機械設(shè)計考試試題及答案匯總--【完整版】

1、考試科目：機械設(shè)計考試時間：120分鐘試卷總分100分題號三四五總分得分評卷 教師廠、簡答題（本大題共4小題，總計26分）待力1、 齒輪強度計算中，有哪兩種強度計算理論？分別針對哪些失效？若齒輪傳動為閉式軟齒面?zhèn)鲃?，其設(shè)計準(zhǔn)則是什么？ （6分）齒面的接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度的計算，齒面的接觸疲勞強度針對于齒面的疲勞點蝕失效和 齒根的彎曲疲勞強度針對于齒根的疲勞折斷。齒輪傳動為閉式軟齒而傳動，其設(shè)計準(zhǔn)則是按齒而的接觸疲勞強度設(shè)計，校核齒根的彎曲疲勞強度。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）因為在沖擊、振動、變載以及溫度變化大時，螺紋副間和支

2、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)，就會使聯(lián)接松動，導(dǎo)致機器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)重 事故。 因此，在設(shè)計螺紋聯(lián)接時，必須考慮防松。根據(jù)防松原理，防松類型分為摩擦防松，機械防松，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，只有在停機后拆卸零件才能分離兩軸，而用離合器可以在機器運轉(zhuǎn)過程中隨時分離或 接合 兩軸。4、鏈傳動產(chǎn)生動載荷的原因是什么？為減小動載荷應(yīng)如何選取小鏈輪的齒數(shù)和鏈條節(jié)距？ （6分）得分用二、選擇題 總

3、計24分）小鏈輪的齒數(shù)不宜過小和鏈條節(jié)距不宜過大。（在每題若干個選項中選出正確的選項填在橫線上。本大題共12小題，1、當(dāng)兩個被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經(jīng)常拆卸時，往往采A 螺栓聯(lián)接B.雙頭螺柱聯(lián)接C.螺釘聯(lián)接2、滾動軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點蝕，應(yīng)進行 AA. 疲勞壽命計算 B.靜強度計算C.極限轉(zhuǎn)速驗算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、一對相嚙合的圓柱齒輪的ZiZ2 , bi>b2,其齒面接觸應(yīng)力的大小為AA. O Hl= O H2 B O Hl> O H2 C。Hl< O H2FlF2FlF 2 FlY YD. Fal Sal y

4、5、V帶傳動設(shè)計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了 B oA 使結(jié)構(gòu)緊湊B限制彎曲應(yīng)力C.限制小帶輪上的包角D 保證帶和帶輪接觸面間有足夠摩擦力6、在齒輪抗彎強度的設(shè)計公式m2COZ1dFY YFal SalY Y Y YFal Sal Fa2 Sa2 沖心Y YB. Fa 2 Sa2Y YFa 2 Sa2中小幷F27、鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈 傳動A.工作平穩(wěn)8、淹動渡鏈節(jié)A.硬木9、承受預(yù)谿油軸丞巒用BB. 粉末冶金C.塑料N的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作B oC. 鏈條與鏈輪磨損均 材料制成的。F時，剩余預(yù)緊力為F ,其螺栓所受的總拉力FoC. Fo=F 十 F"D布置。

5、D滾動軸承套圈的滾道上被壓岀深的凹 坑A在小輪上先開始C.在兩輪上同時開始得分三、分析B. 在大輪上先開始D. 不定在哪輪先開始本大題共3小題，總計20分）A. Fo=F + FB. Fo=F+ F10、當(dāng)鍵聯(lián)接強度不足時可采用雙鍵。使用兩個平鍵時要 求鍵A 在同一條直線上C.相隔12CB.梱隔張列零件 的失效中，D.相隔180°不屬于強度問題。A.螺栓斷裂C.蝸桿軸產(chǎn)生過大的彎曲慶形齒輪的裁剛:發(fā)生疲勞點蝕 發(fā)生打滑總是1、2、3輪左旋，4輪右旋2、寫出一維雷諾方程的表達式，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 流體動壓潤滑油膜？（ 5分）h3 0A .V1&

