机械零件的强度.资料

《机械零件的强度.资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械零件的强度.资料（14页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第一篇总论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 -1 =180MPa，取循环基数N0=5 106， 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 AD 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 =900MPa，B屈服极限 =750MPa，试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数k。S3-4 圆轴轴肩处的尺寸为： D

2、=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。第二篇联接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

3、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相平行、距离为250mm 、大小为 60kN 的

4、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Q235 钢，试设计此联接。F=56kN ，载荷稳定，拉杆材料为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

5、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

6、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=1000N m，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 =

7、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7-1 现有图承受静载荷铆接、焊接、铰接和过盈联接7-26 所示的焊接接头， 被焊件材料均为Q235 钢，b=170mm ，b1=

8、80mm ， =12mm ，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100100 10（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=8

9、0mm，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 ）。第三篇机械传动第八章带传动8-1 V带传动的n1=1450r/MIN ，带与带轮的当量摩擦系数f v=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

10、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

11、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=（ 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

12、 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 K A =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K A=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

13、 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 K FN= K HN =1；（2）齿轮 B 为主动轮，齿轮 A 和齿轮 C 均为从动轮，设 K FN= K HN =1；CBA图 10-48齿轮传动许用应力分析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？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

14、-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L h=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，=9o22， mn38SiMnMo （调质），大齿轮材=6mm ，b=160mm ，8 级精度，小齿轮材料为料为 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

15、齿轮传动，已知P =130kW ， n =11640r/min ，11z1=23， z2=73，寿命 L h=100h ，小齿轮作悬臂布置，使用系数K A =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），小齿轮作悬臂布置。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。

16、已知：蜗轮传递的转矩 T 2=405 N m，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，

17、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=10600N m，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

18、四篇 轴系零、部件第十二章滑动轴承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

19、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d=150mm ，转速 n=1000r/min ，工作情况稳定。F=50000N ，轴颈直径第十三章滚动轴承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/P46207/P23020751307/P613-2 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，

20、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L h =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

21、=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/m

22、in ，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D 1=60mm ，外径 D 2=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

23、图 14-23a 所示的剪切销安全联轴器，传递转矩T max=650N m，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D m=100mm ，销钉数 z=2。若取 =0.7 B，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

24、心式水泵，由电动机带动，传递的功率材料为 45 钢，试按强度要求计算轴所需的最小直径。P=3 kW ，轴的转速n=960r/min ，轴的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 。已知：电动机额定功率 P=4kW ，转速 n1=750r/min ，低速轴转速 n2=130r/min ，大齿轮节圆直径 d2 =300mm ，宽度 B 2=90mm ，轮齿螺旋角 =12o，法向压力角 n=20 。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

25、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：中间轴转速 n2=180r/min ，传递功率 P=5.5kW ，有关的齿轮参数见下表：mn/mmnz齿轮2320112齿轮342023图中 A 、D 为圆锥滚子轴承的载荷作用中心。轴的材料为和的强度，并精确校核轴的危险截面是否安全。旋向10o44右9o22右45 钢（正火）。要求按弯扭合成理论验算轴的截面15-8一蜗杆轴的结构如图15-31 所示，试计算其当量直径dv 。赠送以下资料考试知识点技巧大全一、考试中途应饮葡萄糖水大脑是记忆的场所， 脑中有数亿个神经细胞在不停地进行着繁重的活动,大脑细胞活

26、动需要大量能量。科学研究证实,虽然大脑的重量只占人体重量的2%-3%,但大脑消耗的能量却占食物所产生的总能量的20%,它的能量来源靠葡萄糖氧化过程产生。据医学文献记载 ,一个健康的青少年学生 30 分钟用脑 ,血糖浓度在 120 毫克 /100 毫升 ,大脑反应快 ,记忆力强； 90 分钟用脑，血糖浓度降至 80 毫克 /100 毫升，大脑功能尚正常； 连续 120 分钟用脑， 血糖浓度降至60 毫克 /100 毫升，大脑反应迟钝，思维能力较差。我们中考、高考每一科考试时间都在 2 小时或 2 小时以上且用脑强度大，这样可引起低血糖并造成大脑疲劳，从而影响大脑的正常发挥，对考试成绩产生重大影响

