求机械设计基础练习题A卷填空题答案。

二、填空题

1.在定轴轮系中，惰轮的作用是改变末轮的转向，不该变轮系的传动比，同时可以增加中心距。

2.V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。

3.具有良好补偿综合位移能力的联轴器是 。

4. 代号为7310滚动轴承的内径尺寸为 50mm 。

5. 当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变，原因是 齿轮传动具有可分离性，加速度之比等于从动齿轮与主动齿轮的基圆半径反比。

6.在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越___低____，自锁性越___好_____。

7.相同系列和内径尺寸的球轴承与滚子轴承相比较，____滚子___轴承的承载能力高，_____球______轴承的极限转速高。

8.在链传动中。链轮的转速__越低_____，节距__越大____，齿数__越多_____，则传动的动载荷越大。

9.在平带或V带传动中，影响最大有效圆周力Fec的因素是__带的初拉力_____、_摩擦系数_______和__主动带轮的包角_____。

10.V带传动在工作过程中，带内应力有__松紧边的拉应力____、__离心拉应力______、_弯曲应力_____，最大应力σmax=__σ1_+__σb1_+__σc_________，发生在___刚进入主动轮_________处。

这是个螺栓连接设计题吧？这个计算可以按照机械设计手册中实例进行，也可以按照教科书中的实例进行。以下是计算选用公式、参数的一些参考。

1.没有图片不知道气缸是个气罐还是活塞，气罐的话为静载荷，活塞就是动载荷，螺栓在其中受轴向力作用，这样设计公式选用就有了选用依据。

2.不管气罐还是活塞，联接螺栓起的作用都很重要，选用8.8级及更高级螺栓，这就确定了螺栓的最小屈服强度，进而计算许用应力。

3.根据设计公式计算螺栓最小径，选用与其相近的螺栓；一般联接螺栓都用粗牙螺栓。

这个步骤要注意1.根据气缸压强与联接面受压强作用的面积计算螺栓轴组向力，螺栓数量一般为4，6，8，12，16等4的倍数；2.选用螺栓的小径不能小于计算值。

4.校核，如果校核不通过直接选用同样数量更大直径螺栓或增大螺栓数量，注意为减少连接面加工量，螺栓的数量应尽量小。

5.根据凸缘总厚确定螺栓长度，螺栓长度＝（凸缘总厚度+对应螺母厚度+弹垫厚度）圆整至标准值。

6.根据扳手空间确定螺栓安装孔所在圆的直径。

你看看是不是这个？

第一章 绪论

1-1机器的基本组成要素是什么？ 答：机械零件

1-2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。

答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。如齿轮、轴、螺钉等。 构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。 部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。

1-3什么是通用零件？什么是专用零件？

答：通用零件在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉、轴等。

在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。

1-4机械设计课程研究的内容是什么？

答：机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。 第二章 机械设计总论

机构运动见图如下：

用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置，用以说明机构各构件间相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。

它与原机构有完全相当的运动，可以准确地表达机构的组成和传动情况，可以作为研究分析机构运动与受力的依据和设计新机构的参考资料。不按尺寸比例，只表明机构运动情况，也无须求出运动参数数值。由实际机构画出机构运动简图是反映运动本质的，由具体到抽象的过程，要求能准确无误表达原来机构的运动特点，完整地绘制出与运动有关的因素。

机构运动简图一定要按比例尺绘制，否则只能称之为机构示意图。机构运动简图比例尺是实物尺寸（m）比上图纸尺寸（mm），单位是m/mm，机械制图比例尺是图纸尺寸（mm）比上实物尺寸（mm），无单位。

扩展资料

为了正确绘制机构运动简图，首先要明白绘制机构运动简图的目的。

绘制机构运动简图的目的就是将那些与机构运动无关的外部形态，如构件的截面尺寸、组成构件的零件数目和运动副的具体结构等撇开，而把决定机构运动性质的本质上的东西，如运动副的数目、类型、相对位置及某些尺寸等抽象出来，清晰地表示出机械的组成、机构运动传递关系，以便于对机械进行运动和动力分析。

采用“顺藤摸瓜法”。先对机构的结构及运动形式进行分析，研究机构是怎样组成的，各个构件又是怎样运动的，既从主动件开始顺次观察各“藤”一一构件的运动及其结构和形状，其次确定构件之间的连接方式即各“瓜”一一运动副类型和数目。

