東北大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)2003

1、東北大學(xué)2003年攻讀碩士研究生機(jī)械設(shè)計(jì)試題一.簡(jiǎn)單下列各題（2分共20分）何謂應(yīng)力集中？對(duì)零件的靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度影響是否相同？答：在零件的剖面集合形狀突然變化出（如過(guò)渡圓角，鍵槽，螺紋，橫孔等）常產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，該局部應(yīng)力遠(yuǎn)大于名義應(yīng)力，這種現(xiàn)象成為應(yīng)力集中。試驗(yàn)研究表明：k只影響變應(yīng)力中的應(yīng)力幅部分，對(duì)變應(yīng)力中的平均應(yīng)力，即靜應(yīng)力部分并無(wú)影響。線性疲勞損傷累積方程（Miner方程）的意義是什么？答：材料在各個(gè)應(yīng)力下的疲勞損傷是獨(dú)立進(jìn)行的，并且損傷可以線性的累加起來(lái)，當(dāng)大于b的各級(jí)應(yīng)-1力對(duì)材料的壽命損傷之和等于1時(shí)，材料及發(fā)生疲勞破壞，故對(duì)應(yīng)于極限情況有nnnnnt+L+.,+=工-L

2、=1。NNNN12n1i帶傳動(dòng)中為什么限制d1-dmin？h答：帶繞過(guò)帶輪時(shí)，產(chǎn)生彎曲應(yīng)力b，b=2E-aMpa。如果d.太小，b就太大，為了防止產(chǎn)生過(guò)bbdbd大的b，對(duì)每種型號(hào)的V帶，都規(guī)定了相應(yīng)的最小帶輪直徑ddmin，即d1ddminb鏈傳動(dòng)中，節(jié)距P的大小對(duì)運(yùn)動(dòng)特性有什么影響？答：鏈傳動(dòng)可視為鏈然在正多邊形輪上，邊長(zhǎng)為P，鏈傳動(dòng)的V瞬和i瞬均按每一個(gè)鏈接的嚙合過(guò)程呈周期性變化，使傳動(dòng)不平穩(wěn)并產(chǎn)生有規(guī)律的振動(dòng)，P愈大，則傳動(dòng)愈不平穩(wěn)，選較小的P可減小多邊形效應(yīng)。固定式聯(lián)軸器與可移動(dòng)式聯(lián)軸器有什么區(qū)別？各適用于什么場(chǎng)合？答固定式聯(lián)軸器和可移式聯(lián)軸器均屬于剛性聯(lián)軸器，可移式聯(lián)軸器對(duì)兩軸的偏

3、移量有一定的補(bǔ)償能力，而固定式聯(lián)軸器則沒(méi)有位移補(bǔ)償能力，因此主要選用于對(duì)兩軸的同心度要求高的場(chǎng)合，可移式聯(lián)軸器可利用聯(lián)軸器工作零件間的動(dòng)連接來(lái)補(bǔ)償兩軸的偏斜和位移，因此可用在兩軸有相對(duì)位移和偏斜的場(chǎng)合。鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，為什么限制大鏈輪的齒數(shù)Z2小于150？答：Z2大除了增大傳動(dòng)的外廓尺寸和重量外，在大鏈輪上易引起跳鏈和脫鏈想象，以至于縮短鏈條的使用壽命。軸按其承載情況分為哪幾類？齒輪減速器的輸出軸屬于哪一類？答：傳動(dòng)軸，心軸，轉(zhuǎn)軸。齒輪減速器的輸出軸屬于轉(zhuǎn)軸。&齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，齒形系數(shù)YFa與那些因素有關(guān)？答：丫尸3與Z（ZV）,（斜齒輪Z二一二錐齒輪Z二）變位系數(shù)x有關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪只與v

