南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院341農(nóng)業(yè)知識(shí)綜合三專(zhuān)業(yè)碩士之機(jī)械設(shè)計(jì)考研沖刺密押題

2017年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院341農(nóng)業(yè)知識(shí)綜合三［專(zhuān)業(yè)碩士］之機(jī)械設(shè)計(jì)考研沖剌密押

題（一）注意:①本試題所有答案應(yīng)寫(xiě)在答題纟讓?zhuān)槐爻}，寫(xiě)清題號(hào)，寫(xiě)在試卷上不得分；答卷需用黑色筆（鋼筆，簽字筆，圓珠筆）書(shū)寫(xiě)，用鉛筆、紅色筆等其他顏色筆答題，試題作廢；答卷上不得做任何與答題無(wú)關(guān)的特殊符號(hào)或者標(biāo)記，否則按零分處理；考試結(jié)束后試題隨答題紙一^裝入試題袋中交回。 一、 填空題.傳動(dòng)帶中的的工作應(yīng)力包括 應(yīng)力、 和 應(yīng)力?！敬鸢浮坷瓚?yīng)力；離心應(yīng)力；彎曲應(yīng)力.在—潤(rùn)滑狀態(tài)下，磨損可以避免，而在— 及 潤(rùn)滑狀態(tài)下，磨損不可以避免?！敬鸢浮苛黧w；邊界：混合.平鍵的剖面尺寸通常是根據(jù) :長(zhǎng)度尺寸主要是根據(jù) 選擇。【答案】軸的直徑；輪轂長(zhǎng)度4.滾動(dòng)軸承軸系固定常用的三種結(jié)構(gòu)形式是—0【答案】①兩端固定；礦端固定,一端游動(dòng)；3?兩端游動(dòng).設(shè)計(jì)膠接接頭時(shí)，應(yīng)盡可能使膠縫受 或 載荷。【答案】剪切；拉伸.半圓鍵裝配 '但對(duì)軸的強(qiáng)度 o【答案】容易；削弱較大二、 簡(jiǎn)答題.蝸桿傳動(dòng)中為何常以蝸桿為主動(dòng)件？蝸輪能否作為主動(dòng)件？為什么？【答案】在機(jī)械系統(tǒng)中，原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常比較高，因此，蝸桿傳動(dòng)通常用于減速傳動(dòng)，故常以蝸桿為主動(dòng)件。在蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿頭數(shù)少時(shí)通常具有自鎖性，這時(shí)蝸輪不能作為主動(dòng)件：當(dāng)蝸桿頭數(shù)多時(shí)，效率提高，傳動(dòng)不自鎖，蝸輪可以作為主動(dòng)件，但這種增速傳動(dòng)，用得很少。在多根v帶傳動(dòng)中,當(dāng)TB帶失效時(shí)’為什么全部帶都要更換？【答案】新V帶和舊V帶長(zhǎng)度不等，當(dāng)新舊V帶一起使用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)受力不均玖壕。舊V帶因長(zhǎng)度大而受力較小或不受力，新V帶因長(zhǎng)度較小受力大，也會(huì)很快失效。普通螺栓和皎制孔螺栓靠什么傳遞橫向載荷？【答案】普通螺栓靠被聯(lián)接件接合面的摩擦力傳遞載荷’校制孔螺栓靠螺栓桿部被擠壓和剪切來(lái)傳遞載荷。.試述齒輪齒條傳動(dòng)與外嚙合齒輪傳動(dòng)相比有何特點(diǎn)？[答案]齒輪齒條傳動(dòng)嚙合時(shí)，相當(dāng)于齒輪的節(jié)圓與齒條的節(jié)線(xiàn)作純滾動(dòng)。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線(xiàn)與齒輪的分度圓相切’此時(shí)a=a。當(dāng)齒條遠(yuǎn)離或靠近齒輪時(shí)，由于齒條的齒廓是直線(xiàn)，所以嚙合線(xiàn)位置不變，嚙合角不變，節(jié)點(diǎn)位置不變。因此不論是否采用標(biāo)準(zhǔn)安裝，齒輪與齒條嚙合時(shí)齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與節(jié)圓重合，嚙合角恒等于壓力角：但只有在標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的分度線(xiàn)才弄線(xiàn)重合。對(duì)于外嚙合齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，只有采用標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒輪的分度圓才與節(jié)圓重合，即它們的直徑相等d=d\.試說(shuō)明角接觸軸承內(nèi)部軸向力J產(chǎn)生的原因及其方向的判斷方法?！敬鸢浮坑捎诮佑|角啲存在，使得軸承在承受徑向載荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部軸向力R?其方向由外圈的寬邊指向窄邊。.試說(shuō)明接觸最小安全系數(shù)*可以使用小于1的數(shù)值的道理?！敬鸢浮魁X輪許用接觸應(yīng)力計(jì)算式為：皿=臨缶而齒輪材料極限接觸應(yīng)力fl..n是在一定試驗(yàn)條件下獲得的，其中條件之一就是假設(shè)齒輪的失效概率為】％?所以，當(dāng)所設(shè)計(jì)的齒輪允許失效概率大于I%時(shí)，可以通過(guò)使％3"取值小于1的方法來(lái)提高材料的許用接觸應(yīng)力，更加充分地發(fā)揮齒輪材料的性能。三、分析計(jì)算題.一雙排滾子鏈傳動(dòng)，已知鏈節(jié)距p=25.4mm.單排鏈傳遞的額定功率P『=l6kW,小鏈輪齒數(shù)z,=19.大鏈輪齒數(shù)/65.中心距約為XOOmm,小鏈輪轉(zhuǎn)速m=400r/min.載荷平穩(wěn)。小鏈輪齒數(shù)系數(shù)4=1.11.鏈長(zhǎng)Kl=1.02.雙排鏈系數(shù)K,1.7.工況系數(shù)優(yōu)=1.0試計(jì)算：(1)該鏈傳動(dòng)能傳遞的最大功率。(2)鏈條的長(zhǎng)度?！敬鸢浮?1)確定鏈所能傳遞的最大功率P：P=PoKzKLKp/KAP=(16X1.11x1.02X1.7/1.0)kW=30.8kW(2)確定鏈長(zhǎng)L鏈條鏈節(jié)數(shù)、Lp=2a/p+(z：+zi)/2+p[0.5(次―厶)ht\7a=2x800/25.4+(65+19)/2+25.4x[0.5x(65—19)誦/800=106則鏈長(zhǎng)L=Lpp-106x25.4mm=2692.4mm、

.減速器傳動(dòng)比i=9.傳動(dòng)效率q=0.9.輸入軸直徑d=】8mm,若輸岀軸與輸入軸同材料，試估算輸出軸直徑T［答案］根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑的公擊/=<?洞，可得：dC\Pn輸入輸出軸材料相同，故C=C'“所以有：—=^=</0.9x9=2d解得:d'=&=2xl8=36mm15.已知開(kāi)式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)-3.5,P=3kW,n>-50r/min.用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)’單向轉(zhuǎn)動(dòng)’載荷均勻厶=21,小齒輪為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪為45鋼正火’試計(jì)算此單級(jí)傳動(dòng)的強(qiáng)度。［答案】開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是磨損，通常按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)齒輪的使用壽命為15年。(1)許用彎曲應(yīng)力由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得，小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度為217?255HBS用235HBS；大齒輪45鋼正火硬度為169?217HBS,取190HBSo由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得OFiimi=200MPa.OFiim2=190MPa由公式可得Ni=60njLh=60x50xIx(15x52x40)=9xl0:

Nz=Ni/i=9xl073.5=3x!07查表，取Sf=L3；查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：Yn尸丫卬=1由公式可得1x200心UD

=————=154MPaI?JSF(2)按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)=!:I90SF(2)按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)1?OKT.?h?L

刀NI"J如W?[g]小齒輪的轉(zhuǎn)矩為r,=9.55x106p=9.55x1。6XMN?mm=5.7x10$N?mm

Hi 50査表得，載荷系數(shù)K=l.l；取齒寬系數(shù)啊=1.1；大齒輪的齒數(shù)為z?=izi=3.5x21=73.5,取在=74；齒數(shù)比為u=z：/z.=74/21=3.52：查得齒形系數(shù)丫卩=2.78,Yf>=2.27：應(yīng)力修正系數(shù)Ysi=L59,Ys_=1.75o因上?九2.78x1.59 ?八“L4 2.27x1.75 丁—— =- =0.030,t—= r-rz =0.027【。丄 154 l<rFJ,>46

I.26故取宕=卷豈°.°3°代入設(shè)計(jì)公式'則I.26=1.26 x5.7xxo.030mmV1.Ix21-=4.26nim考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%?20%。所以m=1.1x4.25mm=4.68mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=5mm。分度圓直徑為di=mz)=5x21mm=105mm,d2=mzz=5x74mm=370mm齒寬為b=Vddi=1.1x105mm=115.5mm取b：=]15mm,b.=120mnio16.某一軸選用兩個(gè)6205型號(hào)的深溝球軸承。已知軸承受的徑向負(fù)荷/、 軸上零件的軸向載荷、，軸的轉(zhuǎn)速n=100r/min.由手冊(cè)查得此軸承K=6“'?員荷系A(chǔ)/G,：0.0S6 0.0840.110.170.2812,溫度系數(shù)，-1.且，'：0.26 0.280.30.340.38X=0.56Yt1.71 1.551.451.3!1.15試求：（1）采用圖（a）所示一端雙向固定、一端游動(dòng)的固定方式時(shí)，軸承的壽命為多少？（2）采用如圖（b）所示兩端單向固定的固定方式時(shí)，軸承的壽命又為多少？（提示：固游式，由固定端承受；全固式，F(xiàn)指向哪端,貝I」由哪個(gè)軸承承受）【答案】（1）如圖（a）所示的情況（固游式）:由固定端軸承II承受，則有Aj=O..AIPrf=f,R=I.2X3000N=3600NA：=1500-6950=0.216.r-0.36.X-0.56.y-i.23.4/7?.=■1500/4000^0.375>e=O.36/*,/<XR1-YX.>1.2>(0.56X4000+1.23X1500)N-1902N由于七〉％故按匚計(jì)算。丄=黒（討）\10r，y/108Q0XlC,60X100 14902/n二1782h

