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中考数学每天2题(11、12、13、14、15、16)
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机 械 设 计 习 题 册 答 案第5章
螺纹连接和螺旋传动1、简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，并说明哪些螺纹适合用于连接，哪些螺纹适合用于传动？哪些螺纹已经标准化？普通螺纹：牙型为等边三角形，牙型角60度，内外螺纹旋合后留有径向间隙，外螺纹牙根允许有较大的圆角，以减小应力集中。同一公称直径按螺距大小，分为粗牙和细牙，细牙螺纹升角小，自锁性好，抗剪切强度高，但因牙细不耐磨，容易滑扣。应用：一般连接多用粗牙螺纹。细牙螺纹常用于细小零件，薄壁管件或受冲击振动和变载荷的连接中，也可作为微调机构的调整螺纹用。矩形螺纹：牙型为正方形，牙型角??0?，传动效率较其它螺纹高，但牙根强度弱，螺旋副磨损后，间隙难以修复和补偿，传动精度降低。梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角为30度，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好。主要用于传动螺纹。锯齿型螺纹：牙型为不等腰梯形，工作面的牙侧角3度，非工作面牙侧角30度。外螺纹牙根有较大的圆角，以减小应力集中，内外螺纹旋合后，大径无间隙便于对中，兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙型螺纹牙根强度高的特点。用于单向受力的传动螺纹。普通螺纹适合用于连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹适合用于传动。 普通螺纹、、梯形螺纹和锯齿形螺纹已经标准化。2、将承受轴向变载荷连接螺栓的光杆部分做的细些有什么好处？可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓连接的强度。3、螺纹连接为何要防松？常见的防松方法有哪些？连接用螺纹紧固件一般都能满足自锁条件，并且拧紧后，螺母、螺栓头部等承压面处的摩擦也都有防松作用，因此在承受静载荷和工作温度变化不大时，螺纹连接一般都不会自动松脱。但在冲击、振动、变载荷及温度变化较大的情况下，连接有可能松动，甚至松开，造成连接失效，引起机器损坏，甚至导致严重的人身事故等。所以在设计螺纹连接时，必须考虑防松问题。螺纹连接防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。具体的防松装置或方法很多，按工作原理可分为摩擦防松、机械防松和其它方法，如端面冲点法防松、粘合法防松，防松效果良好，但仅适用于很少拆开或不拆的连接。4、简要说明螺纹连接的主要类型和特点。【答】螺纹联接的主要类型有螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接四种。主要特点是：１）螺栓联接：有普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接两种。普通螺栓联接被联接件的通孔与螺栓杆之间有间隙，所以孔的加工精度可以低些，不需在被联接件上切制螺纹，同时结构简单、装拆方便，所以应用最广。铰制孔螺栓联接螺栓杆与孔之间没有间隙，能确定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷。2）螺钉联接：螺钉直接旋入被联接件的螺纹孔中。适用于被联接件之一较厚，或另一端不能装螺母的场合。由于不用螺母，所以易于实现外观平整、结构紧凑；但要在被联接件上切制螺纹，因而其结构比螺栓联接复杂一些。 不适用于经常拆装的场合。如经常拆装，会使螺纹孔磨损，导致被联接件过早失效。3）双头螺柱联接：使用两端均有螺纹的螺柱，一端旋入并紧定在较厚被联接件的螺纹孔中，另一端穿过较薄被联接件的通孔，加上垫片，旋上螺母并拧紧，即成为双头螺柱联接。这种联接在结构上较前两种复杂，但兼有前两者的特点，即便于拆装，又可用于有较厚被联接件或要求结构紧凑的场合。４）紧定螺钉联接：将紧定螺钉拧入一零件的螺纹孔中，其末端顶住另一零件的表面，或顶入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置，并可传递不大的力或扭矩,多用于固定轴上零件的相对位置。5、简要说明平垫圈、斜垫圈和球面垫圈的用途？垫圈的主要作用是增加被联接件的支承面积或避免拧紧螺母时擦伤被联接件的表面。常用的是平垫圈。