米兰体育官方网站(MILAN SPORTS)赔率最高在线投注平台(访问: hash.cyou 领取999USDT）目录 2017 年沈阳工业大学机械工程学院 801 机械设计考研题库（一） 2 2017 年沈阳工业大学机械工程学院 801 机械设计考研题库（二） 13 2017 年沈阳工业大学机械工程学院 801 机械设计考研题库（三） 27 2017 年沈阳工业大学机械工程学院 801 机械设计考研题库（四） 41 2017 年沈阳工业大学机械工程学院 801 机械设计考研题库（五） 53 第 1 页，共 65 页 2017 年沈阳工业大学机械工程学院 801 机械设计考研题库（一） 说明：①本资料为 VIP 包过学员内部使用资料。涵盖了历年考研常考题型和重点题型。 —————————————————————————————————————————— 一、简答题 1 ， ， ? ．在设计滚动轴承组合部件时 轴上的零部件通常需要设计调整 试回答都需要做哪些调整 ? 1 2 ? 通常采用的调整方法有几种 如图所示的轴承组合部件 和 处的零件都是起何作用的 图 ， 【答案】在设计滚动轴承组合部件时 需要做轴承游隙及轴上零件位置的调整。 1 ； 常用的调整方法有 （ ）零件的轴向定位 轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖、圆螺母等 ： ： 2 （ ）零件的周向定位 键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。 ： 1 ， ； 2 图所示的轴承组合部件 是轴承端盖与套杯间的调整垫片 作用是调整轴承游隙 部件 是 ， 套杯和机座间的调整垫片 作用是调整轴系的轴向位置。 2 ， ．为什么普通车床的第一级传动采用带传动 而主轴与丝杠之间的传动链中不能采用带传动？ ， ， 【答案】带传动适用于中心距较大传动 且具有缓冲、吸振及过载打滑的特点 能保护其他 ， ； ， ， 传动件 适合普通机床的第一级传动要求 又带传动存在弹性滑动 传动比不准 不适合传动比 ， ， 要求严格的传动 而机床的主轴与丝杠间要求有很高的精度 不能采用带传动。 3 ．提高螺栓联接强度的措施有哪些？ 5 【答案】有 种。 1 ， ， ， （ ）改善载荷在螺纹牙间的分配 如 环槽螺母 目的是使载荷上移悬置螺母 使螺杆螺母 ： 都受拉。 2 ， ， （ ）减小螺栓的应力幅 如采用柔性螺栓 目的是减小联接件的刚度。 3 ， （ ）减小应力集中 如采用较大的过渡圆角或卸荷结构。 4 ， （ ）避免附加弯曲应力 如采用凸台和沉头座。 5 ， （ ）采用合理的制造工艺 如 滚压、表面硬化处理等。 ： 第 2 页，共 65 页 4 ．摩擦式离合器的接合面数目有何要求？为什么？ 12 15 【答案】摩擦式离合器的接合面数目一般不超过 〜 片。因为摩擦片材料常用淬火钢片或 ， ， ， ， ， 压制石棉片 摩擦片数目多 可以増大所传递的转矩 但片数过多 将使各层间压力分布不均匀 12 15 所以一般不超过 〜 片。 5 ， ．进行螺栓组连接的受力分析时 有哪五项假说？ ， ， 【答案】为了简化受力分析时的计算 一般作如下假设 ①司一螺栓组内各螺栓是相同的 ： ； ； 而且所受的预紧力也相同 ②螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合 ③受载后连接接合面 ； ； 仍保持为平面 ④被连接件为刚体 ⑤螺栓的变形在弹性范围内等。 6 ．什么是滚动轴承的基本额定动负荷？ 【答案】 时所能承受的最大载荷。 7 V ．