(2)如圖(b)所示的情況(全固式)：”指向軸承I，則軸承I承受軸向負(fù)荷，故有Ai=、=】500N.A7=01500/6950=0.216.e=0.36.X=0.56.Y=1.23A,/R,=1500/3000=0.5>e=0.36P,A(XRt+YA!)-1.2X(0.56X3000+1.23X1500)N-^4230N

=/,?,=1.2X4000N=4800N由于?故按七計(jì)算?！h曾卜爲(wèi)><(喘勺…98h.在圖圖所示的氣缸蓋聯(lián)接中，已知：氣JI中的壓力在。到I.5MI、間變化,氣缸內(nèi)徑D250mm,螺栓分布圓直徑D°=346mm.凸緣與墊片厚度之和為50mm為保證氣密性要求，螺栓間距不得大于120mm、試選擇螺栓材料，并確定螺栓數(shù)目和尺寸。圖圖【答案】(1)確定螺栓數(shù)目7取螺栓間矩為tFOOmm.貝！J_nD0_nD0_irX3462—~i ioo~10.9,?2=12.(2)選擇螺栓材料選定螺栓機(jī)械性能強(qiáng)度等級(jí)為6.8級(jí)’材料為45鋼，則aB=600MPa.公=480MPa。(3)計(jì)算螺栓載荷氣缸蓋最大載荷：。=半。=企答><1.5=73630N螺栓工作載荷：F=Q/z=73630/12=6136N殘余鎖緊力：F"=1.5F=1.5x6136=9204N螺栓最大拉力:R=F+F"=6136+9204=1534°N許用拉應(yīng)力：取安全系數(shù)S=3,［陽(yáng)=：=礬=160MPa(4)計(jì)算并確定螺栓尺寸 .>MX14FO/4X1.3X15340 .—^xi60 12.6mm按題目要求，經(jīng)查螺栓標(biāo)準(zhǔn)，確定螺栓尺寸為:M16x70的螺栓，13.835mm,中徑d；=14.701mm,螺距P=2mmc(5)校核螺栓的疲勞強(qiáng)度相對(duì)剛度：選銅皮石棉墊片，=0.8Cl十C2預(yù)緊力：F'=F° F=15340-0.8X6136=10430Nfl十螺栓拉力變化幅：F,=縉：瑚34。了。43。=2455N危險(xiǎn)截面面積：a_^?^xX13.8352 [“X 2H 150.25mm螺栓應(yīng)力幅：。卜讓=】6.34MPa螺栓疲勞極限：a!=0.23(Gb+內(nèi))=0.23x(600+480)=248.4MPa許用應(yīng)力幅：「.0.8X1.25X1X248.4 MP 3XT9 2】.23MPa(€=0.8,妃=1.25,九=1,[$丄7,知=3.9)疲勞強(qiáng)度校核：aa=16.34<[oa]=21.23MPa.故安全。.-V帶傳動(dòng)傳遞的功率P=10kW滯的速度「=12.5時(shí).預(yù)緊力F=1000N.試求緊邊拉力/及松邊拉力F【答案】根據(jù)公式“益可得，有效圓周力”=罕=黑虬8OON。又尸=弓一凡冋+卅=2兒聯(lián)立以上兩式，可得：人=1400N；凡=600N。.如圖I所示為一托架’豎直向下的載荷Q=20kN作用于托架寬度方向的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)上’用四個(gè)普通螺栓將托架連接在一鋼制橫梁上?螺栓的相對(duì)剛度為0.3,假設(shè)被連接件都不會(huì)被壓潰，接合面的抗彎剖面模量W=12.71xlOmni試計(jì)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)緊力礦至少應(yīng)大于多少？(2)若受力最大螺栓處接合面間的殘余預(yù)緊力尸要保證7000N,計(jì)算該螺栓所需預(yù)緊力F',所受的總拉力隊(duì)

6-06-0圖1【答案】(1)C螺栓組連接受力分析將載荷Q向螺栓組中心簡(jiǎn)化，可得如圖2所示的力:軸向載荷。=20kP受傾覆力矩M=Q4=20x0.3=6k\(a)受軸向載荷緊螺栓聯(lián)接(a)受軸向載荷緊螺栓聯(lián)接(b)受傾覆力矩的緊螺栓聯(lián)接圖2②計(jì)算受力最大螺栓的工作載荷F在軸向載荷Q作用下，每個(gè)螺栓承受的軸向載荷f=G=20000=5000NZ4在傾覆力矩M作用下，左側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力減小，右側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力增加，值為6xI0-x227.5=659341(N)根據(jù)力的合成可知軸線(xiàn)右側(cè)兩個(gè)螺栓所受軸向工作載荷最大，均為尸=片+「2=11593.41(')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)緊力尸-即>°zF'——鳥(niǎo)

zF'——鳥(niǎo)

