第 1 頁(yè) 共 47 頁(yè) 哈工大 2004 秋季學(xué)期 機(jī)械設(shè)計(jì)試題答案機(jī)械設(shè)計(jì)試題答案 一 選擇填空題 每空 1 分 共 25 分 1 按照摩擦界面的潤(rùn)滑狀態(tài) 可將摩擦分為 干摩擦 邊界摩擦 液體摩擦 和混合摩擦 2 已知某三線螺紋中徑為 9 5mm 螺距為 1mm 則螺紋的導(dǎo)程為 3 mm 3 螺紋連接防松的實(shí)質(zhì)就是防止螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 按照防松方法的工作原理可將其分為三 類 分別是 摩擦防松 機(jī)械防松 和 永久防松 4 受軸向工作載荷的緊螺栓連接中 螺栓受到的總拉力 F0與預(yù)緊力 F 殘余預(yù)緊力 F 和工 作拉力 F 之間的關(guān)系為b a FFF 0 b F CC C FF mB B 0 c FFF 0 5 導(dǎo)向平鍵的工作面是 鍵的兩側(cè)面 導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是 工作面的磨損 6 V帶傳動(dòng)中帶工作中最大應(yīng)力產(chǎn)生在 緊邊進(jìn)入小帶輪 處 其值為 cb11max 7 齒輪傳動(dòng)中選取齒寬系數(shù)時(shí) 一般采用硬齒面齒輪時(shí)齒寬系數(shù) b 采用軟齒面齒輪時(shí)齒寬 系數(shù) 齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置時(shí)的齒寬系數(shù) a 齒輪懸臂布置時(shí)的齒寬系數(shù) a 大于 b 小于 c 等于 8 一減速齒輪傳動(dòng) 主動(dòng)輪 1 用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 從動(dòng)輪用 45 號(hào)鋼正火 則它們齒面接觸應(yīng)力 的關(guān)系是 1H b 2H 齒根彎曲應(yīng)力的關(guān)系是 1F a 2F a b c h0 dp dx 0 壓力逐漸增大 出口處 h h0 dp dxeFa Fr e XYXY 0 410 8710 答 內(nèi)部軸向力方向如圖所示 2 分 S1 0 4Fr1 1200N 0 5 分 S2 0 4Fr2 1600N 0 5 分 因?yàn)?A S1 S2故 Fa1 S1 1200N 1 分 Fa2 S1 A 3000N 1 分 比較兩軸承受力 只需校核軸承 2 Fa2 Fr2 0 75 e 1 分 P XFr2 YFa2 0 41 4000 0 87 3000 4250N 1 分 5 5240 60 10 3 6 P C n L h 2 分 第 5 頁(yè) 共 47 頁(yè) 四 結(jié)構(gòu)題 20 分 1 如下圖所示 軸承部件采用左端固定右端游動(dòng)支承結(jié)構(gòu) 指出圖中錯(cuò)誤并在不改變軸承類 型前提下畫出正確結(jié)構(gòu) 直接畫在中心線下方 軸承可采用簡(jiǎn)化畫法 6 分 答 軸可向右側(cè)竄動(dòng) 2 分 改正錯(cuò)誤 4 分 其它結(jié)構(gòu)達(dá)到相同目的也可 2 圖連接面受轉(zhuǎn)矩作用 利用四個(gè)螺栓完成連接 重新布置螺栓組使其受力更為合理 并在 右邊畫出鉸制孔用螺栓連接結(jié)構(gòu)示意圖 6 分 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 螺栓位置 2 分 鉸制孔用螺栓連接 4 分 3 完成圖中軸系部件結(jié)構(gòu) 8 分 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 鍵連接結(jié)構(gòu) 3 分 齒輪軸向定位固定 2 分 軸承考慮拆卸的固定 左右各 1 5 分 第 6 頁(yè) 共 47 頁(yè) 哈工大 2006 年年 秋 季學(xué)期 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì) 試試 題題 一選擇填空題 每空一分共 20 分 1 1 在常用的螺紋連接中 自鎖性能最好的螺紋是 其牙型角 2 2 普通平鍵連接工作時(shí) 平鍵的工作面是 平鍵的剖面尺寸 bh 按 從標(biāo)準(zhǔn)中查取 普通平鍵連接的主要失效形 式 3 3 帶傳動(dòng)中 若 1 為主動(dòng)輪圓周速度 2 為從動(dòng)輪圓周速度 為帶速 則這些速度之間存在的關(guān)系是 4 V 帶傳動(dòng)中 V 帶截面楔角40 則 V 帶輪的輪槽角 0應(yīng) 40 5 在設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)時(shí) V 帶的型號(hào)可根據(jù)和查選型 圖確定 6 對(duì)于一對(duì)材料相同的鋼制軟齒面齒輪傳動(dòng) 為使大小齒輪接近等強(qiáng)度 常用的熱處理方法是小齒輪 大齒輪 7 根據(jù)軸的承載情況 自行車的前軸應(yīng)稱為軸 中間軸應(yīng)稱為 軸 第 7 頁(yè) 共 47 頁(yè) 8 代號(hào)為 6206 的滾動(dòng)軸承 其類型是 內(nèi)徑 d mm 9 溫度和壓力是影響粘度的主要因素 若溫度升高 則 若壓力升高 則 10在下列聯(lián)軸器中 能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移并可緩沖吸振的是 A 凸緣聯(lián)軸器B 齒式聯(lián)軸器C 萬(wàn)向聯(lián)軸器D 彈性柱銷軸器 11 在蝸桿傳動(dòng)中 對(duì)每一模數(shù)規(guī)定了一個(gè)或幾個(gè)蝸桿分度圓直徑的目的 是 12 普通平鍵連接工作時(shí) 平鍵的工作面是 二簡(jiǎn)答題 共 5 題 每題 6 分 1 簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的失效形式和開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 2 以框圖形式說(shuō)明轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)過(guò)程 第 8 頁(yè) 共 47 頁(yè) 3 簡(jiǎn)述蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件 4簡(jiǎn)述動(dòng)載系數(shù)Kv和齒間載荷分配系數(shù)K 的含義并各舉出兩個(gè)主要影響因素 第 9 頁(yè) 共 47 頁(yè) 5 寫出一維的雷諾方程并根據(jù)該方程簡(jiǎn)述形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的必要條件 三 分析計(jì)算題 1 如圖 a b 分別為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪減速器的兩種布置形式 已知齒輪 2 模數(shù)mn2 2 5mm z2 57 2 13 齒輪 3 模數(shù)mn3 3mm z3 19 齒輪 4 輪齒旋向?yàn)?