【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 dnv== m/s 60180。1000pv=Rpdn180。= 180。1000滑動(dòng)軸承的材料為HT150。1111 滾動(dòng)軸承主要類型有哪幾種？各有何特點(diǎn)？試畫出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。解：見表11—2 1112 說明下列型號(hào)軸承的類型、尺寸、系列、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及精度等級(jí)：32210E，52411/P5，61805，7312AC，NU2204E。解：32210E：圓錐滾子軸承，d=50，直徑系列2，寬度系列2，普通級(jí)精度 52411/P5：推力球軸承，d=55，直徑系列4，寬度系列2，5級(jí)精度 61805：深溝球軸承，d=55，直徑系列8，寬度系列1，普通級(jí)精度 7312AC：角接觸球軸承，d=60，直徑系列3，寬度系列0，普通級(jí)精度 NU2204E：圓柱滾子軸承，d=20，直徑系列2，寬度系列2，普通級(jí)精度 1113 選擇滾動(dòng)軸承應(yīng)考慮哪些因素？試舉出1~2個(gè)實(shí)例說明之。解：主要應(yīng)考慮如下三方面的影響因素來確定。1．軸承承受的載荷軸承的類型選擇主要決定于載荷的大小、方向和性質(zhì)。1)由于球軸承元件之間是點(diǎn)接觸，而滾子軸承是線接觸，所以在同樣的載荷下球軸承的接 觸應(yīng)力要比滾子軸承大，因此當(dāng)載荷輕而平穩(wěn)時(shí)，宜選球軸承；而當(dāng)載荷大、有沖擊時(shí)則宜選用滾子軸承。2)當(dāng)軸承載荷的方向?yàn)榧儚较驎r(shí)，應(yīng)選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。而當(dāng)載 荷方向?yàn)榧冚S向時(shí)，則應(yīng)選用推力球軸承。3)若軸承同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，且軸向載荷較小時(shí)，可選用深溝球軸承；而當(dāng)軸向荷較大時(shí)，則可選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。2．軸承的轉(zhuǎn)速1)由于球軸承比滾子軸承的滾動(dòng)阻力小，所以在尺寸、精度相同時(shí)，球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。2)在軸承內(nèi)徑相同情況下，不同的滾動(dòng)體尺寸對(duì)應(yīng)于不同的軸承尺寸系列。滾動(dòng)體的尺寸 愈大，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力也愈大，對(duì)軸承的強(qiáng)度和壽命影響也隨之增大，因此滾動(dòng)體小的軸承更適合于高速轉(zhuǎn)動(dòng)下工作。3)推力軸承的滾道對(duì)滾動(dòng)體的約束能力很小，在較高轉(zhuǎn)速時(shí)滾動(dòng)體很容易脫離滾道位置而失效，所以推力軸承的極限轉(zhuǎn)速都很低。3．軸承的調(diào)心性能 當(dāng)軸的跨距較大、彎曲剛度較小或由于加工安裝等原因造成軸兩端的軸承有較大不同心時(shí)，應(yīng)采用具有自動(dòng)調(diào)心性能的調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。1114 滾動(dòng)軸承的主要失效形式是什么？應(yīng)怎樣采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？解：疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的主要失效形式，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是驗(yàn)算當(dāng)量動(dòng)載荷以避免在要求壽命內(nèi)發(fā)生點(diǎn)蝕；當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，很大的靜載荷或沖擊載荷會(huì)使軸承滾道和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生塑性變形，使?jié)L道表面形成變形凹坑，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是驗(yàn)算當(dāng)量靜載荷以避免發(fā)生塑性變形。1115 試按滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算公式分析：（1）轉(zhuǎn)速一定的7207C軸承，其額定動(dòng)載荷從C增為2C時(shí)，壽命是否增加一倍？（2）轉(zhuǎn)速一定的7207C軸承，當(dāng)量動(dòng)載荷從P增為2P時(shí)，壽命是否由Lh下降為L(zhǎng)h/2？