Cb+J >0W代入數(shù)據(jù)得g=022x(0.6-0.2)S"-0?7乂5000)-]27?10-3>°解得所需的螺栓預(yù)緊力：r>11260/Vc由廣=礦-(】-另対)「可得，所需預(yù)緊力CF'=F"+——F=7000+0.7x11593.41=15115.4NG+]所受的總拉力%=尸+尸”=11593.41+7000=18593.41/7。.角接觸球軸承7213AC,基本額定動(dòng)載荷「小⑶N,(1)當(dāng)工作轉(zhuǎn)速傾血in,當(dāng)量動(dòng)載荷P=9500N時(shí)，試計(jì)算此軸承的壽命成(2)當(dāng)工作轉(zhuǎn)速護(hù)囪而n,要求1,習(xí)。岫時(shí)，此時(shí)允許的最大當(dāng)量動(dòng)載荷P是多少？當(dāng)P95()心時(shí)，要求、頒0時(shí)，允許的最高工作轉(zhuǎn)速n又是多少？【答案】由公式知丄感(￥)'?7213AC軸承的。，溺郵.I,(1)當(dāng)工作轉(zhuǎn)速n=M50r/min.當(dāng)量動(dòng)載荷P9500N時(shí)，軸承的壽命(2)當(dāng)工作轉(zhuǎn)速n=M5Wmin，要求裳瀚岫時(shí)，允許的最大當(dāng)量動(dòng)載荷〃=-金=56NVlo^V10,(3)當(dāng)P-9500N時(shí)，要求250燦時(shí)?允許的最高工作轉(zhuǎn)速"aM(糸)'=源而(畿)'心*斬543.3心血 2017年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院341農(nóng)業(yè)知識(shí)綜合三［專(zhuān)業(yè)碩士］之機(jī)械設(shè)計(jì)考研沖剌密押題（二）注意:①本試題所有答案應(yīng)寫(xiě)在答題紙上，不必抄題，寫(xiě)清題號(hào)，寫(xiě)在試卷上不得分；答卷需用黑色筆（鋼筆，簽字筆，圓珠筆）書(shū)寫(xiě)，用鉛筆、紅色筆等其他顏色筆答題，試題作廢；答卷上不得做任何與答題無(wú)關(guān)的特殊符號(hào)或者標(biāo)記，否則按零分處理；考試結(jié)束后試題隨答題紙一^裝入試題袋中交回。 一、 填空題1.齒輪傳動(dòng)的許用應(yīng)力計(jì)算是以 為基礎(chǔ)的。［答案】試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限以及接觸疲勞極限2.齒輪傳動(dòng)的齒面失效形式主要有 【答案】齒面點(diǎn)蝕、齒面磨粒磨損、齒面塑性變形、齒面膠合,確定液體動(dòng)壓軸承軸頸在軸承中的位置的兩個(gè)參數(shù)是 。【答案】偏心距e和最小油膜厚度：臨.為節(jié)約有色金屬，有人提出將蝸桿、蝸輪都用鋼來(lái)制造。如果采用這種方法將會(huì)出現(xiàn) 后果。［答案］膠合、蝸桿磨損過(guò)快V帶傳動(dòng)中，限制帶的根數(shù)ZW2"是為了保 o【答案】每根V帶受力均勻（避免受力不均）機(jī)械零件的強(qiáng)度條件可以寫(xiě)成 【答案】⑹，tWE二、 簡(jiǎn)答題.在兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)中，如其中有一級(jí)用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，它一般被用在高速級(jí)還是低速級(jí)？為什么？［答案】斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)應(yīng)用在高速級(jí)。因?yàn)樾饼X輪傳動(dòng)中輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合和脫離嚙合的，傳動(dòng)匕感平穩(wěn)，適合于高速傳動(dòng)，同時(shí)，高速級(jí)傳遞轉(zhuǎn)矩較小，斜齒輪產(chǎn)生的軸向力也較小，有利于軸承部件其他零件的設(shè)計(jì)。.設(shè)計(jì)一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，大、小齒輪齒寛的確定原則是什么？為什么？【答案】大、小齒輪齒寬的確定原則及原因是：齒寬越大，齒輪的承載能力越大，有利于提高齒面接觸和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。但是齒寬越大，載荷沿齒寬方向的分布也就越不均勻。因此必須合理選擇齒寬。齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，齒寬可以選擇大些。9.請(qǐng)說(shuō)明驗(yàn)算非液體摩擦滑動(dòng)軸承p值、〃'值的目的。【答案】P值為軸承承載面平均壓強(qiáng)，P值過(guò)大時(shí)將對(duì)材料表面強(qiáng)度構(gòu)成威脅’加速軸承的磨損。限制P值是為了保證軸承的承載面不被壓壞，進(jìn)而防止軸承發(fā)生過(guò)度磨損。值為滑動(dòng)軸承的摩擦功耗，用限制，分，值的方法可以控制軸承的溫升，避免軸承溫度過(guò)高，以免發(fā)生膠合失效。10.摩擦式離合器與牙嵌式離合器的工作原理有何不同？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？【答案】牙嵌式離合器靠?jī)蓚€(gè)端面帶牙的半離合器的互相嚙合來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩：而摩擦式離合器利用接觸面間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夕卜廓尺寸小，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，但牙嵌式離合器只宜在兩軸靜止或轉(zhuǎn)速差很小時(shí)接合或分離，否則牙齒可能會(huì)因撞擊而折斷：摩擦式離合器在任何轉(zhuǎn)速下都可接合，過(guò)載時(shí)摩擦面打滑，能保護(hù)其他零件不致?lián)p壞’接合平穩(wěn)，沖擊和振動(dòng)小。但接合過(guò)程中，相對(duì)滑動(dòng)會(huì)引起發(fā)熱與磨損，損耗能量。11.機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程通常分為哪幾個(gè)階段？各階段的主要內(nèi)容是什么？【答案】機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程通?？煞譃橐韵聨讉€(gè)階段：(1)產(chǎn)品規(guī)劃：主要工作是提出設(shè)計(jì)任務(wù)和明確設(shè)計(jì)要求。方案設(shè)計(jì)：在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中設(shè)計(jì)具體要求的前提下，由設(shè)計(jì)人員構(gòu)思出多種可行方案并進(jìn)行分析比較，從中優(yōu)選出一種功能滿(mǎn)足要求、工作性能可靠、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可行、成本低廉的方案。技術(shù)題十：完成總體跚、部件?I十、零件i鉗等。制造及試驗(yàn)：制造出樣機(jī)、試用、修改、鑒定。.壓配合連接的裝配方法有哪兩種?各用于什么場(chǎng)合？［答案】壓配合連接的裝配方法有壓入法和溫差法兩種。壓入法因會(huì)降低連接的緊固性，僅用于對(duì)連接質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合。當(dāng)對(duì)連接質(zhì)量要求較高時(shí)，可用溫差法。三、分析計(jì)算題.如圖所示：滑塊由差動(dòng)螺旋帶動(dòng)在導(dǎo)軌上移動(dòng)，螺紋I為M12xl，螺紋2為MlOxO.7：.螺紋I為右旋，(1)手柄按圖示方向(從左向右看為順時(shí)針)轉(zhuǎn)1圈時(shí)，滑塊移動(dòng)距離為多少？(2)若螺紋2螺旋方向改變，手柄按圖示方向(從左向右看為順時(shí)針)轉(zhuǎn)1圈時(shí).滑塊移動(dòng)距離為多少？【答案】(1)當(dāng)兩螺紋均為右旋時(shí)，當(dāng)手柄按圖示方向旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，螺桿向右移動(dòng)距離為4=1叫〃，滑塊在螺桿上向左移動(dòng)的距離成0.75沖〃，所以滑塊向右移動(dòng)的距離L=1-0.75=0.25〃剛：(2)當(dāng)螺紋2旋向反向，即當(dāng)螺紋1右旋，螺紋2左旋時(shí)，手柄瞬時(shí)針轉(zhuǎn)一圈時(shí)，螺桿向右移動(dòng)距離作成嘰滑塊在螺桿上向右移動(dòng)距離/產(chǎn)0?75〃",所以滑動(dòng)向右移動(dòng)距離為L(zhǎng)=1+0.75=1.75mm。.試選擇一齒輪減速器的高速軸端的聯(lián)軸器，己知：龜機(jī)型號(hào)為、200LK實(shí)際最大輸岀功率P/0.8兩轉(zhuǎn)速「970如n減速器的速比i=26.3,效率?則由強(qiáng)度計(jì)算得：輸入軸徑d=48mm,輸出軸徑d=95mm。工作機(jī)為刮板運(yùn)輸機(jī)，載荷為中等沖擊，與減速器聯(lián)接的軸徑d=100mm。［答案】先根據(jù)工作條件和載荷情況選擇聯(lián)軸器的類(lèi)型’再由已知數(shù)據(jù)確定具體型號(hào)和尺寸。由于高、低速軸的工)兄不同’所選聯(lián)軸器的類(lèi)型不一^一樣。(1)選擇聯(lián)軸器的類(lèi)型從受力情況分析為中等載荷，有一定沖擊，軸有一定的彎曲變形；從安裝條件看，不易保證完全同軸線(xiàn)，所以應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器。由于高速軸轉(zhuǎn)速高，動(dòng)載荷大，但轉(zhuǎn)矩小，可以選用傳遞轉(zhuǎn)矩不大的彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。對(duì)于低速軸，轉(zhuǎn)速低，動(dòng)載荷小些，但轉(zhuǎn)矩大，而且在與工作機(jī)聯(lián)接處,軸線(xiàn)出現(xiàn)偏移的可能性要大一些，所以選用齒輪聯(lián)軸器較為合適。(2)高速軸聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算嘀定計(jì)解專(zhuān)矩「根據(jù)載荷中等，彈性聯(lián)軸器可取載荷系數(shù)K=1.5,則有T.-KT,KX9550￡-1.5X9550X =307.2N?m存選擇聯(lián)軸器具體型號(hào)尺寸根據(jù)計(jì)算得到的［?減速器輸入軸d=48mm,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得TL7彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器(GB4323.84〉.該聯(lián)軸器許用扭矩為頰N?m.且聯(lián)軸器轂孔徑d有40.42,45.48四種規(guī)格，說(shuō)明可用。即決定選用TL7型，即TL7?軸器界《器GB432384在標(biāo)記中，Y為圓柱形軸孔’尺寸55x112表示與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接處的輪轂孑曜和長(zhǎng)度；J為短圓柱形軸孔，48x84是與減速器輸入軸(高速軸)聯(lián)接處的孔徑和長(zhǎng)度。3校核柱銷(xiāo)的彎曲強(qiáng)度和彈性套的擠壓強(qiáng)度查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，TL7型聯(lián)軸器有6個(gè)d=14mm的柱銷(xiāo)，柱銷(xiāo)分布圓直徑D,=140mm,柱銷(xiāo)長(zhǎng)度L都近似取45mm,則_10K”,_10X307200X45_,nn小_心才 6X140X141 6°-°MP"2KT 2X307200 ..c.4DPzdDtL6X14X140X45 '16MPa柱銷(xiāo)材料用45號(hào)鋼，6=360MPa,則許用彎曲應(yīng)力為|oFJ=0.25oi=0.25x360=90MPa彈性套用橡膠圈，〔P】=2MPa』UoF：60.0MPaWgFl90MPa，p1.16MP疋［pl急MPa計(jì)算結(jié)果表明，強(qiáng)度均滿(mǎn)足。15.30208軸承基本額定動(dòng)載荷(=63000N(1)若當(dāng)量動(dòng)載荷PEN.工作轉(zhuǎn)速n=7f.試計(jì)算軸承壽命L*(2)若工作轉(zhuǎn)速n一剛価n.軸承的預(yù)期壽命風(fēng)FOm求允許的最大當(dāng)量動(dòng)載荷?！敬鸢浮?1)根據(jù)公式得(取心?八？), 10*if.C. 10'/IX63000\ ,....-6oJ>)=60x750(6200)h：$0，，°(2)由式…馬(輸，人可得*(羌)以°(60亀0006)'x63000S9359N所以，允許的最大當(dāng)量動(dòng)載荷PW9359N%16.—雙排滾子鏈傳動(dòng)，傳遞的功率P：L5kW,傳動(dòng)的中心距a=500mm，鏈節(jié)距p12.7mm.主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n=145r/min.主動(dòng)鏈輪齒數(shù)/=17,沖擊載荷，水平傳動(dòng)，取靜強(qiáng)度安全系數(shù)S=6?&試校核該鏈傳動(dòng)的靜強(qiáng)度。［答案】(1)計(jì)算鏈速 17X12.7X145―s，，…,P~60X100060X1000~一°-52m/s<0-6m/s*可知此傳動(dòng)為低速鏈傳動(dòng)，應(yīng)用S=nQ/<KaF,)校核其靜力強(qiáng)度。(2)極限拉伸載荷Q由滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)表査P=12.7mm的08A鏈條，得Q=13.8kN(單排\(3)鏈的緊邊拉力E由沖擊載荷，查得工作情況系數(shù)Ka=1.4。鏈的緊邊工作總拉力F「=F+Fc+Fs鏈傳動(dòng)的工作拉力(圓周力)F"1000P/v=1000xl.5/0.52=2885N離心拉力Fc=qv'=0.6x0.52::=0.1622N懸垂拉力：Fs=Ksqga“水平傳動(dòng)，查得垂度系數(shù)K$=6：?jiǎn)挝绘滈L(zhǎng)質(zhì)量q=°?6kg/m；重力加速度g=9$赫:

中心距a=0.5m。則懸垂拉力Fs=Ksqga=6x0.6x9.8x0.5=17.64N所以R=F+Fc+Fs=2885+0.1622+17.64=2902.8N故、=好=藝殳姦我=&791,靜力強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。17.—單排滾子鏈傳動(dòng)。已知：主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n=850r/min?齒數(shù)/；=18：從動(dòng)鏈輪齒數(shù)z=90,鏈長(zhǎng)Lp=l?1鏈節(jié)，該鏈的破壞裁荷Q=55kN,工作情況系數(shù)Ka=1.2試求鏈條所能傳遞的功率P【答案】（1）傳動(dòng)比i=z如=90/18=5。（2）鏈的節(jié)距由lQ=55kN查得鏈條節(jié)距p=25.4mmc（3）鏈能傳遞的功率查滾子鏈的許用功率曲線(xiàn)，在鏈節(jié)距P=25.4mm和主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n>=850r/min時(shí)許用功率P°=30kW。各系數(shù)查得為K/=0.94,&=1.07,Kp=1,所以該鏈條所能傳遞的功率為p=H,KzKK，=30X0.94X1.07X】=252kw18.如圖所示，重量為P的一臺(tái)儀器安放在兩個(gè)螺旋壓縮彈簧支承的平臺(tái)上（平臺(tái)重量可忽略>除了彈簧1的中徑1）是彈簧2的中徑D的一倍（即D.=2D.）以外’彈簧其他參數(shù)一樣。試問(wèn)為了保證這臺(tái)儀器經(jīng)常處于水平位置，儀器應(yīng)放在何處（即離彈賽I的距離a為多少）？、+ KFC、3FC3nGd8Gd8'oi>mm'oi>mm圖【答案】根據(jù)靜力平衡條件可得兩彈簧所受的工作載荷分別為:?+//因?yàn)樾@比C=D/d.其已知所以G=以?要保持儀器經(jīng)常處于水平位置，須保證兩彈簧變形量人=丄即Gd一Gd'FzG,8所以F."rP8F,卄廣.由此可得a=8b根據(jù)已知條件a+b=360,得a=320mm.b=40mm19.設(shè)有一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，m=6mm.z二20,z_=80,b=40mm為了縮小中心距，要改用m=4mm的一對(duì)齒輪來(lái)代替它。設(shè)載荷系數(shù)K、齒數(shù)，，/及齒輪材料和熱處理方式等均保持不變?，F(xiàn)問(wèn)：為了保持原有的接觸強(qiáng)度?改用齒輪應(yīng)取多大的齒寬？【答案】原齒輪中-y（z,-I-|X<20+80）=300mm：原齒輪齒寬b—40mm；現(xiàn)齒輪中心齡’?％+&）=號(hào)乂（20+80）=200mm：設(shè)現(xiàn)齒輪齒寬為bL原齒輪。湛+基商’現(xiàn)齒輪E+司曷齢由題意，因兩者u，Ze，Zr,Z&,K,Ti,血］均不變,則有a=3la*bra77b?a故改用齒輪的齒寬應(yīng)取$=（乒）==（溫）'X40=90mm20.一不完全液體潤(rùn)滑的徑向滑動(dòng)軸承，兗徑比（即長(zhǎng)徑比）B/d=i軸頸直徑d=80mm.已知軸承材料的許用值為'MPa,[i]=5m/s.[pvJ=10MPa?m/s.要求軸承在n：-320r/mii和n=6l（M/mi兩種轉(zhuǎn)速下均能正常工作，試求軸承的許用載荷大小？[答案]非液體潤(rùn)滑狀態(tài)下：（1）當(dāng)n=320r/min時(shí)，圓周速度：=響=把礬竺m/s=1.34m/s<[v]按許用壓強(qiáng)「兩確定F：由彳導(dǎo)：Fnix.|p）-dB-32000N按許用S」確定F：”焉?壽耘一論<3Fg?[pv]X19lOOB/n,^47750N所以Fe應(yīng)為32000N。（2）當(dāng)n=frWr/min時(shí)，v=普=把普絲m/s=2.68m/s<[v]同理，按["]確定F：Fw,-32000N按3]確定F：K?v=[PWX19lOOB/n=23875N由（1），（2）可知’在兩種轉(zhuǎn)速下均能正常工作時(shí)’許用載荷為23875N。 2017年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院341農(nóng)業(yè)知識(shí)綜合三［專(zhuān)業(yè)碩士］之機(jī)械設(shè)計(jì)考研沖剌密押題（三）注意:①本試題所有答案應(yīng)寫(xiě)在答題紙上，不必抄題，寫(xiě)清題號(hào)，寫(xiě)在試卷上不得分；答卷需用黑色筆（鋼筆，簽字筆，圓珠筆）書(shū)寫(xiě)，用鉛筆、紅色筆等其他顏色筆答題，試題作廢；答卷上不得做任何與答題無(wú)關(guān)的特殊符號(hào)或者標(biāo)記，否則按零分處理；考試結(jié)束后試題隨答題紙一^裝入試題袋中交回。 一、 填空題.在設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，V帶的型號(hào)根據(jù) 和 選取?！敬鸢浮看殴β剩盒≥喚?單根V帶在載荷平穩(wěn)、包角為18?！恪⑶覟樘囟◣чL(zhǎng)的條件下所能傳遞的額定功率P主要與 . 和 有關(guān)。［答案］帶型號(hào)；4逐侖直徑：小輪轉(zhuǎn)速.一般的軸都需具有足夠的 ,合理的結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及良好的 ,這就是軸設(shè)計(jì)的基本要求?！敬鸢浮抗?；工藝性能.按摩擦狀態(tài)不同，摩擦可分為 【答案】干摩擦；邊界摩擦；混合摩擦：液體摩擦.對(duì)于兩級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，應(yīng)使中間軸上的兩個(gè)斜齒輪的旋向 .【答案】相同【解析】中間軸上兩個(gè)斜齒輪的旋向相反，可以部分抵消中間軸上的軸向力。蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率。 滇傳動(dòng)的總效率H= 【答案】商群兀T ,畢f(xié)二、 簡(jiǎn)答題螺栓連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求螺栓組對(duì)稱(chēng)布置于連接接合面的形心’理由是什么？【答案】主要是保證接合面受力均勻。8.滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？鏈傳動(dòng)中的內(nèi)部附加動(dòng)載荷產(chǎn)生的因素哪些？【答案】滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式有鏈的疲勞破壞、鏈條的磨損、鏈的銷(xiāo)軸和套筒的膠合、多次沖擊破斷、鏈條的靜強(qiáng)度破壞。鏈傳動(dòng)中的內(nèi)部附加動(dòng)載荷產(chǎn)生的因素有：(1)鏈條速度和從動(dòng)輪角速度的周期變化；(2)鏈條在垂直方向的加速度引起鏈在垂直方向的動(dòng)載荷，使鏈產(chǎn)生橫向振動(dòng)；(3)鏈節(jié)與鏈輪嚙合的瞬間’鏈節(jié)與鏈齒以一定的相對(duì)速度嚙合，它們之間產(chǎn)生動(dòng)載荷；(4)鏈條張緊不好產(chǎn)生松弛時(shí)，在啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、突然超載或卸載時(shí)’會(huì)產(chǎn)生較大的慣性沖擊載荷。9.簡(jiǎn)述零件的疲勞損傷積累假說(shuō)？【答案】零件的疲勞損傷積累假說(shuō)：零件在每一次應(yīng)力作用下，都會(huì)受到微量的疲勞損傷。在裂紋萌生及擴(kuò)展的過(guò)程中，零件內(nèi)部的疲勞損傷是逐漸積累的，當(dāng)疲勞損傷積累到一定程度達(dá)到疲勞壽命極限時(shí)，便發(fā)生疲勞斷裂。10.帶傳動(dòng)張緊的目的是什么？張緊輪應(yīng)安放在松邊還是緊邊上？?jī)?nèi)張緊輪應(yīng)靠近大帶輪還是小帶輪?外張緊輪又該怎樣？并分析說(shuō)明兩種張緊方式的利弊。［答案】帶傳動(dòng)工作一段時(shí)間后就會(huì)由于傳動(dòng)帶的塑性變形而使帶松弛，帶內(nèi)的初拉力減小，傳動(dòng)能力下降，這時(shí)必須要重新使帶張緊。張緊輪一般設(shè)置在松邊的內(nèi)側(cè)且靠近大帶輪處。若設(shè)置在夕M則時(shí)，則應(yīng)使其靠近小帶輪，這樣可以增加小帶輪的包角?提高帶的疲勞強(qiáng)度。11.機(jī)械零件常見(jiàn)的主要失效形式有哪些？(至少說(shuō)岀五種)［答案］機(jī)械零件常見(jiàn)的主要失效形式有：(1)打滑和疲勞破壞是帶傳動(dòng)的主要失效形式；(2)鏈條疲勞破壞、校鏈磨損、校鏈膠合、過(guò)載拉斷等式鏈傳動(dòng)的主要失效形式；(3)輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變形等是齒輪傳動(dòng)的主要失效形式；(4)齒面點(diǎn)蝕、膠合、磨損和輪齒折斷等是蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式。(5)疲勞點(diǎn)蝕、軸承塑性變形、軸承磨粒磨損等是滾動(dòng)軸承的主要失效形式。.受變載荷作用的緊螺栓聯(lián)接，螺栓所受工作應(yīng)力在0~曲間變化，在保持剩余預(yù)緊力不變條件下,采用哪些措施可減小螺栓的應(yīng)力幅？【答案】(1)降低螺栓剛度：(2)增大被聯(lián)接件岡臆；(3)同時(shí)采用以上兩種措施。三、分析計(jì)算題.如圖I所示為一厚度是15〃“〃的薄板，用兩個(gè)釵制孔用螺栓固定在機(jī)架上。已知載荷P=4000N，螺栓、板和機(jī)架材料許用拉應(yīng)力［E=12OMPa,許用剪應(yīng)力［"=95MP。,許用擠壓應(yīng)力V=MP”.板間摩擦系數(shù)。=0.2(1)確定合理的螺紋直徑。(2)若改用普通螺栓，螺栓直徑應(yīng)為多大？(取可靠性系數(shù)=1.2)【答案】(1)如圖1所示，在載荷P作用下，螺栓組聯(lián)接受到橫向載荷作用時(shí),設(shè)薄板受到的作用力為匕、旦，則根據(jù)薄板的力平衡條件有：TOC\o"1-5"\h\zFz-R=P ①對(duì)于薄板，對(duì)兩螺栓的對(duì)稱(chēng)中心O點(diǎn)取矩有：Fxa+F2a=P(l+a) ②由式①、②可得1 200R=—P=——x4000=8000?^2a100凡={+^p=300x4000=12000yv2a100則螺栓2受到最大工作剪力作用：丄=灼=1200()N由螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件可得『=匿=5螺栓桿與孔壁的擠壓應(yīng)力FJ=——<"o，min>―^-=12000=6.67mmLM15x150所以可取螺栓光桿直徑為例3四〃，，螺紋外徑為AH2?(2)若改用普通螺栓聯(lián)接，對(duì)于螺栓又有：ZQP-^r/max

則螺栓2所受的總拉力為1.2x120000.2=72000N則螺栓2所受的總拉力為1.2x120000.2=72000NQmax=Q“=72000N螺栓2危險(xiǎn)截面的螺紋小徑為：J4x1.3x72000V~E20=31.5\mtn取螺栓M36。圖2圖214.用兩個(gè)普通螺栓連接長(zhǎng)板手’尺寸如圖所示。兩件接合面間的摩擦系數(shù)1=0.15.扳擰力F-200N,試計(jì)算兩螺栓所受的力。若螺栓的材料為Q235,試確定螺栓的直徑。圖圖【答案】(1)確定螺栓的預(yù)緊力F，對(duì)扳手中心取矩，由力矩平衡條件得fFox200+fFox300>KfFx1100取Kf=l.2,則K.kx1|(XJ 1.2x200x1100、,…、，1/(2OO+W0， 0.15x(200+300) ?-(2)確定螺栓材料的許用應(yīng)力IB查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)材料Q235,有夾=235MPa。設(shè)不控制預(yù)緊力，假設(shè)螺栓為M12,查表得安全系數(shù)S=3.5235aj=-'MPu=67.14MPaJ(3)確定螺栓直徑由公式可得