当被联接件表面有斜度时，应使用斜垫圈，特殊情况下可使用球面垫圈。6、在铸、锻件等的粗糙表面上安装螺栓时，为何应制成凸台或沉头座？1）降低表面粗造度，保证连接的紧密性；2）避免螺栓承受偏心载荷；3）减少加工面，降低加工成本。7、如图所示的底板螺栓组连接受外力的F?作用，外力F?作用在包含x轴并垂直于底板结合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，判断哪个螺栓受力最大？保证连接安全工作的必要条件有哪些？将F?等效转化到底板面上，可知底板受到轴向力F?y，横向力F?x和倾覆力矩M。（1） 底板最左侧螺栓受力最大，为防止螺栓拉断，应验算该螺栓的拉伸强度，要求拉应力??[?]；（2） 为防止底板右侧压碎，应验算底板右侧边缘的最大挤压应力，要求最大挤压应力?pmax?[?]；（3） 为防止底板左侧出现间隙，应验算底板左侧边缘的最小挤压应力，要求最小挤压应力题 4 图?pmin?0；（4） 为防止底板向右滑移，应验算底板在横向力作用下是否会滑动，要求摩擦力Ff?F?x。 8、如图所示，两块金属板用两个M12的普通螺栓连接。若结合面的摩擦系数f?0.3，螺栓预紧力控制在屈服极限的70%，螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此连接所能传递的最大横向载荷F。参考书给出的答案有问题：螺栓数目为2，接合面数为1，取防滑系数为Ks?1.2，性能等级为4.8的碳钢?s?320
MPa。螺栓所需预紧力F0为F0?因此，所能传递的最大载荷为KsF?fziF0fzi0.7?320?106?0.3?2?1F????1.12?108 NKs1.2正确解法：1、 M12的螺纹内径为d1?10.106
mm；2、 确定螺栓的预紧力性能等级为4.8的碳钢?s?320
MPa，由题意，预紧力为F0?0.7?sA1?0.7??d1243、 由公式 fziF0?KsF?z?2，i?1，f?0.3，取Ks?1.2，因此，该连接能传递的最大横向载荷为FmaxfziF00.3?2?1??10.1062???0.7?320??8983.93
N Ks1.249、受轴向载荷的紧螺栓连接，被连接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力F0?15000 N，当受轴向工作载荷F?10000 N时，求螺栓所受的总拉力及被连接件之间的残余预紧力。 采用橡胶垫片密封，取螺栓的相对刚度C?0.9Cb?Cm由教材公式（5-18），螺栓总拉力CF2?F0?F?? NCb?Cm由教材公式（5.15），残余预紧力为F1?F2?F??14000 N第6章
键、花键、无键连接和销连接1、分析比较平键和楔键的工作特点和应用场合。 【答】平键连接的工作面是两侧面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙，工作时，靠键与键槽的互压传递转矩，但不能实现轴上零件的轴向定位，所以也不能承受轴向力。具有制造简单、装拆方便、定心性较好等优点，应用广泛。楔键连接的工作面是上下面，其上表面和轮毂键槽底面均有1:100的斜度，装配时需打紧，靠楔紧后上下面产生的摩擦力传递转矩，并能实现轴上零件的轴向固定和承受单向轴向力。由于楔紧后使轴和轮毂产生偏心，故多用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的场合。2、平键连接有哪些失效形式？普通平键的截面尺寸和长度如何确定？ 【答】平键连接的主要失效形式是较弱零件（通常为轮毂）的工作面被压溃（静连接）或磨损（动连接，特别是在载荷作用下移动时），除非有严重过载，一般不会出现键的剪断。键的截面尺寸b?h应根据轴径d从键的标准中选取。键的长度L可参照轮毂长度从标准中选取，L值应略短于轮毂长度。3、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，则应沿周向相隔90°～120°，而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？ 【答】两个平键连接，一般沿周向相隔180?布置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加弯矩，受力状态好。采用两个楔键时，相隔90?~120?布置。若夹角过小，则对轴的局部削弱过大。若夹角过大，则两个楔键的总承载能力下降。当夹角为180?时，两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键盘的承载能力。采用两个半圆键时，在轴的同一母线上布置。半圆键对轴的削弱较大，两个半圆键不能放在同一横截面上。只能放在同一母线上。4、如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相连接。试选择两处键的类型及尺寸，并校核其强度。已知：轴的材料为45钢，传递的转矩为T?1000 N.m，齿轮用锻钢制造，半联轴器用灰铸铁制成，工作时有轻微冲击。 【解】（1）确定联轴器段的键根据结构特点，选A型平键。由轴径d?70mm，查手册得键的截面尺寸为b?20mm，h?12mm，取键的公称长度L?110mm。键的标记：键20?110