右旋 若主動(dòng)軸 I 轉(zhuǎn)向如圖所示 試 1 圖 a b 兩種布置形式哪種布置合理 并分析為什么 2 分 2 為使中間軸 的受力合理 試確定齒輪 2 輪齒旋向 2 分 3 在你認(rèn)為齒輪布置合理的圖上 畫出各齒輪受力方向 3 分 4 為使軸 的外部軸向力為零 試計(jì)算出齒輪 3 的螺旋角 3的值 7 分 5 若主動(dòng)軸 I 轉(zhuǎn)向相反 軸 的外部軸向力還是否為零 1 分 本題合計(jì) 本題合計(jì) 1515 分 分 第 10 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 a圖 b 2 總 15 分 如圖所示 一級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的小齒輪為懸臂布置形式 該齒輪的軸系采用一對(duì)角接觸球軸承背對(duì)背安裝的支撐形式 已知 軸承徑向載 荷 Fr1 Fr2 方向如圖所示 大小分別為 Fr1 5500N Fr2 3000N 小齒輪軸向力 A 1500N 軸承內(nèi)部軸向力按 S 0 4Fr 計(jì)算 1 分別計(jì)算該對(duì)軸承的軸向力 Fa1 Fa2 8 分 2 若該對(duì)軸承的基本額定壽命為 8000 小時(shí) 現(xiàn)將載荷加大一倍 將轉(zhuǎn)速減小一 半 試計(jì)算后確定該對(duì)軸承能否滿足載荷及轉(zhuǎn)速改變后基本額定壽命至少 2500 小 時(shí)的工作要求 7 分 第 11 頁(yè) 共 47 頁(yè) 四 結(jié)構(gòu)題 1 下圖分別用六角頭 M16的普通螺栓 六角頭 M16 的鉸制孔螺栓連接兩塊厚度為 20mm的鋼板 采用彈簧墊圈 補(bǔ)畫出其余結(jié)構(gòu)線條 并注明那個(gè)是普通螺栓連 接 那個(gè)是鉸制孔螺栓連接 4分 第 12 頁(yè) 共 47 頁(yè) 2 指出齒輪軸系結(jié)構(gòu)圖中的錯(cuò)誤 指出并改正 8處即可 說(shuō)明錯(cuò)誤原因 并在 中心線上方畫出正確結(jié)構(gòu) 16分 已知 1 齒輪是油潤(rùn)滑 軸承是脂潤(rùn)滑 第 13 頁(yè) 共 47 頁(yè) 2 軸承為深溝球軸承 第 14 頁(yè) 共 47 頁(yè) 哈工大 2007 年 秋 季學(xué)期 機(jī)械設(shè)計(jì)試 題 一 填空題 每空 1 分 共 26 分 1 設(shè)計(jì)連軸器時(shí) 先根據(jù)工作條件和要求選擇合適的類型 然后按 軸的直徑軸的直徑 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速和計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩從標(biāo)準(zhǔn)中選擇所 需要的型號(hào)和尺寸 2 非液體摩擦滑動(dòng)軸承處于 混合混合 摩擦狀態(tài) 在非液體摩擦徑向滑 動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí) 驗(yàn)算 pv值的目的主要是為了限制軸承溫度 或軸承溫度 或 摩擦功耗 摩擦功耗 維持邊界膜不被破壞 3 螺紋公稱直徑是 螺紋大徑螺紋大徑 強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)用的螺紋直徑參數(shù)是 螺紋小徑螺紋小徑 4 在帶傳動(dòng)的失效形式中 打滑打滑 是由于過(guò)載引起的 5 齒輪傳動(dòng)的失效形式有齒面磨損 輪齒折斷輪齒折斷 齒面膠合齒面膠合 齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕和 輪齒塑性變形輪齒塑性變形 6 齒輪傳動(dòng)的載荷系數(shù)主要由使用系數(shù) 動(dòng)載系數(shù) 齒向載荷分布齒向載荷分布 系數(shù)系數(shù)和 齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷分配系數(shù) 組成 其中主要與齒輪相對(duì)于軸承安裝位 置有關(guān)的系數(shù)是 齒向載荷分布齒向載荷分布 系數(shù) 7 一對(duì)相互嚙合圓柱齒輪 兩齒輪的齒面接觸應(yīng)力關(guān)系是 H1 H2 許 用接觸應(yīng)力的關(guān)系 H1 H2 兩齒輪的齒根彎曲應(yīng)力 F1 F2 填 8 螺紋連接中 按其工作原理不同 螺紋防松方法有摩擦防摩擦防 松松 機(jī)械防松機(jī)械防松和永久性防松等 9 代號(hào)為 7309 C P4的滾動(dòng)軸承 其類型名稱為 角接觸球軸承角接觸球軸承 內(nèi)徑為 45 mm 接觸角為 15 精度等級(jí)是 P4 10 平鍵連接的主要失效形式是 工作面的壓潰工作面的壓潰和 鍵的剪斷鍵的剪斷 本題分?jǐn)?shù)本題分?jǐn)?shù) 第 15 頁(yè) 共 47 頁(yè) 二 簡(jiǎn)答題 共共 24 分 1 帶傳動(dòng)過(guò)程中 帶受到的應(yīng)力分為幾種 寫出名稱 以如圖 所示的減速傳動(dòng)為例 畫出帶傳動(dòng)時(shí) 帶中的應(yīng)力變化圖 并指出最大 應(yīng)力的位置 寫出最大應(yīng)力表達(dá)式 畫圖時(shí)適當(dāng)照顧比例 6分 答 帶傳動(dòng)受 3種應(yīng)力 分別是緊邊和松邊的拉應(yīng)力 1 和 2 彎曲應(yīng)力 b 離心應(yīng)力 c 3 分 最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊 帶剛繞上小帶輪的入口處 1 分 最大應(yīng)力表達(dá)式 bcmax 1 1分 2 閉式蝸桿傳動(dòng)為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算 提高散熱能力的常用措施主要有 哪些 6分 答 因?yàn)槲仐U傳動(dòng)效率低 發(fā)熱大 在閉式蝸桿傳動(dòng)中 如果產(chǎn)生的熱量不能 及時(shí)散逸 就會(huì)使油溫升高 潤(rùn)滑油粘度下降 潤(rùn)滑條件惡化 導(dǎo)致齒面磨損加 劇 甚至發(fā)生膠合 所以 需要進(jìn)行熱平衡計(jì)算 得 2分 常用的提高散熱 能力的措施主要有 1 合理地設(shè)計(jì)箱體的結(jié)構(gòu) 鑄出或焊上散熱片 以增大散熱面 積 2 在蝸桿上安裝風(fēng)扇 進(jìn)形人工通風(fēng) 以提高散熱系數(shù) 3 在箱體油池中 裝設(shè)蛇形冷卻水管 直接降低油溫 4 采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑 得 4分 3 什么是軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷 基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向是如何規(guī)定 的 6 分 答 軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷 滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 軸承工作溫度在 100 以 下 基本額定壽命 L 1 10 6r 時(shí) 軸承所能承受的最大載荷成為軸承的基本額定 動(dòng)負(fù)荷 3 分 本題分?jǐn)?shù)本題分?jǐn)?shù) 第 16 頁(yè) 共 47 頁(yè) 軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向 對(duì)于向心軸承為徑向載荷 1 分 對(duì)于推力 軸承為中心軸向載荷 1 分 對(duì)于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量 1 分 4 簡(jiǎn)述閉式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 6 分 答 1 對(duì)于軟齒面閉式齒輪傳動(dòng) 通常先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 2 分 然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1 分 2 對(duì)于硬齒面閉式齒輪傳動(dòng) 通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 2 分 然 后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 1 分 三 分析計(jì)算題 共共 34 分 有一電動(dòng)絞車 采用如圖 2所示的傳動(dòng)方案 齒輪 1 和 2為閉式 直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 蝸桿 3 和蝸輪 4 為開式傳動(dòng) 已知齒輪 1 齒輪 2 和蝸桿 3的材料均為 40Cr鋼 且它們均為表面淬火處理 表面硬度為 45 55HRC 蝸輪材料為鑄造錫磷青銅 采用 4個(gè)聯(lián)軸器將 6根軸連 接 把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到卷筒 實(shí)現(xiàn)提升重力 W的目的 解答下列各 問(wèn)題 圖圖 2 1 試分析 I II 和 VI 軸各受什么載荷作用 注明各軸的類別 