为什么计算同步带传动的几何尺寸时可应用普通 带的计算公式？ ， 【答案】同步带传动可视为同步齿形带节线与带轮的节圆相切的开口传动 其传动几何尺寸 V 的计算方法应与普通 带传动相同。 8 ．齿轮齿面接触疲劳强度计算为什么一般以节点为计算点？ 【答案】原因如下： ， ， ， 齿轮传动中 小齿辦取对袖低点产生的压力最大 大齿轮在节点处的接触应力较大 同时大 齿轮单对齿啦爸的最低点处接触应力也较大。但按单对 ， ， 齿啮合的最低点计算接触应力比较麻烦 并且当小齿轮齿数 时 按单对齿啮合的最 ， ， 低点计算接触应力与按节点啮合计算所得的接触应力极为相近 为了计算方便 一般以节点为计 算点。 9 ．哪些表面处理方法可以提高轴的抗疲劳强度？ （举出四种 ） ， 【答案】渗碳、氰化、表面高频淬火等各种热处理以及滚压加工及喷丸等表面强化处理 对 提高轴的抗疲劳强度均有显著效果。 10 简述螺纹连接控制预紧力的方法和防松的方法。 ． 1 ， ， 【答案】（ ）控制预紧力的方法 使用测力矩扳手或定力矩扳手 装配时测量螺栓的伸长 ： ； ， ， 规定开始拧紧后的扳动角度或圈数 对于大型连接 还可利用液力来拉伸螺栓 或加热使螺栓伸 ， 长到所需要的变形量 再把螺母拧到与被连接件相贴合。 ， 防松方法 利用附加摩擦力防松 包括对顶螺母防松、弹簧垫圈防松、金属锁紧螺母防松、 ： ； ， 尼龙圈锁紧螺母防松 采用专门防松元件防松 包括开口销与槽形螺母防松、圆螺母用带翅垫片 ； ， 防松、止动垫圈防松 破坏螺纹副防松 包括点焊、点冲、粘接。 第 3 页，共 65 页 二、分析计算题 11 ， 如图所示卷扬机中各轴所受的载荷 并由此判定各轴的类型。（轴的自重、轴承中的摩擦均不 ． 计 ） 图 I ， ； II ， ， ； III ， 【答案】轴 只受转矩 为传动轴 轴 既受转矩 又受弯矩 故为转轴 轴 只受弯矩 ， ； IV ， ， 且为转动的 故为转动心轴 轴 只受弯矩 且为转动的 故为转动心轴。 12 ， 某单向运转的传动轴上安装有一对相同型号的角接触球轴承 已知 两轴承所受的径向支反 ． ： ， 力分别为 外加轴向力为 但方向不定 已知内部轴向力的计算公式为 1 P 2 A （ ）试确定轴承计算时间所用的当量动载荷 。（取 ）（ ）如轴向力 由 ， ， ， 轴上的斜齿轮产生 该齿轮为从动轮 转向如图所示 请问齿轮的旋向若何？ 图 1 【答案】（ ）两轴承内部轴向力分别为： A 因为 故外加轴向力 的方向向左。 1 ， 2 ， 因为 故轴承 放松 轴承 压紧 两轴承的当量动载荷分别为： 2 n A （ ）齿轮的旋向为左旋。因为转向 和轴向力 符合主动轮的左手法则。 第 4 页，共 65 页 13 ， 试选择一齿轮减速器的高速轴端的联轴器 己知 电机型号为 实际最大输出功率 ． ： 转速 减速器的速比 i=26.3,效率 由强度计算得 输入轴径 d=48mm，输 ： d=95mm ， ， d=100mm 出轴径 。工作机为刮板运输机 载荷为中等冲击 与减速器联接的轴径 。 ， 【答案】先根据工作条件和载荷情况选择联轴器的类型 再由已知数据确定具体型号和尺寸。 ， 由于高、低速轴的工况不同 所选联轴器的类型不一定一样。 1 （ ）选择联轴器的类型 ， ， ； ， 从受力情况分析为中等载荷 有一定冲击 轴有一定的弯曲变形 从安装条件看 不易保证 ， ， ， ， 完全同轴线 所以应采用弹性联轴器。由于高速轴转速高 动载荷大 但转矩小 可以选用传递 ， ， ， ， 转矩不大的弹性套柱销联轴器。对于低速轴 转速低 动载荷小些 但转矩大 而且在与工作机 ， ， 联接处 轴线出现偏移的可能性要大一些 所以选用齿轮联轴器较为合适。 