湖南大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)考試試題及標(biāo)準(zhǔn)答案匯總

1、考試科目：機(jī) 械設(shè)計(jì) 考試時(shí)間: 也分鐘 試卷總分100分題號(hào)一二三四五總分得分評(píng)卷 教師得一、簡(jiǎn)答題 （本大題共4小題，總計(jì)26分）分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？ （8分）因?yàn)樵跊_擊、振動(dòng)、變載以及溫度變化大時(shí)，

2、螺紋副間和支承面間的摩 擦力可能在瞬間減小或消失，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）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分）1、征前進(jìn)速

3、度變化出蚪=±g討不穩(wěn)定口2上 鏈上下垂直速度變化。黑=±5婷Y8產(chǎn)橫向振動(dòng)，共振原因使璉產(chǎn)生動(dòng)載荷.3、瞬時(shí)嚙合的相對(duì)速度引起沖擊、曲載荷.4、由于蘸條松弛，起動(dòng)，制的，反轉(zhuǎn)，突然超載制載出現(xiàn)沖擊、動(dòng)轂荷B小鏈輪的齒數(shù)不宜過小和鏈條節(jié)距不宜過大。得二、選擇題（在每題若干個(gè)選項(xiàng)中選出正確的選項(xiàng)填在橫分線上。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 一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

4、標(biāo)準(zhǔn)值。A.軸面B.端面C.法面4、一對(duì)相嚙合的圓柱齒輪的Zi<Z2 , bi>b2,其齒面接觸應(yīng)力的大小為A. (T H1= (T H2B. (TH1>(TH2 C. (TH1<(TH2A.使結(jié)構(gòu)緊湊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B.限制彎曲應(yīng)力C.限制小帶輪上的包角 摩擦力D.保證帶和帶輪接觸面間有足夠6、在齒輪抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式2KT12 dZ1fYSa中，應(yīng)代入一C。FA.YFa1YSa1F1B YFa 2YSa2F2C. YFaAYa!與 YFa2YSa2 中大者F 1F 2D.YFalYSal 與 YFaZYSaZ 中小者F1F27、鏈傳

5、動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈傳動(dòng)A.工作平穩(wěn)B.避免過渡鏈節(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 B 。A.Fo = F+ F'B. Fo= F 十 FC. Fo=F'十 FB.相隔90D.相隔18011、下列零件的失效中,C 不屬于強(qiáng)度問題。10、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.在同一條直線上C.相隔120A.螺栓斷裂B.齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕C.蝸桿軸產(chǎn)生過大的彎曲變形D.滾動(dòng)軸承

6、套圈的滾道上被壓出深的凹坑12、帶傳動(dòng)發(fā)生打滑總是AA.在小輪上先開始B.在大輪上先開始C.在兩輪上同時(shí)開始D.不定在哪輪先開始得分三、分析題1.如圖所示,（本大題共3小題，總計(jì)20分）1、2是一對(duì)蝸桿蝸輪傳動(dòng),3、4是一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)。已知1為原動(dòng)件，4為輸出件，各輪轉(zhuǎn)向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪2和斜齒輪3的軸向力互相抵消一部分，試確定1、2、3、4各輪的旋向；在圖上標(biāo)出2和3所受各力的方向。（10分）1、2、3輪左旋，4輪右旋2、寫出一維雷諾方程的表達(dá)式，說明油膜承載的必要條件，并指出圖示四種情況，哪一種能夠形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜？（5分）形成動(dòng)力潤(rùn)滑的必要條件：1)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面間必須

7、形成楔形間隙；2)被油膜分開的兩表面須有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度，其方向應(yīng)保證潤(rùn)滑油由大口進(jìn)，從小口出；3)潤(rùn)滑油須有一定的粘度，供油要充分。B能夠形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜3、如圖所示為帶傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。輪1為主動(dòng)輪。試問：(1)帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？帶傳動(dòng)工作時(shí)為什么出現(xiàn)彈性滑動(dòng)現(xiàn)象？能否避免彈性滑動(dòng)？(5(2)帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶處于圖中哪一點(diǎn)應(yīng)力最大？最大應(yīng)力 max=?分)帶傳動(dòng)的主要失效形式有打滑和疲勞斷裂。彈SFa/Frw eFa/Fr> eemax 1 c bl性滑動(dòng)是由拉力差引起的，（只要傳遞圓周力，必然會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)）。彈性 滑動(dòng)是正常的工作現(xiàn)象，不可避免圖中A點(diǎn)應(yīng)力最大，得四、計(jì)算

