没有答案的部分,请将答案做出(写了“答案略”的题不做答案)一章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最小单元,可以分为通用零件和专用零件,例如:螺栓、齿轮、轴、弹簧。构件是机器中每一个独立的运动单元体,例如:连杆[1]、曲轴[2]。部件是机械的一部分,由若干装配在一起的零件所组成,例如:发动机底盘、车身、电气设备。1—4 机械设计课程研究的内容是什么?答:主要是介绍整台机器机械部分设计的基本知识,重点讨论一般尺寸和常用工作参数下的通用零件下的设计,包括它们的基本设计理论和方法以及技术资料、标准的应用等。具体内容包括:1)总论部分——机器及零件设计的基本原则,设计计算理论,材料选择,结构要求,以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识;2)联接部分——螺纹联接,键、花键及无键联接,销联接,铆接,焊接,胶接与过盈联接等;3)传动部分——螺旋[3]传动,带传动,链传动[4],齿轮传动[5],蜗杆传动以及摩擦轮传动等;4)轴系[6]传动——滑动轴承、滚动轴承,联轴器[7]与离合器[8]以及轴等;5)其它部分——弹簧,机座和箱体,减速机和变速器等。二章2—3 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?答: 机械零件主要失效形式有:1) 整体断裂——过载、疲劳;2) 过大的残余应变——应力超过屈服极限;3) 零件的表面破坏——腐蚀磨损点蚀[9];4) 破坏正常的工作条件而引起的失效——带传动的打滑,共振,螺纹的松弛。常用的计算准则主要有:1)强度准则;2) 刚度准则;3) 寿命准则;4) 振动稳定性准则;5)可靠性准则。2—8 机械零件设计中选择材料的原则是什么?答: 机械零件设计中选择材料的原则有:一,载荷及应力的大小和性质;二,零件的工作情况;三,零件的尺寸及重量;四,零件的结构复杂程度及工艺性;五,材料的经济性;六,材料的供应状况。2—9 指出下列材料的种类,并说明代号中符号及数字的含义:HT150,ZG230—450,65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSn10Pb5。答: HT150为黑色金属,“HT”代表灰铸铁,“150”代表最小抗拉强度为150MPa。ZG230—450为黑色金属,“ZG”代表铸钢,“230—450”中“230”代表最小屈服强度为230 MPa,“450”代表最小抗拉强度为450 MPa。65Mn为黑色金属(合金弹簧钢),“65”代表含碳量为 0.65%,“Mn”为加入合金元素。45为黑色金属(优质碳素结构钢),“45”代表含碳量为 0.45%。Q235为黑色金属(低合金高强度钢),“Q”代表低合金高强度钢,“235”代表屈服强度为235 MPa。40Cr为黑色金属(合金调质钢),“40”代表含碳量为 0.40%,“Cr”代表加入的合金元素。20CrMnTi为黑色金属(合金渗碳钢),“20”代表含碳量为0.20%,“Cr”“Mn”“Ti”为加入的合金元素。ZCuSn10Pb5为有色金属(铸造锡青铜),“ZCuSn”代表铸造锡青铜,“Sn”“Pb”为合金元素,“10”“5”为合金元素“Sn”“Pb”的含量分别为0.10%、0.05%。三章3—18 某材料的对称循环[10]弯曲疲劳极限σ=350MPa,屈服极限σ=550MPa,强度极限σ=750MPa,循环基数Nо=5×10,m=9,试求对称循环次数N分别为5×10、5×10、5×10次时的极限应力。解:由公式得:当N=5×10时,﹥σs=550MPa,已发生塑性变形,因此认为该点处于应变疲劳区,所以取σ =σs=550MPa;N=5×10时,,所以取σ =452MPa;N=5×10时, <σ=350MPa,所以取σ =350MPa(或N﹥Nо,处于无限寿命阶段)五章题5-20如图所示,两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接,梁受到的拉力F=28KN,摩擦系数f=0.2,控制预紧力,试确定所需螺栓的直径。(sigma )_(-1N)=sigma , sqrt [3](dfrac {{N)_(0)}(N)}=583MPa(解答见PPT习题,移植成word文档)题5-22受轴向载荷的紧螺栓联接,被连接件间采用橡胶垫片。已知预紧力F=1500N,当工作载荷F=1000N时,求螺栓受到的总拉力及被连接件之间的残余预紧力。(解答见PPT习题,移植成word文档)题5-23图示凸缘联轴器(GB/T5843—1986)的型号为YLD10,允许传递的最大转矩T=630N·m,两半联轴器采用4个M12的铰制孔螺栓联接,螺栓规格为M12×60(GB/T27—1988),螺栓的性能等级为8.8级,联轴器材料为HT200,试校核其联接强度。(sigma )_(-1N)=sigma , sqrt [3](dfrac {{N)_(0)}(N)}=583MPa题5-24铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示,已知L=300mm,a=60mm,试求三个方案中,受力最大的螺栓所受的力各为多少?哪个方案较好?(解答见PPT习题,移植成word文档)六章题6-16图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知:轴传递的转矩T=1000N·m,齿轮材料为锻钢,凸缘联轴器的材料为HT200,工作时有轻微冲击,联接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸,并校核其联接强度。八章题8-22一V带传动传递的功率p=7.5KW,带速 v=10m/s,测得紧边拉力是松边拉力的两倍,即F=2F,试求紧边拉力F、有效拉力F和预紧力F。题8-23现设计一带式输送机的传动部分,该传动部分由普通V带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机,额定功率P=11kW,转速n=1460r/min,减速器输入轴转速为400r/min,允许传动比误差为±5%,该输送机每天工作16小时,试设计此普通V带传动,并选定带轮结构形式与材料。
没有答案的部分,请将答案做出(写了“答案略”的题不做答案)
一章
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最小单元,可以分为通用零件和专用零件,例如:螺栓、齿轮、轴、弹簧。构件是机器中每一个独立的运动单元体,例如:连杆[1]、曲轴[2]。
部件是机械的一部分,由若干装配在一起的零件所组成,例如:发动机底盘、车身、电气设备。
1—4 机械设计课程研究的内容是什么?
