機械設計考試試題及答案匯總

1、得分考試科目:機械設計考試時間：120分鐘試卷總分100分、簡答題（本大題共4小題，總計26分）題號-一-二三四五總分得分評卷教師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)鲃樱湓O計準則是什么？（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面?zhèn)鲃?，其設計準則是按齒面的接觸疲勞強度設計，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，螺紋副間和支承

2、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，就會使聯(lián)接松動，導致機器不能正常工作或發(fā)生嚴重事故。因此，在設計螺紋聯(lián)接時，必須考慮防松。根據防松原理，防松類型分為摩擦防松，機械防松，破壞螺紋副關系防松。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并傳遞轉矩。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過程中隨時分離或接合兩軸。4、鏈傳動產生動載荷的原因是什么？為減小動載荷應如何選取小鏈輪的齒數和鏈條節(jié)距？（6分）1、遴前進潼度變化盤皿二±色研不

3、穩(wěn)思21<2、號上下垂直速度變化儀驚二士Q橫向振動共振原因便璉產生動載荷.久瞬時嚙臺的相對速度引起神擊、動載荷"取由于鏈條松弛，起動，制動，反轉，夾然超載卸載出現(xiàn)沖擊、動載荷.小鏈輪的齒數不宜過小和鏈條節(jié)距不宜過大。得分二、選擇題（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，總計24分）1、當兩個被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經常拆卸時，往往采用_BA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，應進行AA. 疲勞壽命計算B.靜強度計算C.極限轉速驗算3、阿基米德蝸桿的A參數為標準值。A.軸面B.端面C.法面4、一對相嚙合的

4、圓柱齒輪的ZiVZ2,bi>b2,其齒面接觸應力的大小為_AA.0H1=CH2B.CH1>0H2C.CH1<CH25、V帶傳動設計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了_B_qA.使結構緊湊B.限制彎曲應力C.限制小帶輪上的包角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計公式6、在齒輪抗彎強度的設計公式m>2KTiYY中，應代入y'-dzkFFaSaA丫Fa1、Sa1LcrA丫Fa1、Sa1LcrF1Fa2YSa2中小者BY'a2YSa2叫2c.¥4泡與晉邂中大者匕JF1匕JF2D丫Fa1YSa1匕1F1F2F

5、27、鏈傳動中，鏈節(jié)數常選偶數，是為了使鏈傳動BA.工作平穩(wěn)B.避免過渡鏈節(jié)8、滑動軸承中，含油軸承是采用BA.硬木B.粉末冶金C.塑料C.鏈條與鏈輪磨損均勻材料制成的。9、承受預緊力F的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力F時，剩余預緊力為F，其螺栓所受的總拉力FoB. Fo=F十FC. Fo=F十FC. Fo=F十FD布置。10、當鍵聯(lián)接強度不足時可采用雙鍵。使用兩個平鍵時要求鍵B.相隔90°B.相隔90°A.在同一條直線上C.相隔120°D.相隔180°11、下列零件的失效中，C不屬于強度問題。A.螺栓斷裂B.齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點蝕C.蝸桿軸產生過大的彎曲

6、變形D.滾動軸承套圈的滾道上被壓出深的凹坑12、帶傳動發(fā)生打滑總是A。A.在小輪上先開始C.在兩輪上同時開始三、分析題得分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）1.如圖所示，1、2是一對蝸桿蝸輪傳動,各輪轉向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪試確定1、2、3、4各輪的旋向；在圖上標出2和3所受各力的方向。1.如圖所示，1、2是一對蝸桿蝸輪傳動,各輪轉向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪試確定1、2、3、4各輪的旋向；在圖上標出2和3所受各力的方向。3、4是一對斜齒輪傳動。已知1為原動件，4為輸出件,2和斜齒輪3的軸向力互相抵消一部分，（10分）1、2、3輪左旋，4輪右旋2、寫

7、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）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）VIViVKV1Vi-VlC.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

8、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力最大？最大應力二max=?（5分）（只要傳遞圓周力，必然會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,產生彈性滑動）。彈性滑動是正常的工作現(xiàn)象，不可避免。圖中A點應力最大,得分得分四、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=97.8kN。軸承受徑向力Fr仁6000N，F(xiàn)r2=16500N。軸的轉速n=500r/min，軸上有軸向力Fa=3000N，方向如圖。軸承的其它參數見附表。動載荷系數fd=1，溫度系數ft=1。試：（1）說明軸承代號的意義