不計(jì)各軸的自 重 分析 III 軸 A A截面和 B B 截面上各作用有哪幾種應(yīng)力 這些應(yīng)力的變化性 質(zhì)如何 卷筒軸雙向轉(zhuǎn)動(dòng)受力 10分 答 I軸只受扭矩 是傳動(dòng)軸 2分 II 和 VI軸不僅受轉(zhuǎn)矩 還受彎矩 是 轉(zhuǎn)軸 2 分 III 軸 A A截面上只作用彎曲應(yīng)力 彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 2 分 B B截面上不僅作用彎曲應(yīng)力 還作用有扭剪應(yīng)力 其中彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循 環(huán)的變應(yīng)力 扭剪應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力 4分 本題分?jǐn)?shù)本題分?jǐn)?shù) 第 17 頁(yè) 共 47 頁(yè) 2 受力分析問(wèn)題 共 8分 1 蝸桿輪齒的螺旋線方向如圖 2所示 試確定蝸輪輪齒的螺旋線方向 并 標(biāo)在圖上 在圖中標(biāo)出使重力 W上升時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 并畫出蝸輪輪齒在嚙合點(diǎn) D 處各分力 Fr Fa Ft的方向 可在兩個(gè)視圖上分別用箭頭表示 5分 答 蝸輪為右旋 1分 電機(jī)轉(zhuǎn)向?yàn)槿鐖D向上 1分 如圖所示 3個(gè)力各 1 分 共 3分 2 如果采用如圖 3所示傳動(dòng)方案 當(dāng)重力 W上升時(shí) 為了使 II 軸受力合 理 怎樣設(shè)計(jì)齒輪 1和齒輪 2 的輪齒螺旋線方向 并在圖中嚙合點(diǎn) C處標(biāo)出齒輪 2 的軸向力的方向 3分 答 齒輪 1 為左旋 1 分 齒輪 2 應(yīng)為右旋 1分 軸向力方向向 左 1 分 第 18 頁(yè) 共 47 頁(yè) 3 若凸緣聯(lián)軸器的兩個(gè)半聯(lián)軸器凸緣間用 6個(gè) M16的普通螺栓連接 已知預(yù) 緊力 F 800N 結(jié)合面間的摩擦系數(shù) f 0 15 可靠性系數(shù) Kf 1 2 卷筒直徑為 D 250mm 螺栓中心所在圓周的直徑為 D0 300mm 按此預(yù)緊力大小 計(jì)算該螺 栓組連接所能允許提起的最大重力 Wmax 7 分 答 對(duì)于只承受預(yù)緊力的緊螺栓連接 依靠預(yù)緊力在結(jié)合面間產(chǎn)生的摩擦力 對(duì)形心的力矩之和來(lái)平衡外力矩 預(yù)緊力滿足 z i i f rf TK F 1 2分 mmN90000 2 1 2 300 680015 0 1 max f z i i K rFf T 1分 maxmax 2 T D W 2分 N720 250 9000022 max max D T W 1分 該螺栓組所能允許提起的最大重力為 720N 1分 4 若軸采用一對(duì) 7000型軸承固定方式 如圖 4所示 已知軸承 1 2 的徑向支反 力為 Fr1 4000N Fr2 5000N 軸上兩零件所受的軸向力 A1 900N A2 400N 方 第 19 頁(yè) 共 47 頁(yè) 向如圖所示 軸承上的內(nèi)部軸向力 S與徑向載荷 Fr之間的關(guān)系式為 S 0 4 Fr 試 計(jì)算軸承 1 2 所受的軸向載荷 Fa1 Fa2 9分 答 1 求軸承 1 和 2的內(nèi)部軸向力大小和方向 S1 0 4Fr1 0 4X4000 1600N 方向如圖 計(jì)算正確 0 5分 方向正確 0 5 分 S2 0 4Fr2 0 4X5000 2000N 方向如圖 計(jì)算正確 0 5分 方向正確 0 5 分 2 判斷壓緊和放松的軸承 即軸的運(yùn)動(dòng)方向 S1 A1 1600 900 2500N S2 A2 2000 400 2400N 軸有向右運(yùn)動(dòng) 趨勢(shì) 軸承 1 放松 軸承 2 壓緊 3分 3 求軸向力 Fa1 S1 1600N 2分 Fa2 S1 A1 A2 2100N 2 分 四 結(jié)構(gòu)題 共 16 分 1 圖 5軸承部件 采用兩端固定支承結(jié)構(gòu)形式 軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn) 滑 指出圖中設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤 并對(duì)錯(cuò)誤的原因作簡(jiǎn)要說(shuō)明 并在圖中下 半部分畫出正確結(jié)構(gòu)圖 12分 注 標(biāo)出 8處即可 同類性質(zhì)的錯(cuò)誤按一處記分 本題分?jǐn)?shù)本題分?jǐn)?shù) A1 A2 第 20 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 5 1箱體上與軸承端蓋接觸面應(yīng)有凸臺(tái) 減少加工面積 2應(yīng)有調(diào)整墊片 3缺少擋油板 4軸承端面和軸承座端面不應(yīng)重合 5與輪轂配合段軸頸長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂長(zhǎng)小 1 2mm 6端蓋和軸之間不應(yīng)接觸 要有間隙 7應(yīng)加密封圈 8應(yīng)同一軸上的鍵連接應(yīng)在同一母線上 9軸承的定位套筒和軸肩外徑不應(yīng)高過(guò)軸承內(nèi)圈 應(yīng)為軸承留拆卸空間 10密封處軸徑應(yīng)比軸承內(nèi)徑下 減小安裝軸承的距離 每指出一處錯(cuò)誤 并說(shuō)明得 0 5分 總共不超過(guò) 4分 把指出的錯(cuò)誤畫正確每處得 1分 總共不超過(guò) 8分 第 21 頁(yè) 共 47 頁(yè) 2 如圖 6 所示凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu) 采用鉸制孔螺栓連接 請(qǐng)畫出螺栓連接兩個(gè) 半聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖 螺栓的公稱直徑為 M12 4分 圖 6 第 22 頁(yè) 共 47 頁(yè) 哈工大 2009秋季學(xué)期考試試題答案 機(jī)械設(shè)計(jì)試題 A 卷 一 填空題 每空 1分 計(jì) 25 分 1 一減速齒輪傳動(dòng) 主動(dòng)輪 1用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 從動(dòng)輪用 45 號(hào)鋼正火 則它們齒 面接觸應(yīng)力的關(guān)系是 b a 2H1H b 2H1H c 2H1H 2 帶傳動(dòng)中緊邊拉力為 1 F 松邊拉力為 2 F 則其傳遞的有效圓周力F為c a 21 FF b 2 21 FF c 21 FF d 2 21 FF 3 對(duì)于硬齒面閉式齒輪傳動(dòng) 其齒面接觸承載能力較高 故通常先按 齒根彎曲 疲勞 強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 然后校核 齒面接觸疲勞 強(qiáng)度 4 蝸桿的 c模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 蝸輪的b壓力角為標(biāo)準(zhǔn)壓力角 a 法面 b 端面 c 軸面 5 帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時(shí) 1 F與 2 F的關(guān)系可用著名的歐拉 公式表示為 1 21 f eFF 6 在蝸桿傳動(dòng)中 當(dāng)需要自鎖時(shí) 應(yīng)使當(dāng)量摩擦角b蝸桿導(dǎo)程角 a 小于 b 大于 c 等于 7 計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比時(shí) 公式c是錯(cuò)誤的 a 21 i b 21 n ni c 12 d di d 12 z zi 8 蝸桿傳動(dòng)的失效通常是發(fā)生在蝸輪輪齒 上 9 設(shè)計(jì)圓柱螺旋彈簧時(shí) 其彈簧直徑 d按 強(qiáng)度條件確定 其工作圈數(shù) n 按 剛度條件確定 10 