(完整)機(jī)械設(shè)計(jì)考試試題及答案匯總,推薦文檔

1、考試科目：機(jī)械設(shè)計(jì)考試時(shí)間：120 分鐘 試卷總分 100 分題號(hào)一二三四五總分得分評(píng)卷教師1、齒輪強(qiáng)度計(jì)算中，有哪兩種強(qiáng)度計(jì)算理論？分別針對(duì)哪些失效？若齒輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？（ 6 分）齒面的接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算，齒面的接觸疲勞強(qiáng)度針對(duì)于齒面的疲勞點(diǎn)蝕失效和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度針對(duì)于齒根的疲勞折斷。 齒輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校 核齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度。2、連接螺紋能滿足自鎖條件， 為什么還要考慮防松？根據(jù)防松原理， 防松 分哪幾類(lèi)？ （ 8 分）因?yàn)樵跊_擊、振動(dòng)、變載以及溫度變化大時(shí)，螺紋副間和支承面間的摩 擦力可能

2、在瞬間減小或消失，不再滿足自鎖條件。這種情況多次重復(fù)，就會(huì) 使聯(lián)接松動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)重事故。因此，在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián) 接時(shí)，必須考慮防松。根據(jù)防松原理，防松類(lèi)型分為摩擦防松，機(jī)械防松， 破壞螺紋副關(guān)系防松。3、聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？二者的區(qū)別是什么？ （6 分）得分（本大題共 4 小題，總計(jì) 26 分）聯(lián)軸器和離合器的功用是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。二者區(qū)別是: 用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸在工作中不能分離，只有在停機(jī)后拆卸零件才能分離兩 軸，而用離合器可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中隨時(shí)分離或接合兩軸。4、鏈傳動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)載荷的原因是什么？為減小動(dòng)載荷應(yīng)如何選取小鏈輪的齒 數(shù)和鏈條節(jié)距？（ 6

3、分）h讎前謹(jǐn)遠(yuǎn)度變化喚=色研不穩(wěn)宦，2N 陡上下垂直遠(yuǎn)度變化&蠢=卑曲；，“0懂向振前，共振原因便鏈產(chǎn)生動(dòng)載荷.玉 瞬時(shí)嚙合的相對(duì)速度引起沖擊、動(dòng)載直第 宙于璉黑松弛，起動(dòng)，反轉(zhuǎn)，突然超載卸裟出現(xiàn)沖主、動(dòng)載荷n小鏈輪的齒數(shù)不宜過(guò)小和鏈條節(jié)距不宜過(guò)大。線上本大題共 12 小題，總計(jì) 24 分）1、當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經(jīng)常拆卸時(shí)，往往采用B_。A .螺栓聯(lián)接B .雙頭螺柱聯(lián)接C.螺釘聯(lián)接2、 滾動(dòng)軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)進(jìn)行A。A.疲勞壽命計(jì)算B.靜強(qiáng)度計(jì)算C.極限轉(zhuǎn)速驗(yàn)算3、 阿基米德蝸桿的 _A 參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。A. 軸面 B.端面 C.法面4、 一對(duì)相嚙

4、合的圓柱齒輪的乙vZ2, bib2,其齒面接觸應(yīng)力的大小為A_。得分（在每題若干個(gè)選項(xiàng)中選出正確的選項(xiàng)填在5、V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了 _BB .限制彎曲應(yīng)力I Sal與 Fa 2 Sa2中小者F1F27、鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈傳動(dòng)B。A .工作平穩(wěn)B .避免過(guò)渡鏈節(jié)C.鏈條與鏈輪磨損均勻8 滑動(dòng)軸承中，含油軸承是采用 _B_ 材料制成的。A .硬木B .粉末冶金C.塑料9、承受預(yù)緊力 F 的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力 F 時(shí)，剩余預(yù)緊力為 F,其螺栓所受的總拉力 Fo 為 B10、 當(dāng)鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足時(shí)可采用雙鍵。 使用兩個(gè)平鍵時(shí)要求鍵D 布置A .在同一