（3）當(dāng)量動(dòng)載荷一定的7207C軸承，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速由n增為2n時(shí)，其壽命有何變化？ 解：（1）否，應(yīng)是原來的8倍（2）否，應(yīng)是Lh/8（3）轉(zhuǎn)數(shù)壽命不變，時(shí)間壽命縮小一半。第十二章 軸和聯(lián)軸器 思考題和練習(xí)題121 軸有哪些類型？各有何特點(diǎn)？請(qǐng)各舉2~3個(gè)實(shí)例？ 解：根據(jù)承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸和心軸三種。轉(zhuǎn)軸既承受轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，如的減速箱轉(zhuǎn)軸。傳動(dòng)軸主要承受轉(zhuǎn)矩，不承受或承受很小的彎矩，如汽車的傳動(dòng)軸。心軸只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。122 轉(zhuǎn)軸所受彎曲應(yīng)力的性質(zhì)如何？其所受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的性質(zhì)又怎樣考慮？ 解：轉(zhuǎn)軸所受彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為靜應(yīng)力（單向轉(zhuǎn)動(dòng)）、脈動(dòng)應(yīng)力（單向轉(zhuǎn)動(dòng)且頻繁起動(dòng)）、對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力（頻繁正反轉(zhuǎn)）123 軸的常用材料有哪些？應(yīng)如何選用？解：軸的材料常采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼具有較高的綜合機(jī)械性能，因此應(yīng)用較多，特別是45號(hào)鋼應(yīng)用最為廣泛。為了改善碳素鋼的機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。合金鋼具有較高的機(jī)械性能，但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。值得注意的是：鋼材的種類和熱處理對(duì)其彈性模量的影響甚小，因此如欲采用合金鋼或通過熱處理來提高軸的剛度，并無實(shí)效。此外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較高，因此設(shè)計(jì)合金鋼軸時(shí)，更應(yīng)從結(jié)構(gòu)上避免或減小應(yīng)力集中，并減小其表面粗糙度。124 在齒輪減速器中，為什么低速軸的直徑要比高速軸粗得多？ 解：因?yàn)榈退佥S轉(zhuǎn)矩大。125 轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)時(shí)為什么不能先按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算，然后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而必須按初估直徑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、彎扭合成強(qiáng)度驗(yàn)算三個(gè)步驟來進(jìn)行？ 解：因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前各軸段長(zhǎng)度不定，彎矩?zé)o法確定。126 軸上零件的周向和軸向定位方式有哪些？各適用什么場(chǎng)合？解：軸向定位方式有軸肩、軸環(huán)和套筒等。軸肩和軸環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，并能承受較大軸向力；套筒定位結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單、可靠，但不適合高轉(zhuǎn)速情況。軸上零件的周向定位大多采用鍵、花鍵或過盈配合等聯(lián)接形式。以傳遞動(dòng)力為目的時(shí)，可用鍵連接；以傳遞精確運(yùn)動(dòng)為目的時(shí)，可用圓錐面或過盈配合；緊螺釘或銷連接僅用在傳遞扭矩小、且不重要的場(chǎng)合。127已知一傳動(dòng)軸傳遞的功率為40kW，轉(zhuǎn)速n=1000r/min，如果軸上的剪切應(yīng)力不許超過40MPa，求該軸的直徑？ 解：T=180。10180。6P40=180。106180。=382000Nm n1000t=40180。[t]180。，=163。[t]d179。= =35mm，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，如果軸上的剪切應(yīng)力不許超過55MPa，問該軸能傳遞多少功率？ 解：t=TT33=163。[t]，Nm T163。[t]180。180。d=55180。180。35== kW P=180。106129 已知一轉(zhuǎn)軸在直徑d=55mm處受不變的轉(zhuǎn)矩T=15180。=7180。