哈爾濱工業(yè)大學(xué)機械原理考研真題

1999年碩士研究生入學(xué)考試試題

卷試科目：機械設(shè)計報考專業(yè)：機械設(shè)計及理論

一、填空題（40分）

L螺旋傳動中的獴母、滑動軸承的軸瓦,、期桿傳動中的蛆輪，多采用青銅材料,這主要

是為了提高國融―能力其饞換.啾楞.

、（蝸輪的材料通常是按的大小來選擇。

3.若螺紋的直徑和螺紋副的摩桀系數(shù)一定，則行緊第母時的效率取決亍理紋的

崛於一和.多儂工面是#3—失蜻W點薪軻1矍I

4二者泊平鍵連卷房生

面尺6X無按龍族由標(biāo)段中選定，而^長L通常按毅幺從標(biāo)準(zhǔn)中直取。

5.根據(jù)軸的承移情況，工作時既承受彎矩又承受君矩的軸稱為一;只傳遞轉(zhuǎn)短

的軸稱為名握一；只承受彎矩的軸稱為*

上.在螺檜連接中；當(dāng)縷桂軸統(tǒng)與被連接件表面不垂直時，蝶檢中將產(chǎn)生

毀3邑；-附加應(yīng)力。

71廠股單向回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，考慮啟動、卷車及羲荷不平程的影響，其扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的性質(zhì)

按點況循二處理,

%滾子鏈的最主要參數(shù)是鏈的，為提高鏈速的均勻性，應(yīng)選用哲數(shù)為

_______的鏈輪。

X壓縮彈簧受我時，彈簧絲內(nèi)的最大應(yīng)力發(fā)生在.處，彈簧指數(shù)（亦稱旋繞比）

C=J越小,此應(yīng)力越O

5-

派在彈簧設(shè)計計算中，由強度條件確定彈簧的一，由變形條件確定彈簧的

盛三_______________。'："-.一’^

11.非液體摩擦淆動美本工作承力的校驗公式是PiwlFi、P-s甲;

和

V<ULI7一..

]2.形成流體動壓潤滑的必要條件是反創(chuàng)蝴行聞三捻《力王；垸

，打玄..^^~~"廿'

1$.在普澧V帶動中，羲有平褸，包宜。為180°卷長Li為特定長度，強力層為化學(xué)紜

--附錄169

維線繩結(jié)構(gòu)條件下求得的單根V帶所能住遑的基本額定功率Po主要與也要、

-#4一和.闞施.有關(guān)。',‘yd'，

14.在設(shè)計V帶傳動時,V帶的型號是根據(jù)冠明一和聿裁也選取的。

平.轉(zhuǎn)速與當(dāng)量動載荷一定的球軸承，若金康贏加1倍,其壽命為原來壽命的

七倍。⑵分.

一變位蝸桿傳動已知m=5mm,z2=41,d]=50mm,中心距a=125mm,則該傳

動的變位系數(shù)為?°（2分）

17.一對閉式直齒圓柱齒輪,m=3mm,與=21,z2=63,a=20°,小齒輪用40Cr鋼，表

面淬火,HRC=55,O]HI=1200N/mn?；大齒輪用45鋼,調(diào)質(zhì)，HBS=220~240,㈤虎=.

600N/mn?。若齒輪傳動工作時，齒面接觸應(yīng)力為aH=500N/mn9,不計壽命系數(shù)，則小齒

輪的接觸強度安全系數(shù)為大齒黨的2倍。（2分）

18.蝸桿傳動工作時，作用在期桿的三個嚙合分力通常最大。《娟

19.阿基方德蝸桿和期輪在中間平面紗禰主平面）內(nèi)相當(dāng)于陶徽更合，因

此，期桿的_^血一模數(shù)應(yīng)與蝸輪的鼻迨一模數(shù)相等。

二、問答題（20分）一

I.由雙速電動機驅(qū)動V帶傳動，若電機箱出功率不變,則丫帶傳動應(yīng)按哪種轉(zhuǎn)速設(shè)

