本体高级计算.docx

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本体高级计算

计算题（共59题）

1.>已知圆锥台大小直径分别为50mm和30mm，高度为100mm，求圆锥度。

答案：

解：

设大圆锥台直径为D大，小圆锥台直径为D小，高度为H，圆锥度为Δ，则

答：

圆锥度为1∶5。

2.>求尺寸

公差和极限尺寸。

答案：

解：

0.013－（－0.008）＝0.021（mm）

25＋0.013＝25.013（mm）

25－0.008＝24.992（mm）

答：

公差是0.021mm，最大极限尺寸是25.013mm，最小极限尺寸是24.992mm。

3.>试计算套丝M12、M10的螺杆直径。

答案：

解：

甲杆的直径为：

D＝d－0.13t＝12－0.13×1.75＝11.77（mm）

乙杆的直径为：

D＝d－0.13t＝10－0.13×1.5＝9.8（mm）

答：

甲杆的直径为11.77mm，乙杆的直径为9.8mm。

4.>试计算孔和轴最大、最小过盈。

（孔

，轴

）

答案：

解：

最大过盈＝0.062－0＝0.062

最小过盈＝0.039－0.023＝0.016

答：

略。

5.>用0～300mm，精度等级为0.05mm的游标卡尺，内卡爪厚度为10mm，测量内孔尺寸读数为288.73mm，求孔的直径是多少?

答案：

解：

D＝288.73＋10＝298.73（mm）

答：

孔的直径是298.73mm。

6.>某弹簧在弹性范围内，悬吊300kg负荷，长度由200mm伸长到215mm，其弹性系数为多少公斤／厘米?

答案：

解：

伸长量：

L＝215－200＝15（mm）＝1.5cm

K＝G／L＝300／1.5＝200（kg／cm）

答：

弹性系数为200kg／cm。

7.>某弹簧原长为150mm，弹性系数为400N／cm，当弹簧受到1000N的压力时为多长?

答案：

解：

1000／400＝2.5（cm）＝25mm

150－25＝125（mm）

答：

弹簧长度应为125mm。

8.>一金属棒在20℃时长1000mm，问在45℃时该金属棒长度为多少?

（该金属的线膨胀系数为4×10－6m／℃）

答案：

解：

L＝1000×［1＋（45－20）×4×10－6］＝1001（mm）

答：

在45℃时该金属棒的长度为1001mm。

9.>已知圆柱直齿齿轮的模数为m＝3，齿数Z＝45，求节圆直径d。

答案：

解：

d＝mZ＝3×45＝135（mm）

答：

节圆直径为135mm。

10.>将厚度为5mm的钢板卷制成内径为230mm的圆筒，求钢板应裁割成多长?

（精确到0.1mm）

答案：

解：

已知d＝230，t＝5，则

L＝π（d＋t）＝3.142×（230＋5）

＝738.37（mm）≈738.4mm

答：

钢板应裁割738.4mm。

11.>用一块底面直径为

，高300mm的圆柱形毛坯，锻打成一件底面边长为100mm×100mm的长方形零件，试计算此长方形的高度h是多少?

答案：

解：

答：

长方形的高度h是530mm。

12.>两标准圆柱齿轮啮合，Z1＝15，Z2＝30，其中心距离为90mm，求齿轮模数。

答案：

解：

m＝2A／（Z1＋Z2）＝2×90／（15＋30）＝4

答：

齿轮模数为4。

13.>有一齿轮模数为5，节圆直径为500mm，求其齿数。

答案：

解：

由d＝mZ

所以Z＝d／m＝500／5＝100

答：

齿数为100。

14.>某电厂一昼夜发电1.2×10kW·h，如果不考虑其他能量损失，这些功应由多少热量转换而来?