答:主要是介绍整台机器机械部分设计的基本知识,重点讨论一般尺寸和常用工作参数下的通用零件下的设计,包括它们的基本设计理论和方法以及技术资料、标准的应用等。
具体内容包括:
1)总论部分——机器及零件设计的基本原则,设计计算理论,材料选择,结构要求,以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识;
2)联接部分——螺纹联接,键、花键及无键联接,销联接,铆接,焊接,胶接与过盈联接等;
3)传动部分——螺旋[3]传动,带传动,链传动[4],齿轮传动[5],蜗杆传动以及摩擦轮传动等;
4)轴系[6]传动——滑动轴承、滚动轴承,联轴器[7]与离合器[8]以及轴等;
5)其它部分——弹簧,机座和箱体,减速机和变速器等。
二章
2—3 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些?
答: 机械零件主要失效形式有:
1) 整体断裂——过载、疲劳;
2) 过大的残余应变——应力超过屈服极限;
3) 零件的表面破坏——腐蚀磨损点蚀[9];
4) 破坏正常的工作条件而引起的失效——带传动的打滑,共振,螺纹的松弛。
常用的计算准则主要有:
1)强度准则;
2) 刚度准则;
3) 寿命准则;
4) 振动稳定性准则;
5)可靠性准则。
2—8 机械零件设计中选择材料的原则是什么?
答: 机械零件设计中选择材料的原则有:
一,载荷及应力的大小和性质;
二,零件的工作情况;
三,零件的尺寸及重量;
四,零件的结构复杂程度及工艺性;
五,材料的经济性;
六,材料的供应状况。
2—9 指出下列材料的种类,并说明代号中符号及数字的含义:HT150,ZG230—450,65Mn,45,Q235,40Cr,20CrMnTi,ZCuSn10Pb5。
答: HT150为黑色金属,“HT”代表灰铸铁,“150”代表最小抗拉强度为150MPa。
ZG230—450为黑色金属,“ZG”代表铸钢,“230—450”中“230”代表最小屈服强度为230 MPa,“450”代表最小抗拉强度为450 MPa。
65Mn为黑色金属(合金弹簧钢),“65”代表含碳量为 0.65%,“Mn”为加入合金元素。
45为黑色金属(优质碳素结构钢),“45”代表含碳量为 0.45%。
Q235为黑色金属(低合金高强度钢),“Q”代表低合金高强度钢,“235”代表屈服强度为235 MPa。
40Cr为黑色金属(合金调质钢),“40”代表含碳量为 0.40%,“Cr”代表加入的合金元素。
20CrMnTi为黑色金属(合金渗碳钢),“20”代表含碳量为0.20%,“Cr”“Mn”“Ti”为加入的合金元素。
ZCuSn10Pb5为有色金属(铸造锡青铜),“ZCuSn”代表铸造锡青铜,“Sn”“Pb”为合金元素,“10”“5”为合金元素“Sn”“Pb”的含量分别为0.10%、0.05%。
三章
3—18 某材料的对称循环[10]弯曲疲劳极限σ=350MPa,屈服极限σ=550MPa,强度极限σ=750MPa,循环基数Nо=5×10,m=9,试求对称循环次数N分别为5×10、5×10、5×10次时的极限应力。
解:由公式得:
当N=5×10时,﹥σs=550MPa,已发生塑性变形,因此认为该点处于应变疲劳区,所以取σ =σs=550MPa;
N=5×10时,,所以取σ =452MPa;
N=5×10时, <σ=350MPa,所以取σ =350MPa(或N﹥Nо,处于无限寿命阶段)
五章
题5-20
如图所示,两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相联接,梁受到的拉力F=28KN,摩擦系数f=0.2,控制预紧力,试确定所需螺栓的直径。
(解答见PPT习题,移植成word文档)
题5-22
受轴向载荷的紧螺栓联接,被连接件间采用橡胶垫片。已知预紧力F=1500N,当工作载荷F=1000N时,求螺栓受到的总拉力及被连接件之间的残余预紧力。
(解答见PPT习题,移植成word文档)
题5-23
图示凸缘联轴器(GB/T5843—1986)的型号为YLD10,允许传递的最大转矩T=630N·m,两半联轴器采用4个M12的铰制孔螺栓联接,螺栓规格为M12×60(GB/T27—1988),螺栓的性能等级为8.8级,联轴器材料为HT200,试校核其联接强度。
题5-24
铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示,已知L=300mm,a=60mm,试求三个方案中,受力最大的螺栓所受的力各为多少?哪个方案较好?
(解答见PPT习题,移植成word文档)
六章
题6-16
图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知:轴传递的转矩T=1000N·m,齿轮材料为锻钢,凸缘联轴器的材料为HT200,工作时有轻微冲击,联接处轴及轮毂的尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸,并校核其联接强度。
八章
题8-22
一V带传动传递的功率p=7.5KW,带速 v=10m/s,测得紧边拉力是松边拉力的两倍,即F=2F,试求紧边拉力F、有效拉力F和预紧力F。
题8-23
现设计一带式输送机的传动部分,该传动部分由普通V带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器。原动机为电动机,额定功率P=11kW,转速n=1460r/min,减速器输入轴转速为400r/min,允许传动比误差为±5%,该输送机每天工作16小时,试设计此普通V带传动,并选定带轮结构形式与材料。
题目解答
答案
计算轴颈圆周速度