2 （ ）高速轴联轴器的选择和计算 商定计算转矩 ， K=1.5, 根据载荷中等 弹性联轴器可取载荷系数 则有 选择联轴器具体型号尺寸 根据计算得到的 减速器输入轴 d=48mm，由机械设计手册可查得 TL7 弹性套柱销联轴器 d 40 42 45 48 , , , ， 该联轴器许用扭矩为 且联轴器毂孔径 有 四种规格 说明可用。 TL7 ， 即决定选用 型 即 Y 55 112 J ， ， ； 在标记中 为圆柱形轴孔 尺寸 × 表示与电动机联接处的轮毂孔径和长度 为短圆 ，48 84 柱形轴孔 × 是与减速器输入轴 （高速轴 ）联接处的孔径和长度。 校核柱销的弯曲强度和弹性套的挤压强度 TL7 6 d=14mm ， ， 查机械设计手册 型联轴器有 个 的柱销 柱销分布圆直径 柱销长 L 45mm， 度 都近似取 则 柱销材料用 45 号钢， 则许用弯曲应力为 弹性套用橡胶圈， 则 ， 计算结果表明 强度均满足。 14 30208E ， 1 ．某轴选用一对 型圆锥滚子轴承 如图 所示。已知两轴承上的径向负荷 斜齿轮与锥齿轮作用在轴上的轴向负荷分别为 指向如 1 ， 图 所示。轴的转速 负荷系数 温度系数 试计算轴承的寿命为多少小时？ 附 30208E 型轴承的有关参数如下 ： ： 第 5 页，共 65 页 图 1 2 【答案】如图 所示。 图2 1 S （ ）求 : 2 A （ ）求 : 所以 所以 3 （ ）求 由于 故按 计算。 4 （ ）求 15 ， 某带传动 主动轮所能传递的最大转矩 已知 求 ． ， 如将该带传动改在 的情况下工作 问能否正常工作？ 1 【答案】（ ）求有效圆周力 2 （ ）求紧边拉力、松边拉力 第 6 页，共 65 页 3 ， （ ）在 的情况下工作时 产生的阻力矩 由于 故带传动不能正常工作。 16 ， 试画出弹性流体动力润滑时的压力分布曲线、油膜形状曲线 并说明其特点。 ． 1 【答案】压力分布曲线和油膜形状曲线 ； ； （ ）压力分布 入口流体动压力区 弹性流动压力区 出口处的压力峰。 ： 2 ， （ ）油膜形状 入口收敛油楔区 平行区及出口区的缩颈区。 ： 图 17 某一轴选用两个 6205 型号的深沟球轴承。已知轴承受的径向负荷 轴上 ． 零件的轴向载荷 轴的转速 由手册查得此轴承 负荷系 数 温度系数 且 试求： 1 a ， （ ）采用图 （ ）所示一端双向固定、一端游动的固定方式时 轴承的寿命为多少？ 2 b ， （ ）采用如图 （ ）所示两端单向固定的固定方式时 轴承的寿命又为多少？ （提示 固游 ： ， ； ， ， 式 由固定端承受 全固式 指向哪端 则由哪个轴承承受 ） 图 1 a 【答案】（ ）如图 （ ）所示的情况 （固游式 ） : 第 7 页，共 65 页 II ， 由固定端轴承 承受 则有 由于 故按 计算。 2 b （ ）如图 （ ）所示的情况 （全固式 ） ： I， I ， 指向轴承 则轴承 承受轴向负荷 故有 由于 故按 计算。 18 1 ， 如图 所示为电动机驱动的带传动和锥一柱齿轮传动系统的水平布置图 要求在图上标出 ． ： 1 （ ）由带传动的特性确定各轴转向。 2 III ， 3 4 （ ）为使减速器中间轴 （ ）受轴向力较小 试确定斜齿轮 、 的螺旋角方向。 3 1 4 ， （ ）确定齿轮 、 的受力方向 （分别用圆周力 径向力 轴向力 表示在啮合点处 垂 直指向纸面用 垂直离开纸面用 表示 ） 图 1 1 2 【答案】（ ）各轴转向如图 所示。 3 ， 4 斜齿轮 的螺旋角方向右旋 斜齿轮 的螺旋角方向为左旋。 