然后选择恰当的投影面，一般选择机构中多数构件的运动平面为投影面，必要时也可以就机械的不同部分选择两个或两个以上的投影面，再展开到同一图面上。

参考资料：机构运动简图-百度百科

机械设计第五章课后习题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∑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？堡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KN，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相平行、距离为mm、大小为60KN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓不知型式，设采用铰制孔用螺栓联接，试问哪一种不知型式所用的螺栓直径较小？为什么？ ________________________________________5-7 图5-52所示为一拉杆螺纹联接。已知拉丁所受的载荷F=56KN,载荷稳定，拉丁材料为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。若接合面的摩擦系数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Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10 000N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）的螺杆和螺母的主要尺寸。起重量为40000N，起重高度为200mm,材料自选。 参考答案5-1:螺纹类型 特点 应用普通螺纹 牙形为等力三角形，牙型角60o，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，以减少应力留集中。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，自锁性较好，搞剪强度高，但因牙细在耐磨，容易滑扣 一般联接多用粗牙螺纹，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管螺纹 牙型为等腰三角形，牙型角55o，内外螺纹旋合后无径向间隙，牙顶有较大的圆角 管联接用细牙普通螺纹 薄壁管件 非螺纹密封的55o圆柱管螺纹 管接关、旋塞、阀门及其他附件 用螺纹密封的55o圆锥管螺纹 管子、管接关、旋塞、阀门及其他螺纹连接的附件 米制锥螺纹 气体或液体管路系统依靠螺纹密封的联接螺纹梯形螺纹 牙型为等腰梯形，牙侧角3o，内外螺纹以锥面巾紧不易松动，工艺较好，牙根强度高，对中性好 最常用的传动螺纹锯齿形螺纹 牙型不为等腰梯形，工作面的牙侧角3o，非工作面的牙侧角30o。外螺纹牙根有较大的圆角，以减少应力集中。内外螺纹旋合后，大径处无间隙，便于对中。兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根旨度高的特点 只能用于单向受力的螺纹联接或螺旋传动，如螺旋压力机 ________________________________________5-2答：可以减小螺栓的刚度，从而提高螺栓联接的强度。 ________________________________________5-3 解： 解： 最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时，它的最大应力增大，最小应力不变。 ________________________________________5-4 ________________________________________5-5采用铰制孔用螺栓联接为宜，因为托架所承受的载荷有较大变动，普通螺栓联接靠接合面产生的摩擦力矩来抵抗转矩。由公式 和 可求得螺栓的最小直径，铰制孔用螺栓时，由公式 及挤压强度和剪切强度公式可以计算出此时的最小直径，两个直径进行比较可得出铰制孔用螺栓的直径小。 ________________________________________5-6 ________________________________________5-7 ________________________________________5-8 ________________________________________5-9 ________________________________________5-10 ________________________________________5-11解： (1) 选作材料。螺栓材料等选用45号钢 。螺母材料选用ZCuA19Mn2,查表确定需用压强[P]=15MPa.(2)确定螺纹牙型。梯形螺纹的工艺性好，牙根强度高，对中性好，本题采用梯形螺纹。（3）按耐磨性计算初选螺纹的中径。因选用梯形螺纹且螺母兼作支承，故取 ，根据教材式（5-45）得 按螺杆抗压强度初选螺纹的内径。根据第四强度理论，其强度条件为 但对中小尺寸的螺杆，可认为 ，所以上式可简化为 式中，A为螺杆螺纹段的危险截面面积， S为螺杆稳定性安全系数，对于传力螺旋，S=3.5-5.0对于传导螺旋，S=2.5-4.0对于精密螺杆或水平螺杆，S>4.本题取值为5.故 （5）综合考虑，确定螺杆直径。比较耐磨性计算和抗压强度计算的结果，可知本题螺杆直径的选定应以抗压强度计算的结果为准，按国家标准GB/T5796-1986选定螺杆尺寸参数：螺纹外径d=44mm,螺纹内径d1=36mm,螺纹中径d2=40.5mm,螺纹线数n=1,螺距P=7mm.(6)校核螺旋的自锁能力。对传力螺旋传动来说，一般应确保自锁性要求，以避免事故。本题螺杆的材料为钢，螺母的材料为青铜，钢对青铜的摩擦系数f=0.09(查《机械设计手册》)。因梯形螺纹牙型角 ,所以 因 ,可以满足自锁要求。注意：若自锁性不足，可增大螺杆直径或减沾上螺距进行调整。（7）计算螺母高度H.因选 所以H= ,取为102mm.螺纹圈数计算：z=H/P=14.5螺纹圈数最好不要超过10圈，因此宜作调整。一般手段是在不影响自锁性要求的前提下，可适当增大螺距P,而本题螺杆直径的选定以抗压强度计算的结果为准，耐磨性已相当富裕，所以可适当减低螺母高度。现取螺母高度H=70mm,则螺纹圈数z=10,满足要求。（8）螺纹牙的强度计算。由于螺杆材料强度一般远大于螺母材料强度，因此只需校核螺母螺纹的牙根强度。根据教材表5-13，对于青铜螺母 ,这里取30MPa,由教材式（5-50）得螺纹牙危险截面的剪切应力为 满足要求螺母螺纹根部一般不会弯曲折断，通常可以不进行弯曲强度校核。（9）螺杆的稳定性计算。当轴向压力大于某一临界值时，螺杆会发生侧向弯曲，丧失稳定性。好图所示，取B=70mm.则螺杆的工作长度l=L+B+H/2=305mm螺杆危险面的惯性半径i=d1/4=9mm螺杆的长度：按一端自由，一段固定考虑，取 螺杆的柔度： ,因此本题螺杆 ,为中柔度压杆。棋失稳时的临界载荷按欧拉公式计算得 所以满足稳定性要求。公式、图片发不了，你写个邮箱吧！

机械设计课程思考题和习题(适用教材：李建功主编《机械设计》(第四版))

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