GB/T 键的工作长度为l?L?b?110?20?90mm，键与轮毂键槽接触高度为k?h/2?6mm，根据联轴器材料铸铁，载荷有轻微冲击，查教材表6-1，取许用挤压应力[?p]?55MPa，则其挤压强度2T?00?p???52.91MPa?55MPa?[?p]kld6?90?70满足强度要求。（注：该键也可以选择长度L?125mm。） （2）确定齿轮段的键根据结构特点，选A型平键。由轴径d?90 mm，查手册得键的截面尺寸为b?25 mm，h?14 mm，取键的公称长度L?80 mm。键的标记：键25?80
GB/T键的工作长度为l?L?b?80?25?55 mm，键与轮毂键槽接触高度为k?h/2?7 mm，根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，查教材表6-1，取许用挤压应力[?p]?110 MPa，则其挤压强度2T?3?p???57.72 MPa?[?p]?110 MPakld7?55?90满足强度要求。第8章
带 传 动1、影响带传动工作能力的因素有哪些？ 【答】由公式（8-7）1?1/ef?Fec?2F01?1/ef?影响带传动工作能力的因素有：（1） 预紧力：预紧力越大，工作能力越强，但应适度，以避免过大拉应力； （2） 包角：包角越大越好，一般不小于120度； （3） 摩擦系数：摩擦系数越大越好。2、带传动的带速为什么不宜太高也不宜太低？ 【答】1） 由公式（8-10）?c??2A可知，为避免过大的离心应力，带速不宜太高；2） 由公式（8-3）和（8-4）可知，紧边拉力FeP?F0?1000 2?F因此，为避免紧边过大的拉应力?1?1，带速不宜太低。AF1?F0?3、带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的？对带传动有何影响？ 【答】带传动中的弹性滑动是由于带松边和紧边拉力不同，导致带的弹性变形并引起带与带轮之间发生相对微小滑动产生的，是带传动固有的物理现象。带传动中由于工作载荷超过临界值并进一步增大时，带与带轮间将产生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。4、带传动的主要失效形式和设计准则是什么？ 【答】带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。5、V带传动的n1?1450
r/min，带与带轮的当量摩擦系数fv?0.51，包角?1?180?，预紧力F0?360
N。试问：1） 该传动所能传递的最大有效拉力为多少； 2） 若dd1?100
mm，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，求从动轮的输出功率。 【解】1?1/efa1?1/e0.51?1)
Fec?2F0?2?360??478.35N1?1/efa1?1/e0.51?2)
传递的最大扭矩T?Fec?3)
输出功率dd1100?478.35??23917.5N.mm 22Fec?Fec?n1?dd1?0.95??0.0?1000478.35?1450???100
??0.95?3.63
kW60?P?6、V带传动传递的功率P?7.5 kW，带速??10
m/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。 【解】 由P?Fe?kW，得 1000Fe?1000P???750N 10由Fe?F1?F2，又F1?2F2，得F1?2F2?2?750?1500N由F1?F0?Fe，得 2F0?F1?Fe750?N 227、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?960
r/min，减速器输入轴的转速n2?330
r/min，允许误差为?5%，运输装置工作时有轻微冲击，两班制工作，试设计此带传动。 【解】1）确定计算功率
由表8-7查得KA?1.2，计算功率为Pca?KAP?1.2?7?8.4 kW2）选取V带型号
根据Pca?8.4
r/min，由图8-11选用B型带。 3）确定带轮的基准直径，并验算带速(11) 确定小带轮基准直径
