首页机械工程机械设计机械设计 15 机械设计考研复习题及其答案.docx

15 机械设计考研复习题及其答案.docx

页数:27页文件大小:1.29 MB来源: 机械设计ppt课件

本课件为机械设计课程习题与试题讲评材料,按选择题、填空题、问答题、计算题与结构改错题组织,覆盖螺纹联接受力、带链传动失效、齿轮蜗杆受力分析、轴承寿命计算与轴系结构改错等重点难点,适合课后练习与考前自测。

一、选择题讲解页,本题共10个小题,每小题2分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内
二、填空题讲解页,本大题共10个小题,每空1分,共20分。把答案填在题中横线上。1.轴如按受载性质区分,主要受的轴为心轴,主要受的轴为传动轴
四、计算题讲解页,3.闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分?4.简述带传动的优点?5.链传动的主要失效形式有哪些?6.滚动轴承的基本类型有哪些?四
查看本课件的文字版(共 27 页,供检索与复制)

第1页:一、选择题

本题共10个小题,每小题2分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。1.在一般工作条件下,齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动,通常的主要失效形式为【】A.轮齿疲劳折断C.齿面胶合B.齿面疲劳点蚀D.齿面塑性变形2.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于【】A.包角α太小C.紧边与松边拉力不等B.初拉力F0太小D.传动过载3.在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是【】A.6208B.N2084.下列四种螺纹中,自锁性能最好的是A.粗牙普通螺纹C.梯形螺纹C.3208D.5208【】B.细牙普通螺纹D.锯齿形螺纹5.在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法为【】A.减小齿面滑动速度υsC.增加蜗杆头数Z1B.减少蜗杆头数Z1D.增大蜗杆直径系数q6.在圆柱形螺旋拉伸(压缩)弹簧中,弹簧指数C是指A.弹簧外径与簧丝直径之比值B.弹簧内径与簧丝直径之比值C.弹簧自由高度与簧丝直径之比值D.弹簧中径与簧丝直径之比值7.普通平键接联采用两个键时,一般两键间的布置角度为A.90°B.120°C.135°D.180°【】【】8.V带在减速传动过程中,带的最大应力发生在【】A.V带离开大带轮处C.V带离开小带轮处B.V带绕上大带轮处D.V带绕上小带轮处9.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是【】A.拉力C.压力B.扭矩D.拉力和扭矩10.滚子链传动中,链节数应尽量避免采用奇数,这主要是因为采用过渡链节后【】A.制造困难C.不便于装配B.要使用较长的销轴D.链板要产生附加的弯曲应力

第2页:二、填空题

本大题共10个小题,每空1分,共20分。把答案填在题中横线上。1.轴如按受载性质区分,主要受的轴为心轴,主要受的轴为传动轴。2.代号62203的滚动轴承,为轴承,其内径为mm。3.在一般机械中的圆柱齿轮传动,往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2;在计算齿轮强度时,工作齿宽b应取。4.普通平键联接的工作面是键的;楔键联接的工作面是键的。5.为了便于互换及适应大量生产,轴承内圈孔与轴的配合采用制,轴承外圈与轴承座孔的配合采用制。6.不随时间变化的应力称为,随时间变化的应力称为,具有周期性的变应力称为。7.按照平面图形的形状,螺纹分为、和等。8.按照工作条件,齿轮传动可分为和两种。9.齿轮传动设计时,软齿面闭式传动通常先按设计公式确定传动尺寸,然后验算轮齿弯曲强度。10.直径较小的钢制齿轮,当齿根圆直径与轴径接近时,可以将齿轮和轴做成一体,称为。三、简答题:本大题共6个小题,每题5分,共30分。把答案填在题中横线上。1.简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种?2.提高螺栓联接强度的措施有哪些?