2 ， III ， 3 锥齿轮 的轴向力方向从小端指向大端 为使中间轴 （ ）受轴向力较小 斜齿轮 的轴向 ， 3 ， 3 ， 力方向应该为竖直向上 与斜齿轮 的转向满足右手法则 故斜齿轮 的螺旋角方向应为右旋 4 3 斜齿轮 的螺旋角方向与斜齿轮 相反。 1 4 2 齿轮 、 的受力方向如图 所示。 第 8 页，共 65 页 图 12 19 设计一发电机转子的液体动压润滑径向滑动轴承。已知载荷 F=50000N,轴颈直径 d=150mm, ． 转速 n 工作情况稳定。 1 ， b 【答案】（ ）选择长径比 计算轴承宽度 。 取宽径比 于是得 150mm。 2 （ ）计算轴承单位压力 3 （ ）求轴径圆周速度 4 （ ）选择轴瓦材料 根据设计手册选择轴瓦材料为 ，得 由上述计算结果可知， 且 故此材料合用。 5 （ ）选择润滑油 ， ， L-AN68 ， 因轴径转速较高 宜用粘度低的润滑油 选用全损耗系统用油 。参考设计手册 按 查出 的运动粘度 取润滑油密度 则 在 时的动力粘度 6 （ ）求最小油膜厚度根据公式估算相对间隙： 承载量系数 由 和 查设计手册得偏心率 则 最小油膜厚度 7 （ ）求临界最小油膜厚度 ， ， ， ， 因轴系钢制 并淬硬精磨 而轴承轴瓦用锡基合金 精镗、刮研 按设计手册取轴承及轴表 面 粗 糙 度 十 点 平 均 高 度 分 别 为 ： 安 全 系 数 则 第 9 页，共 65 页 即 满足要求。 8 （ ）求轴承温度 由 和 查设计手册分别得耗油量系数 阻力系数 取油的比热容 轴承的散热系数 由公式得温升为 ， 故润滑油的进油温度为 在常用的 范围内 故合格。 20 ， 一动压向心滑动轴承 轴颈直径 轴承宽径比 相对间隙 表 ． ， N32 ， 5 TC 面粗糙度 轴颈转速 时 采用 机械油 在温度 （ ， 时其黏度 若工作温度为 时 且安全系数 试求： 1 （ ）该轴承在液体摩擦状态下工作时所能承受的最大载荷值？ 2 ， e （ ）在上述工作状态时 轴与轴承的偏心距 值？ 附 表 1 ， 【答案】（ ）该轴承在液体摩擦状态下、承受最大载荷值时 满足条件 根据公式 可得： ， 根据公式 （其中 为偏心率 ）可知： 又 查表并插值可得 根据公式 可得所能承受的最大载荷： 2 （ ）根据公式 得： 三、结构设计题 第 10 页，共 65 页 21 1 ， ， Q235, 试找出图 中螺纹联接结构的错误 说明原因 并绘图改正。已知被联接件材料均为 ． 1 a ； 1 b ； 1 c ； 联接件为标准件。图 （ ）为普通螺栓联接 图 （ ）为螺钉联接 图 （ ）为双头螺栓联接 1 d 图 （ ）为紧定螺钉联接。 图 1 1 1 a 【答案】（ ）普通螺栓联接 （见图 （ ））主要错误有： ， ， ①螺栓安装方向不对 装不进去 应掉过头来安装。 ， ②普通螺栓联接的被联接件孔要大于螺栓大径 而下部被联接件孔与螺栓杆间无间隙。 ， ， ③被联接件表面没加工 应做出沉头座并刮平 以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺 ， 栓轴线 避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力。 ④一般联接不应采用扁螺母。 ， ⑤弹簧垫圈尺寸不对 缺口方向也不对。 ， ⑥螺栓长度不标准 应取标准长 ， 2 a ⑦螺栓中螺纹部分长度短了 应取长 改正后的结构图 （ ）。 2 2 b （ ）螺钉联接 （见图 （ ））主要错误有： ， ， ①采用螺钉联接时 被联接件之一应有大于螺栓大径的光孔 而另一被联接件上应有与螺钉 ， 相旋合的螺纹孔。