9、;（2）確定軸承的壽命。（以小時為單位）（2）確定軸承的壽命。（以小時為單位）(14分)Frs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：內徑系列代號，內徑為60mm；公差等級為0級。1）求內部派生軸向力SI、S2的大小方向Fr160003-2000N2Y21.5Fr216500S2二5500N2Y21.5方向如圖所示。S1Fa=5000N:S2,1軸承被“壓緊”，2軸承被“放松”。2）3）4）求軸承所受的軸向力Fa1=S2-Fa=2500NFa2二S2二5500N,軸承的當量動載荷據：Fa1/Fr1=2500/6000=0.417>

10、;e=0.40，得：X1=0.4,丫1=1.5P1=fd(X1FM+Y1Fa1)=0.4X6000+1.5X2500=6150N據:Fa2/Fr2=5500/16500=0.33ve,得：X?=1,丫2=0P2=fd(X2Fr2+丫2Fa2)=16500NP2>P1，用P2計算軸承壽命。計算軸承壽命106I'C106L二60nP6050016500978001012562h2、牽曳鉤用2個M10（d1=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數=0.15，可靠性系數Kf=1.2，螺栓材料強度級別為6.6級，屈服極限滬360MPa，安全系數S=3。試計算

11、該螺栓組連接允許的最大牽引力Rmax=?（6分）-可編輯修改-.卒引力K許用應力：360/3=120MPa預緊力為由公式d_4*3*FV的求出預緊力：F'=5083.7N最大牽引力與預緊力關系公式為最大牽引力為R=1271N得分五、改錯題（本題10分）試分析如圖所示軸系結構中的錯誤，并加以改正。（指出錯誤之處，并編上號，簡述其錯誤原因，并改正之。）（至少改正5處）roro指出錯誤之處，并編上號，簡述其錯誤原因（略）改正為：2011年機械設計試題及答案一、填空題及選擇填空題（27分，每空1分）1當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)象，這種摩擦狀態(tài)稱為。2. 一公

12、稱直徑為d=16mm的螺紋副，螺紋頭數n=2,螺距p=4mm,螺紋中徑d2=D2=14mm,牙側角3=15o,螺紋副材料的當量摩擦系數f'=0.080.10,經計算該螺紋副自鎖性要求。a.滿足b.不滿足3. 導向平鍵連接的主要失效形式是，設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. 作為標準普通V帶工作面的兩側面夾角為護40o,相應的V帶輪輪槽的兩側面夾角則。a.大于40ob.小于40oc.等于40q5傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與、等因素有關，它們的值越大，F(xiàn)max就越大。當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

13、滑總是先從小帶輪上開始的，其原因是。6. 齒輪傳動的五種主要失效形式中，最嚴重、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. 下列齒輪參數中，對齒形系數Yf沒有影響的是。a.齒數b.變位系數c.齒頂高系數d.壓力角e.模數按國家標準GB/292-93規(guī)定，型號7212C/DB軸承的類型為，寬度類型為，精度等級為，公稱接觸角a=Ob對于轉動的滾動軸承，其主要失效形式是;對于不轉動、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。8. 滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組

14、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）齒向載荷分布系數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？1. 試述齒輪傳動的設計準則。2. 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。3. 給出滾動軸承的當量靜載荷P0的定義。4. 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m=8mm,蝸桿頭數及分度圓直徑分別為z1=1、d

15、1=80mm，蝸輪齒數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/min的速度勻速升起重物1m時，蝸桿應轉多少轉？并在圖中標明蝸桿的轉向、蝸輪輪齒旋向、節(jié)點位置處蝸桿及蝸輪的受力方向。（5分）-可編輯修改-2）若蝸桿與蝸輪齒面間當量摩擦系數f=0.18，該機構能否自鎖？（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矩Tm應是多少？（2分）4）若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209C支撐形式丄=100mm，蝸桿傳動效率n=

16、0.7,卷筒、聯(lián)軸器（連接蝸輪軸與卷筒軸卜蝸輪軸上軸承的效率合計為n=0.8，軸承7209C的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為C=29800N、Co=23800N,其內部軸向力S=O.4F，徑向載荷系數X和軸向載荷系數Y分別為0.44和1.36,fy=1.0,fp=1.5，試計算軸承II的壽命Lh為多少小時？（10分）圖禮重物升降裝置傳動系統(tǒng)簡圖圖b.蝸輪軸的軸承支撐簡圖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，假設被連接件都不會被壓潰、也不滑移，試計算：1）該螺栓組連接的接合

17、面不出現(xiàn)間隙所需的螺栓預緊力F'至少應大于多少？（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緊力F'要保證6956N,計算該螺栓所需預緊力F'、所受的總拉力Fo。（3分）Ao=6005500*7=300B*120kN卜©-4-圖G托架（圏中尺寸單位:mm）四、結構題（20分）1試說明實現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫出相應于各種軸向固定方法的結構圖；畫出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉軸的軸端實現(xiàn)軸向固定與周向固定的結構圖（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

18、的兩種形式的部分結構，請將未畫出的其余部分補全，成為完整的結構。（5分）現(xiàn)有成品一級標準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)在需要重新設計、更換該減速器的齒輪。已知重新設計得到的齒輪模數m=3.0mm,小齒輪齒頂圓直徑da1=69mm,齒根圓直徑df1=55.5mm，齒寬b1=60mm，如果采用該小齒輪，試根據上述數據進行分析：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.

