机械设计精彩编辑题100例.doc

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1、-!第三章 机械零件强度1、某优质碳素结构钢零件，其ss=280MPa，sB=560MPa，s1=250MPa，工作应力smax=155MPa，smin=30MPa，零件的有效应力集中系数Ks=1.65，尺寸系数es=0.81，表面状态系数b=0.95，等效系数ys=0.30。如取许用安全系数S=1.5，试校核该零件的强度是否足够（为安全起见一般计算屈服强度和疲劳强度两种安全系数）。2、某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力，最小应力，平均应力，应力幅，循环特性r。3、某零件受稳定交变弯曲应力作用，最大工作应力，最小工作应力，屈服极限，对称循环疲劳极限，脉动循环疲劳极限，略去危险截面处应力集

2、中系数等综合影响系数的影响，试求：（1）等效系数值（2）安全系数S值4、已知材料，常数，用图解法及计算法求安全系数S。注：简化疲劳极限线图采用折线图法。5、某钢制零件,其，。工作变应力，零件的有效应力集中系数，绝对尺寸系数，表面状态系数。要求许用安全系数，常数，校核该零件的强度是否足够。6、一个由40Cr制成的零件，其力学性能如下：屈服极限，对称循环疲劳极限，脉动循环疲劳极限，已知最大工作应力，最小工作应力，r=常数，综合影响系数，试绘制该零件的许用极限应力图（折线图），并用作图法计算它的安全系数，指出该零件可能发生的破坏形式。7、某零件的材料，试画出其简化极限应力图；当工作应力，试在该图上标

3、出此点K，并说明是否在安全区。8、某零件受对称循环变应力，其材料在次时，疲劳曲线方程的指数。若零件的实际工作情况为：在下工作次，在下工作，试问若又在下工作，允许工作多少次数？9、某钢制零件已知材料的极限应力图，其，该零件的有效应力集中系数，尺寸系数，表面状态系数，寿命系数，工作应力的循环特性。1.试用作图法求当安全系数为1.5情况下的最大工作应力值；2.该零件过载时的可能破坏形式；3.绘出工作应力图(图上标出，)。10、有一材料，在式中，问当时，疲劳强度，此时会出现什么现象？是否可按此应力设计。11、如已知材料的对称循环疲劳极限s-1=240MPa，脉动循环疲劳极限s0420MPa，屈服极限s

4、S=570MPa，试画出按折线简化的极限应力图。如有一应力状态K(sKm，sKa)为已知，其应力变化规律为r=常数=0.75，sm180MPa，试在极限应力图上标出K点的极限应力点。12、图示为一塑性材料的简化极限应力图，1)请标出图中点A、B、S的坐标；2)设用该材料制造机械零件，其综合影响系数(Ks)D2，则考虑综合影响系数时点A、B在图上何处，请标出。13、已知极限应力图中某应力状态C(sCm,sCa),试在该图上标出C点按三种应力变化(=常数、sm=常数及smin=常数)时的极限应力点。第5章 螺纹连接14、图示某机构上的拉杆端部采用普通螺纹联接。已知拉杆所受最大载荷F16kN，载荷很

5、少变动。螺钉和拉杆材料为Q235钢，屈服极限，试确定拉杆螺纹的最小直径（安全系数可取)。15、图示吊钩起重量W20kN，吊钩材料为5.8级，Q235，起重用，取安全系数，试求吊钩螺纹部分所需最小直径。16、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D155mm的圆周上，接合面摩擦系数m=0.12，摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）。若联轴器传递的转矩T1500Nm，问每个螺栓预紧力F应为多大？17、图示螺栓联接中，采用两个M16（小径，中径，）的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级，联接时不严格控制预紧力（取安全系数，被联接件接合面间的摩擦系数m=0.2。若考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系

6、数），试计算该联接允许传递的静载荷FR（取计算直径dc=d1）。18、一受轴向外载荷F1000N的紧螺栓联接，螺栓的刚度为，被联接件的刚度为，且8；预紧力F1000N。试求螺栓中的总拉力和被联接件中的剩余预紧力F。19、图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的载荷FQ100000N，螺栓材料为5.8级，Q235，安装时不控制预紧力，取安全系数，取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。20、已知普通粗牙螺纹大径d=24mm，中径，螺距P3mm，螺纹副间摩擦系数m=0.15，试求：1）螺纹升角y；2）此螺栓能否自锁？3）若用此螺栓作起重螺杆，起重时的效率h为多少？21、