6、gt;V1B.ViVKVlc.D.形成動力潤滑的必要條件：1）相對運動的兩表面間必須形成楔形間隙；2）被油膜分開的兩表面須有一定的相對滑動速度，其方向應(yīng)保證潤滑油由大口進，從小口出；3）潤滑油須有一定的粘度，供油要充分。B能夠形成流體動壓潤滑油膜3、如圖所示為帶傳動簡圖。輪1為主動輪。試問：（1）帶傳動的主要失效形式有哪些？帶傳動工作時為什么出現(xiàn)彈性滑動現(xiàn)象？能否避免彈性滑動？ （ 2） 帶傳動工作時，帶處于圖中哪一點應(yīng)力最大？最大應(yīng)力嚨=?（5分）C帶傳動的主要失效形式有打滑和疲勞斷裂。彈性滑動是由拉力差引起的，（只要傳遞圓周力，必然會產(chǎn)生彈性滑動）。彈性滑動是正常的工作現(xiàn)象，不可避免。圖中

7、A點應(yīng)力最大,四、計算題 本大題共2小題，總計20分）1、某軸由一對代號為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動載荷C = 97.8 kN。軸承受徑向力Frl=6000N, Fr2 =16500N。軸的轉(zhuǎn)速n二500 r/min ,軸上有軸向力Fa二3000 N ,方向如圖。軸承的其 它參數(shù)見附表。動載荷系數(shù)fd二1,溫度系數(shù)ft二lo試：（1）說明軸承代號的意義;2）確定軸承的壽命。（以小時為單位）SFa/FrWeFa/Fr>eeFr 2YXYXY0.40100.41.5（14 分）解：3：軸承類型代號，圓錐滾子軸承；02：尺寸系列代號（0：寬度系列代號，2：直徑系列代號）12 :

8、內(nèi)徑系列代號，內(nèi)徑為60mm；公差等級為0級。1)求內(nèi)部派生軸向力SI、S2的大小方向Frl2YFSr 222Y方向如圖所示。60002 1.5165002 1.52000 N5500 NSi F a 5000NS2, 1軸承被“壓緊”，2軸承被“放松”2)3)軸承的當(dāng)量動載荷據(jù)：Fai/ Fri= 2500/6000 = 0.417 >e = 0.40,得:Xi 二 0. 4, Yi =1. 5 Pi = fd(Xi Fri + Yi Fai)= 0. 4 X 6000 + 1.5 X 2500 二 6150 N據(jù)：Fa2/ Fr2 = 5500/16500 二 0. 33 <e

9、,得:X2P2 = fd(X2 Fr2 + Y2Fa2)= 16500 N用Fa2 S2 5500 N,P2>P1,P2計算軸承壽命。計算軸承壽命610 CU°h 60n P 60 500 1650061010 39780012562 h1, Y2 = 0求軸承所受的軸向力Fai S2 Fa 2500N2、一牽曳鉤用2個MIO （ di=8. 376mm）的普通螺栓固定于機體上，如圖所示。已知接合面間摩擦系=0. 15,可靠性系數(shù)Kf=1.2,螺栓材料強度級別為6.6級，屈服極限O s=360MPa ,安全系數(shù)S=3O試 計算該螺栓組連接允許的最大牽引力R max=? （6分）

10、許用應(yīng)力：360/3二 120MPa 預(yù)緊力為由公式dH 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 K f R最大牽引力為R=1271N得分五、改錯題（本題10分）試分析如圖所示軸系結(jié)構(gòu)中的錯誤，并加以改正。 之。）（至少改正5處）（指出錯誤之處，并編上號，簡述其錯誤原因，并 改正 AT指出錯誤之處，并編上號，簡述其錯誤原因（略）改正為:2011年機械設(shè)計試題及答案一、填空題及選擇填空題（27分，每空1分）1.當(dāng)動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時，就會出 現(xiàn)和同時存在的現(xiàn)彖，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

11、距p=4mm,螺紹叫2二D 2= 14mm,牙側(cè)角P=15o, 螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f '=008、0.10,經(jīng)計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)計時通過限制來進行耐磨性計算；半圓鍵的缺點是，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e=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40o。5. 傳動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，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動比大于1的情況下打滑總是先從小帶輪上開始的，

12、其原因是。6. 齒輪傳動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最主要的失 效形式是；高速重載齒輪傳動易發(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 動的傳動中。7. 下列齒輪參數(shù)中，對齒形系數(shù)Y f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. 按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，型號7212 C/DB軸承的類型為,寬度類型為,精度等級為,公稱接觸角a =Oo9. 對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承，其主要失效形式是:對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承，主要失效形式是；對于高速軸承，是其主要失效形式。10. 滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成

13、，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)K b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. 試述齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則。3. 按在支撐軸上零件傳遞運動和動力時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. 給出滾動軸承的當(dāng)量靜載荷P0的定義。5.同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點？ 6.在 一些基本假設(shè)條件下，流體形成動壓的必要條件是什么？ 三、分析計算題（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+圓柱蝸桿傳動系統(tǒng)，已知蝸桿傳動的模數(shù)m =8mm,紹皿喚他御二1、