第3页:四、计算题

3.闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分?4.简述带传动的优点?5.链传动的主要失效形式有哪些?6.滚动轴承的基本类型有哪些?四、计算题:本大题只有一个小题,满分14分下图表示两平板用2个M20的普通螺栓联接,承受横向载荷F=6000N,若取接合面间的摩擦系数ƒ=0.2,可靠性系数KS=1.2,螺栓材料的的许用应力[σ]=120N/mm2,螺栓的小径d1=17.294mm。试校核螺栓的强度。

第4页:五、结构改错题

请用圆圈标出错误的位置,满分16分

第5页:

第6页:一、选择题

标准答案纸一、选择题:1-5:BCBDC6-10:DBDDD二、填空题:1.弯矩,转矩2.深沟球轴承,173.大于,大齿轮齿宽b24.两侧面,上下面5.基孔,基轴6.静应力,变应力,循环变应力7.三角形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹8.开式传动,闭式传动9.齿面接触强度10.齿轮轴三、简答题:1.螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。2.降低螺栓总拉伸载荷的变化范围;改善螺纹牙间的载荷分布;减小应力集中;避免或减小附加应力。3.闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分:轮齿啮合的功率损耗,轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。4.适于中心矩较大的场合;……………1分带具有良好的扰性,可缓和冲击、吸收振动;……………1分过载时带与带轮间会出现打滑,打滑虽使传动失效,当可防止损坏其他零件;…………2分结构简单、成本低廉……………1分5.链板疲劳破坏;……………1分滚子套筒的冲击疲劳破坏;……………1分销轴与套筒的胶合;……………1分链条铰链磨损;……………1分过载拉断。……………1分6.调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等。……………0.5分

第7页:四、结构改错题

共八处错误

  • 1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小,这主要是因为(CA、链传动只用来传递较小功率)。B、链速较高,在传递相同功率时圆周力小C、链传动是啮合传动,无需大的张紧力D、链的质量大,离心力大A
  • 2、直齿圆柱齿轮传动,当齿轮直径不变,而减小模数增加齿数时,则(C)。A、提高了轮齿的弯曲强度C、降低了轮齿的弯曲强度B、提高了齿面的接触强度D、降低了齿面的接触强度
  • 3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用(A)。A.弹性柱销联轴器C.十字滑块联轴器B.凸缘联轴器D.万向联轴器
  • 4、带传动工作时,设小带轮为主动轮,则带的最大应力发生在带(C)。A.进入大带轮处C.进入小带轮处B.离开大带轮处D.离开小带轮处
  • 5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成,其安排顺序以方案(A)为好。A.带传动B.链传动C.带传动D.链传动齿轮传动齿轮传动链传动带传动链传动带传动齿轮传动齿轮传动C)。6.螺纹联接防松的根本问题在于(A、增加螺纹联接的轴向力C、防止螺纹副的相对转动B、增加螺纹联接的横向力D、增加螺纹联接的刚度7.为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板,一般采用的螺纹联接类型应是(A)。A.螺栓联接C.螺钉联接B.双头螺柱联接D.紧定螺钉联接8.齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中,主要失效形式为(B)。A.齿面磨损C.齿面胶合B.齿面点蚀D.轮齿折断9.不完全液体润滑滑动轴承,验算pv[pv]是为了防止轴承(B)。A.过度磨损C.产生塑性变形B.过热产生胶合D.发生疲劳点蚀

第8页:温度对润滑的影响

10、对于温度变化不大的短轴,考虑结构简单,轴承部件的轴向固定方式宜采用(A)。A.两端固定C.一端固定一端游动B.两端游动D.A,B,C均可以11、在蜗杆传动设计中,除规定模数标准化外,还规定蜗杆直径d1取标准,其目的是(A.限制加工蜗杆的刀具数量B.限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化C.为了装配方便D.为了提高加工精度12、工作时承受弯矩并传递转矩的轴称为(B)。B)。A、转动心轴C、传动轴13、普通平键的主要失效是(AA.工作面被压溃或键被剪断C.工作面产生过度磨损14、带传动产生弹性滑动的原因是由于(A、带不是绝对挠性体C、带绕过带轮时产生离心力B、转轴D、固定心轴)。B.工作面产生胶合破坏D.键被弯曲折断D)。B、带与带轮间的摩擦系数偏低D、带的紧边与松边拉力不等15、非液体摩擦滑动轴承正常工作时,其工作面的摩擦状态是(C)。A、完全液体摩擦状态C、边界摩擦或混合摩擦状态B、干摩擦状态D、不确定二、标准件(4题共12分,每小题3分)1、请按GB/T5781-2000标准标注出:公称直径为16mm、长60mm全螺纹六角头螺栓;并按GB/T41-2000的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母。螺栓M16