5、條直線上B .相隔 90C.相隔 120D .相隔 18011、 下列零件的失效中，C不屬于強(qiáng)度問(wèn)題。A .螺栓斷裂B .齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕A.(T H1=H2B.TH1TH2C.TH1ViV1Vi eeFrXYXY0.402Y100.41.5S2Fr12YFr22Y60002 1.5165002 1.52000N5500N四、計(jì)算題（14分）2:直徑系列代號(hào)）；12 :內(nèi)徑系列2）求軸承所受的軸向力Fa1S2FA25002500NFa2 S25500N ,3）軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷據(jù)：Fai/ Fri= 2500/6000 = 0.417e = 0.40,得：Xi= 0.4, Yi=1.5P

6、i= fd(XiFri+ YiFai)= 0.4X6000 + 1.5X2500 = 6150 N據(jù): Fa2/ Fr2= 5500/i6500 = 0.33ve, 得: X2= i, Y2= 0P2= fd (X2Fr2+ 丫2Fa2)= i6500 NP2 Pi,用 P2計(jì)算軸承壽命。4）計(jì)算軸承壽命2、一牽曳鉤用 2 個(gè) Mi0（di=8.376mm）的普通螺栓固定于機(jī)體上，如圖所示已知接合面間摩擦系數(shù) f =0.i5,可靠性系數(shù) Kf=i.2，螺栓材料強(qiáng)度級(jí)別為6.6 級(jí)，屈服極限 cs=360MPa,安全系數(shù) S=3。試計(jì)算該螺栓組連接允許的最 大牽引力 Rmax=? （6 分）預(yù)緊

7、力為由公式d、竹3*上Y n Li0hi06C60n Pi0660 50097800i6500i2562 h求出預(yù)緊力：F =5083.7N最大牽引力與預(yù)緊力關(guān)系公式為fF zm KfR最大牽引力為 R=1271N試分析如圖所示軸系結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤，并加以改正。（指出錯(cuò)誤之處，并編上號(hào)，簡(jiǎn)述其錯(cuò)誤原因，并改正之。）（至少改正 5 處）2011 年機(jī)械設(shè)計(jì)試題及答案得分（本題10分）五、改錯(cuò)題一、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(chēng)為 _ 。2. 一公稱(chēng)直徑為 d=16mm 的螺紋副，螺紋頭數(shù)

8、n=2，螺距 p=4mm,螺 紋中徑 d2=D2=14mm,牙側(cè)角 3=15o，螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f =0.080.10,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$=40o,相應(yīng)的 V 帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則_ 。a.大于 40o b.小于 40o c.等于 40c。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

9、于1 的情況下打滑總是先從小帶輪上開(kāi)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(méi)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)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(lèi)型為 _ ，寬度類(lèi)型為 _ ，精度等級(jí)為 _，公稱(chēng)接觸角 a= _a9.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，

10、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) KB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(lèi)型的不同，軸分為那幾種類(lèi)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

11、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=4k

12、N，傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)效率為n=0.5 試計(jì)算出電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Tm應(yīng)是多少？ （ 2分）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n=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n= 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、Co= 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）圖沐重物升降裝置傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖b眾輪軸

13、的軸承支撐簡(jiǎn)圖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(chēng)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)緊力模量 W=12.71X 106mm3） （ 7 分）F至少應(yīng)大于多少？（接合面的抗彎剖面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、所受圖G托架調(diào)中尺寸單四、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(huà)出相應(yīng)于各種軸向固定方法的結(jié)構(gòu)圖；畫(huà)出模鍛輪坯、腹板式大齒輪

14、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(huà)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(huà)出的其余部分補(bǔ)全，成為完整的結(jié)構(gòu)。（5 分）的總拉力 Fo。（ 3 分）1 1J30020kN2）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 ti=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

15、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 dai=69mm,齒根圓直徑 dfi=55.5mm，齒寬 bi=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（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)流體摩擦、 邊界摩擦和干摩擦同時(shí)存在的現(xiàn)象，這種摩擦狀態(tài)稱(chēng)為 混合摩擦。2. 一公稱(chēng)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3=15q 螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f =0.08