7、气缸盖联接结构如图所示，气缸内径D=250mm，为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹内径15.294mm、中径16.376mm，许用拉应力=120MPa，取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径dc=d1）。22、刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接。螺栓均匀分布在D=100mm的圆周上，接合面摩擦系数m=0.15，考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）。若联轴器传递的转矩T150N.m，载荷较平稳，螺栓材料为6.8级，45钢，不控制预紧力，安全系数取，试求螺栓的最小直径。23、如图所示的夹紧联接柄承受静载荷FQ720N，螺栓个数z2，联接柄长度L250mm，轴

8、直径，夹紧接合面摩擦系数m0.15，螺栓材料为4.6级、Q235钢、，拧紧时不严格控制预紧力，取安全系数,试求螺栓所需最小直径（或计算直径）。24、图示为一气缸盖螺栓联接预紧时的受力-变形图。当螺栓再承受F=+2000+1000N的工作载荷时，试求：1）螺栓总拉力应如何变化，其最大拉力和最小拉力为多少？2）螺栓受拉应力循环特性系数是多少？25、板A用5个普通螺钉固定在机座B上，已知板与机座间摩擦系数m=0.15，防滑系数（可靠性系数）Kf=1.2，螺钉许用应力，试指出哪个螺钉是危险螺钉？并按强度计算该螺钉联接中螺钉所需的小径（或计算直径）尺寸。26、图示方形盖板用4个螺钉与箱体联接，吊环作用1

9、0kN的力，吊环因制造误差，中心O与螺栓组形心O偏离，求受力最大的螺栓所受的工作拉力。27、受轴向力紧螺栓联接，已知螺栓刚度，被联接件刚度，螺栓所受预紧力，螺栓所受工作载荷为F4000N。要求：1）按比例画出螺栓与被联接件受力-变形图（比例尺自定）。2）在图上量出螺栓所受的总拉力和剩余预紧力F，并用计算法求出此二值，互相校对。3）若工作载荷在04000N之间变化，螺栓的危险截面面积为，求螺栓的应力幅和平均应力（按计算值等求、，不按作图求值)。用螺栓将板A固定在B上，试确定图示铰制孔用螺栓组联接中受力最大的螺栓所受的力。28、如图所示气缸内径D400mm，蒸汽压力p=00.5MPa，采用16个M

10、22普通螺栓联接（螺栓小径，中径，），螺栓均匀分布在的圆周上。螺栓的相对刚度，联接剩余预紧力为工作载荷的1.5倍。若螺栓的许用拉应力，许用应力幅，试校核该螺栓组的强度（取计算直径dc=d1）。29、试改正下图螺钉联接的错误结构。（另画一正确图即可。）30、下图是RBHeywood为了提高螺栓联接疲劳寿命设计的个结构特点，试说明各自提高寿命的原因。第6章 键、销31、试校核A型普通平键联接铸铁轮毂的挤压强度。已知键宽b=18mm，键高h=11mm，键（毂）长L=80mm，传递转矩T=840Nm，轴径d=60mm，铸铁轮毂的许用挤压应力。32、如图所示，齿轮与轴用普通A型平键联接，轴径d=70mm

11、，齿轮分度圆直径d1=200mm，圆周力，键宽b=20mm，键高h=12mm，键长L=80mm，求键侧挤压应力。33、钢齿轮与直径d=80mm的钢轴用普通平键B22100 GB109690，静联接，键高h=14mm，工作时有冲击，取，求键能传递的最大转矩。34、电瓶车牵引板与拖车挂钩间用圆柱销联接。已知，销材料为20钢，许用切应力，许用挤压应力，牵引力F15 kN，求销的直径d。（圆柱销直径系列：，6，8，10，12，16，20，25，30，40，50）（牵引板及拖车挂钩材料为45钢。）35、用手柄1转动轴2，在手柄与轴之间有f88的孔与轴相配，配合为H7/h6，问：1）若使轴转动，应在B处装

12、一销还是应在A、B两处各装一销？2）设销的许用切应力，求销的直径，销的数目按你上面的决定。36、分别用箭头指出工作面，并在图下方标出键的名称。第8章 带传动37、单根V带（三角带）传动的初拉力F0354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角a1150，带与带轮之间的摩擦系数m=0.485。求：1）V带（三角带）紧边、松边的拉力F1、F2；2）V带（三角带）传动能传递的最大有效圆周力Fe及最大功率P。38、已知V带（三角带）传递的实际功率P7kW，带速v10m/s，紧边拉力是松边拉力的2倍，试求有效圆周力Fe和紧边拉力F1的值。39、单根V