  • 60GB/T5781-2000螺母M16GB/T41-20002、请按GB/T1096-2003标准标注出:宽为18mm、高为11mm、长为100mm圆头普通平键;按GB/T119-2000标准标注出:直径为10mm,长为100mm,直径允差为d4,材料为35号钢,热处理硬度为HRC28~38,不经表面处理的圆柱销。键18
  • 100GB/T1096-2003销10
  • 100GB/T119-20003、根据下面所给出的轴承代号,指出下面轴承相应的类型、尺寸系列、内径、公差等级和游隙组别。(1)6308/C3(2)7214B(3)30213/P46308/C3—表示内径为40mm,03尺寸系列的深沟球轴承,0级公差,3组游隙。7214B—表示内径为70mm,02尺寸系列的角接触球轴承,接触角为40,0级公差,0组游隙。30213/P4—表示内径为65mm,02尺寸系列的圆锥滚子轴承,4级公差,0组游隙。4、根据下面所给出带、滚子链编号,指出这些零件的公称尺寸。(1)带:A1000GB/T11544-1997(2)链:08A—1—88GB/T1243—2006(注:此链的节距为0.5英寸)(1)A1000GB/T11544-1997:基准长度为1000mm的A型普通V带。

第9页:滚子链标记示例

(2)08A—1—88GB/T1243—2006:A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链4、在具有稳定输入、输出功率的机器上,转轴以定速转动,当不考虑外来冲击和载荷波动等作用时,请分别将内部受的是稳态应力或交变应力的零件的编号写入下面相应的分类中。A.机箱箱体的地脚螺栓;B.装有齿轮的旋转轴;C.轴上的齿轮;D.轴上的蜗杆;E.轴上的滚动轴承;F.轴上的平键;G.联轴器上的螺栓;H.轴上的销;I.联轴器;J.离合器;K.输出端的滚子链;L.输入端的V带.1受稳态应力的零件是:A、F、G、H、I、J2受交变应力的零件是:B、C、D、E、K、L、3利用摩擦工作的零件有:A、E、J、G、L图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。已知:Ⅰ轴为输入轴,转向如图所示。1在下图中标出各轮转向。(2分)2为使2、3两轮的轴向力方向相反,确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。(2分)3在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力Ft、轴向力Fa和径向力Fr的方向。(4分)1各轴转向如图所示。23轮左旋,4轮右旋。32、3两轮的各分力方向下图所示。Fa3Fr3Ft3Ft2Fr2Fa2五、计算题(2题共20分,每小题10分)1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示,已知容器内径D=250mm,内装具有一定压强的液体,沿凸缘圆周均匀分布12个M16(d1=13.835mm)的普通螺栓,螺栓材料的许用拉应力[]

  • 180MPa,螺栓的相对刚度cb/(cbcm)
  • 0.5,按紧密性要求,剩余预紧力F1=1.83F,F为螺栓的轴向工作载荷。试计

第10页:螺栓组受力计算

组连接允许容器内的液体最大压强pmax及每个螺栓连接所需的预紧力F0。1、计算每个螺栓允许的最大总拉力:[]d2F2

  • 1.........................2分4
  • 1.3
  • 20815N.............................1分2、计算容器内液体最大压强2.8D2/412pmax
  • 1.82MPa..............................1分F
  • F2
  • F1F
  • 2.8F........................1分F
  • 20815
  • 7434N.....................1分pmax............................1分3、02F...........................................2分
  • (208150.5
  • 7434)
  • 17098N......................1分2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系,轴承正安装(面对面),已知两个轴承的径向载荷分别为FR1=2000N,FR2=4000N,轴上作用的轴向外加载荷FX=1000N,轴承内部附加轴向力FS的计算为FSCbbmF
  • FCCR=0.7F,当轴承的轴向载荷与径向载荷之比FAFRF>e时,X=0.41,Y=0.87,当AFR≤e,X=1,Y=0,e=0.68,载荷系数fp=1.0,试计算:1两个轴承的轴向载荷FA1、FA2;2两个轴承的当量动载荷P1、P2。FS1
  • 0.7FR1
  • 0.7
  • 2000
  • 1400N............................1分解:(1)FS2
  • 0.7FR2
  • 0.7
  • 4000
  • 2800N...........................1分FS1FX
  • 14001000
  • 2400FS2.........................1分轴承1为压紧端,轴承2为放松端…………………………………1分

