机械设计基础-(-第3次-).doc

第3次作业一、简答题（本大题共60分，共 15 小题，每小题 4 分）1. 滚动轴承预紧的目的是什么？2. 分析自行车中轴的受力情况，它是什么轴？3. 钢材常用的热处理方法有哪些？4. 轴常用哪些材料？提高轴疲劳强度的措施有哪些？5. 铰链四杆机构曲柄存在的条件是什么？6. 棘轮机构在传动中有何特点？一般用于什么场合？7. 分析图示机构，判断是否存在的复合铰链、虚约束、局部自由度，并计算机构自由度。8. 滚动轴承的基本元件有哪些？各起什么作用？9. 若普通V带传动的结构尺寸、型号及带根数一定时，其所能传递的功率是否完全确定？10. 摩擦共分哪几类？非液体摩擦滑动轴承处于什么摩擦状态？11. 计算齿根弯曲强度时危险截面如何确定？12. 分析图示机构，判断是否存在的复合铰链、虚约束、局部自由度，并计算机构自由度。13. 何谓平面连杆机构的压力角和传动角？压力角的大小对平面连杆机构的工作有何影响？14. 引入当量动载荷的意义是什么？15. 为什么齿面接触疲劳强度以节点作为其计算点？二、分析计算题（本大题共40分，共 5 小题，每小题 8 分）1. 根据图中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型，请说明理由。2. 设有一A型普通平键连接。已知：轴的直径d=50mm，键宽b=14mm，键高h=9mm，键的公称长度L=90mm，键的许用切应力[τ]=90MPa，其许用挤压应力[σp]=100MPa。试问：该键连接所能传递的最大转矩是多少？3. V带传动所传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，现测得初拉力F0=1125N，试求有效拉力F、紧边拉力F1和松边拉力F2。4. 如图所示，轴的支承为一对型号相同的圆锥滚子轴承，正装。已知：FR1=4000N，FR2=5500N，Fa=2500N，试求当量动载荷Pr1和Pr2各为多少？注：该轴承的有关参数如下： e=0.34，Y=1.5，S=FR/2Y；当FA/FR≤e时：X=1，Y=0；当FA/FR＞e时：X=0.4，Y=1.5。 5. 在图示轮系中，已知各轮的齿数为z1=20，z2=30，z3=80，z4=25，z5=50，试求传动比i15。答案：一、简答题（60分，共 15 题，每小题 4 分）1. 参考答案：滚动轴承预紧的目的在于提高轴的旋转精度和刚度。解题方案：评分标准：2. 参考答案：是转轴，它既承受弯矩也承受扭矩。解题方案：评分标准：3. 参考答案：钢材常用的热处理方法有退火、正火、淬火、回火、调质、化学处理等。解题方案：评分标准：4. 参考答案：常用的材料主要有碳钢、合金钢，也可采用球墨铸铁制作成型轴，但可靠性较钢材差。提高轴疲劳强度的原则是改善受力状况，减小应力集中。零件截面发生突变的地方，都会造成应力集中，因此对阶梯轴来说，首先要使各级阶梯变化较均匀，避免截面尺寸的剧变；其次在截面变化处采用圆角过度，圆角半径不能过小；由于轴所受到的载荷多为疲劳交变载荷，因此减小应力集中也可以有效改善轴的受力状况。键槽端部与轴肩的距离不宜过小，以免损伤轴肩处的过渡圆角和增加重叠应力集中源的数量。应尽量避免在轴上受载较大的轴段切制螺纹。此外还应注意提高轴的表面质量，降低表面粗糙度，对重要的轴可采用滚压、喷丸等表面强化处理；采用表面高频淬火或渗碳、氰化、氮化等化学热处理。合金钢对应力集中比较敏感，使用时尤需加以注意。解题方案：轴的常用材料的基本知识。评分标准：5. 参考答案：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，以最短杆的邻边为机架。解题方案：评分标准：6. 参考答案：棘轮机构运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，但是有噪音冲击，轮齿易磨损，高速时尤其严重，常用于低速轻载的间歇传动。常用在自动生产线的转位机构、步进机构、计数装置和深度复杂的轻工机械中。解题方案：棘轮机构的特点及应用场合。评分标准：7. 参考答案：F=3n-2PL-PH=3*4-2*5-1=1；有1处局部自由度，有1处虚约束，无复合铰链。解题方案：1）先找出机构中所有构件数；2）找出机构中存在的虚约束和局部自由度；3）找出高副数和低副数；4）计算机构自由度F。评分标准：8. 参考答案：滚动轴承由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。内、外圈分别与轴颈和轴承座孔配合。当内、外圈相对转动时，滚动体沿滚道滚动。保持架的作用是将滚动体均匀地分隔开，避免滚动体间直接触产生磨损。解题方案：考察滚动轴承的结构。评分标准：9. 参考答案：不能，还与带传动的工作性质及原动机，工作机的类型有关。解题方案：评分标准：10. 参考答案：摩擦共分干摩擦，边