4xl.3F? /r7T73x3520o仏Na'_ -=j rr tmn=9.316mm、ra,Vwx67.14查螺紋標(biāo)準(zhǔn)GBfr196-2003.螺紋為M12,出=10.106mm>9.316mm,故取M12。15.設(shè)計(jì)一個(gè)連續(xù)輕載運(yùn)輸機(jī)的減速器,其傳動(dòng)采用直齒錐齒輪傳動(dòng)’所需傳遞的功率為，6kW,小齒輪轉(zhuǎn)速為"）60r/min,厶=20,z,=49.壽命為15年（每年按300天工作日計(jì)算，兩班制、小齒輪作懸臂布置?試設(shè)計(jì)該齒輪傳動(dòng)?！敬鸢浮浚?）選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料該運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，齒輪可選用8級(jí)精度。該運(yùn)輸機(jī)傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速也不高，為了便于加工，由設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,大齒輪材料為45鋼（?；┯捕葹?00HBS,二者的材料的硬度差為40HBS。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按照公式進(jìn)行it算，a寸（1-0.5如）①5角定公式內(nèi)的各個(gè)參數(shù)a?試選載荷系數(shù)K=L3。b.計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩p 6000=9550--=9550x五癡N?mm=59687.5N*mmc.齒數(shù)比U49—=—=2.4520d?設(shè)齒寬系數(shù)咖％=1/3。e.對(duì)于0=20。的直齒錐齒輪來(lái)說(shuō)，區(qū)域系數(shù)Zh=2.5f?材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa^og?由設(shè)計(jì)手冊(cè)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。劉m=500MPa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限bHiimz=450MPah計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NI=60njLh=60x950x1x（2x8x300x15）=4.1472x10''N,=Ni/i=4.1472xl09/2.45=1.693x10"i?查得接觸疲勞壽命系數(shù)Zn，=0.90,ZlO.95。j.按照接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力計(jì)算取失效概率為1%?安全系數(shù)為Sh=1.得["hL= =0.90X550MPa=495MPa?%[aH]2= —=0.95x450MPa=427.5MPa?%②計(jì)算

a?試計(jì)算小齒輪分度圓直徑也，代入〔知中較小的值4偵4偵2￡瓦1-0.5巾囲I［＜rH］4x1.3x59687.52.5xl89.8\2— —Imm=87.69mm4x1.3x59687.52.5xl89.8\2— —Imm=87.69mmb.計(jì)算圓周速度V1-0.5x—jx—x2.452】?jī)?nèi)60x10002】?jī)?nèi)60x1000?TTX87.69x96060x1000m/s=4.41m/sC.計(jì)算載荷系數(shù)査得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.22,使用系數(shù)K,、-1,齒間載荷分配系數(shù)%-1.2,齒向載荷分配系數(shù)Kho-&卩=1.85、'則載荷系數(shù)為K=1x1.22x1.875x1.2=2.745^d?按實(shí)際載荷系數(shù)校正所計(jì)算的分度圓直徑，得 J,=du^K/K,=87.69x^2.745/1mm=122.78mme?e?計(jì)算大端模數(shù)m取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=6.5mm。m=d；/zi=122.78/20mm=6.14mmf.按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)計(jì)算d、dn「及bdi=mzi=6.5x20mm=130mm丄=4（1-0.5如）=130-0.5x!）mm=108.33mmR=/*）［（—I里乒=130x豆孕亙mm=172.00mmb=如夫=—x172.00mm=57.33mm(3)按齒根彎曲強(qiáng)度校核彎曲強(qiáng)度的校核公式為bm（l-0.5如）F,=2T1/dmI=2x59687.5/108.33N=1101.96N

coi&=u=2.45,&=22°20',&=90°-22°12'=67°48's\ 20 …， Z2 49= = =21.6.z-=——= =129cos5,cos22°12, “co吟cos67°48'查取齒形系數(shù)丫帥=2.74,丫明=2.16。應(yīng)力修正系數(shù)Yr=1.62,YSa2=1.92o由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。閂向=420MPa：大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Gn>n.2=380MPa：查得彎曲疲勞壽命系數(shù)*=0.90,Yn,=0.95取彎曲疲勞安全系數(shù)Sf=L4,得縛‘業(yè)2竺ME270MP8Sf1.4計(jì)算大小齒輪的彎曲強(qiáng)度卜“2

Sf0.95x380MPa=257.86MPa炊/“九2.745x1101.96x2.74x1.62、"，“由…ri心=福（1-。.50）=57.33x6.5x（1-。豐|/3）聊=43.24網(wǎng)財(cái)［^"Y/a2.745x1101.96x2.16x1.92、.c r,Ml-0.5^）=^x6.5x（l-0.5x1/3）MPa=4°'妣財(cái)［“丄由計(jì)算可知強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。.如圖所示，某軸由一對(duì)深溝球軸承支承。己知：軸受徑向力l-'R=i5000N.軸向力U2500N.軸的轉(zhuǎn)速nIOOr/min取裁荷系數(shù)，=丄軸承工作溫度一般’要求軸承壽命f^lOOOOh若此軸的軸頸不小于50mm,試選擇這一對(duì)軸承的型號(hào)?！敬鸢浮?1)求軸承所受載荷軸承1:徑向載荷由力矩平衡得(200+10Q)Fr：-!OOFR=O^=20raF--lX15000N=500°村軸向載荷兩軸承用雙固定式支承結(jié)構(gòu)，隊(duì)指向軸承2,上由軸承2承受：軸承1則不承受軸向載荷’即辭=0.軸承2：徑向載荷由力平衡得F*=Fr-R=15000-5000=LOOOON軸向載荷Fav-FA=2500N軸承2承受載荷遠(yuǎn)大于軸承1,故應(yīng)按軸承2計(jì)算。(2)試選6310型軸承進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算根據(jù)題意軸頸不小于50mm,試選6310型軸承，查手冊(cè)C=48.4kN.336.3ICN.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》手冊(cè)中的徑向系數(shù)X和軸向系數(shù)Y表，窖亠醪"帥，應(yīng)用線(xiàn)性?xún)?nèi)插法求e,*=0-26+踹司噁6〉<0-069-0.056)=0.27蕓■謐"25。取X=LY=0P：-XF.j+YFq-(1X10000+0X2500)=10000X

r-ftP:薩普'=1.1X10000X泮型薩網(wǎng)=68.36kNc?>c,故6310軸承不合適。(3)由CF36KN.查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選6410軸承進(jìn)行核驗(yàn)計(jì)算查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，6410軸承：C=7L8kN.C?=!6JkN由《機(jī)械設(shè)計(jì)》手冊(cè)：普亠滯=。?。5?求得。=。?24蕓-=濫=。?25*?取X=O?56.Y值用陽(yáng)性?xún)?nèi)插法：丫一'?99+ 0U-°-0287=】.83P,-XF..+YF.,-(0.56X10000+1.83X2500)-10175N

L離EX悟疇B-69.56kN<C-71.8kN可知所選6410型滾動(dòng)軸承合適。.如圖I所示為蝸桿斜齒圓柱齒輪直齒錐齒輪三級(jí)傳動(dòng)，已知：蝸桿為主動(dòng)，蝸輪輪齒旋向如圖所示，欲使I、n軸上的軸向力同時(shí)為最小，試在圖中標(biāo)岀：(1)各輪轉(zhuǎn)向；斜齒輪3、4的輪齒旋向；各輪軸向力二的方向?！敬鸢浮?1)各輪的轉(zhuǎn)向如圖2所示。首先，已知錐齒輪的軸向力是從小端指向大端，因此,錐齒輪5的軸向力方向水平向右。為使m軸上的軸向力最小,斜齒輪4的軸向力方向應(yīng)水平向左,從而斜齒輪3的軸向力方向水平向右。同理，為使II軸上的軸向力最小，蝸輪2的軸向力方向應(yīng)水平向左，從而蝸桿1的圓周力方向水平向右。又蝸桿主動(dòng)，故蝸桿的轉(zhuǎn)向?yàn)槿鐖D2所示。再根據(jù)蝸輪2的旋向，可知蝸桿1的旋向也是右旋，根據(jù)主動(dòng)輪的右手法則，可知蝸桿1的軸向力方向垂直紙面向里’則蝸輪2的圓周力方向垂直紙面向外，故蝸輪2的轉(zhuǎn)向處如圖2所示。斜齒輪3的轉(zhuǎn)向％與％相同，根據(jù)嚙合關(guān)系，可得斜齒輪4的轉(zhuǎn)向七。同理可得錐齒輪的轉(zhuǎn)向fl5、n6°(2)斜齒輪3、4的輪齒旋向如圖2所示。由(1)的分析可知，斜齒輪3的軸向力方向水平向右’轉(zhuǎn)向如財(cái)滿(mǎn)足主動(dòng)輪的右手法則,故斜齒輪3的輪齒旋向?yàn)橛倚?，則斜齒輪4的輪齒旋向?yàn)樽笮?3)由以上分析，可得各輪軸向力方向如圖2所示。圖2.—機(jī)器底座用10個(gè)螺栓與地基聯(lián)接，如圖所示。已知：螺栓之間的相對(duì)距離為100mm,所受的工作載荷為M=5000N?試設(shè)計(jì)此螺栓組聯(lián)接的螺栓直徑。O圖【答案】取整個(gè)螺栓組的螺栓為同一直徑，每個(gè)螺栓所加的預(yù)緊力也相同。(1)螺栓組的受力分析由于螺栓組只受一翻轉(zhuǎn)力矩M,貝I」由圖看出，左邊的兩個(gè)螺栓1、10受力最大，其工作載荷F= =5迎■項(xiàng)X?00=5000N”廿+占+???+日4X(2002+100。(2)求螺栓的預(yù)緊力F因?yàn)楣ぷ鬏d荷M無(wú)變化，故殘余預(yù)緊力F"=(0.2?0.6)F取FM=0.5F=0.5x5000=2500N螺栓總拉力Fo=F+FM=5000+2500=7500N螺栓的預(yù)緊力F'=F'+一呈一F式中孟=i—Tw；泠-相對(duì)剛度系數(shù)，因?yàn)闊o(wú)墊片，取沽M=°?2?則有=。&所以螺栓的預(yù)緊力F'=F”+0.8F=2500+0.8x5000=6500N(3)螺栓的靜強(qiáng)度計(jì)算選擇螺栓材料為強(qiáng)度等級(jí)為4.6的A繩，可查得其材料屈服極限G，=240MPa：取安全系數(shù)以=2?得螺栓材料的許用應(yīng)力[G]=W"=240/2=120MPa。根據(jù)式(10-20)求得螺栓危險(xiǎn)剖面直徑為.、/4X1.3F0Z4X1.3X7500 171心 =7^X120 =10-171mm經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取螺栓的公稱(chēng)直徑為：d=12mm。.在圖所示的輪系中，已知各齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，且模數(shù)相等，4=公=命=4=20,Zy=z5=50,z4=80,z7=40試求：該輪系的自由度，并指出是否存在局部自由度以及虛約束。. (o.求傳動(dòng)比峋=看，【答案】(1)由圖可知，機(jī)構(gòu)中共有6個(gè)活動(dòng)構(gòu)件；6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副；齒輪與齒輪之間的平面4級(jí)幅共有5個(gè)。所以此機(jī)構(gòu)的自由度為：P=3”2鳥(niǎo)—4=3x6—2x6-5=1不存在局部自由度和虛約束。(2)對(duì)于齒輪1、2、4構(gòu)成的定軸輪系，有:44=(-1產(chǎn)匹=竺=4對(duì)于齒輪3、5構(gòu)成的定軸輪系，有：糾勾對(duì)于齒輪1、2構(gòu)成的定軸輪系，有：如=竺=一互=-1