16、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.設(shè)計(jì)時(shí)誦過(guò)限制工作面間的壓強(qiáng)來(lái)進(jìn)行耐磨性計(jì)算：半圓鍵的缺點(diǎn)是一 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 忙 40q 相應(yīng)的 V 帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則b 。a.大于 40o b.小于 40o c.等于 40Q5. 傳動(dòng)帶所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與初拉力 Fo、帶在小帶輪上的包角a、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時(shí)，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳

17、動(dòng)比大于1 的情況下，打滑總是先從小帶輪上開(kāi)始的，其原因是 帶在小帶輪上的包角小于 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）。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;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) 蝕；高速重載齒輪傳動(dòng)易發(fā)生 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(méi)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(lèi)型為 角接觸球軸承，寬度類(lèi)型為窄系列，

18、精度等級(jí)為P0,公稱(chēng)接觸角a=150。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,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,對(duì)于高速軸承，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 一膠合和磨損，主要發(fā)生在 軸瓦 上。二、問(wèn)答題（24 分,每小題 4 分）1. 齒向載荷分布系數(shù) KB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？KB的物理意義一一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）措施：（答出以下 7 7 點(diǎn)中 3 3 點(diǎn)以下者 1 1 分，答出 3 3 點(diǎn)以上者 2 2

19、分）1 1）齒輪的制造和安裝精度T2 2）軸、軸承及機(jī)體的剛度T3 3）齒輪在軸上的布置合理選擇4 4）輪齒的寬度 設(shè)計(jì)時(shí)合理選擇5 5）采用軟齒面一一通過(guò)跑合使載荷均勻6 6）硬齒面齒輪 將齒端修薄、或做成鼓形齒7 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)則評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以下 4 4 點(diǎn)各點(diǎn) 1 1 分（1 1）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 2）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 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。（ 4 4）開(kāi)式

20、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 1015%1015%）。3. 按照軸所受載荷類(lèi)型的不同，軸分為那幾種類(lèi)型？并分別舉例說(shuō)明。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以下 3 3 點(diǎn)各點(diǎn) 1 1 分，舉例正確合計(jì) 1 1 分。（1 1） 僅受彎矩 M M 的軸心軸，只起支撐零件作用，如自行車(chē)前軸。（2 2） 僅受轉(zhuǎn)矩 T 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(chē)后輪傳 動(dòng)軸。（3 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 P0 的定義。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

21、，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）5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)： 以下 6 6 點(diǎn)中， 答出 1212 點(diǎn) 2 2 分，答出 3434 點(diǎn)分 3 3 分，答出 5656 點(diǎn) 4 4 分1 1）在高速重載下能正常工作，壽命長(zhǎng)；2 2）精度高；滾動(dòng)軸承工作一段時(shí)間后，旋轉(zhuǎn)精度J3 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 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 5）滑動(dòng)軸承的徑向尺寸比滾動(dòng)軸承的小。6 6）起動(dòng)摩擦阻力較大

22、。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？評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答出 1 1 點(diǎn) 2 2 分，答出 2 2 點(diǎn) 3 3 分，答出 3 3 點(diǎn) 4 4 分1 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 2） 流體必須有足夠的速度；3 3） 流體必須是粘性流體。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 乙=1、di=80mm， 蝸輪齒數(shù) 乙=50,卷筒直徑 D=250mm。重物勻速升降的速度 v=40m/mi

23、n， 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 = 0.1,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n=0.5，試計(jì)算出電機(jī)的輸 出轉(zhuǎn)矩 Tm應(yīng)是多少？ （ 2 分）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n= 0.7,卷筒、聯(lián)軸器（連接蝸輪軸與

24、卷筒 軸）、蝸輪軸上軸承的效率合計(jì)為n= 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）Xh I】L L1 1）蝸桿轉(zhuǎn)：1*50/1*50/（3.14*D3.14*D）=50/=50/（3.14*0.253.14*0.25）=63.69=63.69（轉(zhuǎn)）（1 1 分）蝸輪轉(zhuǎn)速：40/40/（ 3.14*0.253.14*0.25）=50.

