機械設計歷年試題與答案解析(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 A卷）一、填空題〔每空1分，計25分〕一減速齒輪傳動，主動輪1用45號鋼調質，從動輪用45號鋼正火，則它們齒面接觸應力的關系是 b 。a；b；c、。帶傳動中緊邊拉力為，松邊拉力為，則其傳遞的有效圓周力為 c 。a；b；c；d、。 對于硬齒面閉式齒輪傳動，其齒面接觸承載能力較高，故通常先按 齒根彎曲疲勞 強度進行設計，然后校核 齒面接觸疲勞 強度。蝸桿的 c 模數為標準模數，蝸輪的 b 壓力角為標準壓力角。a、法面； b、端面；c、軸面。帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態時，與的關系可用著名的歐拉公式表示為 。在蝸桿傳動中，當需要自鎖時，應使當量摩擦角 b 蝸桿導程角。a、小于；b、大于；c、等于。計算蝸桿傳動的傳動比時，公式 c 是錯誤的。 a；b；c；d、。蝸桿傳動的失效通常是發生在 蝸輪輪齒 上。設計圓柱螺旋彈簧時，其彈簧直徑d按 強度 條件確定，其工作圈數n按 剛度 條件確定。彈簧指數C＝ D2/d ，C值越大，剛度越 小 。1楔鍵聯接靠 摩擦力 傳遞轉矩，用于對中性要求不高的聯接。1按國家標準GB/29293規定，代號為7210C的滾動軸承類型為 角接觸球軸承 軸承，其內徑為 50 mm，寬度系列為 窄、系列，直徑系列為 輕 系列，C代表 公稱接觸角15186。，其精度為 P0 級。1下列各種聯軸器中，能減緩振動和沖擊的是 f ；可實現兩軸線角位移最大的是 c ；常用于兩軸線對中性不好、低速情況下的是 d 和 e 。a套筒聯軸器；b. 凸緣聯軸器；c. 萬向聯軸器；d. 十字滑塊聯軸器；e. 齒輪聯軸器；f. 彈性柱銷聯軸器。二、問答題〔每題5分、計30分〕試分析影響帶傳動所能傳遞最大有效圓周力Fmax 的主要因素。（5分）與初拉力、包角和摩擦系數有關。（3’）大、大、大，則產生的摩擦力大，傳遞的最大有效圓周力也大。（2’）試說明齒形系數與齒輪的哪些參數有關，對齒根彎曲應力有何影響？（5分）齒形系數反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應力的影響，凡是影響齒廓形狀的參數如齒數、變位系數和分度圓壓力角都影響。(3’)如果齒數增大、變位系數和分度圓壓力角增大，均可以使齒根增厚，齒形系數減小，減小。 (2’)為提高輪齒的抗折斷能力，可采取哪些措施？（5分）可適當增大齒根圓角半徑以減小應力集中；（1’）合理提高齒輪的制造精度和安裝精度；(1’)正確選擇材料和熱處理方式；(2’)以及對齒根部位進行噴丸、輾壓等強化處理。(1’)螺紋聯接防松的實質是什么？按工作原理分，防松的方法有哪幾類？答：防松的實質是防止螺紋副間的相對轉動。（2分）防松的方法有摩擦防松、機械防松、永久防松。（3分）什么是滾動軸承的基本額定動負荷？其方向是如何確定的？（5分）答：軸承工作溫度在100186。C以下，基本額定壽命L=1x1r時，軸承所能承受的最大載荷，稱為基本額定動負荷。(2分)對于向心軸承，其方向為徑向載荷；（1分）對于推力軸承，其方向為軸向載荷；（1分）對于角接觸軸承，其方向為載荷的徑向分量。（1分）簡述非液體摩擦徑向滑動軸承校核計算的主要內容？（5分）答：（1）驗算壓強：滑動軸承壓強p≤許用壓強[p]；（2分）驗算pv值：pv≤[pv]。 （2分）驗算軸徑圓周速度v：v≤[v]。（1分）三、分析計算題如圖示，卷筒與齒輪用普通螺栓聯接在一起（螺栓個數Z=8），軸不旋轉，卷筒與齒輪在軸上旋轉，已知卷筒所受旋轉力矩T=107Nmm，螺栓分布直徑D0=500mm，卷筒與齒輪接合面間摩擦系數f=，可靠性系數Kf =，螺栓材料的屈服極限σS=300Mpa，安全系數S=3。試設計該螺栓組的螺栓直徑。（10分）普通螺紋基本尺寸表（第一系列）公稱直徑d中徑d2小徑d1螺距p2433036442485解：設螺栓受預緊力①計算螺栓所需預緊力F’（2分）（2分）②計算許用應力（2分）③確定螺栓直徑d1（2分）④選擇螺栓查表選取M36（d1=）（2分）如圖所示，a)、b)分別為斜齒圓柱齒輪的懸臂布置和對稱布置的支承形式。