彈簧指數(shù) C D2 d C 值越大 剛度越 小 11 楔鍵聯(lián)接靠 摩擦力 傳遞轉(zhuǎn)矩 用于對(duì)中性要求不高的聯(lián)接 12 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 292 93 規(guī)定 代號(hào)為 7210C的滾動(dòng)軸承類型為 角接觸球軸承 軸承 其內(nèi)徑為 50 mm 寬度系列為 窄 系列 直徑系列為 輕 系列 C 代表 公稱接觸角 15 其精度為 P0 級(jí) 13 下列各種聯(lián)軸器中 能減緩振動(dòng)和沖擊的是 f 可實(shí)現(xiàn)兩軸線角位移最大的 是 c 常用于兩軸線對(duì)中性不好 低速情況下的是 d 和 e a套筒聯(lián)軸器 b 凸緣聯(lián)軸器 c 萬(wàn)向聯(lián)軸器 d 十字滑塊聯(lián)軸器 e 齒輪聯(lián) 軸器 f 彈性柱銷聯(lián)軸器 二 問(wèn)答題 每題 5分 計(jì) 30 分 1 試分析影響帶傳動(dòng)所能傳遞最大有效圓周力 Fmax的主要因素 5分 第 23 頁(yè) 共 47 頁(yè) 1 1 0max 1 1 1 1 2 f f e e FF max F與初拉力 0 F 包角 1 和摩擦系數(shù)f有關(guān) 3 0 F 大 1 大 f大 則產(chǎn)生的摩擦力大 傳遞的最大有效圓周力也大 2 2 試說(shuō)明齒形系數(shù) F Y與齒輪的哪些參數(shù)有關(guān) F Y對(duì)齒根彎曲應(yīng)力 F 有何影響 5分 齒形系數(shù) F Y反映了輪齒幾何形狀對(duì)齒根彎曲應(yīng)力 F 的影響 凡是影響齒廓形 狀的參數(shù)如齒數(shù)z 變位系數(shù)x和分度圓壓力角 都影響 F Y 3 如果齒數(shù)z增大 變位系數(shù)x和分度圓壓力角 增大 均可以使齒根增厚 齒 形系數(shù) F Y減小 F 減小 2 3 為提高輪齒的抗折斷能力 可采取哪些措施 5分 可適當(dāng)增大齒根圓角半徑以減小應(yīng)力集中 1 合理提高齒輪的制造精度和安裝精度 1 正確選擇材料和熱處理方式 2 以及對(duì)齒根部位進(jìn)行噴丸 輾壓等強(qiáng)化處理 1 4 螺紋聯(lián)接防松的實(shí)質(zhì)是什么 按工作原理分 防松的方法有哪幾類 答 防松的實(shí)質(zhì)是防止螺紋副間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 2分 防松的方法有摩擦防松 機(jī)械防松 永久防松 3分 5 什么是滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷 其方向是如何確定的 5分 答 軸承工作溫度在 100 C以下 基本額定壽命 L 1x1 6 0r 時(shí) 軸承所能承受的最 大載荷 稱為基本額定動(dòng)負(fù)荷 2 分 對(duì)于向心軸承 其方向?yàn)閺较蜉d荷 1分 對(duì)于推力軸承 其方向?yàn)檩S向載荷 1分 對(duì)于角接觸軸承 其方向?yàn)檩d荷的徑向分量 1分 6 簡(jiǎn)述非液體摩擦徑向滑動(dòng)軸承校核計(jì)算的主要內(nèi)容 5分 答 1 驗(yàn)算壓強(qiáng) 滑動(dòng)軸承壓強(qiáng) p 許用壓強(qiáng) p 2 分 驗(yàn)算 pv 值 pv pv 2 分 驗(yàn)算軸徑圓周速度 v v v 1分 三 分析計(jì)算題 1 如圖示 卷筒與齒輪用普通螺栓聯(lián)接在一起 螺栓個(gè)數(shù) Z 8 軸不旋 轉(zhuǎn) 卷筒與齒輪在軸上旋轉(zhuǎn) 已知卷筒所受旋轉(zhuǎn)力矩 T 107Nmm 螺栓分布直徑 第 24 頁(yè) 共 47 頁(yè) D0 500mm 卷筒與齒輪接合面間摩擦系數(shù) f 0 12 可靠性系數(shù) Kf 1 2 螺栓材料 的屈服極限 S 300Mpa 安全系數(shù) S 3 試設(shè)計(jì)該螺栓組的螺栓直徑 10分 普通螺紋基本尺寸表 第一系列 公稱直徑 d中徑 d2小徑 d1螺距 p 2422 05120 7523 3027 72726 2113 5 3633 40231 6704 4239 07737 1294 5 4844 72542 5875 解 設(shè)螺栓受預(yù)緊力 F 計(jì)算螺栓所需預(yù)緊力 F 0 2 f D ZfFK T 2分 7 0 2 2 1 2 10 50000 8 0 12 500 f K T FN ZfD 2 分 計(jì)算許用應(yīng)力 300 100 3 s MPa S 2分 確定螺栓直徑 d1 1 4 1 34 1 3 50000 28 768 100 F dmm 2分 選擇螺栓 查表選取 M36 d1 31 670mm 28 768mm 2分 2 如圖所示 a b 分別為斜齒圓柱齒輪的懸臂布置和對(duì)稱布置的支承形式 圖 1 2 分別為一對(duì)角接觸球軸承背對(duì)背 面對(duì)面安裝支承形式 1 請(qǐng)合理選擇斜齒輪不同布置形式下 一對(duì)角接觸球軸承的支承形式 你認(rèn) 為正確的 在 中打 第 25 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 a 所示懸臂布置宜采用 圖 1 圖 2 1 分 圖 b 所示對(duì)稱布置宜采用 圖 1 圖 2 1 分 2 根據(jù) 1 中的選擇結(jié)果計(jì)算圖 a 所示情況下 軸承的軸向力 Fa1 Fa2 已知 軸承徑向載荷 Fr1 Fr2 齒輪的軸向力 A 方向如圖所示 大小分別 為 Fr1 4000N Fr2 2000N A 2000N 軸承內(nèi)部軸向力 S 0 4Fr 4 分 解 S1 0 4Fr1 0 4x4000 1600 N 方向向左 1分 S2 0 4Fr2 0 4x2000 800 N 方向向右 1分 S2 A 800 2000 2800 N S1 1600 N 1分 所以 Fa1 S2 A 2800 N 1 分 Fa2 S2 800 N 3 若該對(duì)軸承的壽命為 5000 小時(shí) 現(xiàn)將當(dāng)量動(dòng)載荷加大一倍 將轉(zhuǎn)速減小一 半 試計(jì)算后確定該對(duì)軸承能否滿足載荷及轉(zhuǎn)速改變后壽命至少 1000 小時(shí) 的工作要求 4分 標(biāo)準(zhǔn)答案 第 26 頁(yè) 共 47 頁(yè) 結(jié)論 此軸承能夠滿足壽命至少 1000 小時(shí)要求 3 在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中 件 1和 2 均為斜齒圓柱齒輪 件 3 為蝸桿 件 4為蝸輪 已知齒輪 1 輪齒螺旋線方向?yàn)樽笮?其轉(zhuǎn)向如圖所示 試回答下列問(wèn)題 1 齒輪 2 的輪齒螺旋線方向是旋 1分 2 在圖中畫出齒輪 1 齒輪 2在節(jié)點(diǎn) A所受的軸向力 1a F 和 2a F的方向 2分 3 為使在 軸上的齒輪 2與蝸桿 3 的軸向力相互抵消一部分 蝸桿 3 的螺旋線方 向應(yīng)該是旋 并在圖中畫出蝸桿的旋向 在節(jié)點(diǎn) B處畫出蝸桿 3所受的軸向力 3a F 圓周力 3t F和徑向力 3r F 的方向 在節(jié)點(diǎn) B處畫出蝸輪 4所受的圓周力 4t F和 徑向力 4r F的方向 在圖中畫出蝸輪 4的轉(zhuǎn)動(dòng)方向 8分 答 答 1 右旋 1 2 齒輪 1 齒輪 2在節(jié)點(diǎn) A所受的軸向力 1a F 和 2a F的方向如圖所示 2 3 右旋 1 畫出螺旋線方向 1 蝸桿 3 所受的三個(gè)分力 3a F 3t F和 3r F 的方向如圖所示 3 蝸輪 4 所受的圓周力 4t F和徑向力 4r F的方向如圖所示 2 蝸輪 4 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示 1 分 小時(shí) 小時(shí) 分 分 1 1000 1250 8 50002 8 2 1 260 2 10 2 60 10 36 36 h PTh PTh L nPfCfL nPfCfL Fa1 Ft4 Fr3 B Ft3 Fr4 Fa3 齒輪 1 齒輪 2 蝸桿 3 蝸輪 4 電動(dòng)機(jī) A Fa2 n4 第 27 頁(yè) 共 47 頁(yè) 4 