第11页:轴向载荷FA1计算

  • 28001000
  • 1800NFA2
  • FS2
  • 2800N…………………………………….2分1122FA1FR12000FA2FR24000
  • 1800
  • 0.9e
  • 0.68,X
  • 0.41,Y
  • 0.87..........................1分P1
  • fp(X1FR1Y1FA1)
  • 2000
  • 0.410.87
  • 1800
  • 2386N...............1分(2)
  • 2800
  • 0.7e
  • 0.68,X
  • 0.41,Y
  • 0.87..........................1分P2
  • fF(X2FR2Y2FA2)
  • 4000
  • 0.410.87
  • 2800
  • 4076N..............1分六、结构题(10分)1.下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑,轴承用脂润滑,指出1左、右两边轴承端盖均无调整垫片2左边轴承内圈固定错误,轴肩高过内圈高度3键过长4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1-2mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴,便于装拆9两端的轴承要设有挡油环10联轴器没有周向定位。1.在一般工作条件下,齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动,通常的主要失效形式为A.轮齿疲劳折断C.齿面胶合【】B.齿面疲劳点蚀D.齿面塑性变形2.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于【】A.包角α太小C.紧边与松边拉力不等B.初拉力F0太小D.传动过载3.在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是A.6208B.N208C.3208【】D.5208

第12页:自锁性能最好的螺纹

4.下列四种螺纹中,自锁性能最好的是【】A.粗牙普通螺纹C.梯形螺纹B.细牙普通螺纹D.锯齿形螺纹5.在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法为【】A.减小齿面滑动速度υsC.增加蜗杆头数Z1B.减少蜗杆头数Z1D.增大蜗杆直径系数q6.在圆柱形螺旋拉伸(压缩)弹簧中,弹簧指数C是指A.弹簧外径与簧丝直径之比值B.弹簧内径与簧丝直径之比值C.弹簧自由高度与簧丝直径之比值D.弹簧中径与簧丝直径之比值7.普通平键接联采用两个键时,一般两键间的布置角度为【】【】A.90°B.120°C.135°D.180°8.V带在减速传动过程中,带的最大应力发生在【】A.V带离开大带轮处C.V带离开小带轮处B. V带绕上大带轮处D.V带绕上小带轮处9.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是【】A.拉力C.压力B.扭矩D.拉力和扭矩10.滚子链传动中,链节数应尽量避免采用奇数,这主要是因为采用过渡链节后【】A.制造困难C.不便于装配B.要使用较长的销轴D.链板要产生附加的弯曲应力1.轴如按受载性质区分,主要受的轴为心轴,主要受的轴为传动轴。2.代号62203的滚动轴承,为轴承,其内径为mm。3.在一般机械中的圆柱齿轮传动,往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2;在计算齿轮强度时,工作齿宽b应取。4.普通平键联接的工作面是键的;楔键联接的工作面是键的。5.为了便于互换及适应大量生产,轴承内圈孔与轴的配合采用制,轴承外圈与,随时间变化的应力称为,具有周期性的变应力称轴承座孔的配合采用制。6.不随时间变化的应力称为为。7.按照平面图形的形状,螺纹分为、和等。8.按照工作条件,齿轮传动可分为和两种。9.齿轮传动设计时,软齿面闭式传动通常先按设计公式确定传动尺寸,然后验算轮齿弯曲强度。10.直径较小的钢制齿轮,当齿根圆直径与轴径接近时,可以将齿轮和轴做成一体,称为。下图表示两平板用2个M20的普通螺栓联接,承受横向载荷F=6000N,若取接合面间的摩擦系数ƒ=0.2,可靠性系数KS=1.2,螺栓材料的的许用应力[σ]=120N/mm2,螺栓的小径d1=17.294mm。试校核螺栓的强度。

第13页:选择题配图

一、A

第14页:链传动失效形式

链板疲劳破坏;……………1分滚子套筒的冲击疲劳破坏;……………1分销轴与套筒的胶合;……………1分链条铰链磨损;……………1分过载拉断。A2011年机械设计试题及答案