14、di=80mm ,蝸輪齒數(shù)Z2=5O ,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，試分析、計算提升重物時的下列問 題：1）該裝置以40m/niin的速度勻速升起重物lm時，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 '二0，18該機構(gòu)能否自鎖？（ 2分）3）若重物W=4kN ,傳動裝置總的傳動效率為H =0.5,試計算岀電機的輸岀轉(zhuǎn)矩Tm應(yīng)是多少？（2分）4）若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209 C支撐形式，L=10

15、0mm ,蝸桿傳動效率n i0.7,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為H2- 0.8,軸承7209 C的基本額定動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 , f t=1.0 , f p=1.5,試計算軸承II的壽命Lh為多少小時？ （ 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稱線上，用四個螺栓將托架連接在一鋼 制橫梁上，螺栓的相對剛度為0. 3,螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設(shè)被連接件都不會被壓潰、也 不滑移，試計算：

16、1)該螺栓組連接的接合而不出現(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. 71X106mm3) (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 ,計算該螺栓所需預(yù)緊力F、所 受的總拉力Fo。（3分）20kN四、結(jié)構(gòu)題（20分）1. 試說明實現(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）2圖d和圖e為凸緣聯(lián)軸器的兩個半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來的兩種形式的部分結(jié)構(gòu)，請將未畫岀的其余部分補全，成為完整

17、的結(jié)構(gòu)。（5分）3. 現(xiàn)有成品一級標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器一臺，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二40mm，該軸段長度l=58mm ,鍵槽長L=50mm,小齒輪輪轂鍵槽深ti=3. 3mmo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、更換該減速器的齒輪。已知重新設(shè)計得到的齒輪模數(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)動壓潤滑條件不具備，

18、且邊界膜遭破壞時，就會出現(xiàn)流體摩擦、邊界摩擦 和 干摩擦 同時存在的現(xiàn)象，這種摩擦狀態(tài)稱為 混合摩擦。2. 一公稱直徑為d二16mm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B =15o,螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f ' =0. 080. 10,經(jīng)計算該螺紋副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)計時通過限制工作面間的壓強來進行耐磨性計算；半圓鍵的缺點是鍵槽對軸強度削弱較大，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e二40o,相應(yīng)的V帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則b。a.大于 40o b.

19、小于 40o c. 等于 40o。5. 傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與初拉力F0、帶在小帶輪上的包角口1、帶與帶輪間的摩擦系數(shù)f等因素有關(guān)，它們的值越大，F(xiàn)n瘁就越大。當(dāng)傳遞的外載荷 超過最大有效圓周力下的承載能力時，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動比大于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. 齒輪傳動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最 主要的失效形式是齒面疲勞點蝕；高速重載齒輪傳動易發(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

20、重載、頻繁起動的傳動中。7. 下列齒輪參數(shù)中，對齒形系數(shù)Yf沒有影響的是 e oa.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. 按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，型號7212 C/DB軸承的類型為角接觸球軸承，寬度類型為窄系列精度等級為P0 ,公稱接觸角a = 15 Oo9. 對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承，其主要失效形式是疲勞點蝕，對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承，主要失效形式是局部塑性變形，對于高速軸承，發(fā)熱以至膠合是其主要失效形式。10. 滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成，其失效形式主要是膠合和磨損，主要發(fā)生在軸瓦 上。二、問答題（24分，每小題4分）1.齒向載荷分布系數(shù)Kp的物理意義是

21、什么？改善齒向載荷分布不均勻狀況的措施有哪些？ K b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分）措施：（答出以下7點中3點以下者1分，答出3點以上者2分）1）齒輪的制造和安裝精度f2）軸、軸承及機體的剛度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)計時合理選擇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）齒輪要布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置。2試述齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則評分標(biāo)準(zhǔn)：以下4點各點1分（1）軟齒面閉式齒輪傳動：通常先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，然后校核齒根彎曲疲勞強度。（2）硬齒面式齒輪傳動：通常先按齒根彎曲疲勞強