而图中上边被联接件没有做成大于螺栓大径的光孔 下边被联接件的螺纹孔又 ， ， ， 过大 与螺钉尺寸不符 而且螺纹画法不对 小径不应为细实线。 ， ， ②若上边被联接件是铸件 则缺少沉头座孔 表面也没有加工。 2 b 改正后的结构见图 （ ）。 3 1 c （ ）双头螺柱连接 （见图 （ ））主要错误有： ①头螺柱的光杆部分不能拧进被联接件的螺纹孔内 不能标注在光杆部分。 120° ②锥孔角度应为 ，而且应从螺纹孔的小径 （粗实线 ）处画锥孔角的两边。 ， ， ③若上边被联接件是铸件 则缺少沉头座孔 表面也没加工。 2 c ④谨弹簧垫圈厚度尺寸不对。改正后的结构见图 （ ）。 4 1 d （ ）紧定螺钉联接 （见图 （ ））主要错误有： ①轮毂上没有做出 的螺纹孔。 ， ， ， ， ②轴上未加工螺纹孔 螺钉拧不进去 即使有螺纹孔 螺钉能拧入 也需作局剖视才能表达 第 11 页，共 65 页 清楚。 2 d 改正后的结构见图 （ ）。 图2 第 12 页，共 65 页 2017 年沈阳工业大学机械工程学院 801 机械设计考研题库（二） 说明：①本资料为 VIP 包过学员内部使用资料。涵盖了历年考研常考题型和重点题型。 —————————————————————————————————————————— 一、简答题 1 ， ．试说明在机械设计中 通常有哪些方法可以实现轴毂连接？ ， 【答案】轴毂连接是为了实现轴与轴上零件的周向固定 有的还需同时实现轴向固定。可通 过以下方式实现： 1 ， ； （ ）键连接 平键连接 不能承受轴向力 不能用于轴向固定 半圆键连接 尤其适用于 ： ： ： ， ， ； 锥形轴端与 轮毂的连接 但对轴的强度削弱较大 一般只用于轻载静连接中 楔键连接 主 ： 要用于毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合； 切向键 可传递双向转矩。 ： 2 ， ， （ ）花键连接 可承受较大的载荷 轴与毂的对中性好 且导向性好。 ： 3 ， ， ， （ ）无键连接 型面连接 装拆方便 对中性好 可传递较大的扭矩 但不易保证配合精 ： ： ； ， ， 度 ②胀紧连接 承载能力较高 并有安全保护作用 但由于轴与毂孔之间要安装胀套有时应用 ： ； ， ， 受结构尺寸的限制 过盈配合连接 对中性好 承载能力大 但是轴毂配合面加工精度要求高。 ： 4 （ ）销连接 可传递不大的载荷。 ： 5 ， ， （ ）紧定螺钉连接 螺钉末端顶住轴表面或相应凹坑 以固定轴与毂的相互位置 可传递不 ： 大的力或力矩。 2 F ， ．受预紧力 和轴向工作载荷 的紧螺栓联接 螺栓受的总拉力 吗？ ， F ， ， 【答案】考虑联接件和被联接件的弹性变形 在螺杆受各种拉力 拉伸时 被联接件被放松 ， 则结合面的预紧力 变小 成为剩余预紧力 所以工作总拉力 3 ， ．进行齿轮结构设计时 齿轮轴适用于什么情况？ ， ， 【答案】设计小齿轮的结构时 当小齿轮的齿根圆至键槽底部的尺寸小于 时 应 ， ， 制成齿轮轴 以增加齿轮和轴的强度。当轴的强度足够时 齿轮轴的齿根圆直径允许小于轴的直 ， ， 径。对于小锥齿轮 当齿根圆至键槽底部的尺寸小于 时 应制成锥齿轮轴。 4 ， ， ．圆柱螺旋弹簧受变应力时 常数和 常数 各代表什么意义？请各举一实例。 1 ， ， a 【答案】（ ） 常数 意为弹簧工作时平均应力为常数 其应力变化可用图（ ）表示。 ： ， ， b 常数 意为弹簧工作时的最小应力为常数 其应力变化可用图 （ ）表示。 2 ， ， ， （ ）当弹簧振子质量一定 振幅不同时 常数。拉紧房门的弹簧初拉力一定时 常 ， 数。