8、題 （本大題共2小題，總計(jì)20分）分1、某軸由一對(duì)代號(hào)為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動(dòng)載荷C = 97.8 kN。軸承受徑向力Fr1= 6000N, Fr2 =16500N。軸的轉(zhuǎn)速 n =500 r/min,軸上 有軸向力Fa = 3000 N,方向如圖。軸承的其它參數(shù)見附表。動(dòng)載荷系數(shù) fd = 1,溫度系數(shù)ft= 1。試：（1）說明軸承代號(hào)的意義；Fr 2YXYXY0.40100.41.5（2）確定軸承的壽命。（以小時(shí)為單位）（14分）:詼 F， 區(qū) F一曠”解：3:軸承類型代號(hào)，圓錐滾子軸承；02:尺寸系列代號(hào)（0:寬度系列代號(hào)，2:直徑系列代號(hào)）；12:內(nèi)徑系列代號(hào)，內(nèi)徑

9、為 60mm;公差等級(jí)為01）求內(nèi)部派生軸向力S1、S2的大小方向S1S2Fri2YFr260002 1.5165002Y 2 1.52000 N5500 N方向如圖所示。Si Fa 5000NS2, 1軸承被“壓緊”，2軸承被“放松”。2)求軸承所受的軸向力Fai S2 Fa 2500NFa2 S2 5500 N,3)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷據(jù):Fai/ Fri= 2500/6000 = 0.417>e = 0.40,得：Xi = 0.4, Yi =1.5Pi = fd (Xi Fri + Yi Fai) = 0.4X 6000 + i.5X 2500 = 6i50 N據(jù)：Fa2/ Fr2 =

10、 5500/i6500 = 0.33 <e,得：X2 = i, Y2 = 0P2 = fd (X2 Fr2 + Y2Fa2)= i6500 NP2>Pi,用P2計(jì)算軸承壽命。i0 397800i6500i2562 h4)計(jì)算軸承壽命Li06 Ci06i0h 60n P 60 5002、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（s=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 R max二? （6 分）許用應(yīng)力:360/3=i20M

11、Pa預(yù)緊力為由公式d 4*1.3* FV 4 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 Kf R最大牽引力為R=1271N得分分五、改錯(cuò)題 （本題10分）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）指出錯(cuò)誤之處，并編上號(hào)，簡(jiǎn)述其錯(cuò)誤原因（略）改正為：2011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,

12、螺 紋中徑d2=D2=14mm,牙側(cè)角 伊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 限制 來進(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)面夾角為后400,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40a5 .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，F(xiàn)max就越大。當(dāng)傳遞的外載荷超過 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

13、。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)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 “ =0b9 .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、

14、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)受到的載荷類型的不同，軸分為那幾種類型？并分別舉例說 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 =

15、8mm ,蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為zi=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亥機(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Y =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

16、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 耳= 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)為乎=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 ,懺=1.0, fp=l.5,試計(jì)算軸承II的壽命 Lh為多少小時(shí)？ （ 10分）國(guó)孔重物升降裝置傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖b.蝸輪軸的軸承支撐簡(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

17、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=12.71X 106mm3） （ 7 分）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F。（3分）20kN©0143圖G.托架（圖中尺寸單位：mm）四、結(jié)構(gòu)題（20分）1 .試說明實(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

18、求齒輪也要畫出來）（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）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

19、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)稱為 混合摩擦。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 田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 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)通過限制工作面間的壓強(qiáng)來講行耐磨件計(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。