由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1?150
mm (12) 验算带速
按式8-13???dd1n160?1000???150?96060?1000?7.54
m/s，故带速合适。 (13) 确定大带轮基准直径 传动比 i?，根据式8-15a，有 n2330dd2?idd1?2.91?150?436.5根据表8-8，圆整为 dd2?450
mm。(14) 验算带速误差
由式8-14，从动轮实际转速2??dd1n1(1??)150?960?(1?0.02??313.6
r/midd2450带速误差 ??2?n2?330?313.6??100%?4.97%?5%，满足要求。 n23304）确定V带的中心距和基准长度(11) 确定小带轮基准直径
根据式8-200.7(dd1?dd2)?420?a0?2(dd1?dd2)?1200，初定中心距a0?600 mm，(12) 计算带的基准长度
按式8-22dd2?dd1)2Ld0?2a0?(dd1?dd2)?24a2450?150)??2?600?(150?450)??2180
mm24?600?由表8-2选带的基准长度Ld?2240mm(13) 计算实际中心距
由式8-23a?a0?Ld?Ld?600??630 mm 22由式8-24，中心距的变化范围为?amin?a?0.015Ld?600?0.015? mm ?a?a?0.03L?600?0.03? mmd?max5）验算小带轮上的包角???180??包角合适。6）计算带的根数 dd2?dd.3??180???57.3??152.7??120? a630(11) 计算单根V带的额定计算功率由dd1?150
mm和n1?960
r/min，查表8-4a得P0?2.60 kW查表8-4b得?P0?0.30 kW查表8-5得K??0.92，查表8-2得KL?1.0，根据式8-26z?Pca8.4??3.15 (P0??P0)K?KL(2.60?0.30)?0.92?1.0取4根。7）计算单根V带的最小初拉力(F0)mi由表8-3得B型带的单位长度质量q?0.18 kg/mF0)min?500(2.5?K?)Pca(2.5?0.92)?8.4?q?2?500?0.18?7.542?249.4 N K?z?0.92?4?7.548）计算压轴力FP 压轴力的最小值为FP)min?2z(F0)min152.7?sin?2?4?249.4?sin?1938.85???22?19）带轮结构设计（略）第9章
链 传 动1、与带传动相比，链传动有哪些优缺点？与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保证准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样的条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能在高温和低温的情况下工作。2、何谓链传动的多边形效应？如何减轻多边形效应的影响？链传动运动中由于链条围绕在链轮上形成了正多边形，造成了运动的不均匀性，称为链传动的多边形效应。这是链传动固有的特性。减轻链传动多边形效应的主要措施有：1） 减小链条节距；2） 增加链轮齿数3） 降低链速。3、简述滚子链传动的主要失效形式和原因。滚子链传动的主要失效形式和原因如下：1）链的疲劳破坏：链在工作时，周而复始地由松边到紧边不断运动着，因而它的各个元件都是在变应力作用下工作，经过一定循环次数后，链板将会出现疲劳断裂，或者套筒、滚子表面将会出现疲劳点蚀（多边形效应引起的冲击疲劳）。2）链条铰链的磨损：链条在工作过程中，由于铰链的销轴与套筒间承受较大的压力，传动时彼此又产生相对转动,导致铰链磨损,使链条总长伸长,从而使链的松边垂度变化,增大动载荷,发生振动,引起跳齿,加大噪声以及其它破坏,如销轴因磨损削弱而断裂等。3）链条铰链的胶合：当链轮转速高达一定数值时，链节啮入时受到的冲击能量增大，销轴和套筒间润滑油被破坏，使两者的工作表面在很高的温度和压力下直接接触，从而导致胶合。因此，胶合在一定程度上限制了链的传动的极限转速。4）链条静力拉断：低速（??0.6m/s）的链条过载，并超过了链条静力强度的情况下，链条就会被拉断。4、在如图所示链传动中，小链轮为主动轮，中心距a?(30～50)p。问在图a、b所示布置中应按哪个方向转动才合理？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？a）