答案：

解：

1kW·h＝3.6×103kJ

所以Q＝1.2×10×3.6×103＝4.32×104（kJ）

答：

此功由4.32×104kJ的热量转换而来。

15.>蒸汽在喷出口的理想速度为341m／s，喷嘴的速度系数为0.96，求蒸汽在喷嘴出口的实际速度。

答案：

解：

实际速度

c1＝341×0.96＝327.36（m／s）

答：

蒸汽在喷嘴出口的实际速度327.36m／s。

16.>某标准圆柱齿轮，齿顶圆直径为108mm，齿数为25，求其模数。

答案：

解：

根据D顶＝m（Z＋2）

所以m＝D顶／（Z＋2）＝108／（25＋2）＝4

答：

模数为4。

17.>已知某普通蜗杆传动，模数ms＝3，蜗杆为单线，右旋，蜗杆分度圆直径为d1＝30mm，蜗轮齿数Z2＝40，求蜗杆传动中心距A。

答案：

解：

蜗杆特性系数：

q1＝d1／ms＝30／3＝10

A＝ms（q1＋Z2）／2＝3×（10＋40）／2＝75（mm）

答：

蜗杆传动中心距为75mm。

18.>测量

的孔径，求内卡钳的张开尺寸和卡钳的最大摆动距。

答案：

解：

内卡钳的张开尺寸：

d＝30mm

孔的公差：

e＝0.021mm

卡钳的最大摆动距s：

＝2.2（mm）

答：

内卡钳的张开尺寸为30mm，卡钳的最大摆动距为2.2mm。

19.>有一钢制物体在钢轨上滑动，设物体重力10tf，求

（1）物体的摩擦力是多少?

（2）至少需要多大的力才能使物体移动?

（摩擦系数为0.12～0.25）

答案：

解：

摩擦力F：

F＝10×（0.12～0.25）＝1.2～2.5（tf）

答：

物体的摩擦力在1.2～2.5tf间，至少需要2.5tf才能使物体移动。

20.>钢螺栓长1.6m，拧紧时伸长1.2mm，试求螺栓内的应力。

（E＝2×1011）

答案：

解：

螺栓的纵应变：

ε＝ΔL／L＝1.2×10－3／1.6＝0.75×10－3

计算应力σ＝Eε＝2×1011×0.75×10－3

＝150×106（N／m2）＝150MPa

答：

螺栓内的应力150MPa。

21.>已知蒸汽在汽轮机某级喷嘴中的理想焓降hn为9.515cal／kg，蒸汽进入喷嘴时的初速度c0为50m／s，求喷嘴出口蒸汽的理想速度为多少?

答案：

解：

设蒸汽在喷嘴出口的理想速度为c1t为：

答：

蒸汽在喷嘴出口的理想速度为287m／s。

22.>在退火亚共析碳钢的金相组织照片上，若共析铁素体和珠光体的面积比为4∶1，试计算这种钢的钢号。

（亚共析钢含碳0.77）

答案：

解：

因F∶P＝4∶1

则F＝4／（4＋1）＝80%

P＝1－F＝1－80%＝20%

0.77×20%＝0.154

答：

此种钢号应为15号钢。

23.>用一2m长平尺，平尺上放水平仪（精度为0.02／1000）测量一平板，测得气泡偏向一边三格，求2m长内的水平误差是多少?

答案：

解：

答：

2m平板的水平误差为0.12mm。

24.>已知蒸汽在喷嘴前的滞上焓h*0为723.1cal／kg，喷嘴出口的焓值h1为689cal／kg，喷嘴速度系数

为0.95，试计算喷嘴出口蒸汽的实际速度。

答案：

解：

答：

喷嘴出口蒸汽的实际速度约507m／s。

25.>需刨一个宽36mm、厚20mm的键，问需最小要用多少直径的圆钢?

（不考虑锻打）

答案：

解：

答：

最小要用42mm直径的圆钢才能制成。

26.>合像水平仪的灵敏度为0.01mm／m，L＝166mm；偏差格数为1.80mm／m，即180格／m。

求实物全长倾斜值为多少?

答案：

解：

实物全长倾斜值为：

ΔL＝166×180×0.01／1000≈0.30（mm）

答：

实物全长倾斜值为0.30mm。

27.>测得某轴承孔径为

，轴颈尺寸为

，求此滑动轴承的径向最大间隙。

答案：

解：

其径向间隙＝（80＋0.11）－（80－0.03）

＝0.14（mm）

答：

此滑动轴承的径向最大间隙为0.14mm。

28.>联轴器找中心测得的结果如图D-8所示，求中心偏差值。

（测量工具为百分表，单位0.01mm）

图D-8

答案：

解：

从图D-8上看出水平方向向左开口：

20－10＝10

中心偏差为：

（36－20）／2＝8

垂直方向上开口：

30－20＝10

中心偏差：

（40－20）／2＝10

答：

水平方向左开口0.1mm，中心偏差在0.08mm；垂直方向上开口0.1mm，中心偏差0.1mm。

29.>压铅丝方法测得轴承座结合面的两条铅丝平均厚度分别为0.35mm和0.37mm，轴承顶部铅丝的平均厚度为0.20mm，求轴承紧力是多少?