13、带（三角带）传递的最大功率P4.82kW，小带轮的基准直径dd1=180mm，大带轮的基准直径dd2=400mm，小带轮转速n1=1450r/min，小带轮上的包角a1152，带与带轮的当量摩擦系数m=0.25。试确定带传动的有效圆周力Fe、紧边拉力F1和张紧力F0。附：e=2.718。40、一开口平带减速传动，已知两带轮基准直径为dd1=150mm和dd2=400mm，中心距a=1000mm，小轮转速n1=1460r/min，试求：1）小轮包角；2）不考虑带传动的弹性滑动时大轮的转速；3）滑动率e=0.015时大轮的实际转速。41、带传递最大功率P4.7kW，小带轮基准直径dd1=200mm

14、，小带轮的转速n1=1800r/min，小带轮包角a1=135，摩擦系数m=0.25，求紧边拉力F1和有效拉力Fe（带与轮间的摩擦力已达到最大摩擦力）。42、某带传动装置，主、从动轴平行且轴心距a=1000mm，主动轮传递功率为10kW、转速n1=1200r/min、基准直径dd1=300mm，从动轮转速n2=400r/min，带的厚度忽略不计，摩擦系数m=0.2，设此时有效拉力已达最大值。试求从动带轮基准直径dd2，带速v，各轮上包角a1、a2及作用于紧边上的拉力F1（不计弹性滑动的影响）。43、根据初拉力F0、包角a、当量摩擦系数mv求得C型带基准长度Ld1600mm，根数z3的普通V带传

15、动的极限总摩擦力F2000N。当带速v7m/s时要求传递功率Pc15kW，问此传动能否正常工作？若不能正常工作，可采取哪些措施使传动能正常工作？（答出二种即可）44、一普通V带（三角带）传动，采用A型带，两个带轮的基准直径分别为125mm和250mm，初定中心距a0=450mm。据此，初步求得带长Ld01498mm。试：1）按标准选定带的基准长度Ld；2）确定实际中心距。附：A型带的基准长度系列（部分值）Ld /mm：900，1000，1120，1250，1400，1600，1800，2000，45、有一V带（三角带）传动，测量主动轮外径da1=190mm，从动轮外径da2= 720mm，主动

16、轮转速n1=940r/min，从动轮转速n2=233r/min，V带型号为B型，试求：1）传动比；2）滑动率e（外径，B型带ha=5mm)。46、有一A型V带（三角带）传动，主动轴转速n1=1480r/min，单位长度质量q=0.006kg/m，从动轴转速n2=600r/min，传递的最大功率P1.5kW，带速v=7.75m/s，中心距a=800mm，当量摩擦系数m=0.5，求带轮基准直径dd1、dd2和初拉力F。附：e=2.718。47、以下四种情况采用的是同样的V带（三角带）传动，初拉力相同，张紧方式不同，哪种情况带可能先断？为什么？并按寿命由长到短排出这四种传动的顺序。第9章 链传动48

17、、已知链节距p19.05mm，主动链轮齿数z1=23，转速n1=970r/min。试求平均链速v。49、一滚子链传动，已知传动比i=2.78，z2=47，小链轮分度圆直径d1=86.395mm，链的长度L1778mm，求链节数Lp。50、单列滚子链水平传动，已知主动链轮转速n1=970r/min，从动链轮转速n2=323r/min，平均链速v5.85m/s，链节距p=19.05mm，求链轮齿数z1、z2和两链轮分度圆直径。51、单列滚子链水平传动，已知主动链轮转速n1=965r/min，从动链轮转速n2=350r/min，平均链速v3.47m/s，链节距p=12.7mm，求链轮齿数z1、z2和

18、两链轮分度圆直径。52、已知主动链轮转速n1=965r/min，传动比i=2.76，从动链轮分度圆直径d2=190.12mm，从动链轮齿数z247，试计算平均链速。53、图示链传动，小链轮1按什么方向旋转比较合理（在图中标出）？并说明原因。 第10章齿轮传动54、一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3.5mm,，z1=25，z2=76, b=105416。已知传递的功率P175kW，转速n1=730r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。55、手动起升装置，采用两级开式齿轮传动。已知：z1z320，z2z460，手柄长度L250mm，人手最大作用力F15