，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，問該軸能否滿足強(qiáng)度要求？ 解：Me=M2+(aT)2=72+(180。15)2180。106N﹒mm，sca=MeMeMe===500 MPa，180。55而[s1]b=300 MPa，軸不能滿足強(qiáng)度要求。1210 聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器的功用有何異同？各用在機(jī)械的什么場(chǎng)合？解：聯(lián)軸器和離合器都是用來連接兩軸(或軸與軸上的回轉(zhuǎn)零件)，使它們一起旋轉(zhuǎn)并傳遞扭矩的部件，但離合器在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可將傳動(dòng)系統(tǒng)隨時(shí)分離或接合，聯(lián)軸器則不能。制動(dòng)器是對(duì)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)件施加阻力或阻力矩，實(shí)現(xiàn)迅速減速或停止運(yùn)動(dòng)。1211 為什么有的聯(lián)軸器要求嚴(yán)格對(duì)中，而有的聯(lián)軸器則可以允許有較大的綜合位移？ 解：聯(lián)軸器有剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器，剛性聯(lián)軸器無誤差補(bǔ)償能力，故要求嚴(yán)格對(duì)中，否則兩軸憋著勁無法正常工作；而撓性聯(lián)軸器有誤差補(bǔ)償能力，可依靠聯(lián)軸器元件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或彈性變形，來自動(dòng)適應(yīng)兩軸的偏斜誤差。1212 剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器有何差別？各舉例說明它們適用于什么場(chǎng)合？解：剛性聯(lián)軸器無誤差補(bǔ)償能力，適用于系統(tǒng)剛性好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的場(chǎng)合；彈性聯(lián)軸器有誤差補(bǔ)償能力，彈性元件有緩沖減震作用，適用于系統(tǒng)剛性較差，工作中易產(chǎn)生兩軸偏斜誤差和有沖擊振動(dòng)的場(chǎng)合。1213萬(wàn)向聯(lián)軸器有何特點(diǎn)？如何使軸線間有較大偏斜角a的兩軸保持瞬時(shí)角速度不變？ 解：萬(wàn)向聯(lián)軸器的最大特點(diǎn)就是能適應(yīng)兩軸間很大的角度位移，為保持輸出瞬時(shí)角速度不變，可采用雙萬(wàn)向聯(lián)軸器，且在聯(lián)軸器布置上滿足恒速要求的三個(gè)條件。1214選擇聯(lián)軸器的類型時(shí)要考慮哪些因素？確定聯(lián)軸器的型號(hào)應(yīng)根據(jù)什么原則？解：依據(jù)機(jī)器的工作條件（諸如轉(zhuǎn)速、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、系統(tǒng)剛性、溫度等）選定合適的類型，按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸的轉(zhuǎn)速和軸端直徑從標(biāo)準(zhǔn)中選擇所需的型號(hào)和尺寸。1215 試比較牙嵌離合器和摩擦離合器的特點(diǎn)和應(yīng)用？解：牙嵌離合器結(jié)合準(zhǔn)確、可靠、傳遞載荷大，但結(jié)合過程沖擊大，不適合高速，一般在空載下離合。摩擦離合器和牙嵌離合器相比，有下列優(yōu)點(diǎn)：不論在何種速度時(shí)，兩軸都可以接合或分離；接合過程平穩(wěn)，沖擊、振動(dòng)較??；從動(dòng)軸的加速時(shí)間和所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可以調(diào)節(jié)；過載時(shí)可發(fā)生打滑，以保護(hù)重要零件不致?lián)p壞。其缺點(diǎn)為外廓尺寸較大；在接合、分離過程中要產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，故發(fā)熱量較大，磨損也較大。一般而言，當(dāng)要求主、從動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)且傳遞轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，可選用嵌入式離合器；當(dāng)要求在高速下平穩(wěn)接合而主、從動(dòng)軸同步要求低時(shí)，宜選用摩擦式離合器。1216帶式制動(dòng)器與塊式制動(dòng)器有何不同？各適用于什么場(chǎng)合？解：塊式制動(dòng)器靠瓦塊與制動(dòng)輪間的摩擦力來制動(dòng)，瓦塊對(duì)制動(dòng)輪的包角較小，故制動(dòng)力相對(duì)較小，但對(duì)軸的作用力?。ɡ碚撋蠈?duì)軸的徑向力為零）。帶式制動(dòng)器主要用撓性鋼帶包圍制動(dòng)輪。