25、96r/mi=50.96r/mi n n蝸桿轉(zhuǎn)向（1 1 分）、蝸輪輪齒旋向（1 1 分）、蝸輪蝸桿受力分析方向如圖所示（2 2 分）2 2）寫(xiě)出公式得 1 1 分，結(jié)論正確得 1 1 分。tanz-)m / d11 8/80 0.1tanf0.18tan tan結(jié)論：該機(jī)構(gòu)滿足自鎖性條件。3 3）寫(xiě)出公式得 1.51.5 分，結(jié)論正確得 0.50.5 分W4kNT卷筒TWWD/24000250/2500000NmmTW5 1054Tm2 104Nmmi0.5504 4）公式、步驟都正確得9 9 分（其中：軸承壽命計(jì)算公式占5 5 分），計(jì)算結(jié)果正確圖乩重物升降裝置傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖b.An矽=

26、4kN q爐D/2 - 4000 x 250 / 2 - 500000豁 sg心f=#= 2x0.17857 2=0鉗43 x2 N巧=/?2=0.44643 xlOWPr tancx tan a = 3.125 x tan20 xlO5 1.13741Fr = 7! += V3.1252+1.137412xlO3= 41 .059326 xlO3= 3.32556 xlO3W軸孝啲徑向支反加=巧心心$ =0心643 x Sn- 0.843684 xlO5W兀” = + = 0.93297 xlONF” S、- 0.48654 xlON只需計(jì)算紬駒的壽命即可。P = XR“+卩碼”=(0 44

27、x0 843684 +1 36 xO 93297) xlO3= 1 64 xl05NL.=旦(竺/ =1Q(1 X29800= 581333 Q)60M/FP 60 x50.96 1.5x1.64 xlO3T1 =-=切廠2為Ff=- d2xlCpN202.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(chēng)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，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=12.7ixi06mm3） （7 分）2） 若受

28、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 Fo。（3 分）fflc托架間巾尺寸尬必mm）（1 1）、螺栓組聯(lián)接受力分析：將托架受力 情況分 解成下圖所示的受軸向載荷 Q Q 和受傾覆力矩 M M 的兩種基本螺栓組連接情況分別考慮。（2 2 分）心更書(shū)向或荷長(zhǎng)螺性莊黎更忻矍門(mén)甕的刪.桂徐（2 2） 計(jì)算受力最大螺栓的工作載荷、計(jì)算受力最大螺栓的工作載荷 F F: （1 1 分）Q Q 使每個(gè)螺栓所受的軸向載荷均等，為FiQ 200005000（N）傾覆力矩 M M 使左側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力減小；使右側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力增加，其值為:F2Ml022

29、756593.41(N)4 227.5顯然，軸線右側(cè)兩個(gè)螺栓所受軸向工作載荷最大，均為:FF1F211593.41( N)（3 3）根據(jù)接合面間不出現(xiàn)間隙條件確定螺栓所需的預(yù)緊力 F F: （4 4 分） 預(yù)緊力 F F的大小應(yīng)保證接合面在軸線右側(cè)不能出現(xiàn)間隙，即：右側(cè)辺界=/靑-4F _4F1_4W_FT 220 x(600 - 200) 880C0 220006x10s辺叱打-如22600F”妬惻邊界二r-b 池-b 沁：莎亦-CU59-0476=加 5嶺口）.-.（0,159 0.476）x 22000 = 0.635 x 22000 = 13970（J7）結(jié)論：為歸證接合面不出現(xiàn)間隙.