19、 當動壓潤滑條件不具備，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=16mm的螺紋副，螺紋頭數n=2,螺距p=4mm,螺紋中徑d2=D2=14mm,牙側角3=15o,螺紋副材料的當量摩擦系數f'=0.080.10,經計算該螺紋副旦自鎖性要求。a滿足b.不滿足3. 導向平鍵連接的主要失效形式是工作面的磨損，設計時通過限制來進行耐磨性計算；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. 作為標準普通V帶工作面的兩側面夾角為護40o,相應的V帶輪輪槽的兩側面夾角則b。a.大于40ob小于40oc.等于40o

20、>傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與初拉力Fg、帶在小帶輪上的包角a、帶與帶輪間的摩擦系數f等因素有關，它們的值越大，F(xiàn)max就越大。當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）。5. 齒輪傳動的五種主要失效形式中，最嚴重、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、低速重載、頻繁起動的傳動中。6. 下列齒輪參數中

21、，對齒形系數Yf沒有影響的是e。a.齒數b.變位系數c.齒頂高系數d.壓力角e.模數按國家標準GB/292-93規(guī)定，型號7212C/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=15O對于轉動的滾動軸承，其主要失效形式是疲勞點蝕,對于不轉動、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。7. 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）齒向載荷分布系數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

22、方向載荷分布不均勻對輪齒應力的影響系數。（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f3）齒輪在軸上的布置合理選擇4）輪齒的寬度一一設計時合理選擇5）采用軟齒面一一通過跑合使載荷均勻6）硬齒面齒輪將齒端修薄、或做成鼓形齒7）齒輪要布置在遠離轉矩輸入端的位置。1. 試述齒輪傳動的設計準則評分標準：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度進行設計，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

23、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計，并考慮磨損的影響將模數適當增大（加大1015%）。2. 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。評分標準：以下3點各點1分，舉例正確合計1分。（1）僅受彎矩M的軸心軸，只起支撐零件作用，如自行車前軸。（2）僅受轉矩T的軸傳動軸，只傳遞運動和轉矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動軸。（3）既受彎矩又受轉矩的軸一一轉軸，既起支撐又起傳運動和轉矩作用，如減速器的輸出軸。3. 給出滾動軸承的當量靜載荷P0的定義。(4當量靜載荷是一個假想載荷，其作用方向與基本額定靜負荷相同，而在當量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動

24、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）同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點？評分標準：以下6點中，答出12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，旋轉精度J3）滑動軸承可以做成剖分式的一能滿足特殊結構需要。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在一些基本假設條件下，流體形成動壓的必要條件是什么？評分標準：答出1點2分，答出2點3分，答出3點4分1）流體必須流經收斂間隙，而且間隙傾角越

25、大則產生的油膜壓力越大。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m=8mm,蝸桿頭數及分度圓直徑分別為zi=1、di=80mm，蝸輪齒數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/min的速度勻速升起重物1m時，蝸桿應轉多少轉？并在圖中標明蝸桿的轉向、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

26、間當量摩擦系數f'=0.18，該機構能否自鎖？（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矩Tm應是多少？（2分）4）若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209C支撐形式,L=100mm,蝸桿傳動效率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為n=0.8，軸承7209C的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為C=29800N、Co=23800N,其內部軸向力S=0.4F，徑向載荷系數X和軸向載荷系數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）圖涼重物升降裝置傳

27、動系統(tǒng)簡圖圖涼重物升降裝置傳動系統(tǒng)簡圖1）蝸桿轉：1*50/（3.14*D）=50/（3.14*0.25）=63.69（轉）（1分）蝸輪轉速：40/（3.14*0.25）=50.96r/min蝸桿轉向（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）。-可編輯修改-2）寫出公式得1分，結論正確得1分。tan二可口心=18/80=0.1tanQ=f=0.18.tan:tanPAV<P結論：該機構滿足自鎖性條件。3）寫出公式得1.5分，結論正確得0.5分。W=4kNT卷筒=Tw=WD/2=4000250/2=500000Nmm551050.5504=210Nmm4）公式、步