第15页:一、填空题

一、填空题及选择填空题(27分,每空1分)1.当动压润滑条件不具备,且边界膜遭破坏时,就会出现、和同时存在的现象,这种摩擦状态称为。2.一公称直径为d=16mm的螺纹副,螺纹头数n=2,螺距p=4mm,螺纹中径d2=D2=14mm,牙侧角β=15º,螺纹副材料的当量摩擦系数f′ =0.08~0.10,经计算该螺纹副自锁性要求。(1)满足b.不满足3.导向平键连接的主要失效形式是,设计时通过限制来进行耐磨性计算;半圆键的缺点是,所以主要适用于轴端。4.作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为φ=40º,相应的V带轮轮槽的两侧面夹角则。a.大于40ºb.小于40ºc.等于40º。5.传动带所能传递的最大有效圆周力Fmax与、、等因素有关,它们的值越大,Fmax就越大。当传递的外载荷超过时,带在带轮上发生打滑现象;而且在传动比大于1的情况下打滑总是先从小带轮上开始的,其原因是。6.齿轮传动的五种主要失效形式中,最严重、必须避免的失效形式是;软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是;高速重载齿轮传动易发生;轮齿的塑性变形常发生在齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。7.下列齿轮参数中,对齿形系数YF没有影响的是。a.齿数b.变位系数c.齿顶高系数d.压力角e.模数8.按国家标准GB/292-93规定,型号7212C/DB轴承的类型为,宽度类型为,精度等级为,公称接触角α =º。9.对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是;对于不转动、低速或摆动的轴承,主要失效形式是;对于高速轴承,是其主要失效形式。10.滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成,其失效形式主要是,主要发生在上。

第16页:二、问答题

(24分,每小题4分)

  • 1、齿向载荷分布系数Kβ的物理意义是什么?改善齿向载荷分布不均匀状况的措施有哪些?
  • 2、试述齿轮传动的设计准则。
  • 3、按在支撑轴上零件传递运动和动力时受到的载荷类型的不同,轴分为那几种类型?并分别举例说明。
  • 4、给出滚动轴承的当量静载荷P0的定义。
  • 5、同滚动轴承相比,液体摩擦滑动轴承有哪些特点?
  • 6、在一些基本假设条件下,流体形成动压的必要条件是什么?三、分析计算题(29分,第一小题19分,第二小题10分)
  • 7、一重物匀速升降装置采用如图a所示的电机+圆柱蜗杆传动系统,已知蜗杆传动的模数m=8mm,蜗杆头数及分度圆直径分别为z1=1、d1=80mm,蜗轮齿数z2=50,卷筒直径D=250mm。重物匀速升降的速度v=40m/min,最大载重量W为4kN,工况系数KA按
  • 1、0计,试分析、计算提升重物时的下列问题:1该装置以40m/min的速度匀速升起重物1m时,蜗杆应转多少转?并在图中标明蜗杆的转向、蜗轮轮齿旋向、节点位置处蜗杆及蜗轮的受力方向。(5分)2若蜗杆与蜗轮齿面间当量摩擦系数f ′=
  • 0、18,该机构能否自锁?(2分)3若重物W=4kN,传动装置总的传动效率为η=
  • 0、5,试计算出电机的输出转矩Tm应是多少?(2分)4若蜗轮轴采用如图b所示的两个角接触轴承7209C支撑形式,L=100mm,蜗杆传动效率η1=
  • 0、7,卷筒、联轴器(连接蜗轮轴与卷筒轴)、蜗轮轴上轴承的效率合计为η2=
  • 0、8,轴承7209C的基本额定动载荷和基本额定静载荷分别为C=29800N、C0=23800N,其内部轴向力S=
  • 0、4Fr,径向载荷系数X和轴向载荷系数Y分别为
  • 0、44和

第17页:计算题解答

  • 1、36,fT=
  • 1、0,fP=
  • 1、5,试计算轴承II的寿命Lh为多少小时?(10分)2.图c所示为一托架,20kN的载荷作用在托架宽度方向的对称线上,用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上,螺栓的相对刚度为
  • 0、3,螺栓组连接采用普通螺栓连接形式,假设被连接件都不会被压溃、也不滑移,试计算:1)该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′至少应大于多少?(接合面的抗弯剖面模量W=
  • 12、71×106mm3)(7分)2)若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F′′要保证6956N,计算该螺栓所需预紧力F′、所受的总拉力F0。(3分)四、结构题(20分)1.试说明实现轴上零件轴向固定的五种方法,并分别画出相应于各种轴向固定方法的结构图;画出模锻轮坯、腹板式大齿轮在转轴的轴端实现轴向固定与周向固定的结构图(要求齿轮也要画出来)。(12分)