制動(dòng)帶包在制動(dòng)輪上，制動(dòng)帶與制動(dòng)輪之間產(chǎn)生摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)合閘制動(dòng)。帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它由于包角大而制動(dòng)力矩大，但其缺點(diǎn)是制動(dòng)帶磨損不均勻，容易斷裂，而且對(duì)軸的作用力大。第十三章彈簧 思考題和練習(xí)題1 彈簧有哪些類型？各有什么功用？解：按照所承受的載荷不同，彈簧可以分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等四種。按外形不同又可分為：螺旋彈簧、碟形簧、環(huán)形簧、盤彈簧和板簧。彈簧的主要功用有：1）控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，如制動(dòng)器、離合器中的控制彈簧，內(nèi)燃機(jī)氣缸的閥門彈簧等。2）減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振彈簧，以及各種緩沖器用的彈簧等。3）儲(chǔ)存及輸出能量，如鐘表彈簧、槍栓彈簧等。4）測(cè)量力的大小，如測(cè)力器和彈簧秤中的彈簧等。2 彈簧旋繞比C的含義是什么？設(shè)計(jì)彈簧時(shí)為什么C值不宜取得過大或過?。?解：彈簧旋繞比C是彈簧外徑與鋼絲直徑之比，旋繞比C影響彈簧的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及制造的難易。C值大，彈簧較軟，剛性小，容易變形，容易繞制。C值小，則相反，彈簧較硬，剛性大，不易繞制，還會(huì)影響壓簧的穩(wěn)定性。3 什么是彈簧的特性曲線？它與彈簧的剛度有什么關(guān)系？ 解：彈簧所受載荷與其變形之間的關(guān)系曲線稱為彈簧的特性曲線。該特性曲線的斜率值反映彈簧的剛度。定剛度彈簧的特性曲線為直線，而變剛度彈簧的特性曲線為曲線。第十四章機(jī)械的平衡和調(diào)速思考題和練習(xí)題141什么情況下要對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行靜平衡？什么情況下要對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡？動(dòng)平衡后的轉(zhuǎn)子是否達(dá)到了靜平衡？解：對(duì)于軸向尺寸較小的盤狀轉(zhuǎn)子（b/D142選擇平衡質(zhì)量的位置以及動(dòng)平衡中兩個(gè)平衡基面的位置時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？ 解：選擇平衡質(zhì)量的位置以及動(dòng)平衡中兩個(gè)平衡基面的位置時(shí)首先應(yīng)考慮轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，布置平衡質(zhì)量的位置以及動(dòng)平衡中兩個(gè)平衡基面的位置要方便；為減小平衡質(zhì)量，其位置的回轉(zhuǎn)半徑盡可能大，兩個(gè)平衡基面的距離也盡可能大。143飛輪的調(diào)速功能是利用了飛輪的儲(chǔ)能作用，在工程中利用飛輪的儲(chǔ)能作用還有哪些應(yīng)用？試舉幾例。飛輪能否調(diào)節(jié)非周期性速度波動(dòng)？解：飛輪由于它的儲(chǔ)能作用，使其在工程中得到廣泛應(yīng)用。比如鍛壓、沖壓機(jī)械，在鍛壓、沖壓的瞬間釋放動(dòng)能來克服瞬間的尖峰載荷，達(dá)到節(jié)能的目的；玩具小汽車用飛輪的動(dòng)能提供能量；以回轉(zhuǎn)構(gòu)件為從動(dòng)件的桿機(jī)構(gòu)，利用飛輪動(dòng)能創(chuàng)過死點(diǎn)等。飛輪不能調(diào)節(jié)非周期性速度波動(dòng)。144轉(zhuǎn)子不平衡和速度波動(dòng)均會(huì)在運(yùn)動(dòng)副中引起附加動(dòng)壓力，試分析它們的區(qū)別。解：不平衡在運(yùn)動(dòng)副中引起附加動(dòng)壓力是由于不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力（外力）引起的；而速度波動(dòng)則是由于速度變化使得構(gòu)件間的相互作用力（內(nèi)力）變化引起的。二者是獨(dú)立的，即勻速運(yùn)動(dòng)的不平衡轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)壓力，平衡轉(zhuǎn)子速度波動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)壓力。145什么是速度不均勻系數(shù)？速度不均勻系數(shù)是否越小越好？解：速度不均勻系數(shù)是速度波動(dòng)的幅度與平均速度之比，速度不均勻系數(shù)越小，要求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就越大，結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量就越大。