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)如圖所示 已知 輸入軸轉(zhuǎn)速min 960 1 rn 輸入 功率3 PkW 齒輪齒數(shù)21 1 z 2 z 62 法向模數(shù)5 2 n mmm 分度圓螺旋角 849725 8 分度圓柱上的法面壓力角 20 n 試計(jì)算 1 輸入軸 I 上的轉(zhuǎn)矩 2 大斜齒圓柱齒輪上三個(gè)分力的大小 本題 4 分 解 輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 84 29 60 2960 103 3 1 1 n P TN m 1 123 1 215 2 cos84 2922 1 1 d T FtkN 1 414 0 849725 8 cos 20tan123 1 cos tan n tr FFkW 1 175 0849725 8tan123 1tan ta FFkN 1 四 結(jié)構(gòu)題 10 分 1 如圖所示 已知圓錐滾子軸承安裝在零件 1 的軸承座孔內(nèi) 由于結(jié)構(gòu)限制 設(shè)計(jì)時(shí)不能改變零件 1 的尺寸 試問(wèn) 采用何種方法以便于軸承外圈拆卸 并在右側(cè)圖上畫出零件 1的結(jié)構(gòu) 2 分 答 可在零件 1圓周方 向上等分圓周位置加 2 至 3 個(gè)螺紋孔 用螺釘 頂軸承外圈拆卸 如右 圖所示 答出方法 1 5 分 畫出結(jié)構(gòu) 1 5 第 28 頁(yè) 共 47 頁(yè) 分 2 寫出實(shí)現(xiàn)軸上零件軸向固定的四種方法 并畫出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖 8分 標(biāo)準(zhǔn)答案 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 每種方法各 2 分 文字說(shuō)明 0 5 分 畫出結(jié)構(gòu)圖 1 5 分 第 29 頁(yè) 共 47 頁(yè) 2010 年機(jī)械設(shè)計(jì)考試題 一 填空題 共 11 分 1 如果一個(gè)零件的應(yīng)力循環(huán)特性6 0 r Mpa80 a 則此時(shí) m max min 1 分 2 普通螺紋的公稱直徑指的是螺紋的 徑 計(jì)算螺紋危險(xiǎn)截面時(shí)使用 的是螺紋的 徑 1 分 3 普通平鍵聯(lián)接的工作面是 主要失效形式是 其鍵的剖面 尺寸hb 按由標(biāo)準(zhǔn)中選定 而鍵長(zhǎng)L通常按從標(biāo)準(zhǔn)中查 取 2 分 4 帶工作時(shí)截面上產(chǎn)生的應(yīng)力有 最大應(yīng)力值 為 2 分 5 在設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)中時(shí) V 帶的型號(hào)是根據(jù)和選取的 1 分 6 在鏈傳動(dòng)中 鏈輪的轉(zhuǎn)速 節(jié)距 則傳動(dòng)的動(dòng)載荷越大 1 分 7 安裝于某軸單支點(diǎn)上的代號(hào)為 6208 的一對(duì)滾動(dòng)軸承 其內(nèi)徑 mm 軸承名稱為 1 分 8 安裝滾動(dòng)軸承時(shí) 其內(nèi)圈與軸徑一般是采用 配合關(guān)系 以保證兩 者之間沒有相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng) 1 分 9 在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 軸的最小直徑 dmin是按 初步確定的 1 分 二 選擇題 共 20 分 每小題 2 分 1 機(jī)械零件由于某些原因不能時(shí)稱為失效 A 工作B 連續(xù)工作C 正常工作D 負(fù)載工作 2 繪制零件簡(jiǎn)化的極限應(yīng)力圖時(shí) 所必需的已知數(shù)據(jù)是 A 1 0 KB 0 1 S K B 1 0 S D 1 0 K 3 帶傳動(dòng)中 主動(dòng)輪圓周速度 v1從動(dòng)輪 v2圓周速度帶速 v 它們之間的關(guān)系 為 A v1 v2 vB v1 v v2 第 30 頁(yè) 共 47 頁(yè) C v1 v v1 v2 4 帶張緊的目的是 A 減輕帶的彈性滑動(dòng)B 提高帶的壽命 C 改變帶的運(yùn)動(dòng)方向D 使帶具有一定的初拉力 5 與齒輪傳動(dòng)相比 鏈傳動(dòng)的主要特點(diǎn)這一是 A 適合于高速B 制造成本高 C 安裝精度要求較低D 有過(guò)載保護(hù) 6 一齒輪傳動(dòng) 主動(dòng)輪 1 用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 從動(dòng)輪 2 用 45 號(hào)鋼正火 則它們的齒 面接觸應(yīng)力 A 12HH B 12HH C 12HH D 無(wú)法判斷 7 在蝸桿傳動(dòng)中 蝸桿材料和蝸輪材料的組合 應(yīng)該選取 A 鋼蝸桿與青銅蝸輪B 青銅蝸桿與鋼蝸輪 C 青銅蝸桿與青銅蝸輪D 鋼蝸桿與鋼蝸輪 8 設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí) 螺旋角 一般在 8 0 200范圍內(nèi)選取 太小斜齒輪 傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)不明顯 太大則會(huì)引起 A 大的切向力B 大的軸向力C 小的切向力D 小的軸向力 9 在不完全液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)中 除了限制軸承p值外 還要對(duì)軸承pv值 進(jìn)行驗(yàn)算 其主要目的是 A 限制軸承過(guò)渡磨損B 限制軸承的溫升 C 保證軸承的強(qiáng)度D 限制軸承的質(zhì)量 10 在進(jìn)行滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)時(shí) 對(duì)支承跨距很長(zhǎng) 工作溫度變化很大的軸 為適應(yīng)軸 有較大的伸縮變形 應(yīng)考慮 A 將一端軸承設(shè)計(jì)成游動(dòng)的B 采用內(nèi)部間隙可調(diào)整的軸承 C 采用內(nèi)部間隙不可調(diào)整的軸承D 軸頸與軸承內(nèi)圈采用很松的配合 三 簡(jiǎn)答題 共 25 分 每小題 5 分 1 螺紋聯(lián)接主要有哪幾種基本類型 試簡(jiǎn)述其特點(diǎn)及使用場(chǎng)合 不要求畫圖 5 分 2 帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)與打滑有何區(qū)別 對(duì)傳動(dòng)有何影響 什么叫打滑 如何避 免打滑 3 為什么點(diǎn)蝕主要發(fā)生在節(jié)線附近齒根面上 5 分 4 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 問(wèn) 1 計(jì)算大 小齒輪彎曲強(qiáng)度時(shí)所用公式是否相同 2 計(jì)算大 小齒輪彎曲強(qiáng)度時(shí)那些參數(shù)取值不同 3 兩輪彎曲強(qiáng)度大小通過(guò)那些參數(shù)比較就能看出來(lái) 可得到什么結(jié)論 5 分 第 31 頁(yè) 共 47 頁(yè) 注 FSaFa t F YYY bm KF 5 形成液體動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件是什么 四 分析題 共 20 分 第 1 題 12 分 第 2 題 8 分 1 如圖 1 所示機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 已知 I 軸轉(zhuǎn)向 試分析 在圖上畫出或?qū)懗?1 為使 II 軸所受的軸向力最小 確定兩斜齒圓柱齒輪螺旋線的方向 2 確定蝸輪旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向 3 畫出 II 軸上斜齒圓柱齒輪受力的三個(gè)分力的方向 4 畫出 II 軸上錐齒輪受力的三個(gè)分力的方向 圖 1 2 圖 2 所示為三級(jí)減速裝置傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 