按其基本额定 动载荷值加载，试验机主轴转速 n=2000r/min。若预计该批轴承为正品，则试验进行 8 小时 20 分钟，应约有几个轴承已失效。 13-3 某深沟球轴承需在径向载荷 Fr=7150N 作用下，以 n=1800r/min 的转速工作 3800h。试 求此轴承应有的基本额定动载荷 C。 13-4 一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径 d=35mm，转速 n=2900r/min，已知径向 载荷 Fr=1810N，轴向载荷 Fa=740N，预期计算寿命 Lh′=6000h，试选择轴承的型号。 13-5 根据工作条件，决定在轴的两端选用=25的两个角接触球轴承，如图 13-13b 所示正 装。轴颈直径 d=35mm，工作中有中等冲击，转速 n=1800r/min，已知两轴承的径向载荷分别 为 Fr1=3390N，Fr2=1040N，外加轴向载荷 Fae=870N，作用方向指向轴承 1，试确定其工作寿命。 13-6 若将图 13-34a 中的两轴承换为圆锥滚子轴承，代号为 30207。其它条件同例题 13-2， 试验算轴承的寿命。 13-7 某轴的一端支点上原采用 6308 轴承，其工作可靠度为 90%，现需将该支点轴承在寿命 不降低的条件下将工作可靠度提高到 99%，试确定可能用来替换的轴承型号。

　　第十四章 联轴器和离合器 14-1 某电动机与油泵之间用弹性套柱销联轴器联接，功率 P=4 kW，转速 n=960r/min，轴伸 直径 d=32mm，试决定该联轴器的型号（只要求与电动机轴伸联接的半联轴器满足直径要求）。 14-2 某离心式水泵采用弹性柱销联轴器联接，原动机为电动机，传递功率 38 kW，转速为 300r/min，联轴器两端联接轴径均为 50mm，试选择该联轴器的型号。若原动机改为活塞式 内燃机时，又应如何选择其联轴器？ 14-3 一机床主传动换向机构中采用如图 14-20 所示的多盘摩擦离合器，已知主动摩擦盘 5 片，从动摩擦盘 4 片，结合面内径 D1=60mm，外径 D2=110mm，功率 P=4.4kW，转速 n=1214r/min， 摩擦盘材料为淬火钢对淬火钢，试求需要多大的轴向力 F？ 14-4 图 14-23a 所示的剪切销安全联轴器，传递转矩 Tmax=650Nm，销钉直径 d=6mm，销钉材 料用 45 钢正火，销钉中心所在圆的直径 Dm=100mm，销钉数 z=2。若取[τ]=0.7σB，试求此 联轴器在载荷超过多大时方能体现其安全作用。

　　第十五章 轴 15-1 若轴的强度不足或刚度不足时，可分别采取哪些措施？ 15-2 在进行轴的疲劳强度计算时，如果同一截面上有几个应力集中源，应如何取定应力集 中系数？ 15-3 为什么要进行轴的静强度校核计算？校核计算时为什么不考虑应力集中等因素的影 响？ 15-4 图 15-28 所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设计错误，并画出改正图。

　　15-5 有一台离心式水泵，由电动机带动，传递的功率 P=3 kW，轴的转速 n=960r/min，轴的 材料为 45 钢，试按强度要求计算轴所需的最小直径。 15-6 设计某搅拌机用的单级斜齿圆柱齿轮减速器中的低速轴（包括选择两端的轴承及外伸 端的联轴器），见图 15-29。

　　要求：（1）完成轴的全部结构设计；（2）根据弯扭合成理论验算轴的强度；（3）精确校核轴的危险截面是否 安全。

　　15-7 两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴（见图 15-30a），尺寸和结构如图 15-30b 所示。已知：中间轴

　　图中 A、D 为圆锥滚子轴承的载荷作用中心。轴的材料为 45 钢（正火）。要求按弯扭合成理论验算轴的截面Ⅰ

　　15-8 一蜗杆轴的结构如图 15-31 所示，试计算其当量直径 dv。

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