当门开得大小不同时 则应力变化大小不同。 第 13 页，共 65 页 图 5 ? ? ．何谓螺旋传动的空回误差 消除空回的方法有哪些 1 ， ， 【答案】（ ）螺旋副间存在间隙 若螺杆的转动方向改变 在螺杆转动某一角度后螺母才产 ， 生反向运动 此时将产生空回误差。 2 ， （ ）消除空回的方法即在保证螺旋副相对运动要求的前提下消除螺杆与螺母之间的间隙 主 要包括： 利用单向作用力消除； 利用调整螺母消除； 轴向调整法； 利用塑料螺母消除。 6 ， ．在圆柱螺旋拉、压弹黉强度计算式中 为什么要引入一个曲度系数 （补偿系数 ） 并用公 式表示其值的大小。 ， ， ， 【答案】因螺旋弹簧不是直杆 而是曲梁 为考虑螺旋升角和弹簧曲度的影响 故引入曲度 系数 （补偿系数 ）进行修正。公式表示： 7 ．何谓滚动轴承的基本额定寿命？可用哪两种代号表示？ ， 【答案】按一组轴承中 的轴承发生点蚀破坏 而 的轴承不发生点蚀破坏前的转数或小 ， 时数作为轴承的寿命 并将这个寿命称为基本额定寿命。可用 和 表示。 8 ．轴承常用的密封装置有哪些？各适用于什么场合？ ， 【答案】密封是为了阻止润滑剂从轴承中消失 也为了防止外界灰尘、水分等侵入轴承。按 ， ， ， 照密封的原理不同 可分为接触式密封和非接触式密封两大类 前一类用于速度不高的场合 后 ； 一类可用于高速。接触式密封有毡圈密封、皮碗密封等 非接触式密封有间隙式、迷宫式等。 9 ．什么叫标准齿轮？什么叫变位齿轮？参数相同的标准齿轮与变位齿轮有什么关系？ ， s e ， 【答案】如果一个齿轮的 均为标准值 并且分度圆上的齿厚 与齿槽宽 相等 即 则该齿轮称为标准齿轮。 改变刀具与齿坯的径向相对位置加工出来的非标准齿轮称为变位齿轮。 ， 参数相同的标准齿轮与变位齿轮在齿形方面存在着关系 两者的齿廓曲线是由相同基圆展成 ， 的渐开线 只是各自截取了不同的部位而已。 第 14 页，共 65 页 10 简述非液体摩擦滑动轴承设计计算准则和目的。 ． 【答案】非液体摩擦滑动轴承设计计算准则和目的是： 1 ， （ ） 为了保证轴承的承载面不被压坏 避免轴承发生过度磨损。 2 ， ， （ ） 限制温升 防止轴承温度过高 以免发生胶合失效。 3 ， （ ） 避免轴承相对滑动速度过高 从而加速磨损。 二、分析计算题 11 ， ．某转子的径向滑动轴承 轴承的径向载荷 轴承宽径比 轴颈转速 ， ， v 载荷方向一定 工作情况稳定 轴承相对间隙 （ 为轴颈圆周速 度 轴颈和轴瓦表面微观不平度的十点平均高度分别为 轴瓦 材料的 油的黏度 1 ， （ ）求按混合润滑 （非液体润滑 ）状态设计时 轴颈直径 2 1 0 5 ， （ ）将由 （ ）求出的轴颈直径进行圆整 （尾数为 或 ）试问在题中给定条件下此轴承能 否达到液体润滑状态？ 1 ， 【答案】（ ）按非液体润滑状态 设计轴颈直径 由 得 ： 2 （ ）计算轴承相对间隙： 3 （ ）计算偏心率 \ 由 再由 查设计手册得 4 （ ）计算最小油膜厚度 5 （ ）计算许用油膜厚度 取 于是 因为 小于 故该轴承在题中给定的条件下不能达到液体润滑状态。 第 15 页，共 65 页 12 ， 一带式输送机的传动装置如图所示 已知小带轮直径 运输带的 ． ， F ， 速度 为提高生产率 拟在运输机载荷不变 （拉力 不变 ）的条件下 将运输带的速度 提高到 有人建议将大带轮直径减小为 来实现这一要求。试就带传动讨论 这个建议是否合理。 