*.為后么?___________________________________________________________________

2.有一種V帶傳動，髭傳動和齒輪傳動組成的減速傳動裝置，髭合理確定其傳動布

置順序，并說明其原因。

3.在軟齒面閉式齒輪傳動設(shè)計中,如何選擇模數(shù)m（或mJ及小齒輪齒數(shù)=：?為什

么？

4.設(shè)計液體動壓潤滑軸承時,為保證軸承正常工作應(yīng)滿足哪些條件？

三、計算題（30分）

一鋼制液壓油缸,如試圖1所示。缸內(nèi)油壓p=3N/mnf,缸體內(nèi)徑D=16Cnan,

螺栓分布直徑5=200mm,缸蓋外徑）=240nmo為?朝氣密性要求，殘余預(yù)緊力里為

工作載荷的L6倍，螺栓|目典線距離不大于100皿。已知螺栓的許用應(yīng)力為當(dāng)80

MPa。試計算：

（1）最少的螺栓數(shù)目。

（2）單個螺檢承受的總拉力。

（3）螺栓小徑。

2.有一提升裝置,如試圖2所示。已知:卷茴由6個均布

D

于4=240mm圓周上的M12螺栓（4=10.106mm）連接于

期輪上，卷筒直徑d=200皿，卷筒轉(zhuǎn)速n=85r/min,接合

面間摩擦系數(shù)f=0.15,可靠性系數(shù)￡=L2,壕拴材料的許

用拉伸應(yīng)力[c]=120MPa,起吊的最大載荷獷a=6200N,試出1

170機械設(shè)計試題精選與答題技巧

期桿輪齒螺旋線方向為右旋，齒輪傳動效率7齒輪=0.95,期桿傳動效率強?桿=0.42,軸承

效率7軸承=0.98,卷筒效率7卷倚=0.95。齒輪的模數(shù)m=3mm；齒數(shù)為4=21/2=84；

中心距a=160mm。試求：

⑴一試確定重物上升時電動機的轉(zhuǎn)動方向(在圖上用箭買表示)0

(2)根據(jù)使I軸上的合力最小條件，確定齒輪1、2的輪齒摞旋線方向(在圖上用組斜

線表示),并求出螺旋角S的大小。Zz).

(3)試在圖中標(biāo)出重物上升時，期桿與期輪在節(jié)點C處受的三對分力3、兄、艮的方

向。?八方xc.ZxcBFx?！?"！&

(4)當(dāng)重物勻速上升時，電機的輸出功率P=?,1一x與物。二rT

)(5)試校核滾筒與蝸輪連接螺栓的強度。(15分第、=乂卜

戈有一軸由一對角接觸球軸承支承,如試圖3所示。

、已知:齒輪的分度圓直徑d=200皿,作用在齒輪上的載荷為F,=1890N,%=700

N.F.=360N。軸承的內(nèi)部軸向力S與徑向載荷的關(guān)系式為S=0.43。求兩軸承所承受

的軸向載荷。(6分)

試圖3

試圖4

附錄?.171

_____________________________________________________1----------------------

四、結(jié)構(gòu)題（10分）

卜

1.有一箱體通過螺紋連接到機座上（試圖4）,試選擇螺紋連接類型，并繪制出其結(jié)構(gòu)

圖。（4分）

2.指出下面軸承部件結(jié)構(gòu)圖（試圖5）中的錯誤，并說明錯誤原因。（6分）

試圖5

說明；一

（1）軸承部件采用兩端固定式支承、軸承采用油脂潤滑。

（2）同類錯誤按1處計。

（3）指出6處錯即可,在錯誤處引出編號;例如：蓬處］TD,并在圖下邊做商單說

明，例如—缺少油溝。

（4）若多于6處，且其中有錯誤答案時,按錯誤計算。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)

1999年碩士研究生入學(xué)考試試題參考答案

一、填空題

1.減摩性、耐磨損和抗膠合

2.滑動速度外

3.牙型斜角（牙側(cè)角）￡螺紋開角破

4.鍵的兩側(cè)面鍵和鍵槽工作面被壓潰軸徑d輪轂長U.

5.轉(zhuǎn)軸傳動軸心軸

6.彎曲

7.脈動循環(huán),

8.節(jié)距p不小于17的奇數(shù).

9.內(nèi)側(cè)大

172機械設(shè)計試題精選與答題技巧

10.絲徑d圈數(shù)n.

11.p<=[p]wW5]?<[v],

12.流經(jīng)收斂形的間楔，大口進(jìn),小口出帶動的流體速度。#0流體粘度]片0

13.帶型帶速。小帶輪直徑小

14.設(shè)計功率Pd小帶輪速度八.

15.1/8一

-16.-0.5,

17.2，

18.軸向力F,

19.漸開線齒輪和齒條軸向端面

二、問答題

-1.應(yīng)按低速設(shè)計，因為傳遞的扭矩T=9.55x10s?N-mm,速度越低,傳遞的扭矩越

71

大，輪徑不變，所傳圓周力越大，所需的有效拉力尸越大。

,2.應(yīng)按V帶傳動一齒輪傳動一鏈傳動成速順序布置,因V帶傳動靠摩擦力工作，傳

遞圓周力不大，而且傳動平穩(wěn)'，適合于高速傳動;鏈傳動速度不均勻，沖擊及動載荷較大,

僅能用于低速，同時它是嚙合傳動，承載能力較高;齒輪傳動適用范圍較廣，但高速時要求

精度較高,所以用于第二級中速傳動。

3段齒面閉式齒輪傳動主要失效形式是疲勞點蝕，在中心距或小齒輪直徑4及齒數(shù)