22、度進行設(shè)計，然后校核齒面接觸疲勞強度。（3）高速重載齒輪傳動，還可能出現(xiàn)齒面膠合，故需校核齒面膠合強度。（4）開式齒輪傳動：目前多是按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計，并考慮磨損的影響將模數(shù)適當(dāng)增大 （加大 10、15% ） o3. 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。評分標(biāo)準(zhǔn)：以下3點各點1分，舉例正確合計1分。（1）僅受彎矩M的軸一一心軸，只起支撐零件作用，如自行車前軸。（2）僅受轉(zhuǎn)矩T的軸一一傳動軸，只傳遞運動和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動軸。（3）既 受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸一一轉(zhuǎn)軸，既起支撐又起傳運動和轉(zhuǎn)矩作用，如減速器的輸出軸。4. 給出滾動軸承的當(dāng)量靜載荷P0的定義

23、。當(dāng)量靜載荷是一個假想載荷，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 受載最大滾動體與滾道接觸處的塑性變形總量與實際載荷作用下的塑性變形總量相同。分）5. 同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點？評分標(biāo)準(zhǔn)：以下6點中，答岀2點2分，答出34點分3分，答出56點4分1）在高速重載下能正常工作，壽命長；2）精度高；滾動軸承工作一段時間后，旋轉(zhuǎn)精度！3）滑動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，緩和沖擊。5）滑動軸承的徑向尺寸比滾動軸承的小。6）起動摩擦阻力較大。6. 在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動

24、壓的必要條件是什么？評分標(biāo)準(zhǔn)：答出1點2分，答出2點3分，答出3點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+圓柱蝸桿傳動系統(tǒng)，已知蝸桿傳動的模數(shù)m =8nnn, 降的速度v=40m/niin ,最大載重量W為4kN ,工況系數(shù)Ka按1.0計，試分析、計算提升重物時 的下列問題：蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為zi=l. di=80lllll,蝸輪齒數(shù)Z2=5O,卷筒直徑D=250lllllO重物勻速升1）該裝置以40m/in

25、in的速度勻速升起重物lm時，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, 8該機構(gòu)能否自鎖？ （ 2分）3）若重物W=4kN ,傳動裝置總的傳動效率為n= 0.5,試計算出電機的輸出轉(zhuǎn)矩Tm應(yīng)是多少？ （2 分）4）若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209 C支撐形式，L=100mm,蝸桿傳動效率 m =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為H2= 0.8,軸承7209 C的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為C二29800N. Co = 238

26、00N ,其內(nèi)部軸向力S=0. 4F r,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,試計算軸承II 的壽命Lh為多少小時？ （ 10分）A問圖b.蝸輪軸的軸承支撐簡圖1）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。tan zim/di 1 8/80 0. 1tan f 0. 18Jtan tan結(jié)

27、論：該機構(gòu)滿足自鎖性條3）件。15分，結(jié)論正確得0.5常用倫式得分。丁 卷筒 Tw W D /2 4000 250/2 500000NmmT5W5 10 45 10 2 104 Nmm4）公式、9分（其中：軸承壽命計算公式占5分），計算結(jié)果正確得1 分。二 7二砂 D/2 二 4000 x250 /2 二 500000 NmmT：二少?！慷?6. 25 xld Nnun % 08 二生=6 .25 xlCl(j i7857 xl(f Nmm1 羽 50 xO. 7鍋輪軸的受力簡 圖Fr2 = tan a 二鳳 tan a = 3. 125 x tan20 ° xlO 3 = 1. 1

28、3741 xlO5 N耳二J 呂；+ 尸：="fe-125: +1. 13741 2 xlO 5 =J 1 .059326 xlO5 = 3. 32556 xlO5W 軸私的徑向支反加二臺=丄施旳4一一返藥6伽“pg2x100擁承刃的徑向支反力 R 二礙-兄二(3. 32556 - 1. 21635)x10 二2. 10921 xltPNS二0.4& =0. 4x1.21635 xlO3 二0. 48654 xlO' NS” 二0.4P*. =0. 4x2. 10921 xlO 3 = 0. 843684 xlO3?/S, + 旳二(0.48654 +0. 44643

29、) xlO5 =0. 93297 xlO3W>" =0. 843684 xlO*N :. Fyj 二 £, + 碼二0. 93297 xlO5! 條S, = 0. 48654 Xl(fN只需計算軸影的壽命即可。尸“二尤於 + Ke =(0. 44 x0. 843684 + 1. 36 x 0. 93297 ) xlO 5 = 1. 64 xlO3W旦竺 _ _1X298003 _ 5S138360w /f 60 x 50 . 96 1. 5x1. 64 xlO32圖c所示為一托架，20kN的載荷作用在托架寬度方向的對稱線上，用四個螺栓將托架連接在一鋼 制橫梁上，螺栓的