要求總傳動(dòng)比 i 50 這樣布置是否合 理 為什么 試畫出合理的傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 不采用蝸桿傳動(dòng) 第 32 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 2 五 計(jì)算題 14 分 某傳動(dòng)裝置 根據(jù)工作條件決定采用一對(duì)角接觸球軸承 如圖 3 暫定軸承型 號(hào) 為 7307AC 已 知 軸 承 荷 載N1000 1 r F NFr2060 2 NFae880 轉(zhuǎn) 速 min 5000rn 取載荷系數(shù)5 1 P f 預(yù)期壽命h2000 hL 試問(wèn) 所選軸承型號(hào)是否合 適 備用公式 60 106 P Cf n L t h pra PfXFYF 對(duì)于球軸承3 圖 3 單級(jí)圓柱齒輪 減速器 F運(yùn)輸帶 滾筒 鏈傳動(dòng)V 帶傳動(dòng) 12 1r F2r F ae F 電機(jī) 第 33 頁(yè) 共 47 頁(yè) 六 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 分 圖 6 中所示軸系結(jié)構(gòu)有錯(cuò)誤和不合理的地方 請(qǐng)指出并說(shuō)明原因 要求 請(qǐng)?jiān)趫D示中的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤處引出線并標(biāo)上序號(hào) 如 1 2 3 圖 6 型 號(hào) 數(shù)據(jù) C N 派生軸 向力 d F N eFF ra eFF ra e XYXY 7307AC33400 r 0 68F0 410 87100 68 第 34 頁(yè) 共 47 頁(yè) 哈工大哈工大 20112011 年機(jī)械設(shè)計(jì)試題及答案年機(jī)械設(shè)計(jì)試題及答案 一 填空題及選擇填空題 27 分 每空 1 分 1 當(dāng)動(dòng)壓潤(rùn)滑條件不具備 且邊界膜遭破壞時(shí) 就會(huì)出現(xiàn) 和同時(shí)存在的現(xiàn)象 這種摩擦狀態(tài)稱為 2 一公稱直徑為 d 16mm的螺紋副 螺紋頭數(shù) n 2 螺距 p 4mm 螺 紋中徑 d2 D2 14mm 牙側(cè)角 15 螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù) f 0 08 0 10 經(jīng)計(jì)算該螺紋副自鎖性要求 a 滿足 b 不滿足 3 導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是 設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò) 限制來(lái)進(jìn)行耐磨性計(jì)算 半圓鍵的缺點(diǎn) 是 所以主要適用于軸端 4 作為標(biāo)準(zhǔn)普通 V帶工作面的兩側(cè)面夾角為 40 相應(yīng)的 V帶輪 輪槽的兩側(cè)面夾角則 a 大于 40 b 小于 40 c 等于 40 5 傳動(dòng)帶所能傳遞的最大有效圓周力 Fmax與 等因素有關(guān) 它們的值越大 Fmax就越大 當(dāng)傳遞的外載荷超過(guò)時(shí) 帶在帶 輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象 而且在傳動(dòng)比大于 1的情況下打滑總是先從小 帶輪上開始的 其原因是 6 齒輪傳動(dòng)的五種主要失效形式中 最嚴(yán)重 必須避免的失效形式 是 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)最主要的失效形式是 高速重載齒輪傳動(dòng)易發(fā)生 輪齒的塑性變形常發(fā)生在 齒面材料較軟 低速重載 頻繁起動(dòng)的傳動(dòng)中 7 下列齒輪參數(shù)中 對(duì)齒形系數(shù) YF沒有影響的是 a 齒數(shù) b 變位系數(shù) c 齒頂高系數(shù) d 壓力角 e 模數(shù) 第 35 頁(yè) 共 47 頁(yè) 8 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 292 93 規(guī)定 型號(hào) 7212 C DB 軸承的類型為 寬度類型 為 精度等級(jí)為 公稱接觸角 9 對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承 其主要失效形式是 對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng) 低速或擺動(dòng)的 軸承 主要失效形式是 對(duì)于高速軸承 是其主要失效形式 10 滑動(dòng)軸承一般由軸頸 軸瓦 軸承座三者組成 其失效形式主要 是 主要發(fā)生在上 二 問(wèn)答題 24 分 每小題 4 分 1 齒向載荷分布系數(shù) K 的物理意義是什么 改善齒向載荷分布不均勻狀況的措施 有哪些 2 試述齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 3 按在支撐軸上零件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力時(shí)受到的載荷類型的不同 軸分為那幾種類 型 并分別舉例說(shuō)明 4 給出滾動(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷 P0的定義 5 同滾動(dòng)軸承相比 液體摩擦滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn) 6 在一些基本假設(shè)條件下 流體形成動(dòng)壓的必要條件是什么 三 分析計(jì)算題 29分 第一小題 19 分 第二小題 10 分 1 一重物勻速升降裝置采用如圖 a所示的電機(jī) 圓柱蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng) 已知蝸桿傳 動(dòng)的模數(shù) m 8mm 蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為 z1 1 d1 80mm 蝸輪齒數(shù) z2 50 卷筒直徑 D 250mm 重物勻速升降的速度 v 40m min 最大載重量 W 為 4kN 工況系數(shù) KA按 1 0計(jì) 試分析 計(jì)算提升重物時(shí)的下列問(wèn)題 1 該裝置以 40m min 的速度勻速升起重物 1m時(shí) 蝸桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn) 并在圖中 標(biāo)明蝸桿的轉(zhuǎn)向 蝸輪輪齒旋向 節(jié)點(diǎn)位置處蝸桿及蝸輪的受力方向 5 分 2 若蝸桿與蝸輪齒面間當(dāng)量摩擦系數(shù) f 0 18 該機(jī)構(gòu)能否自鎖 2 分 3 若重物 W 4kN 傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)效率為 0 5 試計(jì)算出電機(jī)的輸出轉(zhuǎn) 矩 Tm應(yīng)是多少 2 分 第 36 頁(yè) 共 47 頁(yè) 4 若蝸輪軸采用如圖 b 所示的兩個(gè)角接觸軸承 7209 C支撐形式 L 100mm 蝸桿傳動(dòng)效率 1 0 7 卷筒 聯(lián)軸器 連接蝸輪軸與卷筒軸 蝸輪軸上軸 承的效率合計(jì)為 2 0 8 軸承 7209 C 的基本額定動(dòng)載荷和基本額定靜載荷 分別為 C 29800N C0 23800N 其內(nèi)部軸向力 S 0 4Fr 徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系數(shù) Y分別為 0 44 和 1 36 fT 1 0 fP 1 5 試計(jì)算軸承 II 的壽 命 Lh為多少小時(shí) 10 分 2 圖 c所示為一托架 20kN的載荷作用在托架寬度方向的對(duì)稱線上 用四個(gè)螺栓 將托架連接在一鋼制橫梁上 螺栓的相對(duì)剛度為 0 3 