c）a题 4 图a）和b）按逆时针方向旋转合理。c）两轮轴线布置在同一铅垂面内下垂量增大，下链轮的有效啮合齿数减少，降低了传动能力，应采取（1）调整中心距（2）加张紧轮（3）两轮偏置等措施。5、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?7.5
kW，主动链轮转速。 n1?960
r/min，传动比i?3，工作情况系数KA?1.5，中心距a?650
mm（可以调节）（1）选择链轮齿数z1,z2。假定链速v?3~8m/s，由教材表9-8取主动链轮齿数z1?23，则从动链轮齿数z2?iz1?3?23?69。（2）确定链节距p。计算功率Pca?KAP?1.5?7.5?11.25kW由教材图9-13按小链轮转速估计链工作在额定功率曲线顶点的左侧。查教材表9-10得z23KZ?(1)1.08?()1.08?1.23 1919初选中心距a?40p则Lp?z?z12p2az1?z2??(2)? p22?22?40p23?p??()??127.34 p22?40取Lp?128，根据教材表9-10得Lp0.KL?()?()?1.07 100100选取单排链，由教材表9-11得Kp?1，所需传递的功率为P0?Pca11.25??8.55kW KZKLKP1.23?1.07?1根据P0?8.55kW和n1?960r/min，由教材图9-13选链号为10A的单排链。同时也证实原估计链工作在额定功率曲线顶点的左侧是正确的。由教材表9-1查得链节距p?15.875mm。（3）确定链长L及中心距a。L?LpP.875?2.03m 1000a?z?z2z?z22z?z12p[(Lp?1)?(Lp?1)?8(2)]? 4222?15.875?23??232???(128?)?(128?)?8()??645.61mm 4222?????中心距减小量?a?(0.002~0.004)a?0.002~0.004)?645.61?1.29~2.58mm实际中心距a'?a??a?645.61?(1.29~2.58)?644.32~643.03mm取a?644mm，接近650mm，符合题目要求。（4）验算链速。v?z1pn123?15.875?960??5.482m/s 60?0与原假设相符。根据教材图9-14采用油浴或飞溅润滑。（5）压轴力计算。有效圆周力Fe?1000按水平传动，取压轴力系数P7.5?.81N v5.482KFp?1.15，则压轴力Fp?1.15?6.38N第11章
蜗 杆 传 动1、简述蜗杆传动的特点和应用场合？【答】蜗杆传动的主要特点有：（1）传动比大，零件数目少，结构紧凑；（2）冲击载荷小、传动平稳，噪声低；（3）当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性；（4）摩擦损失较大，效率低；当传动具有自锁性时，效率仅为0。4左右；（5）由于摩擦与磨损严重，常需耗用有色金属制造蜗轮（或轮圈），以便与钢制蜗杆配对组成减摩性良好的滑动摩擦副。蜗杆传动通常用于空间两轴线交错，要求结构紧凑，传动比大的减速装置，也有少数机器用作增速装置。2、蜗杆直径系数的含义是什么？为什么要引入蜗杆直径系数？【答】蜗杆直径系数是蜗杆分度圆直径和模数的比值。q?d1 m引入蜗杆直径系数是为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化。3、为什么蜗轮的端面模数是标准值？蜗杆传动的正确啮合条件是什么？【答】1）在中间平面上，普通圆柱蜗杆传动就相当于齿条与齿轮的啮合传动。所以在设计蜗杆传动时，均取中间平面上的参数（如模数、压力角等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆等）为基准，并沿用齿轮传动的计算关系。对于蜗轮来说，端面模数等于中间平面上的模数。2）蜗杆传动的正确啮合条件是：蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数，蜗杆的轴向压力角等于蜗轮的端面压力角，蜗杆中圆柱上螺旋线的导程角等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且螺旋线方向相同。即ma1?mt2?m；?a1??t2；???4、蜗杆传动的主要失效形式是什么？相应的设计准则是什么？【答】蜗杆传动的失效形式主要有齿面点蚀、齿根折断、齿面胶合及过度磨损等。在开式传动中多发生齿面磨损和轮齿折断，因此应以保证齿根弯曲疲劳强度作为开式传动的主要设计准则。在闭式传动中，蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效。因此，通常是按齿面接触疲劳强度进行设计，而按齿根弯曲疲劳强度进行校核。对于闭式传动，由于散热较为困难，还应作热平衡核算。5、试分析画出图5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和方向。【解】1）各轴的回转方向如图所示；2）蜗轮轮齿的螺旋方向：由于两个蜗杆均为右旋，因此两个蜗轮也必为右旋。3）蜗杆、蜗轮所受各力的作用位置和方向如图所示6、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r/min，n2?120