30、相對剛度為0. 3,螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設(shè)被連接件都不會被壓 潰，試計算：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 10W） （ 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 ,計算該螺栓所需預(yù)緊力F '、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）Q使每個螺栓所受的軸向載荷均等，為尹Q 20000 5000 (N )42）計算受力最大螺栓的工作載荷F： 分）傾

31、覆力矩M使左側(cè)兩個螺栓工作拉力減??；使右側(cè)兩個螺栓工作拉力增加，其值為:Ml max 6 1 06 2 2 7 . 5F2426593.41 ( N )4 2 4 227. 521.F Fi 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：4xF4xF" F'4F-.b 嚴(yán)=一 一 一一 = 口)x A 220 X (600 - 200)8800022000(1_)0% ' £ +5=(巳協(xié)卿0 = 01獲磁)pBA220x(600-20

32、0)6x10五叫=竺=_ 二=047幺購疋)戸 W 220x(600-20/)2600°曲側(cè)邊界=F - % =-0-159 -0.476 = 0.05() > 0.Fl> (0.159 + 0 476)x 22000 = 0,635 x 22000 = 13970(")結(jié)論：為保證接合面不岀現(xiàn)間隙，螺栓的預(yù)緊力尺至少應(yīng)大于13970N。122）若 F'二'6956N ,貝歸（3 分）6Cb + CqFq = F+ 11593 .41+6955 = 18548 .41（AT）四、結(jié)構(gòu)題（20 分）1.試說明實現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫

33、出相應(yīng)于各種軸向固定方法的結(jié)構(gòu) 圖；靂掘坯、腹板式大齒輪在轉(zhuǎn)軸的軸端實現(xiàn)軸向固定與周向固定的結(jié)構(gòu)圖 （12分）)F = 6956 + 0.7x11593 .41 = 15071.43(N)要求齒輪也要畫出。來）評分標(biāo)準(zhǔn)：軸向固定：五種方法每種方法0.5分，每畫對一種結(jié)構(gòu)1分；齒輪（2.5分）在軸賽周向固定（普通平鍵）（1分）和軸向固定節(jié)盤肩和軸端擋板）（1分） 分4.5O（3人用縹母或國螺母尢位11（4）、用軸端檔板定位（6）.用緊定螺釘定位模鍛輪坯腹板式大齒輪在軸端的固定2圖d和圖e為凸緣聯(lián)軸器的兩個半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來的兩種形式的部分結(jié)構(gòu)，請將未畫出的 其余部分補全，成為完整的結(jié)構(gòu)。

34、(5分)3. 現(xiàn)有成品一級標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器一臺，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，該軸段長度l=58mm ,鍵槽長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、更換齒輪。已知重新設(shè)計得到的齒輪模數(shù)m=3. Omm,小齒輪齒 頂圓直徑dai=69nnn,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決定了這根輸入軸能否繼續(xù)被使用的首要條件：°

35、; fi d 55. 5 40 e flti3. 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)計輸入軸。一、選擇題：本題共10個小題，每小題2分，共20分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符 合題目要求的。把所選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。1. 在一般工作條件下，齒面硬度HB W 350的閉式齒輪傳動，通常的主要失效形式為【】A 輪齒疲勞折斷B.齒面疲勞點蝕C.齒面膠合D.齒面塑性變形2.帶傳動在工作時產(chǎn)生彈性滑

36、動，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.傳動過載3.在下列四種型號的滾動軸承中，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.細牙普通螺紋 C.梯形螺紋D.鋸齒形螺紋5. 在潤滑良好的條件下，為提高蝸桿傳動的嚙合效率，可采用的方法為【】A 減小齒面滑動速度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)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

37、比值D.彈簧中徑與簧絲直徑之比值7. 普通平鍵接聯(lián)采用兩個鍵時，一般兩鍵間的布置角度為【】A 90° B. 120° C. 135°D. 180 °8. V帶在減速傳動過程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在【】AV帶離開大帶輪處B. V帶繞上大帶輪處CV帶離開小帶輪處D. V帶繞上小帶輪處9.對于 普通螺栓聯(lián)接，在擰緊螺母時，螺栓所受的載荷是【】A 拉力 B.扭矩 C.壓力D拉力和扭矩10.滾子鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)，這主要是因為采用過渡鏈節(jié)后【】A 制造困難 B.要使用較長的銷軸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10個小題，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上。1.軸如按受載性質(zhì)區(qū)分