28、驟都正確得9分（其中：軸承壽命計算公式占5分），計算結果正確得1分。兀e篦=瞎=區(qū)m=血。x250a=500003麗底Sr舗字“旳川咲殆=生=込=空化旦'妙xlO蝸輪軸的覺力簡陽竺=2竺Si"阿3S0碼=驗=0.44643xLOFrlxtanGi=陷tancti=3.125xtanSO0xlO3=1.13741xlO3JT耳=J児+F：=73.1252-bl.137412xlO5=1.053326xlO3=3.32556xlO3/；軸承啲徑向支反加=碼也宀耳工=。如厲*40"-住"X頃=121635x1q3k212xLOO棚承H的徑向支反加=F!r-R)=

29、(332556-1.21635)xlO5=2.10921=0.4=0.4x1.2135xlO3=0.4S6L54xlO3N=D.4R”=xlO3=0.343684xlO3JT+Fd=(0.4354-+0.44643)xlO3=0.93297xlO>Sf!=0.8435S4xL05N碼”=$+碼=D.93297x103K碼=y=0.654xlO3-只需計算軸磁的壽命和可匚Pt)=疋貝j十F碼“=+)xlO3=1.64xlO3NL*=竺竺y=山皿皿)，=581383©甸沖AP60x50.96xlO52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

30、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)間隙所需的螺栓預緊力F'至少應大于多少？（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緊力F''要保證6956N,計算該螺栓所需預緊力F'、所受的總拉力Fqo（3分）An=600fflc,托架（圖中尺寸單恆：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）受肪載荷緊鹹栓聯(lián)擾（b）受頊覆力矩的緊

31、蝶栓聯(lián)援（2）計算受力最大螺栓的工作載荷F:（1分）Q使每個螺栓所受的軸向載荷均等，為r=Q二空000二5QQQ（N）Z4F2Mlmax61Q6227.524227.52-6593.41(N)傾覆力矩M使左側兩個螺栓工作拉力減小；使右側兩個螺栓工作拉力增加，其值為:顯然，軸線右側兩個螺栓所受軸向工作載荷最大，均為:F=F1F2=11593.41(N)（3）根據接合面間不出現(xiàn)間隙條件確定螺栓所需的預緊力F':（4分）預緊力F'的大小應保證接合面在軸線右側不能出現(xiàn)間隙，即："殆側邊界=bppibpQ-b網04F1220x(600-200)4F1220x(600-200)4

32、xF'S300022000Mpa)AFl_F'220x(600-200)"8800022000AFl_F'220x(600-200)"8800022000Mpa'y_M6xlOe、%_帝-220x0/-20c6”2PaX2600b站惻邊界"聲_%_»=200°159°476=0.05()>0.-.'>(0159+0476)x22000=0.635x22000-13970(27)結論：為保證接合面不出現(xiàn)間隙.燥栓的預緊力刃至少應大于139702)若F'=6956N，則：(3分)

33、Fr=FH+(1漁)F=6956+0.7x11593,41=15071,43(N)cB+ce旳=F+11593.41+6955=18548.41(1/)四、結構題(20分)1試說明實現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫出相應于各種軸向固定方法的結構圖；畫出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉軸的軸端實現(xiàn)軸向固定與周向固定的結構圖（要求齒輪也要畫出來）（12分）評分標準：軸向固定：五種方法每種方法各0.5分，每畫對一種結構1分；齒輪（2.5分）在軸端實現(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。（ir用軸肩定位健n用彈竇忖囲定恆（3J用嫖母或錮嫖母定位（4）、用軸端檔板定

34、位（鐘、用銷定位（6）.用緊定墀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構，請將未畫出的其余部分補全，成為完整的結構。(5分)現(xiàn)有成品一級標準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)在需要重新設計、更換齒輪。已知重新設計得到的齒輪模數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，試根據上

35、述數據進行分析：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)標準答案：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-d55.5-40e-b3.3=7.753.3=4.45(mm)：2.5m=2.53=7.5(mm)22結論：按著這根軸設計小齒輪輪轂結構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。1 在一般工作條件下，齒面硬度HB<350的閉式齒輪傳動，

36、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 帶傳動在工作時產生彈性滑動，是由于【】A.包角0太小B.初拉力F0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usB.減少蝸桿頭數乙C.增加蝸桿頭數乙D增大蝸桿直徑系數q6在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數C是指【】A.彈簧外徑與簧絲直徑之比值B.彈簧內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)采用兩個鍵時，一般兩鍵間的布置角度為【】A90°B.120°°8V帶在減速傳動過程中，帶的最大應力發(fā)生在【】AV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