比u已定的情況下，一段選擇小齒輪齒數(shù)多些，以增加重合度和減少加工量(m減小),一

般選ziN18~30,模數(shù)可小些，m=(0.01~0.02)q。

4.液體動壓潤滑軸承,為保證軸承的正常工作，必須滿足以下條件：

(1)最小油膜厚度

flmnM+詼)

式中3^02——軸瓦和軸頸表面不平度的平均值；

K——可靠性系數(shù),通常取K^2O

(2)潤滑油出口溫度為近60~70七，入口溫度4=30~40七。

(3)足夠的供油量Q。

⑷pW[p]，WWlpv],vW[vlo

三、計算題

1.(1)最少螺栓數(shù)

KDO式x200a

,_______「_0T=F-=6.28

回二紇1怫及

‘一57翕卜載荷

P=px考=3x7CX.160?=60288N

?r44

每個螺栓受工作載荷

附.錄173

F=-==7536N

ZO

殘余預(yù)緊力

F=1.6F=1.6x7536=12058N

單個螺栓所受總拉力

F0=F+r=7536+12058=19594N

(3)螺栓小徑

C箝廠=V-r面—二13“

2.(1)重物上升時，電機轉(zhuǎn)向如試圖6所示。

⑵齒輪1左旋，齒輪2右旋

_欣力+Z2)

a=2cosB

c[m(z!+z)]r3(214-84)1

B=arccos[―-2J=arccos[?*J=

arccos0.984=10.1418°=1/8'30.4&

(3)蝸桿3、蝸輪4所受分力如試圖6所示。

(4)工作機扭矩

T=icx-y=6200x=620000N?mm

工作機功率

Txn620000x85620000x85<VIOIB

匕n==7而=9.55x1(^=9,55x1(^=^318kW

電動機功率

p_A_P?=_________5^18_________1616

d7總-7臺發(fā)盛晚-0.95x0.42x0.982x0.95

174機械設(shè)計試題精選與答題技巧

(5)螺栓組受力

.=Ksr

KsT1.2x620000“，川

預(yù)緊力5167N

,n9240=

6x0.2x—,

4x1.3尸'4x1.3x5167

=83.73MPa<[o]=120MPa

°二兀x(10.106)2

強度足夠,安全。'

3.受力簡圖見試圖7。

FM=yF,=945N,%=945N

1

入Ri=JFH=350N

尸㈤=350N

Fn\=F*xJx==360x孥xJx150=120N

七=120N

FrV1=尸加+尸城=350+120=470N

---------------------Frva-尸ng—Fm=230N----

2

FA=//+%=J*+470=1050N

%=，一:+片V2=^9452+2302=973N

Si=0.4Frl=0.4x1055=422N

S2=0.4F立=0.4x973=389N

比較F,+Si=360+422=782N>S2=389N

II軸承被壓緊尸立=幾+&=782N

I軸承被放松=S,=422N

四、結(jié)構(gòu)題

試圖8

1.應(yīng)采用雙頭螺柱連接，結(jié)構(gòu)見試圖8o

2.錯誤處指示見試圖9。

錯誤：

(1)軸端應(yīng)有倒角，以便裝品。

(2)鍵槽底與鍵頂面應(yīng)有間隙。

(3)兩個鍵應(yīng)在同一母線上(轉(zhuǎn)過來時軸徑應(yīng)畫對)。

(4)為便于裝軸承且軸向不擦壞，該發(fā)錨在應(yīng)小些。

(5)軸承蓋軸孔與軸應(yīng)有間隙。

(6)軸承蓋軸孔處最好有氈圈密封,

(7)螺栓與軸承蓋上釘孔應(yīng)有間障。

附錄

試田9

(8)彈簧墊圉缺口反向；

(9)螺栓桿不能擰到螺孔底部，螺孔應(yīng)長一段。

(10)螺孔底圓錐應(yīng)從螺紋小徑起。

(11)為看到螺栓，應(yīng)畫出局部剖。

(12)為拆軸承，套簡直徑應(yīng)減小。

(13)軸承沒畫滾道。

(14)輪轂鍵槽兩頭應(yīng)開通。

(15)軸段長應(yīng)短于輪轂長，以使固定可靠。

(16)鍵應(yīng)短于軸段(至少應(yīng)短于輪載)。

(17)軸肩太高沒法拆軸承。

(18)軸承脂潤滑，防止油進(jìn)入應(yīng)加擋油板(兩處)。

(19)不用彈性擋圈，軸也沒有必要超出軸承寬。

(20)缺調(diào)整墊片(兩處)。

(21)為減少加工面，箱體不加工部分應(yīng)凹下(兩處)。

(22)為減少加工面，軸承蓋中部不加工部分應(yīng)凹下。

(任選6個)

