上海大学 机械设计(1)模拟试题集,最新(4)

2019-08-20 19:26

答:带传动中的弹性滑动是由于带的弹性造成带在前进过程中带与带轮之间发生相对滑动。打滑是工作载荷超过带的最大有效拉力,带与带轮之间发生显著相对滑动。(3分)

弹性滑动使从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度;打滑将使带轮的磨损加剧,从动轮转速急剧降低,甚至使传动失效。 (2分)

打滑首先发生在小带轮上,因为小带轮的包角相对较小。(2分) 30.带传动中,何谓弹性滑动?何为滑动率?如何计算滑动率? (6分) 答:弹性滑动是指由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动。

滑动率表示从动轮的圆周速度v2相对于主动轮的圆周速度v1的降低量。 公式:??v1?v2?100% v131.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10?通常采用哪些结构形式可使各圈螺纹牙的载荷分布趋于均匀?(7分)

答:在螺纹连接中,约有1/3的载荷集中在第一圈上,第八圈以后的螺纹牙几乎不承受载荷。因此采用螺纹牙圈数过多的加厚螺母,并不能提高螺纹连接的强度。(3分)

采用悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母以及钢丝螺套,可以使各圈螺纹牙上的载荷分布趋于均匀。(4分) 32.已知普通平键的公称长度为L、宽度b和高度h, 若分别采用圆头平键(A型)、平头平键(B型)、单圆头平键(C型),则它们相应的工作长度l 分别如何计算? 答:键工作长度l的计算:圆头平键(A型)l=L-b, 平头平键(B型)l=L,

单圆头平键(C型)l=L-b/2

四、计算题

???0.1,1.已知一零件材料的σ-1=330MPa,σs=650MPa,零件的综合影响系数K??1.5,

试求:1)作出零件的极限应力线图;

2)计算r=0,σ3)计算σ

max=240Mpa

时的安全系数;

时的安全系数。 (13分)

min=270MPa,σm=340Mpa,r=C

2.设有一平带减速传动,已知两带轮的基准直径分别为dd1=160mm和dd2=390mm,传动中心距a=1000mm小带轮的转速n1=1460r/min,试求:

1)小带轮的包角α1;

2)不考虑带传动的弹性滑动时大带轮的转速n2; 3)当滑动率ε= 0.015时大带轮的实际转速n2。(9分) 解:1)根据小带轮包角的计算公式可得:

?1?180??dd2?dd1390?160?57.5??180???57.5??166.78?(3分) a10002)当不考虑带在传动过程中的弹性滑动时,大带轮的转速为:

n2?n1n11460???598.97r/min (3分) i12dd2/dd1390/1603)当带传动的滑动率ε= 0.015时,大带轮的实际转速为:

n2?n1(1??)n1(1??)1460?(1?0.015)???589.99r/min (3分)

i12dd2/dd1390/1603.如图所示的铰制孔用螺栓组连接,试计算出受力最大的螺栓所受力的大小;若改为受拉的普通螺栓(已知板间摩擦系数f=0.2,防滑系数Ks=1.1)连接,则螺栓受预紧拉力是

多少 ?(12分)

解:

1) 铰制孔用螺栓受力分析:

单侧4个螺栓受的横向力: R=Q/2=10000 N

相对转动中心的转矩:T=R×300=3000000 N.mm 单个螺栓受剪力: FSR=R/4=2500N 转矩T使各螺栓受到相同的横向剪力(因为距离r相同),方向与中心连线垂直,大小如下:

FST?T?rmaxT3000000???7071N 215021502r4r4?(2)?(2)?i受载最大的螺栓的合成剪力为:

22FS?FSR?FST?2FSRFSTcos135??9014N

2)普通螺栓受力分析:

单侧4个螺栓受的横向力: R=Q/2=10000 N

单个螺栓受横向力: FR=R/4=2500N 转矩T使各螺栓受到相同的横向力,方向与中心连线垂直,大小如下:

FT?T?rmaxT3000000???7071N 215021502r4r4?(2)?(2)?i受载最大的那个螺栓的合成横向力为:

FRmax?FR2?FT2?2FRFTcos135??9014N

由fF0iz?KsFRmax得单个螺栓受预紧拉力:F0?

4.如图图示为由两对斜齿圆柱齿轮组成的二级减速装置。高速轴I传递的功率P=9kW,转速n1=900r/min(n1的转向见图);高速级齿轮的模数mnI?3mm,齿数Z1=21,Z2=50,螺旋角βI=16°;低速级齿轮的模数mnII?4mm,齿数Z3=19,Z4=48。若不计各种损耗,高速级小齿轮1的螺旋线方向见图,并使中间轴II上轴向力的合力为零。试:(20分)

1)在图上画出低速级齿轮3、4的螺旋线方向;

2)画出低速级齿轮3、4在啮合点处所受圆周力、径向力和轴向力的方向; 3)计算齿轮3的螺旋角β

II的大小?

KsFRmax1.1?9014??49577Nfiz0.2?1?1

4)计算高速级齿轮1、2所受圆周力、径向力和轴向力的大小。

解:1) 低速级齿轮3、4的螺旋线方向见图 (2分)

2) 6个力的方向见图 (6分) 3) 计算齿轮3的螺旋角?II的大小 使II轴上所受轴向力相互抵消,合力为0 则Fa2 = Fa3

Fa2 = Fa1= Ft1tanβI = 2T1 tanβI/d1 = 2T1sinβI/(mn1Z1) T2 = T1Z2/Z1 Fa3 = Ft3 tanβ

II = 2T2 tanβII/d3 = 2T1Z2sinβII/(mn3Z1Z3)

∴2T1sinβI/(mn1Z1) = 2T1Z2sinβII/(mn3Z1Z3) 整理得:sinββ

3II= 8.03

o

o

II = mn3Z3 sinβI/( mn1Z2) = 4×19×sin16÷3÷50 = 0.1397

(6分)

4) 计算高速级齿轮1、2所受圆周力、径向力和轴向力的大小

T1 = 9.55×106P/n1 = 9.55×106×9/900 = 95500N.mm Ft1 = Ft2 = 2T1/d1 = 2×95500×cos16 o/3/21 = 2914.301N

(d1 = mn1Z1/cosβI)

Fa1 = Fa2 = Ft1tanβI = 2914.301×tan16 o = 835.662N

Fr1 = Fr2 = Ft1tanαn/cosβI = 2914.301×tan20 o/ cos16 o = 1103.465N (6分)

5.已知:某机械零件的弯曲疲劳极限的综合影响系数K??1.79 ,所受的最大工作应力为?max?199Mpa ,最小工作应力为?min?119Mpa;制成该零件的材料的机械性能为

?s?359Mpa,??1?298Mpa,材料常数???0.19,试:

1)绘制该零件的极限应力线图;

2)若应力变化规律r=C,则求出该零件的计算安全系数Sca 。 (14分) 解:1)绘制零件极限应力线图(见下图): 由公式???2??1??0?0??1K? 得:?0?2??12?298??500.84Mpa (2分)

1???1?0.19A点的坐标为(0,),计算得出:A(0,166.48);

D点的坐标为(

?0,计算得出:D(250.42,139.9); ,0)

22K??C点的坐标为(?s,0),得出:C(359,0)。 (3分)


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