第18页:2.图d和图e为凸缘联轴器

2.图d和图e为凸缘联轴器的两个半联轴器的将两根轴连接起来的两种形式的部分结构,请将未画出的其余部分补全,成为完整的结构。(5分)3.现有成品一级标准圆柱齿轮减速器一台,输入轴与小齿轮采用普通平键连接,轴与小齿轮轮毂配合段轴颈直径d=40mm,该轴段长度l=58mm,键槽长L=50mm,小齿轮轮毂键槽深t1=3.3mm。为得到比现有减速器更大的减速比,现在需要重新设计、更换该减速器的齿轮。已知重新设计得到的齿轮模数m=3.0mm,小齿轮齿顶圆直径da1=69mm,齿根圆直径df1=55.5mm,齿宽b1=60mm,如果采用该小齿轮,试根据上述数据进行分析:该减速器的输入轴是否具有可以继续使用的可能性?(3分)

第19页:一、填空题

一、填空题及选择填空题(27分,每空1分)1.当动压润滑条件不具备,且边界膜遭破坏时,就会出现流体摩擦、边界摩擦和干摩擦同时存在的现象,这种摩擦状态称为混合摩擦。2.一公称直径为d=16mm的螺纹副,螺纹头数n=2,螺距p=4mm,螺纹中径d2=D2=14mm,牙侧角β=15º,螺纹副材料的当量摩擦系数f´=0.08~0.10,经计算该螺纹副a自锁性要求。a.满足b.不满足3.导向平键连接的主要失效形式是工作面的磨损,设计时通过限制工作面间的压强来进行耐磨性计算;半圆键的缺点是键槽对轴强度削弱较大,所以主要适用于轴端。4.作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为φ=40º,相应的V带轮轮槽的两侧面夹角则b。a.大于40ºb.小于40ºc.等于40º。5.传动带所能传递的最大有效圆周力Fmax与初拉力F0、带在小带轮上的包角α1、带与带轮间的摩擦系数f等因素有关,它们的值越大,Fmax就越大。当传递的外载荷超过最大有效圆周力下的承载能力时,带在带轮上发生打滑现象;而且在传动比大于1的情况下,打滑总是先从小带轮上开始的,其原因是带在小带轮上的包角小于大带轮上的包角(或带在大带轮上的包角大于小带轮上的包角)。6.齿轮传动的五种主要失效形式中,最严重、必须避免的失效形式是轮齿折断;软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是齿面疲劳点

第20页:高速重载齿轮传动

易发生热胶合;轮齿的塑性变形常发生在齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。7.下列齿轮参数中,对齿形系数YF没有影响的是e。a.齿数b.变位系数c.齿顶高系数d.压力角e.模数8.按国家标准GB/292-93规定,型号7212C/DB轴承的类型为角接触球轴承,宽度类型为窄系列,精度等级为P0,公称接触角α=15º。9.对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是疲劳点蚀,对于不转动、低速或摆动的轴承,主要失效形式是局部塑性变形,对于高速轴承,发热以至胶合是其主要失效形式。其失效形式主10.滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成,要是胶合和磨损,主要发生在轴瓦上。二、问答题(24分,每小题4分)1.齿向载荷分布系数Kβ的物理意义是什么?改善齿向载荷分布不均匀状况的措施有哪些?Kβ的物理意义——考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数。(2分)措施:(答出以下7点中3点以下者1分,答出3点以上者2分)1)齿轮的制造和安装精度↑2)轴、轴承及机体的刚度↑3)齿轮在轴上的布置——合理选择4)轮齿的宽度——设计时合理选择5)采用软齿面——通过跑合使载荷均匀6)硬齿面齿轮——将齿端修薄、或做成鼓形齿7)齿轮要布置在远离转矩输入端的位置。2.试述齿轮传动的设计准则评分标准:以下4点各点1分1软齿面闭式齿轮传动:通常先按齿面接触疲劳强度进行设计,然后校核齿根弯曲疲劳强度。2硬齿面式齿轮传动:通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计,然后校核齿面接触疲劳强度。