一:哈爾濱工業(yè)大學(xué)

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考試科S:機械設(shè)計報考專業(yè)：機械設(shè)計及理論

一、填空題(30分)

1.影響潤滑油粘度的主要因素有苣白和。(2分)

176機械設(shè)計試題精選與答題技巧

.2.有一緊螺栓連接，已知預(yù)緊力F'=1500N,軸向工作載荷F=1000N,螺栓的剛

度J=2000N/mm,被連接件的剛度C1n三8000N/mm,則螺栓所受的總拉力Fo

N,.剩余預(yù)緊力F=_*_N。保證接合面不出現(xiàn)縫隙的最大軸向工作載荷

…足…作面是外其最主要的失效形式是豁浮

3.在普通平鍵連接中,

平鍵的剖面尺寸QXA）g幺J從標(biāo)準(zhǔn)中查取。。分）

4.在設(shè)計V帶傳動時,V帶的型號可根據(jù)&H成和、轅

選型圖確定。（2分）

5.影響單根尸帶寥際所能傳遞功室的主要因素有捻急a、.播各、

勵內(nèi)、干電1和冬?4儂3分）''1也

6.在齒輪傳/中，齒輪齒面接觸率力"的力學(xué)計算模型是生絨般L而齒根彎外

曲應(yīng)力〃的力學(xué)計算模型是重咯孕._______________。（2分）中場餓以然點/八

7.有一普通圓柱蝸桿傳動,已知蝸桿頭數(shù)A=1,蝸桿輪齒螺旋線方向為巖旋:其分拗女業(yè)

度圓柱上導(dǎo)程角7=5。4268r，期輪齒數(shù)殳=45,模數(shù)m=8mm,壓力角a=20%傳動中

心距a=220mm,則傳動比i=，蝸桿分度圓柱直徑&=mm,蝸輪輪齒

螺旋線方向為其分度圓螺旋角氏=。（4分）

8.有一非液體潤滑的徑向滑動軸承，寬徑比B/d=1.5,軸徑d=100mm,若軸承材

料的許用值[p]=5MPa」。]=3m/s,[pv]=10MPa?m/s,軸秒｝轉(zhuǎn)速n=500r/min,則

該軸允許承受的載荷Fg=時。（3分）.1號場￡斗'工

一一9.有咿代號旁儂8處,蕤英型為幽幽觸景出衽登徑為%心.

mm,尺寸系列為盎，精度等級為」t^0（4分）

10.聯(lián)軸器為標(biāo)準(zhǔn)件,當(dāng)選定類型后，可根據(jù)和從標(biāo)準(zhǔn)中

選擇所需的型號和尺寸。（2分）

11.有一軸采用一對角接觸球軸承支承,

以軸承內(nèi)圈與軸為隔離體，其受力簡圖如試

圖10所示。已知：尸T=1000N,FrII=2000

N,A=800N,內(nèi)部軸向力S與徑向載荷Fr的

關(guān)系為S=0.4K,則軸承吵斯瞥的軸向載試圖10

荷尸疝=frN,F.IT=0竺崢分）

二、選擇題（20分）（將答案編號直接寫在空格內(nèi)）

C’1?有一緊螺栓連接，擰緊螺母后，則螺栓危險截面上承受作用。（2分）

（a）純拉伸應(yīng)力G（b）純扭剪應(yīng)力r（c）拉伸應(yīng)力。和扭剪應(yīng)力r

久2.如杲草根V帶所傳遞的功率不超過實際所允許傳遞的功率，則該V帶傳動就不會

產(chǎn)生____________失效。（2分）

（a）打滑（b）帶的疲勞斷裂（c）帶的疲勞斷裂和打滑

3.有一而45鋼制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知a=23,調(diào)質(zhì)處理HB>=220~250;