糾4根據(jù)同心條件，可得：mzqI1 1~=2mZh+2mZ1+2mZii把已知條件代入，計(jì)算可得齒輪9的齒數(shù)為：勺=80對(duì)于齒輪6、7、8、9及行星架構(gòu)成的差動(dòng)輪系，有：蝕二性=(一1)?務(wù)=一8啊一丹 Z6Z8右圖中連接關(guān)系可知:糾=氣，保=S，飽=饑根據(jù)⑴、②、③、④，聯(lián)立計(jì)算可得：20.設(shè)計(jì)一往復(fù)式壓氣機(jī)上的滾子鏈傳動(dòng)。已知：電動(dòng)機(jī)額定功率P=3kW,m=960r/min,壓氣機(jī)m=830r/min.試確定大、小鏈輪齒數(shù),鏈條節(jié)距’中心距和鏈節(jié)數(shù)?！敬鸢浮?1)選擇鏈輪齒數(shù)估計(jì)鏈速v=3?8m/s,取小=21n.960傳動(dòng)比'=〃=86551?16：z.=iz)=1.16x21=24.36.取z?=25。(2)初定中心距ao=4Op(3)鏈節(jié)數(shù)Lf=孝+2八住二）W2 p\2nIa=11尹.2陞,（牛當(dāng)藉=K）3.012 p\2k/40p取蚓=104節(jié)。（4）計(jì)算功率仁=FF=i安：kW=2.84kW

K：K_1.16x1式中：Ka=1.1（平穩(wěn)載荷）；&=1.16（估計(jì)工作點(diǎn)落在某曲線(xiàn)頂點(diǎn)右側(cè)）；Km=l（單排鏈\（5）鏈節(jié)距取P?=PC=2.8妹W,由圖可選用08A滾子鏈，查表得p=12.70mn“（6）確定實(shí)際中心距"唄（Lm+J（。亨）二（巖）】勺（明-罕頃W'W]mm=514.29mm取a=515mm。（7） *=^77^00= m/s=4-27m/s與原假設(shè)相符。 2017年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院341農(nóng)業(yè)知識(shí)綜合三［專(zhuān)業(yè)碩士］之機(jī)械設(shè)計(jì)考研沖剌密押題（四）注意:①本試題所有答案應(yīng)寫(xiě)在答題紙上，不必抄題，寫(xiě)清題號(hào)，寫(xiě)在試卷上不得分；答卷需用黑色筆（鋼筆，簽字筆，圓珠筆）書(shū)寫(xiě)，用鉛筆、紅色筆等其他顏色筆答題，試題作廢；答卷上不得做任何與答題無(wú)關(guān)的特殊符號(hào)或者標(biāo)記，否則按零分處理；考試結(jié)束后試題隨答題紙一^裝入試題袋中交回。 一、 填空題1,帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是 O 【答案】在保證帶傳動(dòng)不發(fā)生打滑的條件下，使帶有一定的疲勞強(qiáng)度和使用壽命2.對(duì)于金屬材料的干摩擦理論，目前較普遍采用的是 理論?！敬鸢浮空持?.在 的摩擦部位及 工況下,宜選用粘度較低的油；在 的摩擦部位及 工;兄下’宜選用粘度較高的潤(rùn)滑油。［答案】高速運(yùn)轉(zhuǎn)或載荷較?。旱蜏兀旱退龠\(yùn)轉(zhuǎn)或載荷較大：較高溫度普通螺紋的牙型角a為60。,當(dāng)摩擦系數(shù)1=1.（）時(shí)，該螺紋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)「、= 【答811-15受預(yù)緊力F和軸向靜工作裁荷F的緊螺栓聯(lián)接，工作時(shí)螺栓所受的總拉力R，= :進(jìn)行其螺栓強(qiáng)度計(jì)算時(shí)’其危險(xiǎn)剖面直徑d§ ［答案］宀滂諾用罪機(jī)械零件常見(jiàn)的失效形式有 【答案】整體斷裂，過(guò)大的殘余變形，零件的表面破壞’破壞正常工作條件弓I起的失效。二、 簡(jiǎn)答題什么是穩(wěn)定變應(yīng)力和非穩(wěn)定變應(yīng)力？【答案】周期、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力均不改變的變應(yīng)力稱(chēng)為穩(wěn)定變應(yīng)力，若其中之T化稱(chēng)為瞞定變應(yīng)力。試簡(jiǎn)述軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求?！敬鸢浮枯S的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求有:軸應(yīng)便于加工，軸上零彳牛要易于裝拆(制造安裝要求＞(2)軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置(定位〉各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定(固定＞改善受力狀況’減小應(yīng)力集中。.試述齒輪傳動(dòng)中，減小齒向載荷分布系數(shù)。.的措施。【答案】齒輪傳動(dòng)中，減小齒向載荷分布系數(shù)。的措施有：(1)提高支承剛度，減小受力變形。(2)盡可觥齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱(chēng)布置或遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端。(3)合理確定齒輪寬度，避免齒輪過(guò)寬。(4)提高制造和安裝精度。(5)對(duì)輪齒進(jìn)行沿齒寬方向的修緣。.齒輪傳動(dòng)的載荷系數(shù)K=KAXKvXKfiX&中，K\考慮的是什么因素影響？【答案】、是考慮齒輪副本身的嚙合誤差引起的內(nèi)部動(dòng)載荷的影響。H.簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)?！敬鸢浮?1)齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)功率和速度的范圍廣，傳動(dòng)匕渠定，效率高，工作可靠,壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：制造安裝精度高，價(jià)格較貴，不適于傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合。帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲??；價(jià)格低廉：能緩和沖擊振動(dòng)；適用于中心距較大的傳動(dòng)；過(guò)載時(shí)會(huì)產(chǎn)生打滑，可以保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)中的其它零件。缺點(diǎn)：帶的彈性滑動(dòng),使傳動(dòng)效率降低甚至失效，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確；打滑會(huì)加劇帶的磨損，壽命較短。鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：和齒輪傳動(dòng)比較，它可以在兩軸中心相距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力’結(jié)構(gòu)輕巧,制造與安裝精度要求較低’成本也低；與帶傳動(dòng)比較’傳動(dòng)比準(zhǔn)確’傳動(dòng)可靠’張緊力小，裝配容易’軸與軸承的載荷較小，傳動(dòng)的效率較高可達(dá)0.95-0.97,在同樣的使用條件下’鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；可在高溫或潤(rùn)滑油環(huán)境中工作,也可用于多灰塵的環(huán)境：缺點(diǎn)：由于多邊形效應(yīng)，鏈的瞬時(shí)速度、瞬時(shí)傳動(dòng)比不穩(wěn)定；工作時(shí)有一定的沖擊和噪聲；不宜用在載荷變化大，高速和急速反向的傳動(dòng)中；只能實(shí)現(xiàn)平行軸間的同向傳動(dòng)。12.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求是什么?轉(zhuǎn)軸多制成階梯形’其優(yōu)點(diǎn)是什么？【答案】(1)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求：丄軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置2軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；③軸應(yīng)具有良好的制造工藝性：便于加工、盡量減小應(yīng)力集中等。(2)轉(zhuǎn)軸多制成階梯形，其優(yōu)點(diǎn)是：〔L易于軸上零件的安裝裝配，非定位軸肩使軸上零件在安裝過(guò)程中盡量減少不必要的配合面；②定位軸肩可起到軸上零件的軸向定位和固定的作用；③

減小軸的重量。三、分析計(jì)算題13.試說(shuō)明軸承代號(hào)6208和7O24AC/PVDB啲含義?！敬鸢浮? 2 08I 公差等級(jí)為0 代號(hào)中均有略）I 軸承內(nèi)経d■SX8mm=40mm 尺寸系列《0）2（寛度系列0（代號(hào)中省時(shí)丿.〃捋系列2> —攆尚球軸承網(wǎng)■嫉脅對(duì)育安裝公妙等54級(jí)Wit*.-25-軸承內(nèi)K</-24x5mm-120mm尺寸系列“>0（気度系列1（代號(hào)中有略）.腐稅系列0）角債觸球?承14.某零件在不穩(wěn)定變應(yīng)力情況下，應(yīng)力性質(zhì)為對(duì)稱(chēng)循環(huán)’在循環(huán)基數(shù)N“=10?時(shí)，C=300MPa.疲勞曲線(xiàn)方程指數(shù)m=9。若在b=600MPa下工作〃產(chǎn)10‘次,在6=400MPa下工作〃？=4x10』次,在<r3=200MPaTI^//3=6xl04次’試按線(xiàn)性疲勞積累假說(shuō)求出它在％=350MPa下可工作的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)%=?【答案】因?yàn)椋』，所以％可以忽略。根據(jù)疲勞曲線(xiàn)方程b」N°=E”，可得：xl()7=|.95xl04300400xl0xl()7=|.95xl04300400xl07=7.51xl05300“。=[350xl07=2.50xl06根據(jù)Miner方程*+圭+糸=1，可得:10d4xl0410d4xl04=2.50、10xl,_L95xl047-51x105=1.08x10'15.寫(xiě)出實(shí)現(xiàn)軸上零件軸向固定的任意四種方法，并畫(huà)出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖?！敬鸢浮咳鐖D所示。