图 【答案】分析改变后要求传递的圆周力如何变化： F ， ， V 由于运输带上的载荷 不变 当 减小后 运输带速度 提高了 则运输带上的功率 也増加了 40%,整个传动系统传递的功率都増加 ， z ， 在带传动中 小带轮的直径 转速 带的根数 等均没有改变 则要求传递的有效圆周 力 ， 随着传递功率的增加也増大了 尽管小带轮包角有所增加 其最大摩擦力不可能增加 很可能出现打滑现象。此建议不可行。 ， ， V 从另一个方面讲 在带的型号、小带轮直径、小带轮转速都没有改变的情况下 单根 带的 许用功率 没有变化。当要求带传动传递的功率增加 时，V 带的根数不够。 可行的改进方法： 1 ； （ ）将小带轮直径增大 以提高带速 2 ， ， （ ）改用高转速的电动机 （如果允许的话 本题目中没给电机转速 ）将其转速提高 13 ， ， 8 ， 有两对闭式直齿圆柱齿轮传动 其尺寸如下表所示 齿轮制造精度均为 级 传动结构布局 ． ， 45 ， ， 及应用场合均相同 且小齿轮转速均为 齿轮材料均为 钢 其小齿轮调质 硬度为 ， 210HBS， 大齿轮正火 硬度为 均按无限寿命计算。试按弯曲疲劳强度求该两对齿轮传动 所能传递的扭矩的比值。 表 1 【答案】（ ）由大、小齿轮弯曲疲劳强度条佴 判定 第 16 页，共 65 页 ①齿轮副 I 由 号钢 ，小齿轮调质 ，硬度为 大齿轮正火 ，硬度为 ， ， 无限寿命 通用工业齿轮等条件 查得： 于是 1 由于 故应以齿轮 进行弯曲疲劳强度计算。 ②齿轮副 II 由 号钢 ，小齿轮调质 ，硬度为 260HBS ;大齿轮正火 ，硬度为 ， ， 无限寿命 通用工业齿轮等条件 查得： 得 于是 4 由于 故应以齿轮 进行弯曲疲劳强度计算。 2 （ ）计算两对齿轮传动所能传递的扭矩的比值 ， 根据弯曲疲劳强度公式 该两对齿轮所能传递的扭矩 的比值可表达为 ， 由于应用场合相同 故 ， ， 因结构布局相同 并皆为软齿面齿轮 故 8 ， ， 虽制造精度均为 级 且 但 （虽小齿轮转速均为 ）则 由 第 17 页，共 65 页 查得 由于 使 故 由 ； 查得 （由于 ） 综上已知 又可由 分别求得 则 14 ， 一双排滚子链传动 已知链节距 单排链传递的额定功率 小链轮齿数 ． 大链轮齿数 中心距约为 小链轮转速 载荷平稳。小链轮齿数系 数 链长 双排链系数 工况系数 试计算： 1 （ ）该链传动能传递的最大功率。 2 （ ）链条的长度。 1 P 【答案】（ ）确定链所能传递的最大功率 : 2 L （ ）确定链长 链条链节数 则链长 第 18 页，共 65 页 15 ．图示为二级圆柱齿轮减速器。已知 ： 高速级齿轮齿宽 I P=4kW, 低速级齿轮齿宽 轴 传递的功率 转速 不计摩擦损失。 a c 5 20mm， 图中 、 取为 〜 轴承端面到减速器内壁距离取为 试按弯扭合成强度校核计算 II 设计中间轴 并绘出轴的结构图。 图 1 1 ， 【答案】（ ）选择轴的材料 确定许用应力 ， ， 45 减速器传递的功率为中小功率 对材料无特殊要求 故选 钢并经调质处理。强度极限 许用弯曲应力 2 （ ）按扭转强度估算轴径 ， 查相关表 取 则 ， 考虑到最小轴径处要安装滚动轴承 故取标准轴径 3 （ ）设计轴的结构 ， 确定轴上零件的位置和固定方式 确定装配简图 取齿轮距箱体内壁距离 a=15mm，两齿轮端面之间距离 c=15mm,轴承端面距箱体内壁距离为 5mm ， ， ； 。齿轮从轴的左右两端装人 齿轮一端用轴肩定位 另一端用套筒定位 齿轮的周向固定采 ， 用平键连接。轴承一端用套筒定位 另一端用端盖固定。 确定各轴段直径 ， ， 30mm ; 两端轴径最小 为 考虑到齿轮的安装 取安装齿轮端的轴径为 齿轮一侧用 ， 40mm 轴肩定位 取中间轴段的直径为 。 