Z2=97,正火處理HBS,=190-210,不計壽命系數(shù)，則有1FJ久炸小

Cpi____&___CF2，CJU___b___CfC'Icln___久__10」F2，[C」HI_____&「。1tge（5分）

（a）>（b）=（c）<

附.錄

Cl4.有一減速傳動裝置由帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動組成,其安排

順序以方案________為好。（2分）

（a）帶傳動一齒輪傳動一鏈傳動；（b）鏈傳動―齒輪傳動一

帶傳動；

（c）帶傳動一鏈傳動一齒輪傳動；（d）鏈傳動一帶傳動一齒

輪傳動。

工有A、B兩個圓柱螺旋壓縮彈簧,它們的彈簧絲材料直徑d、有效

圈數(shù)n均相同。若彈簧中徑隊>DB，則同樣的載荷作用下，變形

AA心,應(yīng)力口。。（2分）

-1-

n（a）>（b）=（c）<

沒/6有一斜齒圓柱齒輪減速器如試圖U所示,輸入軸I轉(zhuǎn)動方向試圖11

女足圖中箭頭所示，則輸出粕口的彎矩圖是。（3分）

67.有一軸由一對球軸承支左.已知軸承I承受的當(dāng)量動載荷P“=4000N,基本額

定壽命Lhl=8000h,則軸承U承受的當(dāng)量動載荷PrD=8Q00N,向軸承D的基本額

定壽命人口=。（2分）

(a)4000h(b)1000h(c)794h

公8.在試圖12的條件下,可能形成流體動壓潤滑的是。(2分)

——...一■—,—―.一■-,—,,….一i

L有一支架用四個普通摞栓固連于底座上,如試圖13所

示，試述確定該螺栓組連接的預(yù)緊力F時應(yīng)考慮哪些問題。

（6分）

2.欲設(shè)計一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，有兩種方案，各

參數(shù)如下表所示，試分析這兩種方案對齒面接觸疲勞強度、

齒根彎曲疲勞強度、抗膠合能力和成本等方面的影響。（8分）

方案7n/imn百攻b/mm

I420204080

口220408080

3.試述在齒輪傳動中，減少齒向載荷分布素數(shù)用的措施（6分）

一

178機械設(shè)計試題精選與答題技巧

四、綜合題（22分）.

試圖14為一升降裝置傳動方半，電動機通過蝸桿傳動驅(qū)動

螺旋傳動，使升降臺上下運動。已知:升降臺承受載荷Q=5000

N;螺桿為線數(shù)n=4的右旋梯形螺紋,大徑，d=50mm,中徑

d?=46mm,螺距p=8mm,螺旋副間摩擦系數(shù)/=0.1。試確定。

1.按使螺桿切向力與蝸輪軸向力方向相反條件，確定蝸輪

與期桿的輪齒螺旋線方向。（在圖市用斜細(xì)實線表示）（2分）

Q2.按（1）確定的螺旋線方向，確定升降臺上升時電動機的轉(zhuǎn)

向；（在圖中用帶箭頭的線段表示）（2分）

3.若升降臺以640吧演n的速度勻速上升,計算螺桿的轉(zhuǎn)

速距（3分）/翼,75〃4丹、

4.升降臺上升時；確定期輪與期桿在擊點C處所受三對分

力方向。（在圖中用帶箭頭的線段表示，并注明各分力的符號）“一

（3分）丁=GEM中十〃,＞試圖14

5.計算升降臺穩(wěn)定上升時施加于螺桿上麗矩7。（3分）,

6.設(shè)滾動導(dǎo)軌效率=0.99,軸承效率7ttM=0.98,聯(lián)軸器效率他鐘*生U

蝸桿傳動效率小8桿=0.42,計算升降臺以640mmzmin的速度上升時期桿副的傳動效率

他抨=?電動機的輸出功率P.=?（5分）］二擊%

7.設(shè)螺母支架兩邊各用4個M12（山=10.1064n）高矗寅栓固連于升降臺上，已知

接合面間摩擦系數(shù)f=0.12,可靠性系數(shù)K,=L2,螺栓材料的許用應(yīng)力=120MPa,

試校核該螺栓組連接中的螺栓強度（僅考慮橫向載荷）。（4分）

五、結(jié)構(gòu)題（8分）（請將答案直接寫在試題之上）

指出下面蝎桿軸系部件結(jié)構(gòu)圖（試圖15）中的錯誤,并在圖上改正。（此軸采用一端固

定，一端游動支承,找出8處錯誤而可，同一性質(zhì)的錯誤按一處理計算，在圖下方指出錯誤

試圖15

哈爾濱工業(yè)大學(xué)

2000年碩士研究生入學(xué)考試試題參考答案

一、選擇題

1：溫度壓力

2

3.兩側(cè)面鍵和鍵槽的工作面被壓潰軸的直徑

4.計算功率小帶輪轉(zhuǎn)速叫

5.帶的材質(zhì)傳動比i小輪包角心帶的型號（A、h）帶的速度u或小輪轉(zhuǎn)速

n1小帶輪直徑由帶的基準(zhǔn)長度L

6.半徑等于輪齒節(jié)點處曲率半徑的兩圓柱體相接觸懸臂梁

7.4580右旋50423印

8.57300N

9.深溝球軸承40名窄系列5級

10.計算轉(zhuǎn)矩兀軸徑d及結(jié)構(gòu)形式軸的轉(zhuǎn)速n

il.4008400?