30、螺栓的預(yù)緊力刃至少應(yīng)大于 13?70&2 2）若 FF =6956N=6956N,貝 U:U: （3 3 分）F= FM+（I-魚(yú)）F = 6Q56 + 0.7x115Q3.41= 1 5071.43（ AZ）芻+帀瑪=F + FM=11593.41 -k6955 =18548.41（17）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(huà)出相應(yīng)于各種軸向 固定方法的結(jié)構(gòu)圖；畫(huà)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(huà)出來(lái)）。（12 分）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：軸向固定：五種方法每種方法各 0.50.5 分，每畫(huà)對(duì)一種結(jié)構(gòu) 1 1 分；

31、齒輪（2.52.5 分）在軸端實(shí)現(xiàn)周向固定（普通平鍵）（1 1 分）和軸向固定（軸肩和軸端擋板）（1 1 分）4.54.5 分4F220 x00-200)SSOOOF22000(Mpa)c.+cmJQ(1-0.3)x20000220 x(600-200)0.476(Afl)A2.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(huà)出的其余部分補(bǔ)全，成為完整的結(jié)構(gòu)。（5 分）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

32、ti=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 dai=69mm,齒根圓直徑 dfi=55.5mm，齒寬 bi=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)標(biāo)準(zhǔn)答案：該小齒輪能否做成齒輪與軸分開(kāi)決定了這根輸入軸能否繼續(xù)被使用的首要條件：（3h用墀理或曲螺模傲輪腹板式大齒輪在軸端的周定dfid 55.5 40e - b3.3 7.75 3.34.45(mm) 2.5m2.5 3 7.5(mm)2 2結(jié)論：按著這根軸設(shè)計(jì)小齒輪輪轂結(jié)構(gòu)必須

33、做成齒輪與軸為一體的軸齒輪形式，因此，如果采用該小齒輪，原輸入軸不能繼續(xù)被使用，必須重新設(shè)計(jì)輸入軸。一、選擇題：本題共 1010 個(gè)小題，每小題 2 2 分，共 2020 分，在每小題給出的 四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。把所選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào) 內(nèi)。1.在一般工作條件下，齒面硬度HB 350 的閉式齒輪傳動(dòng)，通常的主要失效形式為【】A 輪齒疲勞折斷B.齒面疲勞點(diǎn)蝕C 齒面膠合 D.齒面塑性變形2帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，是由于【】A .包角a太小 B.初拉力 Fo太小 C .緊邊與松邊拉力不等D.傳動(dòng)過(guò)載3在下列四種型號(hào)的滾動(dòng)軸承中，只能承受徑向載荷的是【】A. 6208B.

34、 N208C. 3208D. 5208 4下列四種螺紋中，自鎖性能最好的是A 粗牙普通螺紋B.細(xì)牙普通螺紋C 梯形螺紋D.鋸齒形螺紋5在潤(rùn)滑良好的條件下，為提高蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率，可采用的方法為【】A .減小齒面滑動(dòng)速度usB.減少蝸桿頭數(shù) ZiC .增加蝸桿頭數(shù) ZiD.增大蝸桿直徑系數(shù) q 6在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數(shù)C 是指【】A .彈簧外徑與簧絲直徑之比值B .彈簧內(nèi)徑與簧絲直徑之比值C.彈簧自由高度與簧絲直徑之比值D 彈簧中徑與簧絲直徑之比值7 普通平鍵接聯(lián)采用兩個(gè)鍵時(shí)，一般兩鍵間的布置角度為【】A 90B. 120 C.135 D.180 & V 帶在減速傳動(dòng)

35、過(guò)程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在【】A V 帶離開(kāi)大帶輪處 B. V 帶繞上大帶輪處 C V 帶離開(kāi)小帶輪處D. V 帶繞上小帶輪處9對(duì)于普通螺栓聯(lián)接，在擰緊螺母時(shí)，螺栓所受的載荷是【】A .拉力 B.扭矩 C.壓力D.拉力和扭矩10滾子鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)，這主要是因?yàn)椴捎眠^(guò)渡鏈節(jié)后【】A .制造困難B.要使用較長(zhǎng)的銷(xiāo)軸C .不便于裝配D.鏈板要產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力二、填空題：本大題共 1010 個(gè)小題，每空 1 1 分，共 2020 分。把答案填在題中橫線上。1._ 軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受 _ 的軸為心軸，主要受的軸為傳動(dòng)軸。2._代號(hào) 62203 的滾動(dòng)軸承，為 軸承，其內(nèi)徑為mm。