r/min，间歇工作，平均约为每日2 h，要求工作P1?10.3
kW，n1?1460寿命为10年（每年按300工作日计）。【解】（坑爹吧，没答案？！）第12章
滑 动 轴 承1、滑动轴承的失效形式有哪些？滑动轴承的失效形式有：磨粒磨损、刮伤、咬合（胶合）、疲劳剥落和腐蚀，还可能出现气蚀、流体侵蚀、电侵蚀和微动磨损等损伤。2、滑动轴承材料应具备哪些性能？是否存在着能同时满足这些性能的材料？滑动轴承材料性能应具有以下性能：（1）良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性。（2）良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。（3）足够的强度和抗腐蚀能力。（4）良好的导热性、工艺性、经济性等。不存在一种轴承材料能够同时满足以上这些性能。3、非液体润滑轴承的设计依据是什么？限制p和p?的目的是什么？非液体润滑轴承常以维持边界油膜不遭破坏作为设计的最低要求。限制p的目的是保证润滑油不被过大的压力挤出，间接保证轴瓦不致过度磨损。轴承的发热量与其单位面积上的摩擦功耗fp?成正比，限制p?的目的就是限制轴承的温升，防止吸附在金属表面的油膜发生破裂。4、液体动压润滑的必要条件是什么？简述向心滑动轴承形成动压油膜的过程？形成流体动力润滑（即形成动压油膜）的必要条件是：1）相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；2）被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度（亦即滑动表面带油时要有足够的油层最大速度），其运动方向必须使润滑油由大口流进，从小口流出；3）润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。向心滑动轴承形成动压油膜的基本过程为：1）轴颈静止时，轴颈处于轴承孔的最低位置，并与轴瓦接触，两表面间自然形成一收敛的楔形空间；2）轴颈开始转动时，速度极低，带入轴承间隙中的油量较少，这时轴瓦对轴颈摩擦力的方向与轴颈表面圆周速度方向相反，迫使轴颈在摩擦力的作用下沿孔壁爬升；3）随着转速的增大，轴颈表面的圆周速度增大，带入楔形空间的油量也逐渐增多。这时楔形油膜产生了一定的动压力，将轴颈浮起。当轴颈达到稳定运转时，轴颈便稳定在一定的偏心位置上。这时，轴承处于流体动力润滑状态，油膜产生的动压力与外载荷相平衡。由于轴承内的摩擦阻力仅为液体的内阻力，故摩擦系数达到最小值。5、某不完全液体润滑径向液体滑动轴承，已知：轴颈直径d?200 mm，轴承宽度B?200 mm，轴颈转速n?300 r/min，轴瓦材料为ZCuAl10Fe3，试问它可以承受的最大径向载荷是多少？轴瓦的材料为ZCuAl10Fe3，查其许用应力[p]?15
MPa，许用[p?]?12
MPa?m/1）轴承的平均压力应满足式（12-1），据此可得F?[p]dB?15?200?200?6?105
N2）轴承的p?应满足式12-2，据此可得F?[??]?00?200??1.526?105
N n300综合考虑（1）和（2），可知最大径向载荷为1.528?105
N。6、某对开式径向滑动轴承，已知径向载荷F?35000 N，轴颈直径d?90 mm，轴承宽度B?100 mm，轴颈转速n?1000 r/min。选用L-AN32全损耗系统用油，设平均温度Tm?90 ℃，轴承的相对间隙 ??0.001，轴颈、轴瓦表面粗造度分别为Rz1?1.6
μm，Rz2?3.2
μm，试校验此轴承能否实现液体动压润滑。按50?查L-AN32的运动粘度，查得V50?22cSt，换算出L-AN32 50?时的动力粘度：?50???50?10?6?900?22?10?6?0.0198Pa?轴径转速??2?n2??rad/s 6060承受最大载荷时，考虑到表面几何形状误差和轴径挠曲变形。选安全系数为S?2，据式12-9和12-10得：r?(1?x)?S(Rz1?Rz2所以??1?S(Rz1?Rz2)2?0..808 r?0.05由B/d?1.11及??0.808，查教材表12-8得有限宽轴承的承载量系数Cp?3.372由于Fmax???dBCp/?2?0.?0.09?0.1?3.372/0.N?35000N所以，可以实现液体动压润滑。第13章