20、4 .作為標(biāo)準(zhǔn)普通V帶工作面的兩側(cè)面夾角為 懺40q相應(yīng)的V帶輪 輪梢的兩側(cè)面夾角則 b 。a.大于40o b.小于40o c.等于40d5 .傳動(dòng)帶所能傳遞的最大有效圓周力 Fmax與初拉力F。、帶在小帶輪 上的包角 圖、帶與帶輪間白摩擦系數(shù)f等因素有關(guān);它們的值越大，F(xiàn)max就越大。當(dāng)傳遞的外載荷超過 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 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 .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) 餞；高速重載齒輪傳動(dòng)易

21、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 角接觸球軸 更，寬度類型為 窄系列，精度等級(jí)為_P0_,公稱接觸角 =15 0。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 一膝合和磨損，主要發(fā)生在軸瓦

22、上。二、問答題（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分）措施：（答出以下7點(diǎn)中3點(diǎn)以下者1分，答出3點(diǎn)以上者2分）1）齒輪的制造和安裝精度T2）軸、軸承及機(jī)體的剛度T3）齒輪在軸上的布置一一合理選擇4）輪齒的寬度一一設(shè)計(jì)時(shí)合理選擇5）采用軟齒面一一通過跑合使載荷均勻6）硬齒面齒輪一一將齒端修薄、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)則評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以下4點(diǎn)各點(diǎn)1分(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)

23、，然后校核齒根彎 曲疲勞強(qiáng)度。(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)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)：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%)。3 .按照軸所受載荷類型的不同，軸分為那幾種類型？并分別舉例說明。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以下3點(diǎn)各點(diǎn)1分，舉例正確合計(jì)1分。(1)僅受彎矩M軸心軸，只起支撐零件作用，如自行車前軸。(2)僅受轉(zhuǎn)矩T軸一一傳動(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)矩的軸一一轉(zhuǎn)軸，既起支撐又起傳運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩作

24、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，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點(diǎn)中，答出12點(diǎn)2分，答出34點(diǎn)分3分，答出56點(diǎn)4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J3)滑動(dòng)軸承可以做成剖分式的 一能滿足特殊結(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

25、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？評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答出1點(diǎn)2分，答出2點(diǎn)3分，答出3點(diǎn)4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（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 4=1、d1=80mm , 蝸輪齒數(shù) 及二50,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

26、.0計(jì)，試分析、計(jì)算提升重物時(shí) 的下列問題：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 刀=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 邛=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 皿=0.8,軸承7209 C的基本額定

27、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 , 懺=1.0, fP=1.5,試計(jì)算軸承II的壽命Lh為多少小時(shí)? （ 10分）圖瓦重物升降裝置傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖b.蝸輪軸的軸承支撐簡(jiǎn)圖I1）蝸桿轉(zhuǎn)：1*50/（3.14*D）=50/（3.14*0.25）=63.69（轉(zhuǎn)）（1 分）蝸輪轉(zhuǎn)速：40/ （3.14*0.25） =50.96r/min蝸桿轉(zhuǎn)向（1分）、蝸輪輪齒旋向（1分）、蝸輪蝸桿受力分析方向如圖所示（2分） 2）寫出公式得1分，結(jié)論正確得1分。tanz1m/d1 1

28、8/80 0.1tan f 0.18 tan tan結(jié)論：該機(jī)構(gòu)滿足自鎖性條件。3）寫出公式得1.5分，結(jié)論正確得0.5分W 4kNT卷筒 TW W D/2 4000 250/2500000NmmTW 1 m一 55 1050.5 502 104 Nmm4）公式、步驟都正確得9分（其中：軸承壽命計(jì)算公式占5分），計(jì)算結(jié)果正確 得1分。Q宣 一 丁沖 £>J2 = 4000 X250 /2 500000 淅明丁 = Zk = 5 xl°J =d.3J xlO5叫 0s三=23=3團(tuán)"可mz£ xJC里J父口 1/7"= 口的43 ,小MSO

29、蝸輪軸的受力簡(jiǎn)用咒=% =0,44643 xlO W£上 k / igarn 耳上 tan a 3,125 xtmMxlO3 = 1.13741Fk =業(yè);十% = 4252 +1.137411 X1OJ = Jil 06 xlDJ = 3325與 xlQJAT軸和的徑向支反力耳=心=0."頸二 '切土口=121 ”口卬 2 L1 X100軸用W峋徑向支反力？=旦-凡=032$究-1 21(535 )x10 =2.10921 xlM卻網(wǎng)=口啟禺=0.4 籃1 21635 a!O; =.4364 a1OjN石” =G4R” =0 4x2 1021 乂101 = 0.2