第21页:高速重载齿轮传动

3高速重载齿轮传动,还可能出现齿面胶合,故需校核齿面胶合强度。4开式齿轮传动:目前多是按齿根弯曲疲劳强度进行设计,并考虑磨损的影响将模数适当增大(加大10~15%)。3.按照轴所受载荷类型的不同,轴分为那几种类型?并分别举例说明。评分标准:以下3点各点1分,举例正确合计1分。1仅受弯矩M的轴——心轴,只起支撑零件作用,如自行车前轴。2仅受转矩T的轴——传动轴,只传递运动和转矩不起支撑作用,如汽车后轮传动轴。3既受弯矩又受转矩的轴——转轴,既起支撑又起传运动和转矩作用,如减速器的输出轴。4.给出滚动轴承的当量静载荷P0的定义。当量静载荷是一个假想载荷,其作用方向与基本额定静负荷相同,而在当量静载荷作用下,轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。(4分)5.同滚动轴承相比,液体摩擦滑动轴承有哪些特点?评分标准:以下6点中,答出1~2点2分,答出3~4点分3分,答出5~6点4分1)在高速重载下能正常工作,寿命长;2)精度高;滚动轴承工作一段时间后,旋转精度↓3)滑动轴承可以做成剖分式的—能满足特殊结构需要。如曲轴上的轴承;4)液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用,可以吸收震动,缓和冲击。5)滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。6)起动摩擦阻力较大。6.在一些基本假设条件下,流体形成动压的必要条件是什么?评分标准:答出1点2分,答出2点3分,答出3点4分1)流体必须流经收敛间隙,而且间隙倾角越大则产生的油膜压力越大。

第22页:形成流体动压润滑条件

2)流体必须有足够的速度;3)流体必须是粘性流体。三、分析计算题(29分,第一小题19分,第二小题10分)1.一重物匀速升降装置采用如图a所示的电机+圆柱蜗杆传动系统,已知蜗杆传动的模数m=8mm,蜗杆头数及分度圆直径分别为z1=1、d1=80mm,蜗轮齿数z2=50,卷筒直径D=250mm。重物匀速升降的速度v=40m/min,最大载重量W为4kN,工况系数KA按1.0计,试分析、计算提升重物时的下列问题:1该装置以40m/min的速度匀速升起重物1m时,蜗杆应转多少转?并在图中标明蜗杆的转向、蜗轮轮齿旋向、节点位置处蜗杆及蜗轮的受力方向。(5分)2若蜗杆与蜗轮齿面间当量摩擦系数f′=0.18,该机构能否自锁?(2分)3若重物W=4kN,传动装置总的传动效率为η=0.5,试计算出电机的输出转矩Tm应是多少?(2分)4若蜗轮轴采用如图b所示的两个角接触轴承7209C支撑形式,L=100mm,蜗杆传动效率η1=0.7,卷筒、联轴器(连接蜗轮轴与卷筒轴)、蜗轮轴上轴承的效率合计为η2=0.8,轴承7209C的基本额定动载荷和基本额定静载荷分别为C=29800N、C0=23800N,其内部轴向力S=0.4Fr,径向载荷系数X和轴向载荷系数Y分别为0.44和1.36,fT=1.0,fP=1.5,试计算轴承II的寿命Lh为多少小时?(10分)

第23页:蜗杆传动简答题

1)蜗杆转:1*50/(3.14*D)=50/(3.14*0.25)=63.69(转)(1分)蜗轮转速:40/(3.14*0.25)=50.96r/min蜗杆转向(1分)、蜗轮轮齿旋向(1分)、蜗轮蜗杆受力分析方向如图所示(2分)。2写出公式得1分,结论正确得1分。tan

  • z1m/d1
  • 1
  • 8/80
  • 0.1tan'
  • f'
  • 0.18tan
  • tan'
  • '结论:该机构满足自锁性条件。3写出公式得1.5分,结论正确得0.5分。W
  • 4kNT卷筒
  • TW
  • WD/2
  • 4000
  • 250/2
  • 500000Nmm4)公式、步骤都正确得9分(其中:轴承寿命计算公式占5分),计算结果正确得1分。mTW5
  • 105T
  • 4
  • 2
  • 10Nmmi0.5
  • 50

