《机械设计基础》课程期末考试卷B
参考答案和评分标准
（适用班级D06储运）
1、有一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，两轮中心距a276mm，小齿轮齿顶圆直径da170mm，小齿轮齿数Z133，试求大齿轮分度圆直径。（10分）
解：由于这是一对一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，所以各项参数都取标准值。
根据a12（Z1Z2）mda1（Z12）m把da170mm，Z133代入（2）式，得m2mm把a276mm，Z133，m2mm代入（1）式，得Z2243大齿轮分度圆直径d2mZ22×243486mm
（1）（2）
（4分）（4分）
（2分）
2、某工厂脱水塔塔体内径为700mm，壁厚为12mm，工作温度为180℃，压力为2MPa，材料为20R。塔体采用手工电弧焊，局部探伤，壁厚附加量为C2mm，试校核塔体水压试验强度。（15分）（20R在≤20℃下σ133MPa，150℃下σ132MPa，200℃下σ123MPa，σs245MPa）
解：已知Di700mm，t180℃，Pc11×222MPa，δ
12mm，σ20℃133MPa，σ180℃1266MPa
（内插法），φ08，C2mm。
（2分）
根据水压试验应力公式
pT125pt
T

pTDie
2e
（4分）
pT
125221331266
289MPa
（2分）
δeδ
C12210mm
代入得
T

28970010
210
10260MPa
09φσs09×08×2451764MPa
σT＜09φσs
水压试验时满足强度要求。
（2分）
（2分）（2分）（1分）
3、试设计一反应釜锥形底的壁厚，该釜内径为800mm，锥底接一公称直径为DN150（外径为159mm）的接管。锥底半顶角为45°，釜的设计压力为16MPa，工作温度为40℃，釜顶装有安全阀，介质无大腐蚀性，材料为Q235A。（10分）（Q235A在40℃下σ113MPa）
解：由于半顶角α＞30°，所以锥体大端采用带折边的结构。折边内半径r015Di，r120mm。整个封头
1
f取同一厚度，锥体厚度按下式计算：
d

fPcDi
t05Pc
C2
（2分）
查表得f0645，Pc16MPa，Di800mm，σ113MPa，φ10（采用双面对接焊缝，全部无损探伤），
C21mm，代入公式得
（2分）
d
06451680011310516
1836mm
（2分）
过渡区厚度为：
查表得K08181，代入公式得
d

KPcDi
2t05Pc
C2
d

08181168001565mm211310516
比较后取δd836mm，钢板负偏差取C108mm，圆整后δ
10mm
（2分）（2分）
4、设计容器筒体和封头壁厚。已知内径1200mm，设计压力18MPa，设计温度40℃，材质为20R，介质
无大腐蚀性，双面对接焊缝，100探伤。讨论所选封头形式。（15分）（20R在40℃下σ133MPa）
解：已知Di1200mm，t40℃，Pc18MPa，σ40℃133MPa，φ1，C21mm。
（2分）
（1）设计容器筒体壁厚
d

PcDi
2tPc
C2

1812001918mm2133118
（4分）
钢板负偏差取C108mmr