——

1.(c)2.(a)3.(aabaa)4.(a)5.(aa)6.(c)7.(b)8.(ad)

三、簡答題

1.確定預(yù)緊力廠時，應(yīng)考慮的因素有：

①保證螺栓連接的強度。

②防止受載后連接接合面之間產(chǎn)生滑移。

③防止接合面受壓最大處被壓潰。

④防止接合面受壓最小處出現(xiàn)間隙。

2.1、n兩種傳動方案，中心距相等，方案n增加了齒數(shù)，除能增大重合度、改善傳動

的平穩(wěn)性外,還因模數(shù)減小，降低了齒高，因而減少了金屬切削量，節(jié)省了制造費用。

另外，方案n由于齒高降低，還能減小嚙合始、終時的齒根、齒頂處相對滑動速度，從

而減少磨損及減小了膠合的可能性。

但方案n模數(shù)小了,齒厚隨之減薄，要降低輪齒的彎曲疲勞強度。

對接觸疲勞強度，考慮重合度，則方案n強度高。

3.減小際的措施有：

①提高齒輪的制造精度和安裝精度。

②增大軸、軸承及支座的剛度。

③相對齒輪對稱地配置軸承，盡可能避免齒輪做懸臂布置。

④適當(dāng)?shù)叵拗戚嘄X的寬度，

180機械設(shè)計試題精選與答題技巧

⑤把一個齒輪的輪皆做成鼓形，改善載荷沿接觸線分布不均的現(xiàn)象。.

⑥對于圓柱斜齒輪和人字齒輪;可采用螺旋角修形,即相應(yīng)于小齒輪軸的變形量，沿

小齒輪齒寬對輪齒作適當(dāng)修形，對于軟齒面齒輪,可通過跑合使載荷分布趨于均勻。

⑦將齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，使彎矩和扭矩產(chǎn)生的變形能互相抵消一些。

I:

四、綜合題

1.蝸輪與蝸桿均為右旋，如試圖16(a)(b);

2.電機轉(zhuǎn)向如試圖16(b)所示；

試圖16

3.螺桿每轉(zhuǎn)一周，升降臺上升一個導(dǎo)程。所以

712s=640mm/min

640640/.

即Bn九2=:—=3o=20r/min

4p4x8

所以螺桿的節(jié)速為NHZSIn。

4.蝸輪蝸桿在C處的受力情況，如試圖16(b)所示°

5.升降臺穩(wěn)定上升時，施加于螺桿上的力矩T為

T=dzQtan處盧

式中<p----螺旋升角，tan<1>==*一"羞=0.22,。=12.486°;

外----當(dāng)量摩擦角,tan%==匕=-￡4^=(￡為牙型半角)，%=5.911°o

COSpC81□

所以T=5000tan(12.486°+5.911°)x=38.25N-m

6.螺桿副的傳動效率為

_tan"______tan12.4860_____

7操桿=tan3+%)=tan(12.486°+5.911°)0.665

當(dāng)升降臺以640mm/min的速度上升時，電機的輸出功率PK為

Q-J丹琴合

7導(dǎo)物"律承?7駕桿,7期桿?7或軸器-

<e640x10-4

50°°乂而

=198.8W

0.99x0.98x0.665x0.42x0.99

7.由平衡條件求每個螺栓的預(yù)緊力Qp

QP==L.x3浮=6250N

/-z--iv.12x8x1

附錄181

=IIASB=-2x7沃=1013N叫<[a]=120MPa

工薪xx10.1062

所以螺栓強度夠。

五、結(jié)構(gòu)題

①半聯(lián)軸器離透蓋距離太小，應(yīng)左移。.