19、0N，卷筒直径D500mm，开式齿轮效率hk0.96，轴承效率hc=0.98，求最大起重量W。56、图示两级斜齿圆柱齿轮减速器。已知轮1的螺旋线方向和III轴转向，齿轮2的参数mn=3mm，z2=57，b=14，齿轮3的参数mn=5mm，z3=21。求：1）使II轴所受轴向力最小时，齿轮3的螺旋线应是何旋向？在图上标出齿轮2、3的螺旋线方向。2）在图上标出齿轮2、3所受各分力方向。3）如使II轴的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取多大值？57、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。已知：小齿轮齿数z1=19，大齿轮齿数z2=78，法向模数mn=2mm，中心距a=100mm，传递

20、功率P=15kW，小齿轮转速n1=960r/min，小齿轮螺旋线方向左旋。求：1）大齿轮螺旋角b 的大小和方向；2）小齿轮转矩T1；3）小齿轮分度圆直径d1；4）小齿轮受力（用三个分力表示）的大小和方向，并在图上画出。58、有A、B两个单级直齿圆柱齿轮减速器，其齿轮材料、热处理方法、精度等级和宽度均对应相等。A减速器中齿轮的参数为：，（齿形系数，应力修正系数)，0(,)；B减速器中齿轮的参数为：，(,)，(,)。若不考虑重合度影响，试分析在同样工作条件下，哪一个减速器中齿轮强度高？59、求直齿圆柱齿轮传动的从动轮受力大小和方向（用两个分力表示）。已知：传动功率P11kW，从动轮转速n2=95.

21、5r/min，z120，m=2.5mm，a=20，z2=40。60、求直齿圆柱齿轮传动的从动轮受力大小和方向（用两个分力表示）,已知：传动功率P12kW，从动轮转速n2=95.5r/min，z130，z260，m=3mm，a=20。61、一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知z120，z240，m=2mm，b=40mm, YSa1=1.55，YSa2=1.67，YFa1=2.80，YFa2=2.40，ZH=2.5，ZE=189.8(MPa)1/2，Zu=1.225，P=5.5kW，n1=1450r/min，K1=K2。求：sF1/sF2和sH1/sH2。注：，62、一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：

22、mn=3.5mm,，z1=25，z2=76, b=105416。已知传递的功率P175kW，转速n1=730r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。63、一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3mm，z1=25，z2=75，b=80634。已知：传递的功率P170kW，转速n1=750r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。64、设计如图所示齿轮减速传动时，已知输入轴转速n1=730r/min，轮1、2的传动比i1=1.5，轮2、3的传动比i2=2，每天工作8h，每年工作260天，预期寿命10年。求各齿轮的接触应力及弯曲应

23、力的循环次数N。65、图示标准斜齿圆柱齿轮传动，z1为左旋, z129，z270，z3128，a1=100mm，a2=200mm，mn=2mm，功率P13kW，n1=100r/min（忽略摩擦，轮1主动），求z2受力（各用三个分力表示），并在图上标出。66、如图所示手动提升装置，采用两级直齿圆柱齿轮传动，两级齿轮传动的中心距a、模数m均相等，且z1z3，z2z4。匀速提升重物W3500N，卷筒直径D350mm，手柄长度L200mm，传动总效率h0.80，求：1）此装置的总传动比i；2）各级齿轮的传动比i1、i2。3）作用在手柄上的圆周力Ft67、图示为一对锥齿轮与一对斜齿圆柱齿轮组成的二级减速

24、器。已知：斜齿轮mn=2mm，z3=25，z4=53，II轴转矩T2=1210N.mm。1）如使z3、z4的中心距a=80mm，问斜齿轮螺旋角b？2）如使II轴轴向力有所抵消，试确定z3、z4的螺旋线旋向（在图上表示），并计算Fa3的大小，其方向在图上标出。68、图示直齿圆柱齿轮变速箱，长期工作，各对齿轮的材料、热处理、载荷系数、齿宽、模数均相同，不计摩擦损失。已知：z120，z280，z340，z460，z530，z670。主动轴I的转速n1=1000r/min，从动轴II的转矩T2恒定。试分析哪对齿轮接触强度最大，哪对最小。69、图示传动系统中，1、2为锥齿轮，3、4为斜齿轮，5为蜗杆，6

25、为蜗轮，小锥齿轮为主动轮，转向如图所示，试从各轴受轴向力较小要求出发，在图上画出各轮的转动方向、螺旋线方向及轴向力方向。70、在图示传动系统中，已知输入轴I的转向，要求蜗轮的转向为顺时针转动，试：1）确定蜗轮的螺旋线方向；2）为了使轴II、III上各传动件的轴向力相抵消一部分，在图上画出各齿轮的螺旋线方向；3）在各对传动的啮合处画出各齿轮和蜗杆所受的轴向力。 第11章 蜗杆传动71、有一双头蜗杆传动，蜗杆主动，转速960r/min，z2=61，m=8mm，d1=80mm，当量摩擦系数mv=0.08，蜗杆输入功率P17kW，求：1）蜗杆分度圆导程角g；2）蜗杆传动效率h（只考虑传动啮合效率，忽略