答案：

解：

紧力值等于轴承座结合面铅丝平均厚度减去轴承顶部铅丝厚度的平均值，即

C＝（0.35＋0.37）／2－0.20＝0.16（mm）

答：

轴承紧力为0.16mm。

30.>一个联轴器的外圆晃动测量值如下（单位：

丝），计算该联轴器各个方位的晃动值是多少毫米?

并说出晃动值最大的方位，最大点是哪一点?

答案：

解：

各测点径线的晃动值为：

1-50.50－0.55＝－0.05（mm）

2-60.52－0.54＝－0.02（mm）

3-70.53－0.53＝0（mm）

4-80.54－0.51＝0.03（mm）

答：

最大晃动值Hmax＝0.05mm，最小点在5点处，晃动值最大方位在1-5处。

31.>某汽缸采用下猫爪支持方式，在运行时猫爪的平均温度为250℃，相应此部分轴承座的温度为80℃，猫爪的高度H为150mm，线膨胀系数取α＝1.2×10－5，求轴封凹窝中心的抬高值。

答案：

解：

轴封凹窝中心的抬高值ΔH＝ΔtαH＝（250－80）×1.2×10－5×150＝0.31（mm）

答：

轴封凹窝中心的抬高值为0.31mm。

32.>已知D＝400，L1＝600，L2＝4000，（百分表架装在1号、2号瓦侧转子上测得）测量后的总结果如图D-9所示，求第3号及第4号轴承的移动量及方向。

图D-9

答案：

解：

3号轴承上下移动量X3v：

X3v＝bvL1／D＋（a1－a3）／2

＝－20（0.20mm）

4号轴承的上下移动量X4v：

X4v＝bv（L1＋L2）／D＋（a1－a3）／2

＝－120（1.2mm）

3号轴承左右移动量X3n：

X3n＝bnL1／D＋（a4－a2）／2

＝－50（0.50mm）

4号轴承的左右移动量X4n：

X4n＝bn（L1＋L2）／D＋（a4－a2）／2

＝－350（3.5mm）

答：

各式计算出来的数值均为负值，说明3号、4号轴承应向下和向右移动。

33.>某汽轮机转子测得的扬度数值如图D-10所示，图中箭头表示第二次测量时气泡扬起方向，所用水平仪精度为0.02mm／m，试计算出前后轴颈的扬度情况。

图D-10

答案：

解：

前轴颈为：

＝0.20mm／m

后轴颈为：

＝－0.05mm／m

答：

前轴颈向机头扬起0.20mm／m，后轴颈向发电机侧扬起0.05mm／m。

34.>以铸铁管供水，已知管长L＝300m，d＝300mm，阻力损失hs＝5.5m，试求其通过的流量Q是多少?

（提示：

铸铁水管在d＝300mm时，k＝0.986m／s）

答案：

解：

答：

通过的流量为0.134m3／s。

35.>某机组在额定参数下运行，蒸汽的比容是：

v＝0.0316m3／kg，流速c＝45.5m／s，该高压旁路流量G＝200t／h，求此高压旁路最小通径应是多少?

答案：

解：

根据流量与流速的关系公式Gv＝cπd2／4得到d2＝4Gv／πc代入数据：

d2＝4×200×1000×0.0316／（π×45.5×3600）＝0.049126（m2）

d＝221.6（mm）

答：

该高压旁路最小通径应是221.6mm。

36.>一台5千瓦汽轮机的凝汽器，表面单位面积上的换热量q＝23000W／m2，凝汽器铜管内、外壁温差为2℃，试求水蒸气的凝结换热系数。

答案：

解：

q＝α（t内－t外）α＝q／（t内－t外）

＝23000／2＝11500［W／（m2·℃）］

答：

水蒸气的凝结换热系数为11500W／（m2·℃）。

37.>气体在某一过程中吸收50J的热量，同时内能增加至84J，问此过程是膨胀过程还是压缩过程?

对外做功是多少?

答案：

解：

因Q＝Δu＋W

所以W＝Q－Δu＝50－84＝－34（J）

答：

此过程是压缩过程，对外做功是－34J。

38.>在一直径为d＝200mm，长L＝1000m的圆管中以流速c＝12cm／s输送t＝10℃的水，求此管道中水受到的沿程阻力是多少?

（已知λ＝0.0349）

答案：

解：

由公式

×（12×10－2）2／（2×9.8）

＝1.28（m）

答：

此管道中水受到的沿程阻力为1.28mH2O。

39.>有一加热水的预热器，热流体初温度t′1＝110℃，终温度为t″1＝70℃，冷流体的初温度为t′2＝40℃，终温度为t″2＝60℃，求顺流时的算术平均温差。

答案：

解：

顺流时的算术平均温差

答：

顺流时的算术平均温差为40℃。

40.>有一个直径为d＝20mm的三股国产旗鱼牌白麻绳，在起吊绳索使用时，允许起吊重力为多少的重物?