故不能片面追求速度的均勻，滿足使用要求即可。146圖示為一鋼制圓盤，盤厚b=50mm。在位置Ⅰ處有一直徑f=50mm的通孔，位置Ⅱ處有一質(zhì)量m2=。為了使圓盤平衡，擬在圓盤上直徑為r=200mm處打一通孔。試求此通孔的直徑與位置。（鋼的密度r=）題146圖解：(mbrb)x=(180。52180。5180。)180。100180。cos1350+500180。200180。cos2100=(mbrb)y=(180。52180。5180。)180。100180。sin1350+500180。200180。sin2100=2mbrb=[(mbrb)2+(mr)xbby]12=，mb=1122 [(mbrb)x+(mbrb)y]2=，rb(pd24180。5)180。=mb，d=4mb180。10=5180。180。pab=arctan[(mbrb)y/(mbrb)x]==第十五章機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定思考題和練習(xí)題151設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案需要考慮哪些基本要求？設(shè)計(jì)的大致步驟如何？解：基本要求：采用盡可能簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈，優(yōu)先選用基本機(jī)構(gòu)，應(yīng)使機(jī)械有較高的機(jī)械效率，合理安排不同類型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序，合理分配傳動(dòng)比，保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。一般步驟：1擬定機(jī)械的工作原理,2執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)及原動(dòng)機(jī)的選擇，3機(jī)構(gòu)的選型及組合，4機(jī)構(gòu)的尺寸綜合，5方案分析，6方案評(píng)審。152什么叫機(jī)械的工作循環(huán)圖？什么情況下需要畫工作循環(huán)圖？ 解：工作循環(huán)圖即機(jī)器在一個(gè)工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系的圖。對(duì)于有運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合要求的執(zhí)行構(gòu)件，在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)應(yīng)編制出機(jī)械工作循環(huán)圖。153機(jī)構(gòu)的選型一般遵循哪些原則？ 解：機(jī)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)考慮以下一些原則：（1）所選機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足機(jī)器運(yùn)動(dòng)方面的要求。這些要求包括運(yùn)動(dòng)形式的變換、減速或增速、變速以及運(yùn)動(dòng)精度等。（2）根據(jù)需要，所選機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的動(dòng)力性能，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無沖擊、振動(dòng)，具有較高的機(jī)械效率，對(duì)工作負(fù)荷的改變有較好的適應(yīng)能力等。（3）在滿足運(yùn)動(dòng)及工作要求的前提下，選用盡可能少的構(gòu)件組成簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈。這對(duì)于保證運(yùn)動(dòng)精度、提高機(jī)械效率和降低生產(chǎn)成本等都是有利的。（4）選用機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)條件，要取材方便，加工容易，便于安裝調(diào)試。（5）所選機(jī)構(gòu)在工作中要安全可靠，便于操作、維護(hù)和檢修。154機(jī)構(gòu)組合有哪幾種方式？解：機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合、機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合、機(jī)構(gòu)的封閉組合。第二篇：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)習(xí)題解答《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》習(xí)題 解 答機(jī)械工程學(xué)院目錄第0章 緒論1 第一章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其自由度2 第二章平面連桿機(jī)構(gòu)4 第三章 凸輪機(jī)構(gòu)6 第四章 齒輪機(jī)構(gòu)8 第五章 輪系及其設(shè)計(jì)