圖1)、2) 分別為一對角接觸球軸承背對背、面對面安裝支承形式。1） 請合理選擇斜齒輪不同布置形式下，一對角接觸球軸承的支承形式，你認為正確的，在“□”中打“√”：圖a)所示懸臂布置宜采用： √圖1)； 圖2) （1分）圖b)所示對稱布置宜采用： 圖1)；√圖2)。（1分）2） 根據1）中的選擇結果計算圖a）所示情況下，軸承的軸向力FaFa2。已知：軸承徑向載荷FrFr齒輪的軸向力A方向如圖所示，大小分別為：Fr1=4000N、Fr2=2000N，A=2000N。軸承內部軸向力S=。（4分）解：S1= = = 1600(N) ，方向向左； （1分）S2= = = 800(N) ，方向向右； （1分）S2+A = 800+2000 = 2800 (N) S1 = 1600 (N) （1分）所以，Fa1 = S2+A = 2800 N （1分） Fa2 = S2 = 800 N3） 若該對軸承的壽命為5000小時，現將當量動載荷加大一倍，將轉速減小一半，試計算后確定該對軸承能否滿足載荷及轉速改變后壽命至少1000小時的工作要求？（4分）標準答案： 結論：此軸承能夠滿足壽命至少1000小時要求。在圖示傳動系統中，件1和2均為斜齒圓柱齒輪，件3為蝸桿，件4為蝸輪。已知齒輪1輪齒螺旋線方向為左旋，其轉向如圖所示，試回答下列問題：1）齒輪2的輪齒螺旋線方向是 旋。（1分）2）在圖中畫出齒輪齒輪2在節點A所受的軸向力和的方向。（2分）3）為使在Ⅱ軸上的齒輪2與蝸桿3的軸向力相互抵消一部分，蝸桿3的螺旋線方向應該是 旋，并在圖中畫出蝸桿的旋向；在節點B處畫出蝸桿3所受的軸向力、圓周力和徑向力的方向，在節點B處畫出蝸輪4所受的圓周力和徑向力的方向，在圖中畫出蝸輪4的轉動方向。（8分）答：1）右旋。（1’）2）齒輪齒輪2在節點A所受的軸向力和的方向如圖所示。(2’)3) 右旋；（1’） 畫出螺旋線方向(1’)蝸桿3所受的三個分力、和的方向如圖所示；(3’)蝸輪4所受的圓周力和徑向力的方向如圖所示；（2’）蝸輪4的轉動方向如圖所示。(1’)一對標準斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，已知：輸入軸轉速，輸入功率kW，齒輪齒數，=62，法向模數mm，分度圓螺旋角，分度圓柱上的法面壓力角，試計算：（1）輸入軸I上的轉矩；（2）大斜齒圓柱齒輪上三個分力的大小。（本題4分）解： 輸入軸上的轉矩N. m (1’)kN (1’)kW (1’)kN (1’)四、結構題（10分） 如圖所示，已知圓錐滾子軸承安裝在零件1的軸承座孔內。由于結構限制，設計時不能改變零件1的尺寸。試問：采用何種方法以便于軸承外圈拆卸？并在右側圖上畫出零件1的結構。（2分）答：可在零件1圓周方向上等分圓周位置加2至3個螺紋孔，用螺釘頂軸承外圈拆卸。如右圖所示。（、）寫出實現軸上零件軸向固定的四種方法，并畫出相應的結構圖。（8分）標準答案： （評分標準：每種方法各2分：，）2010年機械設計考試題一、填空題(共11分)如果一個零件的應力循環特性，則此時 ， ， 。(1分)普通螺紋的公稱直徑指的是螺紋的___ ____徑，計算螺紋危險截面時使用的是螺紋的______ __徑。(1分)普通平鍵聯接的工作面是 ，主要失效形式是 ，其鍵的剖面尺寸按 由標準中選定，而鍵長通常按 從標準中查取。 (2分)帶工作時截面上產生的應力有 、 、 ，最大應力值為 。 (2分)在設計V帶傳動中時，V帶的型號是根據 和 選取的。(1分)在鏈傳動中，鏈輪的轉速 ，節距 ，則傳動的動載荷越大。 (1分)安裝于某軸單支點上的代號為6208的一對滾動軸承，其內徑___________mm, 軸承名稱為____________。(1分)安裝滾動軸承時，其內圈與軸徑一般是采用____________配合關系，以保證兩者之間沒有相對的轉動。(1分)在軸的結構設計中，軸的最小直徑dmin是按____ ______初步確定的。(1分)二、選擇題(共20分，每小題2分)機械零件由于某些原因不能 時稱為失效。 B. 連續工作 D. 負載工作繪制零件簡化的極限應力圖時，所必需的已知數據是 。 A.、 B. 、B.、 D. 、帶傳動中，主動輪圓周速度v1從動輪v2圓周速度帶速v，它們之間