螺栓組連接采用普通螺栓連 接形式 假設(shè)被連接件都不會(huì)被壓潰 也不滑移 試計(jì)算 1 該螺栓組連接的接合面不出現(xiàn)間隙所需的螺栓預(yù)緊力 F 至少應(yīng)大于多少 接合面的抗彎剖面模量 W 12 71 106mm3 7分 第 37 頁(yè) 共 47 頁(yè) 2 若受力最大螺栓處接合面間的殘余預(yù)緊力 F 要保證 6956N 計(jì)算該螺栓所需 預(yù)緊力 F 所受的總拉力 F0 3 分 四 結(jié)構(gòu)題 20 分 1 試說(shuō)明實(shí)現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法 并分別畫出相應(yīng)于各種軸向固定方 法的結(jié)構(gòu)圖 畫出模鍛輪坯 腹板式大齒輪在轉(zhuǎn)軸的軸端實(shí)現(xiàn)軸向固定與周向 固定的結(jié)構(gòu)圖 要求齒輪也要畫出來(lái) 12分 2 圖 d 和圖 e為凸緣聯(lián)軸器的兩個(gè)半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來(lái)的兩種形式的部 分結(jié)構(gòu) 請(qǐng)將未畫出的其余部分補(bǔ)全 成為完整的結(jié)構(gòu) 5分 第 38 頁(yè) 共 47 頁(yè) 3 現(xiàn)有成品一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器一臺(tái) 輸入軸與小齒輪采用普通平鍵連接 軸與小齒輪輪轂配合段軸頸直徑 d 40mm 該軸段長(zhǎng)度 l 58mm 鍵槽長(zhǎng) L 50mm 小齒輪輪轂鍵槽深 t1 3 3mm 為得到比現(xiàn)有減速器更大的減速比 現(xiàn) 在需要重新設(shè)計(jì) 更換該減速器的齒輪 已知重新設(shè)計(jì)得到的齒輪模數(shù) m 3 0mm 小齒輪齒頂圓直徑 da1 69mm 齒根圓直徑 df1 55 5mm 齒寬 b1 60mm 如果采用該小齒輪 試根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 該減速器的輸入軸 是否具有可以繼續(xù)使用的可能性 3分 一 填空題及選擇填空題 一 填空題及選擇填空題 2727 分 每空分 每空 1 1 分 分 1 當(dāng)動(dòng)壓潤(rùn)滑條件不具備 且邊界膜遭破壞時(shí) 就會(huì)出現(xiàn)流體流體 摩擦摩擦 邊界摩擦邊界摩擦和干摩擦干摩擦同時(shí)存在的現(xiàn)象 這種摩擦狀態(tài)稱為混合混合 摩擦摩擦 2 一公稱直徑為 d 16mm 的螺紋副 螺紋頭數(shù) n 2 螺距 p 4mm 螺 紋中徑 d2 D2 14mm 牙側(cè)角 15 螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù) f 0 08 0 10 經(jīng)計(jì)算該螺紋副a自鎖性要求 a 滿足 b 不滿 足 3 導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是 工作面的磨損工作面的磨損 設(shè)計(jì)時(shí)通 過(guò) 限制工作面間的壓強(qiáng)工作面間的壓強(qiáng)來(lái)進(jìn)行耐磨性計(jì)算 半圓鍵的缺點(diǎn) 是 鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱較大鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱較大 所以主要適用于軸端 4 作為標(biāo)準(zhǔn)普通 V帶工作面的兩側(cè)面夾角為 40 相應(yīng)的 V 帶輪 輪槽的兩側(cè)面夾角則b a 大于大于 40 b 小于小于 40 c 等于等于 40 5 傳動(dòng)帶所能傳遞的最大有效圓周力 Fmax與初拉力初拉力 F0 帶在小帶在小 第 39 頁(yè) 共 47 頁(yè) 帶輪帶輪 上的包角上的包角 1 帶與帶輪間的摩擦系數(shù)帶與帶輪間的摩擦系數(shù) f 等因素有關(guān) 它們的值越大 Fmax就越大 當(dāng)傳遞的外載荷超過(guò)最大有效圓周力下的承載能力最大有效圓周力下的承載能力 時(shí) 帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象 而且在傳動(dòng)比大于 1的情況下 打 滑總是先從小帶輪上開始的 其原因是帶在小帶輪上的包角小于帶在小帶輪上的包角小于 大帶輪上的包角大帶輪上的包角 或帶在大帶輪上的包角大于小帶輪上的包角帶在大帶輪上的包角大于小帶輪上的包角 6 齒輪傳動(dòng)的五種主要失效形式中 最嚴(yán)重 必須避免的失效形式 是輪齒折斷輪齒折斷 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)最主要的失效形式是齒面疲勞點(diǎn)齒面疲勞點(diǎn) 蝕蝕 高速重載齒輪傳動(dòng)易發(fā)生熱膠合熱膠合 輪齒的塑性變形常發(fā)生在 齒面材料較軟 低速重載 頻繁起動(dòng)的傳動(dòng)中 7 下列齒輪參數(shù)中 對(duì)齒形系數(shù) YF沒有影響的是e a 齒數(shù) b 變位系數(shù) c 齒頂高系數(shù) d 壓力角 e 模數(shù) 8 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 292 93規(guī)定 型號(hào) 7212 C DB軸承的類型為 角接觸角接觸 球軸承球軸承 寬度類型為 窄系列窄系列 精度等級(jí)為P0 公稱接觸角 15 9 對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承 其主要失效形式是 疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕 對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng) 低 速或擺動(dòng)的軸承 主要失效形式是 局部塑性變形局部塑性變形 對(duì)于高速軸 承 發(fā)熱以至膠合發(fā)熱以至膠合 是其主要失效形式 10 滑動(dòng)軸承一般由軸頸 軸瓦 軸承座三者組成 其失效形式主要 是 膠合和磨損膠合和磨損 主要發(fā)生在 軸瓦軸瓦 上 二 問(wèn)答題 二 問(wèn)答題 24 分分 每小題每小題 4 分 分 1 齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù) K 的物理意義是什么 改善齒向載荷分布不均勻的物理意義是什么 改善齒向載荷分布不均勻 狀況的措施有哪些 狀況的措施有哪些 K 的物理意義 考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù) 2 2 分分 措施 答出以下 7 點(diǎn)中 3 3 點(diǎn)以下者點(diǎn)以下者 1 1 分分 答出 3 3 點(diǎn)以上者點(diǎn)以上者 2 2 分分 1 齒輪的制造和安裝精度 第 40 頁(yè) 共 47 頁(yè) 2 軸 軸承及機(jī)體的剛度 3 齒輪在軸上的布置 合理選擇 4 輪齒的寬度 設(shè)計(jì)時(shí)合理選擇 5 采用軟齒面 通過(guò)跑合使載荷均勻 6 硬齒面齒輪 將齒端修薄 或做成鼓形齒 7 齒輪要布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置 2 試述齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則試述齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 以下評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 以下 4 點(diǎn)各點(diǎn)點(diǎn)各點(diǎn) 1 分分 1 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng) 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng) 通常先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 