(S|.用驚定嬪釘定檢(1)、用編用定位(2),用舛黃

A.再(S|.用驚定嬪釘定檢(4h用験遂攜板定位(5)、川梢片位116.有一V帶傳動(dòng)，傳遞功率為P=3.2kW.帶的速度\=8.2mA，帶的根數(shù)工1,安裝時(shí)測(cè)得預(yù)緊力&=I2ON.試計(jì)算有效拉力冗緊邊拉力氣、松邊拉力人［答案】由于帶根數(shù)為=4,故傳遞功率根據(jù)公式為P=濫，可得：r1000P1000x3.2Mn_AN.F= = N=97.6Nc2V4x8.2設(shè)單根V帶的緊邊拉力、松邊拉力分別為氏、但，則滿(mǎn)足公式：Fc=Fx-F2R+E=2已聯(lián)立上面兩式’可得:片=色女=竺生絲NF68.8N

。號(hào)=迫嚴(yán)517有一普通V帶傳動(dòng).已知:用鼠籠型交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),載荷有輕微變動(dòng);中心距Z850mm：帶輪基準(zhǔn)直侵/』=MOmm,ddz=375mm：從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速m=358r/min：B型帶3根.強(qiáng)力層為棉簾布結(jié)構(gòu)’基準(zhǔn)長(zhǎng)度1/2500mm：三班制工作。試求該V膠帶傳動(dòng)所能傳遞的最大名義功率?！敬鸢浮坑蒝帶根數(shù)Z的計(jì)算公式：Z>R

'”(Pi+APDKK.可得V帶傳動(dòng)能傳遞的最大名義功率為p_Z(P|+WKK根據(jù)本題所給條件：⑴v帶根數(shù)z=3；(2)單根普通V帶所能傳遞的額定功率P:在由單根普通V帶的基本額定功率P,表查取P值時(shí),除已知為B型帶,小帶輪基準(zhǔn)直徑心=140mm外，還需知膠帶速度北"嶼電nX375X358 7 .V~60X1000 60X1000m/s故由單根普通V帶的基本額定功率表查得P，=L57kW。(3)額定功率的增fiAP,：該V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比’芬嘴=2.68貝11小帶輪?-in：=2.68x358q960r/min由B型膠帶、傳動(dòng)比i及小帶輪轉(zhuǎn)速m可由單根普通V帶時(shí)額定功率的増量表查得△Pi=0.30kWo(4)包角修正系數(shù)虬：小帶輪包角為勾=180°一^4^^60°=180°-^^乂60亠163。由V帶傳動(dòng)的包角修正系數(shù)匕表査得電=0.959。(5)帶長(zhǎng)修正系數(shù)Kl：由基準(zhǔn)長(zhǎng)度&及B型膠帶經(jīng)帶長(zhǎng)修正系數(shù)Kl.表，査得Kl=L03。(6)工作情況系數(shù)Ka：由載荷有輕微變動(dòng)及每天三班制工作，經(jīng)查V帶傳動(dòng)工況系數(shù)匕表得Ka=1.3。(7)求該V帶傳動(dòng)所能傳遞的最大名義功率：p=+—K.Kl=3X(1.57+0.30〉X0.959X1.03 .wKa L3 七4?的kw所以該普通V膠帶傳動(dòng)所能傳遞的最大名義功率P=4.26kW。18.在圖1中，標(biāo)出未注明的蝸桿(或蝸輪)的螺旋線(xiàn)旋向及蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)向，并繪出蝸桿或蝸輪嚙合點(diǎn)作用力的方向(用三個(gè)分力表示X圖1

【答案】見(jiàn)圖2。(c)【答案】見(jiàn)圖2。(c)19.已知圖所示軸兩個(gè)46307型軸承支承?軸承上的徑向載荷分別為"。OON.E.X2000N軸上的軸向荷載為「若軸的工作轉(zhuǎn)速同頗血in.而載荷平穩(wěn)。試確定圖中軸承組的使用壽命。（463077軸承性能：內(nèi)部軸向力額定動(dòng)載荷＜=*額定靜載荷（心，分界系數(shù)日）.68,F」/F,We時(shí).X=LY=0.FTEX。］.X=0?ll.Y=0.85）【答案】根據(jù)軸承的內(nèi)部軸向力公式5=。?68匕可知，兩軸承的內(nèi)部軸向力分別為：S,=O.68x4000=2720N S?=0.68x2000=1360N因?yàn)?，：7=1000+2720=372（^＞禹.所以軸承1處于，，放松”狀態(tài)，軸承2處于“壓緊”狀態(tài)?？芍S承的軸向力為：Fat=S,=2720NFt2=S,+FJ=2720+1()0637對(duì)于軸承1，合=湍=°婭5所以取"If=°對(duì)于軸承2,斜謐=L86X，故取旳=。."K/0.85.于是，兩個(gè)軸承所受的當(dāng)量動(dòng)載荷分別為：昨Ke=4000N4=人(*2已2+*烏)=1x(0.4lx2000+0.85x3720)=3982N

因?yàn)?所以按軸承1計(jì)算軸承組的壽命。又為球軸承，八3.因此軸承組的壽命是:

ioircY_m^xr334ooY=9703h%60心丿60x1000(4000)20.圖1所示為一螺栓組聯(lián)接的三種方案。已知L=300mm,a=60mm,試求該螺栓組三個(gè)方案中受力最大螺栓的剪力各為多少？并說(shuō)明哪種方案較好？【答案】由圖1可知，該螺栓組聯(lián)接是受一偏載作用(工作載荷不通過(guò)螺栓組形心中心)的聯(lián)接。為此，需把外載荷R向螺栓組形心簡(jiǎn)化，螺栓組受載為橫向載荷R和旋轉(zhuǎn)力矩T=RL,簡(jiǎn)化后的受力圖見(jiàn)圖2。在三種方案中，橫向載荷R使螺栓組的每個(gè)螺栓受到的橫向力都等于R/3.且具有相同的方向。但由于螺栓分布的不同，旋轉(zhuǎn)力矩T使三個(gè)方案中的螺栓受到的橫向力都不相等，因而在三個(gè)方案中受力最大螺栓所受剪力是不相同的，下面分別計(jì)算。圖2夕卜載荷R向螺栓組形心簡(jiǎn)化后的受力圖方案一由圖1可知，螺栓3受力最大：&=￥+翳=（扌十打火=（扌+鼎）R=2.833R方案二由圖1可知，螺栓4或螺栓6受力最大:f（禹LEE方案三由圖1可知，螺栓8受力最大：宀（鄂+（劉+2（染制5。。=［仔）'+（￡）'+張。，3。。更「』=5/（頒+（打+斜。聽(tīng)。。頊=1.962R由以上計(jì)算結(jié)果可知，方案三受力最大的螺栓所受剪力最小’因而最安全可靠。此夕卜,從受力分析圖中可看到，方案三中的三個(gè)螺栓受力也比較均衡，故方案三較好。 2017年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院341農(nóng)業(yè)知識(shí)綜合三［專(zhuān)業(yè)碩士］之機(jī)械設(shè)計(jì)考研沖剌密押