滚 动 轴 承1、滚动轴承的主要失效形式是什么？滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的点蚀破坏。对于慢慢摆动及转速极低的轴承，主要失效形式是滚动轴承接触面上由于接触应力过大而产生的永久性过大的凹坑。除点蚀和永久性变形外，还可能发生其它多种形式的失效，如：润滑油不足使轴承烧伤，润滑油不清洁使轴承接触部位磨损，装配不当使轴承卡死、内圈涨破、挤碎内外圈和保持架等。这些失效形式都是可以避免的。2、什么是滚动轴承的基本额定寿命？什么是滚动轴承的基本额定动载荷？一组轴承中，10%的轴承发生点蚀破坏，90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以106为单位）或工作小时数称为滚动轴承的基本额定寿命，以L10表示。滚动轴承的基本额定动载荷就是使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C 表示。3、何时需要进行滚动轴承的静载荷计算？对于在工作载荷下基本上不旋转的轴承（例如起重机吊钩上用的推力轴承），或者慢慢地摆动以及转速极低的轴承，需要进行滚动轴承的静载荷计算。4、试说明下面各轴承的类型和内径，并说明哪个轴承的公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷的能力最大？哪个不能承受径向载荷？N307/P4
51307/P6各轴承的内径均为35 mm；6207/P2为深沟球轴承，公差等级最高；允许的极限转速最高；N307/P4为圆柱滚子轴承，承受径向载荷能力最高；30207为圆锥滚子轴承；51307/P6为双列推力球轴承，不能承受径向载荷。5、欲对一批同型号滚动轴承做寿命试验。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，试验机主轴转速为n?2000 r/min。若预计该批轴承为正品，则试验进行8小时20分时，应约有几个轴承已失效。8小时20分时转动的转数为L?(8?60?20)?
r此寿命刚好为1?106r，且轴承在基本额定载荷下试验，所以其失效率应为10%，应约有50?10%?5个轴承已失效。6、某深沟球轴承需在径向载荷Fr?7150 N作用下，以n?1800 r/min的转速工作3800 h。试求此轴承应有的基本额定动载荷C。根据式13-3有C?Pft60nLh'106?0?3800?53.134 kN 11067、如图所示，根据工作条件，决定在轴的两端选用两个70000AC角接触球轴承。工作中有中等冲击，转速n?1800 r/min，轴颈d?35mm已知两轴承的径向载荷分别为Fr1?3390 N，Fr2?1040 N，外加轴向载荷为Fae?870 N，作用方向指向轴承1，试确定其工作寿命。1）确定轴承型号根据题目要求，可以选用的轴承型号为7xx07AC，在此选用7207AC轴承，其基本参数为： 基本额定动载荷Cr?29.0 kN基本额定静载荷C?19.2 kN
题 7 图 2）计派生轴向力Fd1?0.68Fr1?0.68? N；Fd2?0.68Fr2?0.68? N3）计算两个轴承的轴向力如图，由于Fd2?Fae?707.2?870?1577.2
N?Fd1?2305.2
N 故轴承1被放松，轴承2被压紧，所受轴向力分别为Fa1?Fd1?2305.2
N；Fa2?Fd1?Fae??1435.2
N4）计算两个轴承的当量动载荷由题意，在表13-6中取载荷系数fp?1.5，对于轴承1，由于Fa12305.2??0.68?e Fr13390故轴承1的X=1，Y=0，其当量动载荷为 P1?fp(XFr1?YFa1)?fpFr1?1.5? N 对于轴承2，由于Fa21435.2??1.38?e，故轴承2的X= 0.41，Y= 0.87 Fr21040其当量动载荷为 P2?fp(XFr2?YFa2)?1.5?0.41??1435.2)
5）计算两个轴承的寿命由题意，温度系数ft?1.0。由公式13-5a，轴承1、2的寿命分别为?29?103?106?ftCr?106????Lh1???60???1717.5
h 60n?P?1???Lh2106?ftCr??60n??P2?29?103??106?????60???14192.3
h???3333第14章