26、搅油及轴承损失）；3）蜗轮转向；4）蜗轮所受三个分力的大小并在图上表示其方向。72、有一闭式普通圆柱蜗杆传动，蜗杆轴的输入功率P3kW，转速n1=1430r/min，设计时选用钢制蜗杆（45钢），硬度e，X=0.4，Y=1.6，FS=Fr/3.2。86、斜齿轮轴由一对角接触球轴承7307AC（旧46307）支承，轴承正安装，已知Fr1=2600 N，Fr2=1900 N，FA=600 N，轴承计算有关系数如下表：eFa/FreFa/FreFS0.7X=0.41，Y=0.85X=1，Y=00.7Fr试求：1）轴承的内部轴向力FS1、FS2，并图示方向；2）轴承的轴向力Fa1、Fa2；3）轴承的当

27、量动载荷P1、P2，并判断危险轴承（fd=1，内部轴向力也称派生轴向力）。87、轴系由一对反安装的角接触球轴承7205AC（旧46205）支承（如图），转速n=730r/min，FR=3500N，fd=1.2。1）按图示情况分析两轴承受力（求径向力Fr、轴向力Fa、当量动载荷P）；2）计算危险轴承寿命Lh；3）若改为正安装，轴承受力有什么变化？其寿命为反安装的几倍？（Cr=1.24kN，Fa/Fre=0.68时，X=0.41，Y=0.87，FS=0.7Fr）88、深沟球轴承基本额定动载荷Cr=136 kN，额定静载荷C0r133 kN，已知轴的转速为n=256 r/min，冲击载荷系数fd=1

28、.2，此轴承受径向载荷Fr=20KN，轴向载荷Fa =5.32 kN，试计算此轴承的寿命。Fa/C0eFa/FreFa/Fre0.0280.22X=1，Y=0X=0.56，Y=2.00.0560.26X=1，Y=0X=0.56，Y=1.7189、试分析图中受单向轴向力Fa的角接触球轴承结构中的不合理结构处，并画出正确结构。第15章 轴90、已知I轴为输入轴，II轴为输出轴，两轴材料相同，dI=20mm，PI=2kW，nI=955r/min，齿轮齿数zI24，zII48，求：（1）II轴输出扭矩（不计摩擦）（2）按扭矩估算，dII30mm，强度是否满足？91、转轴上的扭矩T由联轴器传入，由斜齿轮

29、输出，齿轮分度圆直径d=67.6mm，轮齿受力Ft=10300N，Fa=2260N，Fr=3780N，设T为稳定的，a=0.3，试求转轴的最大当量弯矩Mvmax，并画出轴的弯矩扭矩图。92、车轮轮轴如图所示，车厢通过两端轴承各施载荷F20kN，车轴用45钢制成，车轮直径d=1.1m，其许用应力为：s+1b=230MPa，s0b=110MPa，s-1b=65MPa。试：（1）画出车轴的弯矩图、扭矩图；（2）求车轴中段直径d。93、有一轴由A、D两轴承支持，轴上作用力F1、F2，BC之间有扭矩4500N.mm，设扭矩是稳定的，轴的许用应力s+1b=170MPa，s0b=75MPa，s-1b=45M

30、Pa，求此轴在弯矩最大处的直径至少应为多少。94、有一根轴，其tB390MPa，tS220MPa，t-1170MPa，t0=320MPa；其工作应力为ta60MPa，tm=60MPa，由结构尺寸及表面质量知，要求：1）用计算法求其安全系数，2）画出其极限应力图（用1cm=40MPa）。3）在所画的极限应力图上，用图解法求St 。95、改正图中所示普通平键联接及轴套固定的结构错误。（另画一正确之图即可）96、指出图示轴系中的结构错误（用笔圈出错误之处，并简要说明错误的原因，不要求改正）。97、指出下面轴系结构错误，并简单说明错误原因。98、指出下图中齿轮轴系的结构错误，并简要说明错误原因。传动综合题99、图示两传动方案，哪个合理？并说明理由。100、指出图示传动方案有什么不合理（不需分析原因），是否有错误之处？有则指出，并简述其理由。