②軸頸長應(yīng)比半聯(lián)軸器寬度小1-2mm,軸端應(yīng)為倒角。,

③螺釘上的螺紋長度少了，應(yīng)留有余長，再加彈簧墊圈為好。

試由17

?透蓋與深溝球軸承端面不能接筮，留大間隙。

⑤深溝球軸承內(nèi)圈左邊加軸用彈性擋圈固定。

⑥透蓋與箱體接合面間應(yīng)加密封墊片。

⑦加圖示套杯使左邊滾動軸承外圈定位。

⑧右端蓋與套杯、套杯與箱體間應(yīng)有調(diào)整墊片,右端蓋與箱體接合平面應(yīng)高于周邊。

⑨圓錐滾子軸承外圈孔應(yīng)是一錐孔，內(nèi)圈形狀也不對,端蓋與箱體連接螺釘處應(yīng)畫

中心線，圓錐滾子軸承在軸上定位的軸肩位置不對，應(yīng)右移。

⑩彈拄擋圖傳遞不了往左的軸向力，應(yīng)改為圓螺母。

?蝸桿軸承孔是整體的，期桿頂圓直徑超過孔徑，裝不進(jìn)來。

?擋油板的直徑也超過孔徑，使裝軸承很麻煩C

?）從擋油板看，該蝸桿及軸承是用油涓滑，用間隙密封要漏油。

?螺紋孔缺螺紋。

題中軸承型號為舊代號,2212應(yīng)為N212,7217應(yīng)為30212。

'軸承1為N類軸承，只能承受純徑向力。一「,

所以Pi=.2?i=2x103N

軸承2所受軸向力（內(nèi)部軸向力）

S*=黑=]x1.7=352.9N

**272

軸向載荷Q=800NS.<Q

所以A2=^=800N---,

因為京=?0.67>e=0.35

所以Xx=0.4X=1.7

所以尸2=（0.4^2+1.7月2）x/>=0.4x1200+1.7x800=1840N

五、

工作原理:當(dāng)原動機驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動時,E于繩和繩輪間的鹿擦:便拖動從動輪一起

轉(zhuǎn)動,鋼絲繩呈環(huán)形，兩直線段運動方向相反，從而實現(xiàn)游客上、下山雙向輸送。保證張緊

的措施有：'

①沿途設(shè)置張緊輪（兼托鋼絲繩）。

②對從動輪軸加一向外作用力。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)

2001年碩士研究生入學(xué)考試試題

考試科目：機械設(shè)計報考專業(yè)：機械設(shè)計及理■論

——、填空題（每空1分，共30分）,.；-

1.普通V帶傳動的主.要失效形式是才南和森扁良、,其設(shè)計準(zhǔn)則是

___________________________________________O

2.已知普通圓柱蝸桿傳動的中心距a=80nun,蝸輪分度圓直徑d2=120mm,模數(shù)

m=4mm,蝸桿頭數(shù)列=2,則傳動比i=，期桿分度圓直徑&=。

3.按表面間摩擦狀態(tài)不同，可將滑動軸承分為和__________畫大類。

4.聯(lián)軸器的類型選定以后,應(yīng)根據(jù)、和__'___來選擇聯(lián)軸

器的結(jié)構(gòu)尺寸。公球

5.三角形螺紋的牙型角c=氏,廣泛用于傕車尸岬。?

6.齒輪強度計算:中，引入工作情況系數(shù)K、動載系數(shù)心來分別考慮

和__對輪齒實際所受載荷大小的影響。

機械設(shè)計試題精選與答題技巧

.7.滑動軸承軸瓦上澆鑄軸承襯的目的是，寫出一種常用軸承

襯材料的名稱.

8.漸開線標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱擊輪齒齒形系數(shù)與.

YF一有關(guān)。YF用以反映輪

4.--

齒幾何形狀對.二應(yīng)力的影響。

9.受軸向變載荷作用的緊螺栓連接，在工作載荷和殘余預(yù)緊力不變的情況下，要提高

螺栓的疲勞強度，可以減小.或增大一'—'一；?

10.普通平鍵的主要失效形式為卷心竭點剖面尺寸bxh是根據(jù)溫來選

擇。以.

ft,'

11.輪齒折斷一般發(fā)生在報部位.畝為該處_________________;為防止

輪齒折斷,應(yīng)進(jìn)行說今強度計算J

液體動壓涓滑的多要條件是：(a)遜幽囪也

、(b)

13.滾動軸演的基本額定壽命是指一批軸承，在相同運轉(zhuǎn)條件下，其中%，不

發(fā)生_______時所運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)。

二、選擇題(每空1分，共10分)

-1.當(dāng)轉(zhuǎn)軸工作中所受的徑向力大小和方向都不變時，其外圓上任一點的彎曲應(yīng)力屬

于(.)應(yīng)力；因此在確定其許用應(yīng)力時.應(yīng)詵移()作為許可應(yīng)力口--------

(A)靜應(yīng)力(B)脈動循環(huán)變應(yīng)力(C)對稱循環(huán)變應(yīng)力

(D)㈤…(E)[aJa,(F)[<7J+lb

2.影響V帶傳動最大有效圓周力的主要因素有()-.()和()0

(A)小帶輪直徑(B)小帶輪包角(O帶與帶輪間摩擦系數(shù)