联轴器和离合器1、 简述联轴器与离合器的功用和区别。联轴器和离合器主要用来联接轴与轴（或轴与其它回转零件），以传递运动与转矩，有时也可用作安全装置。联轴器和离合器的区别是：在机器运转时，联轴器联接的两轴不能分离，只有在机器停车并将联接器拆开后，两轴才能分离。而离合器在机器运转过程中不需停车便可使两轴随时接合或分离2、 什么是刚性联轴器？什么是挠性联轴器？哪类联轴器有缓冲吸振的能力？根据对各种相对位移有无补偿能力，联轴器可以分为刚性联轴器和挠性联轴器两种。刚性联轴器无位移补偿能力，挠性联轴器有位移补偿能力。挠性联轴器有无弹性元件和有弹性元件的挠性联轴器两种，后者具有缓冲吸振的能力。3、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?960 r/min，轴伸直径d?32 mm，试确定该联轴器的型号（只要求与电动机轴伸联接的半联轴器满足要求即可）。1）计算名义转矩TT?9550P4? N.m n9602）确定计算转矩Tca，由表17.1查得KA?1.3，故由式14-1得Tca?KAT?1.3?39.79?51.73 N.m3）选择联轴器型号。从GB/T中查得TL5型弹性套柱销联接器许用转矩[T]?125 N.m，铁制的[n]?3600 r/min，钢制的[n]?4600 r/min，轴径在25~35 mm之间，故选用TL5型弹性套柱销联轴器。第15章
轴1、何谓传动轴、心轴和转轴？自行车的前轴、中轴和后轴各属于什么轴？工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴称为传动轴。自行车的前轴和后轴属于心轴，中轴属于转轴。 2、轴的常用周向和轴向定位方式有哪些？轴的常用周向定位方式有：键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。 轴的常用轴向定位方式有：轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖和圆螺母等。 3、若轴的强度不足或刚度不足时，可分别采取哪些措施？轴的强度不足时，可采取：增大轴的直径；改变材料类型；增大过渡圆角半径；对轴的表面进行热处理和表面硬化加工处理；提高表面加工质量；用开卸载槽等方法降低过盈配合处的应力集中程度；改进轴的结构形状等措施。刚度不足时只能采取增大轴径，改变轴外形等措施4、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？静强度校核的目的在于评定轴抵抗塑性变形的能力。这对那些瞬时载荷很大或应力循环不对称较为严重时的轴是很必要的。校核计算时不考虑应力集中等因素的影响，因为应力集中不影响静应力的大小，只影响轴的疲劳强度。5、图5是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。该轴结构主要错误设计中的有：①——轴上零件左侧无法轴向固定；②——键槽过长；③——轴承端盖与轴应有间隙，并且要有密封装置；④——角接触轴承应正装；⑤——套筒外径应小于轴承内圈外径尺寸；⑥——轴段长度应小于齿轮轮毂宽度；⑦——轴承内圈无法定位；⑧——角接触轴承应成对使用（此设计中应正装）；⑨——轴承端盖两处均应加轴承间隙调整垫片；⑩——装轴承处的轴段外径应区别开来，以保证加工精度。正确的结构如下图所示：6、有一台离心式水泵，由电动机驱动，传递的功率P?3 kW，轴的转速n?960 r/min，轴的材料为45钢，试按强度要求计算轴所需的最小直径。 轴的材料为45号钢，查表15-3，A0?112得dmin?A0取d?18mm。P3?112??16.37mm n9607、设计某搅拌机用的单级斜齿圆柱齿轮减速器中的低速轴（题7图）。已知：电动机额定功率P?4 kW，转速n1?750 r/min，低速轴转速n2?130 r/min，大齿轮节圆直径d2'?300 mm，宽度B2?90mm，轮齿螺旋角??12?，法向压力角??20?。要求：1） 选择两端的轴承和外伸端的联轴器； 2） 完成轴的全部结构设计； 3） 根据弯扭合成校核轴的强度； 4） 精确校核轴的危险截面是否安全。 【解】（坑爹吧，没答案？！）题 7 图 单级减速器简图
机 械 设 计 习 题 册 答 案 第5章 螺纹连接和螺旋传动1、简要分析普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点，并说明哪些螺纹适合用于连接，哪些螺纹适合用于传动？哪些螺纹已经标准化？普通螺纹：牙型为等边三角形，牙型角60度，内外螺纹旋合后留…
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第二节 化学反应的快慢和限度编制 宋西强 审核 高一化学组一、 教材分析（一）知识脉络在学生认识了化学反应中的物质变化和能量变化的实质后，引入化学反应进行的快慢和限度，使学生从化学反应快慢和限度这一全新的视角，继续认识化学反应。化学反应的快慢主要由物…
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