題（五）注意:①本試題所有答案應(yīng)寫(xiě)在答題纟讓?zhuān)槐爻}，寫(xiě)清題號(hào)，寫(xiě)在試卷上不得分；答卷需用黑色筆（鋼筆，簽字筆，圓珠筆）書(shū)寫(xiě)，用鉛筆、紅色筆等其他顏色筆答題，試題作廢；答卷上不得做缶可與答題無(wú)關(guān)的特殊昭或者標(biāo)記，否則按零分處理；考試結(jié)束后試題隨答題紙一^裝入試題袋中交回。 一、填空題?蝸桿傳動(dòng)的實(shí)效經(jīng)常發(fā)生在 0［答案］蝸輪表面上【解析】這是由于蝸輪無(wú)論在材料的強(qiáng)度上還是結(jié)構(gòu)方面都比蝸桿弱。.齒輪抗彎曲計(jì)算中的齒形系數(shù)丫地反映了 對(duì)輪齒抗彎強(qiáng)度的影響?！敬鸢浮魁X形.根據(jù)齒形的不同，花鍵連接可分為—連接和 _連接。【答案】矩形花鍵：漸開(kāi)線(xiàn)花鍵?！窘馕觥扛鶕?jù)齒形的不同，花鍵可分為矩形花鍵和漸開(kāi)線(xiàn)花鍵兩類(lèi)，且均已標(biāo)準(zhǔn)化。.在同樣材料條件下’三角螺紋的摩擦力矩—矩形螺紋的摩擦力矩，因此它多用于 中,而矩形螺紋則多用于 中?！敬鸢浮啃∮?；連接；傳動(dòng)。【解析】三角螺紋多用于連接；矩形螺紋傳動(dòng)效率高；多用于傳動(dòng)5.徑向滑動(dòng)軸承的直徑增大一倍?長(zhǎng)徑比不變，裁荷不變，則軸承壓強(qiáng)P為原來(lái)的 倍?！敬鸢浮?4［解析］寬徑比B/d不變，可知直徑增大T咅時(shí)，寬5也増加T咅，由軸承壓強(qiáng)公式P=—可得軸承壓強(qiáng)P為原來(lái)扌。6.潤(rùn)滑油的粘度是度量液體—的物理量，潤(rùn)滑油的油性是指—一?！敬鸢浮?jī)?nèi)摩擦大?。簼?rùn)滑油在金屬表面上的吸附能二、簡(jiǎn)答題7.軸的三種強(qiáng)度計(jì)算方法各有何區(qū)別？各適用于什么范圍？［答案］軸的三種強(qiáng)度計(jì)算方法是：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算，按疲勞強(qiáng)度條件校核計(jì)算。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，通過(guò)計(jì)算切應(yīng)力來(lái)建立軸的強(qiáng)度條件。主要用于初步估算軸徑。按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算，按照強(qiáng)度理論進(jìn)行彎扭合成，求出當(dāng)量彎矩，建立軸的強(qiáng)度條件。用于既受轉(zhuǎn)矩又受彎矩作用的轉(zhuǎn)軸的計(jì)算。按疲勞強(qiáng)度條件校核計(jì)算，考慮應(yīng)力集中、尺寸效應(yīng)和表面狀態(tài)等各種因素后，精確地確定各危險(xiǎn)截面的安全程度。常用于重要軸的計(jì)算。8.潤(rùn)滑削中加入添加劑的作用是什么？【答案】為了改善潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的性能，或適應(yīng)某些特殊的需要，應(yīng)加入一定的添加劑，例如加入抗氧化的添加劑，可抑制潤(rùn)滑油氧化變質(zhì)等。.簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承油孔、油溝時(shí)應(yīng)注意的主要問(wèn)題。【答案】滑動(dòng)軸承的進(jìn)》?［、油溝應(yīng)開(kāi)設(shè)在非承載區(qū)軸瓦內(nèi)表面：油溝與端面保持適當(dāng)距離，以防止過(guò)多端泄。.滑動(dòng)軸承中的油孔、油洶和油室有何作用？液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的油溝應(yīng)開(kāi)在何處？為什么？【答案】(1)滑動(dòng)軸承中的油孔是為了往軸承內(nèi)注油；油溝是把從油孔注入的潤(rùn)滑油輸送和均布到整個(gè)軸承的寬度方向；油室是使?jié)櫥脱剌S向均勻分布，并起貯油和穩(wěn)定供油的作用。(2)油溝應(yīng)開(kāi)在非承載區(qū)域內(nèi)，以保證承載區(qū)域內(nèi)油膜的連續(xù)性，具有一定的承載能力。11.彈性聯(lián)軸器的彈性元件有哪幾類(lèi)？各有什么特點(diǎn)？［答案］彈性聯(lián)軸器的彈性元件有彈性套柱銷(xiāo)和彈性柱銷(xiāo)兩類(lèi)。彈性套柱銷(xiāo)是利用彈性套的彈性變形來(lái)*N嘗兩軸的相對(duì)位移，但彈性套易磨損、壽命較短；彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器與彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器很相似，但傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，制造、安裝方便，壽命長(zhǎng)，也有一定的緩沖吸振能力，適用于軸向竄動(dòng)大，正反轉(zhuǎn)或起動(dòng)頊繁的場(chǎng)合。由于尼龍柱銷(xiāo)對(duì)溫度較敏感，故要限制工作溫度。.簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)軸上零件軸向定位和固定的方法有哪些?！敬鸢浮恐饕椒ㄓ休S肩與軸環(huán)、圓螺母、套筒、軸用彈性擋圈、緊定螺釘、軸端擋圈、銷(xiāo)等。三、分析計(jì)算題.圖1為一手動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，已知卷筒直徑D=200mm.齒輪的齒數(shù)Z：=20,Z：=60.蝸桿傳動(dòng)的Z,=I.Z,=60,q=l：；.渦輪直徑dt=240mm.a=20?重物G=20kg.傳動(dòng)系統(tǒng)總效率n=0?35.蝸桿傳動(dòng)吃面之間當(dāng)量摩擦系數(shù)B).15，試求：(1)簡(jiǎn)述該機(jī)構(gòu)中齒輪和蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則是什么?(2)勻速提升重物時(shí)，加在手柄上的推理F(切向力)至少需要多大？手柄應(yīng)向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)(在圖中畫(huà)出)？(3)判斷蝸桿傳動(dòng)是否能自鎖？(4)蝸桿若能自鎖，分析重物停在空中時(shí)(手柄上沒(méi)有推力)，蝸輪在節(jié)點(diǎn)處所受的分力方向(在圖中畫(huà)出1— — 200mm圖1【答案】(1)作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩7；=Gg?=20xl0x號(hào)N?m=20N?m。再根據(jù)7；=始成(其中z60A=M=了=60則可求得作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩為:20z1MTx=―土一= N?m= N?mS60%, 3加故作用在齒輪2上的轉(zhuǎn)矩為："％=機(jī)^嘰根據(jù)4=ig(其中加=號(hào)=^=3),求得作用在齒輪1上的轉(zhuǎn)矩為:7}=―—= ! N?m=—N?m=————N-m=O.3l7N*m，2如3x3%2〃x 9〃 9x0.35又氣=牛其中/=2(X)mm.故加在手柄上的推力：F=E=221Zn=]587N

/ 0.2(2)要使重物上升’蝸輪須I質(zhì)時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),即蝸輪的圓周力方向應(yīng)水平向右，故蝸桿的軸向力方向水平向左。又蝸桿旋向?yàn)橛倚?根據(jù)主動(dòng)輪的右手法則’可知蝸桿的轉(zhuǎn)向從左向右看為逆時(shí)針，故小齒輪的轉(zhuǎn)向從右向左看應(yīng)為順時(shí)針?lè)较颍鐖D2所示。圖2(3)根據(jù)公式EnX虧可得，蝸桿導(dǎo)程角的正切值為tanZ= 0.077o根據(jù)公式tans=/；可得，當(dāng)量摩擦角的正切值為tan角=0.15。因?yàn)閠anZ<tan似?可知X<代，，故蝸桿傳動(dòng)自鎖。(4)當(dāng)蝸桿傳動(dòng)處于自鎖狀態(tài)時(shí)，蝸輪成為主動(dòng)輪。在重物的重力下，蝸輪有逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，于是蝸輪的圓周力方向水平向右。徑向力方向豎直向下，指向圓心。根據(jù)蝸桿為右旋，可知蝸輪也為右旋。根據(jù)主動(dòng)輪的右手法則，可知蝸輪的軸向力方向垂直紙面向外，如圖3所示。圖3.如圖所示，機(jī)座用4個(gè)螺栓固定在混凝土壁面上。已知拉力F=4kN,作用在寬度為140mm的中間平面上.a=45。,混凝土的許用擠壓應(yīng)力I福=2MPa.接合面間的摩擦系數(shù)I=0.3.試設(shè)計(jì)此連接?！敬鸢浮浚?）螺栓組受力分析軸向力氏（作用于螺栓組中心，水平向右）Fx=Fsina=4x10：ixsin45°N=2828N橫向力F、（作用于接合面，垂直向下）Fy=Fcosa=4x10xcos45°N=2828N傾翻力矩M（順時(shí)針?lè)较颍㎝=Fyx0.16=2828x0.16N?m=452.48N?m（2）螺栓受力分析①在軸向力作用下，各螺栓所受的工作載荷E為=—==-^N=707N②在傾翻力矩作用下，上面兩螺栓加載F”下面兩螺栓減載日，由公式可得…件=經(jīng)祗徐旦村=870、$廣4x0.13：t?I故上面兩螺栓所受的工作載荷F為F'=F.4-Fi=（707+870）N=1577N③確定預(yù)緊力R在橫向力冃作用下，底板連接接合面不出現(xiàn)滑移的條件為查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知無(wú)墊片時(shí)的相對(duì)剛度系數(shù)=0-2?則=1-A/+/取可靠性系數(shù)虬=1.2,則各螺栓所需的預(yù)緊力R為"+A-F）='x（ +0.8x2828）N=3394、/如+刈」4I0.3 I④上面兩螺栓所受的總拉力E

Fx=Fo+—=(3394+0.2x157)N=3709NArI+/ij(3)確定螺栓直徑選擇螺栓材料為Q235,材料的屈服極限災(zāi)=235MPa.則[a]=[、=罕MPa=78.33MPa查螺紋標(biāo)準(zhǔn)GB/T196-2003,當(dāng)公稱(chēng)直徑d=12mm時(shí)’d：=10.106mm>8.853mm.(4)校核螺栓組連接接合面的工作能力①連接接合面下端的擠壓應(yīng)力不能超過(guò)許用值，以防止接合面破碎。則有14()x(320-200)x(4x3394-0.14()x(320-200)坦—MPa12xr=0.92MPa<[aj=2MPa所以，接合面不會(huì)破碎。②連接接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力’以防止機(jī)架受力時(shí)接合面產(chǎn)生間隙，即％血>0。即-；(*--f=。.42MPa>0所以，連接接合面上端接合面不會(huì)產(chǎn)生間隙。故此螺栓連接選用4個(gè)M12材料為Q235的螺栓。15.某軸選用一對(duì)30208E型圓錐滾子軸承，如圖1所示。已知兩軸承上的徑向負(fù)荷比 '?斜齒輪與錐齒輪作用在軸上的軸向負(fù)荷分別為/ 、?J指向如圖I所示。軸的轉(zhuǎn)速’n-?000r/min.負(fù)荷系數(shù)，溫度系數(shù) 試計(jì)算軸承的壽命為多少小時(shí)？附：30208E型軸承的有關(guān)參數(shù)如下:C,-.；98(C,-.；98(K)N.r-O.37.SR 1.6圖1【答案】【答案】如圖2所示。求&求A求&求A：所以'…'&=為二^00村=國(guó)3Nii4X!?OVR-2500vN

?S7=zy=r7T6N-781N"*=Sf63NA=&+Fn/%=(781+500350)N=93lN;A；-S；=7X1Ni.4,S|+F,u-F.\|(1563+35O—5OO)N1413N所以Ams、(3)求'食■職f3)26VeWP,=fji,r1.2X5000N一6000N會(huì)=票GT?！?。.，，七」f^XKt十YAQ=1.2X<0.4X2500+1.6X1413)N=3913N由于％>p，:?故按計(jì)算。(4)求“＞制豎)、裁麗x(嚐紆)“hf55E16.圖1所示的兩種直齒圓柱齒輪傳動(dòng)方案中，已知小齒輪分度圓直徑』=d,=d「=d「=80mm,大齒輪分度圓直徑位=d；=d