（提示：

国产旗鱼牌白麻绳d＝20mm，破断拉力为Sb＝1600（kgf）

答案：

解：

安全系数k：

k＝6～10，取k＝8

P≤1600／8＝200（kgf）

或P≤（d2／4）×1

即

答：

允许起吊重力为314.16kgf的重物。

41.>试求绝对黑体在温度t＝1000℃和t＝0℃时，每小时所辐射的热量。

答案：

解：

应用四次方定律：

（1）当t＝1000℃

＝148900（W／m2）＝1.49×105W／m2

（2）当t＝0℃

答：

当t＝1000℃和t＝0℃时辐射的热量分别为1.49×105W／m2和315W／m2。

42.>某汽轮机额定功率Pe＝20万kW，求一个月（30天）内该汽轮机的满负荷发电量W是多少?

答案：

解：

W＝20×24×30＝14400（万kW·h）

答：

该汽轮机一个月发电量为14400万kW·h。

43.>如图D-1所示，由三个可逆过程所组成的循环：

1-2是绝热过程，2-3是定压过程，3-1是定容过程，若过程中1-2中工质内能变化－50kJ，问该循环的净传热量为多少。

这是一个有功输出循环，还是消耗功率循环?

（图中p1＝0.5MPa，v1＝0.025m3／kg，p2＝0.1MPa，v2＝0.2m3／kg）

图D-1

答案：

解：

因Q＝Δu＋W，Δu＝－50kJ

又因定容过程没有做功，只有绝热过程和定压过程做功

所以W12＝p2×v2－p1×v1＝0.1×103×0.2－0.5×103×0.025＝7.5（kJ）

又因p3＝p2，v3＝v1

所以W23＝p3×v3－p2×v2＝0.1

×103×（0.025－0.2）＝－17.5（kJ）

所以Q＝－50＋7.5－17.5＝－60（kJ）

答：

该循环的净传热量为－60kJ，是一个消耗功的循环。

44.>水在某容器内沸腾，如压力保持1MPa，对应的饱和温度t饱＝180℃，加热面内壁温度保持在205℃，沸腾放热系数为85700W／（m2·℃），试求单位加热面上的换热量。

答案：

解：

q＝α（t壁－t饱）＝85700×（205－180）

＝2142500（W／m2）＝2142.5kW／m2

答：

该容器单位加热面上的换热量为2142.5kW／m2。

45.>已知合像水平仪的灵敏度为0.01mm／m；实物全长L＝166mm，偏差格为1.80mm／m，即180格／m，试计算实物全长倾斜值。

答案：

解：

答：

实物全长倾斜值为0.30mm。

46.>已知轴颈扬度值如下图D-5所示，求其最大挠度。

图D-5

答案：

解：

f＝（A＋B）L／74，A、B为水平仪数，一格为0.1mm／m。

f最大＝（0.032＋0.027）×4.5×10／74＝0.03588（mm）＝0.036mm

答：

最大挠度为0.036mm。

47.>一个重力为2000kgf的物体，用2根绳吊住。

已知绳1距重心距离为650mm；绳2距物体的距离为350mm，求每根绳所受的拉力是多少?

答案：

解：

设绳1的捆绑点为支点，绳2的捆绑点为力点，则重臂为650mm，力臂为650＋350＝1000mm重力为2000kgf，应用杠杆原理：

重力×重臂＝力×力臂

绳2所受的拉力为：

绳1所受的拉力为：

拉力＝2000－1300＝700（kgf）

答：

绳2所受的拉力为1300kgf，绳1所受的拉力为700kgf。

48.>一台200MW汽轮发电机，其迟缓率为0.3%，速率变动率为6%，求满负荷时的最大负荷摆动是多少?

答案：

解：

ΔN＝（ε／δ）Nn＝200×0.3／6＝10（MW）

答：

满负荷时最大摆动是10MW。

49.>发电机氢冷系统管道做漏气量鉴定试验，试验压力为0.4MPa（0.1MPa＝760mmHg），试验4h后，（大气温度不变）压力表指示为0.38MPa，计算这次漏气量鉴定试验是否合格?