第24页:托架螺栓受力计算

2=4000x250/2=500000Nmm笃== =6.25xlO屯mm芍10.8笃6.25x10JJ罚=—==0.17857xlO'Nmm顷50xO.72T12T12x6.25xlOJ痄=—=—==3.125xl03Nd2mz28x50骂2x0.17857x10J)=0.44643xlO"N兄=兄=—=dl80咒=F.1= 0.44643xlO3N贮已凡t也改=凡tan改=3.125Xt畔0°xlO3=1.13741xlO飞旯=丘汇石了=心x103=,x103=3.32556x103N轴如的径向支反滨=凡·d2/2-凡= =1.21635xlO屯212x100轴即I的径向支反力=凡-RJ=(332556-1.21635)x103=2.10921x103Ns,=0.4凡=0.4xi.21635xlO3=0.48654xlO屯旯=0AR" =0.4x2.10921xlO3=0.843684xlO3NsJ+凡=(048654+0.44643)xlO3=0.93297xlO飞>SJ!=0.843684x10飞凡JJ=名+凡=0.93297xlO飞肛=S, =0.48654xlO飞只舌计舞轴挛I的夺会即可口p"=X

  • 岛+Y
  • F,"=(044xO.843684+1.36x0.93297)xlO3=1.64xlO3NL.FR蜗轮轴的受力简图10'fC10'lx298003L=—(-二)'=(),=581383.6(fl)占60n儿p'60x50.96'1.5x1.64xIO3

第25页:2.图c所示为一托架

2.图c所示为一托架,20kN的载荷作用在托架宽度方向的对称线上,用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上,螺栓的相对刚度为0.3,螺栓组连接采用普通螺栓连接形式,假设被连接件都不会被压溃,试计算:1)该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F´至少应大于多少?(接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm3)(7分)2)若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F´´要保证6956N,计算该螺栓所需预紧力F´、所受的总拉力F0。(3分)1)(1)、螺栓组联接受力分析:将托架受力情况分解成下图所示的受轴向载荷Q和受倾覆力矩M的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。(2分)(2)计算受力最大螺栓的工作载荷F:(1分)Q使每个螺栓所受的轴向载荷均等,为F1

  • Q
  • 20000
  • 5000(N)Z4倾覆力矩M使左侧两个螺栓工作拉力减小;使右侧两个螺栓工作拉力增4
  • 227.526
  • 106
  • 227.5
  • 6593.41(N)42lMlmax加,其值为:F2
  • ii
  • 1显然,轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大,均为:F
  • F1F2
  • 11593.41(N)(3)根据接合面间不出现间隙条件确定螺栓所需的预紧力F’:(4分)预紧力F’的大小应保证接合面在轴线右侧不能出现间隙,即

第26页:四、结构题

2)若F’’=6956N,则:(3分)四、结构题(20分)1.试说明实现轴上零件轴向固定的五种方法,并分别画出相应于各种轴向固定方法的结构图;画出模锻轮坯、腹板式大齿轮在转轴的轴端实现轴向固定与周向固定的结构图(要求齿轮也要画出来)。(12分)评分标准:轴向固定:五种方法每种方法各0.5分,每画对一种结构1分;齿轮(2.5分)在轴端实现周向固定(普通平键)(1分)和轴向固定(轴肩和轴端挡板)(1分)4.5分。

第27页:2.图d和图e为凸缘联轴器

2.图d和图e为凸缘联轴器的两个半联轴器的将两根轴连接起来的两种形式的部分结构,请将未画出的其余部分补全,成为完整的结构。(5分)3.现有成品一级标准圆柱齿轮减速器一台,输入轴与小齿轮采用普通平键连接,轴与小齿轮轮毂配合段轴颈直径d=40mm,该轴段长度l=58mm,键槽长L=50mm,小齿轮轮毂键槽深t1=3.3mm。为得到比现有减速器更大的减速比,现在需要重新设计、更换齿轮。已知重新设计得到的齿轮模数m=3.0mm,小齿轮齿顶圆直径da1=69mm,齿根圆直径df1=55.5mm,齿宽b1=60mm,如果采用该小齿轮,试根据上述数据进行分析:该减速器的输入轴是否具有可以继续使用的可能性?(3分)标准答案:该小齿轮能否做成齿轮与轴分开决定了这根输入轴能否继续被使用的首要条件:结论:按着这根轴设计小齿轮轮毂结构必须做成齿轮与轴为一体的轴齿轮形式,因此,如果采用该小齿轮,原输入轴不能继续被使用,必须重新设计输入轴。22f155.540t1

  • 3.3
  • 7.753.3
  • 4.45(mm)2.5m
  • 2.5
  • 3
  • 7.5(mm)dde
顶部目录