(D)大帶輪包角(E)兩帶輪中心距(F)帶的基展長度

(C)初拉力(H)緊邊拉力(I)松邊拉力(J)大帶輪直徑

3.在閉式硬齒面齒輪傳動中，當(dāng)分度圓直徑一定時,應(yīng)取較少齒數(shù)，使模數(shù)增大，以

()o

(A)提高輪齒的彎曲強度(B)提高齒面接觸強度

(C)減少加工切削量，提高生產(chǎn)率

4.轉(zhuǎn)速與額定動載荷一定的球軸承，若當(dāng)量動裝荷增加1倍,其壽命為原來壽命的

)倍。

(A)4(B)1/4.:(C)81(D)1/8

5.有一減速齒輪傳動，小齒輪表面硬度高于大齒輪的表面硬度，則齒面接觸應(yīng)力應(yīng)該

是(:-；)o----一

(A)小齒輪的大(B)大齒輪的大(C)大小齒輪的相等

6.彈簧剛度計算的目的是決定()c

(A)彈黃絲的直徑(B)工作圈數(shù)(C)彈簧指數(shù)(旋繞比)

-7；在載荷平穩(wěn)，且兩粕對中準(zhǔn)確的情況下，宣選用()聯(lián)軸器。

(A)剛性固定式(B)'剛性豆修動一(C)承造(D)安全

附錄199

三、簡答題（每題6分，共12分）

1.寫出螺旋傳動的自鎖條件，并分析影響自鎖性能的幾何因素。

2.寫出齒輪傳動中許用接觸應(yīng)力計算式,并分析其主要一If

影響因素。--

四、計算題（每題10分，共30分）（

1.如試圖35所示手動絞車采用期桿傳動，已知模數(shù)m=\

82,螺桿直徑由=80皿,蝸桿頭數(shù)肛=1，蝸輪齒數(shù)22=a

40,卷筒直徑D=200mm。求：.

（1）重物上升1m,手柄應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈？

（2）若蝸桿與蝸輪齒面之同的當(dāng)量摩擦系數(shù)A=0.2,

此機構(gòu)是否自鎖？

（3）標(biāo)出重物上升時，蝸輪圓周力后方向。

2.軸由向心角接觸球軸承支承,其支承結(jié)構(gòu)形式及受I

力情況如試圖36所示，已知FR=3000N,試求兩個軸承

的徑向力工1、尸山及軸向力乙（軸承內(nèi)部軸向力

S與徑向力Fr的關(guān)系式為5=0.4Fr）

3一已知作品在試圖-37旃示軸承端差上的為予=-10

kN,軸承蓋用四個普通緣栓固定于鑄鐵箱體上。取剩余預(yù)

緊力F=0.4F（F為螺栓所承受的軸向工作載荷），計算

螺栓小徑d\o

（已知螺栓材料屈服極限j=320MPa,安全系數(shù)

5=4）

五、結(jié)構(gòu)題

1.繪出普通平鍵（A型）用于軸載連接的結(jié)構(gòu)圖，并說

明其工作原理。（軸上鍵槽用指狀銃刀加工,用兩個視圖表

示）。（6分）一，

2.在軸系部件結(jié)構(gòu)設(shè)計中，軸上零件軸向固定的常用試圖37

方法有哪些峨在一軸段上安裝有一齒輪,試?yán)L出其連接結(jié)構(gòu)圖（局部）。（12分）

哈爾濱工業(yè)大學(xué)一

2001年碩士研究生入學(xué)考試試題參考答案

一、填空題

1.打滑帶的疲勞破壞.在保證不出現(xiàn)打滑的情況下傳動帶有一定的疲勞強度和

壽命.

2.i=15d\=40mm

200機械設(shè)計試題精選與答題技巧

3.非液體摩擦軸承液體摩擦軸承

4.計算轉(zhuǎn)矩K軸徑4軸速n'

5.6CF連接＜-'?-'.

6.齒輪呼合絲部因素引起附加動載荷輪齒內(nèi)部因素(精度速度等)引起附加動載荷

77減厚西蚪抗膠合性軸承合金.

8.當(dāng)量齒藪(齒數(shù)和螺旋角)齒根彎曲

-9既栓剛度.被連接件剛度,'；--~

10.鍵"、箍藉和輪轂鍵槽中最弱的工作面被壓潰軸徑d

11.齒根圓角彎曲應(yīng)力和應(yīng)力集中大-齒根彎曲疲勞

12.流體通過一個收斂性的間隙、大口進(jìn)小口出充分供有一定粘度的流體,

7)^0兩運動表面間有足夠的相對速度,。#0

13.90疲勞點蝕

二、選擇題

l.(C)(D)2.(B)(C)(G)3.(A)4.(D)5.(C)6.(B)7.(A)

三、簡答題

1.自鎖條件:螺紋升角“M當(dāng)量摩擦角fi*=arctan^=arciim馬加■頭數(shù)中-

增大，螺距p減小，中徑&增大,均使螺紋升角減小;牙側(cè)角014大，使摩擦角增大,這些都

使自鎖性好。如單頭細(xì)牙普通螺紋自鎖性最好。

2.計算式:［。卜=警紅

影響極限應(yīng)力C加