答案：

解：

0.4MPa合3040mmHg，0.38MPa合2888mmHg

＝38（mmHg）

答：

每小时压降是38mmHg，远远大于允许每小时5mmHg的压力降，所以不合格。

50.>某机组调速系统的静态特性曲线，在同一负荷点增负荷时的转速为2980r／min，减负荷时的速度为2990r／min，求该调速系统的迟缓率。

答案：

解：

调速系统迟缓率

ε＝Δn×100%／n0＝（2990－2980）×100%／3000＝0.33%

答：

迟缓率为0.33%。

51.>某机组孤立运行时，空负荷转速为3000r／min，满负荷转速为2880r／min，求该机调速系统的速度变动率。

答案：

解：

速度变动率

δ＝（n1－n2）×100%／n0

＝（3000－2880）×100%／3000＝4%

答：

速度变动率为4%。

52.>用一根三股白麻绳起吊300kgf的重物，常选用多少毫米直径的麻绳?

（提示：

许用应力为［σ］＝1.0kgf／mm2）

答案：

解：

p＝πd2［σ］／4

所以：

＝19.55（mm）

答：

需选用20mm直径的麻绳。

53.>用合像水平仪测量轴颈扬度时，读数盘上的刻度A为20格，调转180°后，刻度B为－30格，试计算轴颈扬度值δ为多少?

（合像水平仪1格＝0.01mm／m）

答案：

解：

25×0.01＝0.25（mm／m）

答：

轴颈扬度为0.25mm／m。

54.>有两个转子联轴器找中心，已知联轴器直径d＝400mm，L1＝1500mm，L2＝2000mm，如图D-11所示，若B轴瓦上抬Δx＝1mm，问联轴器中心下降多少?

端面消除联轴器上张口值为多少?

图D-11

答案：

解：

设联轴器中心下降为Δy

Δy＝Δx×（L2－L1）／L1

＝0.33（mm）

端面消除上张口Δm：

Δm＝Δxd／L1＝1×400／1500＝0.267（mm）

答：

联轴器中心下降0.333mm，端面消除联轴器上张口0.267mm。

55.>某汽轮机高压转子在盘车情况下用千分表测得其晃度为0.02mm，千分表与轴承的距离为220mm，两轴承间转子的长度为3750mm，求该高压转子的最大弯曲值是多少?

答案：

解：

fmax＝0.25×L×fa／I＝0.25×3750×0.02／220＝0.085（mm）

答：

该高压转子的最大弯曲值为0.085mm。

56.>某一级隔板的洼窝中心测量值如图D-12所示，计算将其调整到与转子中心一致时隔板的移动量，说明并标出移动方向。

（单位mm）

图D-12

答案：

解：

设A为左侧间隙值，B为下侧间隙值，C为右侧间隙值。

水平方向中心的偏差：

ΔA＝（A－C）／2＝（12.38－11.44）／2＝0.47mm

垂直方向中心的偏差：

答：

隔板应向右移动0.47mm，隔板应向下移动0.29mm。

57.>某机危急保安器超速试验动作转速为3270r／min，欲将动作转速调整为3330r／min，须将调整母拧紧多少?

（厂给定调整母拧紧90°动作转速变化100r／min）

答案：

解：

设须拧紧x

答：

须将调整母拧紧54°。

58.>第一次试验危急保安器动作转速n1＝3050r／min，将螺母拧紧1／2圈，第二次试验动作转速n2＝3200r／min，欲将动作转速调整到3350r／min，则还应拧紧多少圈?

答案：

解：

设应拧紧为x圈

则

答：

还应拧紧0.5圈。

59.>某厂一台N200-130／535／535型汽轮机，因高压转子发生弯曲，决定采用内应力松弛法进行直轴。

已知轴封处直径为433mm（已考虑沟槽减少值），轴中心孔直径为97mm，E＝1.75×104kgf／mm2，加力计算图如图D-13，试进行加力计算。

（a＝2270mm，b＝1670mm，L＝3940mm，c＝1210mm，d＝460mm）。

图D-13

答案：

解：

W＝π（D3－d3）／32＝π（4333－973）／32

＝7.88×106（mm3）

J＝π（D4－d4）／64＝π（4334－974）／64＝1.72×109（mm4）

取弯曲中心S处的应力为60MPa，则

p＝60W／c＝60×7.88×106／1210＝3.91×105（N）

油压千斤顶直径为172mm，面积为23235mm2，故监视油压表油压为：

p＝3.91×105／23235＝16.83（MPa）

B点应力：

RB＝pL／aB点挠度：

fB＝RBa2b2／3EJL＝pab2／3EJ

D点（联轴点）挠度：

fD＝fBL／a＝pLb2／（3EJ）

＝3.91×105×3940×16702／（3×1.75×104×1.72×105）＝47.5（mm）

答：

略。