30、4電糾 xltTN% I 8-3 鈣 X 十。44643) xlO3 -0.P3237 xlO5JV> % - 0S436S4 k1Q$ 理:.此“=禺 + 兄=0.93297 N口,N死,一與-。.他*1 xlO5只需計(jì)算軸解1的方命即可口P=T* R” +F-Hh“ =<44x0,3431534 +1.3fi x0.93297) xlO J = 1 64>ltPN101 X2930060 X50.96 1.5 xl.6x10)3 = 581333 (5f曲)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

31、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=12.71X 106mm3） （7分）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）圖C.托如I陽巾尺寸單位：mm）（2）計(jì)算受力最大螺栓的工作載荷 F: （1分）D（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和受傾覆力矩M的兩種基本螺栓組連接情況分別考慮。（2分）仁更氈向或荷E螺性表惹b

32、 更注理刀后的整擄,尊聯(lián)接Q使每個(gè)螺栓所受的軸向載荷均等，為 F1 Q 20000 5000（N）Z 4傾覆力矩M使左側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力減??；使右側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力增加，其值為:F2Ml max4li26 106 227.54 227.526593.41(N)顯然，軸線右側(cè)兩個(gè)螺栓所受軸向工作載荷最大，均為:F F1 F2 11593.41（N）（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' : （4分）預(yù)緊力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：bp右側(cè)邊界=#陽_ apQ _ pM > 04尸,45"4xF'、=)A220x(6

33、00 -200583000220004xF' F'3 = 7 = 220，血。2時(shí)=1000 = 220ga-心+仁三賽需翳。M6X10Pc人- 0.47 6Qlfy,'W 220.000 2附）22600尸b岫惻邊界=/F b"or阿二0,159。.476= 0Q5（次r）°心k_l U.-.歹 0159 40476）x 22000= 0635 x 22000 = 13970（"）結(jié)論：為保證接合面不出現(xiàn)間隙，螺栓的預(yù)案力P至少應(yīng)大于13州0M.2）若 F' =6956N,則:（3 分）Ff=尸"+Q強(qiáng)）F = 6956

34、 + 0-7x11593.41 = 15071.43（77）+ Cq%=了+ b=11593.41 + 6955 =18548.41（/）四、結(jié)構(gòu)題（20分）1 .試說明實(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）。（12分）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：軸向固定：五種方法每種方法各 0.5分，每畫對(duì)一種結(jié)構(gòu)1分；齒輪（2.5分） 在軸端實(shí)現(xiàn)周向固定（普通平鍵）（1分）和軸向固定（軸肩和軸端擋板）（1分）4.5分。（1）,用軸后定位 （2）.用彈第儀回定位模鍛輪妹腹板 式大齒輪在軸 端的固定

35、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）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, 鍵梢長(zhǎng)L=50mm,小齒輪輪轂鍵梢深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

36、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決定了這根輸入軸能否繼續(xù)被使用的首要條件:dfi d 55.5 40e t1 3.3 7.75 3.3 4.45(mm) 2.5m 2.5 3 7.5(mm)22結(jié)論：按著這根軸設(shè)計(jì)小齒輪輪轂結(jié)構(gòu)必須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10個(gè)小題，每小題2分，共20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HBW 350的閉式齒輪傳動(dòng)，通常的主要失效形式為【】A.

37、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F0太小 C.緊邊與松邊拉力不等D.傳動(dòng)過載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. N208C. 3208D.52084 .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u s B.減少蝸桿頭數(shù)Zi C.增加蝸桿頭數(shù) Zi D.增大蝸桿直徑系數(shù) q6 .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 . 90° B. 120°C.135°D.180°8 . V帶在減速傳動(dòng)過程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在【】A . V帶離開大帶輪處 B. V帶繞上大帶輪處 C . V帶離開小帶輪處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