然后校核 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 2 硬齒面式齒輪傳動(dòng) 硬齒面式齒輪傳動(dòng) 通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 然后校核齒 面接觸疲勞強(qiáng)度 3 高速重載齒輪傳動(dòng) 還可能出現(xiàn)齒面膠合 故需校核齒面膠合強(qiáng)度 高速重載齒輪傳動(dòng) 還可能出現(xiàn)齒面膠合 故需校核齒面膠合強(qiáng)度 4 開式齒輪傳動(dòng) 開式齒輪傳動(dòng) 目前多是按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 并考慮磨損的 影響將模數(shù)適當(dāng)增大 加大 10 15 3 按照軸所受載荷類型的不同 軸分為那幾種類型 并分別舉例說(shuō)按照軸所受載荷類型的不同 軸分為那幾種類型 并分別舉例說(shuō) 明 明 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 以下評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 以下 3 3 點(diǎn)各點(diǎn)點(diǎn)各點(diǎn) 1 1 分 舉例正確合計(jì)分 舉例正確合計(jì) 1 1 分 分 1 僅受彎矩 M 的軸 心軸 只起支撐零件作用 如自行車前軸 2 僅受轉(zhuǎn)矩 T 的軸 傳動(dòng)軸 只傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用 如汽車 后輪傳動(dòng)軸 3 既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸 轉(zhuǎn)軸 既起支撐又起傳運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩作用 如 減速器的輸出軸 4 給出滾動(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷 給出滾動(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷 P0 的定義 的定義 第 41 頁(yè) 共 47 頁(yè) 當(dāng)量靜載荷當(dāng)量靜載荷是一個(gè)假想載荷 其作用方向與基本額定靜負(fù)荷相同 而在當(dāng)量 靜載荷作用下 軸承的受載最大滾動(dòng)體與滾道接觸處的塑性變形總量與實(shí)際 載荷作用下的塑性變形總量相同 4 4 分 分 5 同滾動(dòng)軸承相比 液體摩擦滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn) 同滾動(dòng)軸承相比 液體摩擦滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn) 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 以下 6 點(diǎn)中 答出答出 1 21 2 點(diǎn)點(diǎn) 2 2 分分 答出 3 43 4 點(diǎn)分點(diǎn)分 3 3 分 答出分 答出 5 65 6 點(diǎn)點(diǎn) 4 4 分分 1 在高速重載下能正常工作 壽命長(zhǎng) 2 精度高 滾動(dòng)軸承工作一段時(shí)間后 旋轉(zhuǎn)精度 3 滑動(dòng)軸承可以做成剖分式的 能滿足特殊結(jié)構(gòu)需要 如曲軸上的軸承 4 液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用 可以吸收震動(dòng) 緩和沖擊 5 滑動(dòng)軸承的徑向尺寸比滾動(dòng)軸承的小 6 起動(dòng)摩擦阻力較大 6 在一些基本假設(shè)條件下 流體形成動(dòng)壓的必要條件是什么 在一些基本假設(shè)條件下 流體形成動(dòng)壓的必要條件是什么 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 答出評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 答出 1 1 點(diǎn)點(diǎn) 2 2 分 答出分 答出 2 2 點(diǎn)點(diǎn) 3 3 分 答出分 答出 3 3 點(diǎn)點(diǎn) 4 4 分分 1 流體必須流經(jīng)收斂間隙 而且間隙傾角越大則產(chǎn)生的油膜壓力越大 2 流體必須有足夠的速度 3 流體必須是粘性流體 三 分析計(jì)算題 三 分析計(jì)算題 29 分分 第一小題第一小題 19 分 第二小題分 第二小題 10 分 分 1 一重物勻速升降裝置采用如圖 一重物勻速升降裝置采用如圖 a 所示的電機(jī)所示的電機(jī) 圓柱蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng) 圓柱蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng) 已知蝸桿傳動(dòng)的模數(shù)已知蝸桿傳動(dòng)的模數(shù) m 8mm 蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別 蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為為 z1 1 d1 80mm 蝸輪齒數(shù) 蝸輪齒數(shù) z2 50 卷筒直徑 卷筒直徑 D 250mm 重物勻速 重物勻速 升降的速度升降的速度 v 40m min 最大載重量 最大載重量 W 為為 4kN 工況系數(shù) 工況系數(shù) KA按按 1 0 計(jì) 試分析 計(jì)算提升重物時(shí)的下列問(wèn)題 計(jì) 試分析 計(jì)算提升重物時(shí)的下列問(wèn)題 1 該裝置以 該裝置以 40m min 的速度勻速升起重物的速度勻速升起重物 1m 時(shí) 蝸桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少時(shí) 蝸桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少 轉(zhuǎn) 并在圖中標(biāo)明蝸桿的轉(zhuǎn)向 蝸輪輪齒旋向 節(jié)點(diǎn)位置處蝸桿轉(zhuǎn) 并在圖中標(biāo)明蝸桿的轉(zhuǎn)向 蝸輪輪齒旋向 節(jié)點(diǎn)位置處蝸桿 及蝸輪的受力方向 及蝸輪的受力方向 5 分 分 2 2 若蝸桿與蝸輪齒面間當(dāng)量摩擦系數(shù) 若蝸桿與蝸輪齒面間當(dāng)量摩擦系數(shù) f 0 18 該機(jī)構(gòu)能否自鎖 該機(jī)構(gòu)能否自鎖 2 2 分 分 3 3 若重物 若重物 W 4kN 傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)效率為 傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)效率為 0 5 試計(jì)算出電 試計(jì)算出電 機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Tm應(yīng)是多少 應(yīng)是多少 2 2 分 分 第 42 頁(yè) 共 47 頁(yè) 4 4 若蝸輪軸采用如圖 若蝸輪軸采用如圖 b 所示的兩個(gè)角接觸軸承所示的兩個(gè)角接觸軸承 7209 C 支撐形式支撐形式 L 100mm 蝸桿傳動(dòng)效率 蝸桿傳動(dòng)效率 1 0 7 卷筒 聯(lián)軸器 卷筒 聯(lián)軸器 連接蝸輪軸與連接蝸輪軸與 卷筒軸卷筒軸 蝸輪軸上軸承的效率合計(jì)為 蝸輪軸上軸承的效率合計(jì)為 2 0 8 軸承 軸承 7209 C 的基的基 本額定動(dòng)載荷和基本額定靜載荷分別為本額定動(dòng)載荷和基本額定靜載荷分別為 C 29800N C0 23800N 其內(nèi)部軸向力其內(nèi)部軸向力 S 0 4Fr 徑向載荷系數(shù) 徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系和軸向載荷系 數(shù)數(shù) Y 分別為分別為