27、。因此建议考生，在用脑 60 分钟时，开始补饮 25%浓度的葡萄糖水 100 毫升左右，为一个高效果的考试 加油 。二、考场记忆“短路”怎么办呢？对于考生来说，掌握有效的应试技巧比再做题突击更为有效。1.草稿纸也要逐题顺序写草稿要整洁，草稿纸使用要便于检查。不要在一大张纸上乱写乱画，东写一些，西写一些。打草稿也要像解题一样，一题一题顺着序号往下写。最好在草稿纸题号前注上符号，以确定检查侧重点。为了便于做完试卷后的复查，草稿纸一般可以折成4-8 块的小方格，标注题号以便核查，保留清晰的分析和计算过程。2.答题要按 先易后难 顺序不要考虑考试难度与结果，可以先用5 分钟熟悉试卷，合理安排考试进度，

28、先易后难，先熟后生，排除干扰。考试中很可能遇到一些没有见过或复习过的难题， 不要 蒙 了。一般中考试卷的题型难度分布基本上是从易到难排列的，或者交替排列。3.遇到容易试题不能浮躁遇到容易题，审题要细致。圈点关键字词，边审题边画草图，明确解题思路。有些考生一旦遇到容易的题目，便觉得心应手、兴奋异常，往往情绪激动，甚至得意忘形。要避免急于求成、粗枝大叶， 防止受熟题答案与解题过程的定式思维影响，避免漏题，错题，丢掉不该丢的分。4. 答题不要犹豫不决选择题做出选择时要慎重，要关注题干中的否定用词，对比筛选四个选项的差异和联系， 特别注意保留计算型选择题的解答过程。 当试题出现几种疑惑不决的答案时，

29、考生一定要有主见，有自信心，即使不能确定答案，也不能长时间犹豫，浪费时间，最终也应把认为正确程度最高的答案写到试卷上， 不要在答案处留白或开天窗。5.试卷检查要细心有序应答要准确。一般答题时，语言表达要尽量简明扼要，填涂答题纸绝不能错位。答完试题，如果时间允许，一般都要进行试卷答题的复查。复查要谨慎，可以利用逆向思维，反向推理论证，联系生活实际，评估结果的合理性，选择特殊取值，多次归纳总结。另外，对不同题型可采用不同的检查方法。选择题可采用例证法，举出一两例来能分别证明其他选项不对便可安心。 对填空题，则一要检查审题 ;二要检查思路是否完整 ;三要检查数据代入是否正确 ;四要检查计算过程 ;五

30、要看答案是否合题意 ;六要检查步骤是否齐全，符号是否规范。还要复查一些客观题的答案有无遗漏，答案错位填涂，并复核你心存疑虑的项目。 若没有充分的理由， 一般不要改变你依据第一感觉做出的选择。6、万一记忆短路 可慢呼吸考试中，有些考生因为怯场，导致无法集中精神，甚至大脑忽然一片空白， 发生 记忆堵塞 。此时不要紧张，不妨尝试如下方式：首先是稳定心态，保持镇静，并注意调节自己的呼吸率。先慢吸气，当对自己说 放松 时缓慢呼气，再考虑你正在努力回忆的问题， 如果你仍不能回想起来，就暂时搁下这道题，开始选做其他会的试题，过段时间再回过头来做这道题。第二，积极联想。你不妨回忆老师在讲课时的情景或自己的复习笔记，并努力回忆与发生记忆堵塞问题有关的论据和概念， 把回忆起的内容迅速记下来，然后，看能否从中挑出一些有用的材料或线索。第三，进行一分钟自我暗示。即根据自己的实际，选择能激励自己，使自己能心情平静和增强信心的话， 在心中默念 3 至 5 遍。比如： 我已平静下来，我能够考好 、 我有信心，一定能考出理想的成绩 等等。第四，分析内容，查找相关要点。借助试卷上其它试题，也许会给考生提供某些线索。因此不要轻易放弃，查看试题中的相关要点，看看是否能给考生提供线索或启发。