确定各轴段长度 45mm， ， 42mm ; 高速级齿轮轮毂宽度为 为保证齿轮固定可靠 取该轴段长度为 同理取低速级 58mm ; c=15mm， 15mm; 轴段长度为 由于取两齿轮端面之间距离 因而中间轴段的长度为 又因为齿 轮距箱体内壁距离 a=15mm，且轴承端面距箱体内壁距离为 5mm，假定两端采用型号为 6205 的 第 19 页，共 65 页 ， 15mm， 38mm, 36mm, 深沟球轴承 轴承宽度为 因而左端轴段长度为 右端轴段长度为 两轴承支点 之间的距离为 175mm。 4 （ ）按弯扭合成强度校核轴径 画出轴的受力图 ， 1 2 m=2.5, 根据齿轮传递的功率和转速 算出齿轮 、 的模数 因而 齿轮 3 4 m=3 、 的模数 ,所以 作水平面的弯矩图 支点反力 截面处的弯矩为 截面处的弯矩为 作垂直面的弯矩图 支点反力 截面处的弯矩为 截面处的弯矩为 作合成弯矩图 截面： 截面： 作扭矩图 第 20 页，共 65 页 求当量弯矩 ， ， 0.6 因减速器单向运转 故可认为转矩为脉动循环变化 修正系数 为 。 截面： 截面： 第 21 页，共 65 页 图2 确定危险截面及校核强度 ， ， 因为 和 处的轴径相同 且 处所受的 更大 因而只需对截面 进行校核。 因为 故轴有足够的强度。 第 22 页，共 65 页 2 轴的结构草图、受力图、弯矩图、扭矩图如图 所示。 16 1 ， 如图 所示 试根据液体动压润滑的一维雷诺方程式 说明下列问题 ． ： 1 （ ）产生压力油膜的必要条件是什么？ 2 x （ ）定性画出油膜压力沿 轴的分布图。 3 F ， （ ）当水平板上载荷 增大为 时 水平板将如何变化？为什么变化后能支撑 载荷？ 图 1 1 ； 【答案】（ ）产生压力油膜的必要条件是 收敛的楔形空间有一定相对滑动速度 油从大口 ： ； 滑进小口流出 润滑有一定粘度且供油充分。 2 2 （ ）油膜压力沿 轴的分布图如图 所示。 3 F ， ， ， ， （ ） 增大 平板下降 分布曲线左边更陡 能平衡 力 故可支撑 图2 17 —单排滚子链传动。已知 主动链轮转速 齿数 从动链轮齿数 链长 ． ： ， 链节 该链的破坏载荷 工作情况系数 试求链条所能传递的功率 1 【答案】（ ）传动比 2 （ ）链的节距 由 查得链条节距 3 （ ）链能传递的功率 ， 查滚子链的许用功率曲线 在链节距 和主动轮转速 时许用功率 各系数查得为 所以该链条所能传递的功率为 第 23 页，共 65 页 18 ， ， 图所示为一电动卷扬机的减速器运动简图 设已知各齿轮齿数（标于图中 ）试求其传动比 。 ． 图 ， 5 ， 【答案】该轮系为复合轮系 周转轮系部分是由齿轮 和 组成 定轴轮系部分是 5 由齿轮 和 组成的。 周转轮系： 定轴轮系： 1 2 将式 （ ）代入式 （ ）得 19 请画出螺栓连接式蜗轮结构图 （剖面图 ）。 ． 【答案】见图。 图 第 24 页，共 65 页 20 ．某 车 轮 轴 用 合 金 钢 制 造 ， 其 抗 拉 强 度 极 限 如 图 所 示 试确定此轴在弯曲对称循环时的有效应力集中系数 图 1 【答案】（ ）确定轴肩圆角处的理论应力集中系数 根据 查设计手册得 2 （ ）求材料敏感系数 查设计手册得： 当 时 当 时 ， ， 用线性插值方法求得 当 时 （ 3 ） 求 有 效 应 力 集 中 系 数 根 据 公 式 即 可 求 出 三、结构设计题 21 1 ， ， 如图 所示的蜗杆轴轴承组合结构 一端采用一对正装的角接触球轴承 另一端为圆柱滚子 ． ， 轴承。试指出图中错误加以改正 并画出轴向力的传递路线 ， 【答案】该例的支点轴向固定结构应为一端固定、一