4、cos3Bvcos6Z有關(guān)齒輪傳動(dòng)的載荷系數(shù)K=KxKxKxK中，K考慮的是什么因素？AV0aV答：kv為動(dòng)載荷系數(shù)，考慮嚙合誤差引起動(dòng)載荷（齒輪本身的嚙合振動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)部附加動(dòng)載荷）的作用。平鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)中，鍵的尺寸dxhxL是怎樣確定的？答：bXh由鍵所在的軸段的直徑d查GB確定，L根據(jù)輪轂的寬度確定，一般鍵長(zhǎng)略短語(yǔ)輪轂寬度并符合標(biāo)準(zhǔn)。二.簡(jiǎn)單論述下列問(wèn)題（5分20分）與鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)相比，齒輪傳動(dòng)有哪些主要優(yōu)點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)。非液體潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承通常進(jìn)行哪些條件性計(jì)算？各有什么意義？答:P,P，以防過(guò)度的魔力磨損。Pmvpv，以防膠合。V80或A不足

5、時(shí)，應(yīng)1、在箱體外壁加散熱片，2、蝸桿軸端加風(fēng)扇、3、上述做法散熱能力仍不足時(shí)，可在箱體油池內(nèi)假裝蛇形水管4、采用壓力噴油潤(rùn)滑。閉式軟齒面齒輪的主要實(shí)效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？有哪些提高承載能力的措施？答;主要失效形式：齒面點(diǎn)蝕設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按gIn設(shè)計(jì)按gIn校核HHFF措施：降低齒面粗糙度，改善潤(rùn)滑油的性能，提高齒輪的傳動(dòng)精度，采用角變位齒輪傳動(dòng)。三，（10分）根據(jù)螺栓的載荷與變形關(guān)系線圖，繪圖分析當(dāng)工作載荷在0-F變化時(shí)，在殘余預(yù)緊力Q1不變的條件下,p增加被聯(lián)接件剛度對(duì)螺栓疲勞強(qiáng)度的影響。答：圖見課本四、（20分）如圖所示起重卷筒，由蝸桿傳動(dòng)一斜齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)卷筒吊起重物W。已知大齒輪4的螺旋

6、線方向和提升重物W的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，完成下列問(wèn)題：1.（將傳動(dòng)簡(jiǎn)圖畫在答題紙上，在圖上標(biāo)答案）為了使II軸上渦輪2與斜齒輪3的軸向力能相互抵消一部分，試確定；（1）蝸輪2和蝸桿1的螺旋線方向；（2）蝸桿1的轉(zhuǎn)向；（3）蝸輪2和小斜齒輪3在嚙合點(diǎn)所受各分力的方向；2分析當(dāng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿使重物W勻速下降，與吊起重物時(shí)相比，蝸桿所受各分力中哪個(gè)分力有變化？解：1.（1）均為右旋（從桿入手）順時(shí)針（見圖）2.Ft2、Fa2、Fr2的大小不變，F(xiàn)Fa2的方向相反，F(xiàn)r2方向不變五，（20分）圖示為一組裝式直齒輪，輪芯與齒圈用6個(gè)M12普通螺栓聯(lián)接，螺栓小徑d1=10.106mm,螺栓分布在D0=150m

7、m的圓周上，結(jié)合面的摩擦系數(shù)f=0.15，可靠度系數(shù)Kf=1.2；齒輪的齒數(shù)z=50，模數(shù)m=5mm，螺栓材料的屈服強(qiáng)度o=360N/mm2，要求安全系數(shù)S=1.3,試確定允許齒輪分度s圓周D上傳遞的最大圓周力Ft。解:(1)由竺抽得Q27710-1062=17092Np1.3x41.3x4360=277N/mm21.3(2)由QpKTf得TS,軸左竄，1緊2松TOC o 1-5 h z2a1A=S+F=1000+1500=2500N2aA=S=1000N2A/R=2500/6000=0.417e,考慮A的影響，X=0.4,Y=1.511111A/R=1000/3000=0.33p12取P計(jì)算1TOC o 1-5 h z106fC1061x6420010L=(t)e=x()3=10h60np60 x100073802八、(20分)如圖所示為單級(jí)圓柱齒輪減速器的大齒輪軸系，圖中存在一些結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，試畫出軸系正確的結(jié)構(gòu)。(因是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可只畫軸線上部一半)（1）齒輪無(wú)法裝入（2）