機(jī)械設(shè)計(jì)考試試題及答案匯總

1、得分考試科目:機(jī)械設(shè)計(jì)考試時(shí)間：120分鐘試卷總分100分、簡答題（本大題共4小題，總計(jì)26分）題號-一-二三四五總分得分評卷教師1、齒輪強(qiáng)度計(jì)算中，有哪兩種強(qiáng)度計(jì)算理論？分別針對哪些失效？若齒輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？（6分）齒面的接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算，齒面的接觸疲勞強(qiáng)度針對于齒面的疲勞點(diǎn)蝕失效和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度針對于齒根的疲勞折斷。齒輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核齒根的彎曲疲勞強(qiáng)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?yàn)樵跊_擊、振動(dòng)、變載以及溫度變化大時(shí)，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(fù)，就會(huì)使聯(lián)接松動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)重事故。因此，在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)，必須考慮防松。根據(jù)防松原理，防松類型分為摩擦防松，機(jī)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(jī)后拆卸零件才能分離兩軸，而用離合器可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨時(shí)分離或接合兩軸。4、鏈傳動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)載荷的原因是什么？為減小動(dòng)載荷應(yīng)如何選取小鏈輪的齒數(shù)和鏈條節(jié)距？（6分）1、遴前進(jìn)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(dòng)共振原因便璉產(chǎn)生動(dòng)載荷.久瞬時(shí)嚙臺的相對速度引起神擊、動(dòng)載荷"取由于鏈條松弛，起動(dòng)，制動(dòng)，反轉(zhuǎn)，夾然超載卸載出現(xiàn)沖擊、動(dòng)載荷.小鏈輪的齒數(shù)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(gè)選項(xiàng)中選出正確的選項(xiàng)填在橫線上。本大題共12小題，總計(jì)24分）1、當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經(jīng)常拆卸時(shí)，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(dòng)軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)進(jìn)行AA. 疲勞壽命計(jì)算B.靜強(qiáng)度計(jì)算C.極限轉(zhuǎn)速驗(yàn)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

4、圓柱齒輪的ZiVZ2,bi>b2,其齒面接觸應(yīng)力的大小為_AA.0H1=CH2B.CH1>0H2C.CH1<CH25、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了_B_qA.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(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式6、在齒輪抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式m>2KTiYY中，應(yīng)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(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈傳動(dòng)BA.工作平穩(wěn)B.避免過渡鏈節(jié)8、滑動(dòng)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(yù)緊力F的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力F時(shí)，剩余預(yù)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(dāng)鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足時(shí)可采用雙鍵。使用兩個(gè)平鍵時(shí)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(qiáng)度問題。A.螺栓斷裂B.齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕C.蝸桿軸產(chǎn)生過大的彎曲

6、變形D.滾動(dòng)軸承套圈的滾道上被壓出深的凹坑12、帶傳動(dòng)發(fā)生打滑總是A。A.在小輪上先開始C.在兩輪上同時(shí)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(jì)20分）1.如圖所示，1、2是一對蝸桿蝸輪傳動(dòng),各輪轉(zhuǎn)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(biāo)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(dòng),各輪轉(zhuǎn)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(biāo)出2和3所受各力的方向。3、4是一對斜齒輪傳動(dòng)。已知1為原動(dòng)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(dá)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(dòng)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(dá)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(dòng)壓潤滑油膜？（5分）VIViVKV1Vi-VlC.D.形成動(dòng)力潤滑的必要條件：1）相對運(yùn)動(dòng)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(dòng)速度，其方向應(yīng)保證潤滑油由大口進(jìn)，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(dòng)壓潤滑油膜3、如圖所示為帶傳動(dòng)簡圖。輪1為主動(dòng)輪。試問：（1）帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？帶傳動(dòng)工作時(shí)為什么出現(xiàn)彈性

8、滑動(dòng)現(xiàn)象？能否避免彈性滑動(dòng)?（2）帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶處于圖中哪一點(diǎn)應(yīng)力最大？最大應(yīng)力二max=?（5分）（只要傳遞圓周力，必然會(huì)帶傳動(dòng)的主要失效形式有打滑和疲勞斷裂。彈性滑動(dòng)是由拉力差引起的,產(chǎn)生彈性滑動(dòng)）。彈性滑動(dòng)是正常的工作現(xiàn)象，不可避免。圖中A點(diǎn)應(yīng)力最大,得分得分四、計(jì)算題（本大題共2小題，總計(jì)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(dòng)載荷C=97.8kN。軸承受徑向力Fr仁6000N，F(xiàn)r2=16500N。軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min，軸上有軸向力Fa=3000N，方向如圖。軸承的其它參數(shù)見附表。動(dòng)載荷系數(shù)fd=1，溫度系數(shù)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(shí)為單位）（2）確定軸承的壽命。（以小時(shí)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(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(dāng)量動(dòng)載荷據(jù)：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(jù):Fa2/Fr2=5500/16500=0.33ve,得：X?=1,丫2=0P2=fd(X2Fr2+丫2Fa2)=16500NP2>P1，用P2計(jì)算軸承壽命。計(jì)算軸承壽命106I'C106L二60nP6050016500978001012562h2、牽曳鉤用2個(gè)M10（d1=8.376mm）的普通螺栓固定于機(jī)體上，如圖所示。已知接合面間摩擦系數(shù)=0.15，可靠性系數(shù)Kf=1.2，螺栓材料強(qiáng)度級別為6.6級，屈服極限滬360MPa，安全系數(shù)S=3。試計(jì)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(yīng)力：360/3=120MPa預(yù)緊力為由公式d_4*3*FV的求出預(yù)緊力：F'=5083.7N最大牽引力與預(yù)緊力關(guān)系公式為最大牽引力為R=1271N得分五、改錯(cuò)題（本題10分）試分析如圖所示軸系結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤，并加以改正。（指出錯(cuò)誤之處，并編上號，簡述其錯(cuò)誤原因，并改正之。）（至少改正5處）roro指出錯(cuò)誤之處，并編上號，簡述其錯(cuò)誤原因（略）改正為：2011年機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)和同時(shí)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(shù)n=2,螺距p=4mm,螺紋中徑d2=D2=14mm,牙側(cè)角3=15o,螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f'=0.080.10,經(jīng)計(jì)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(jì)時(shí)通過限制來進(jìn)行耐磨性計(jì)算；半圓鍵的缺點(diǎn)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)面夾角為護(hù)40o,相應(yīng)的V帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則。a.大于40ob.小于40oc.等于40q5傳動(dòng)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(shí)，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)最主要的失效形式是；高速重載齒輪傳動(dòng)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(dòng)的傳動(dòng)中。7. 下列齒輪參數(shù)中，對齒形系數(shù)Yf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)按國家標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承，其主要失效形式是;對于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速或擺動(dòng)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(dòng)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(shù)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(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。2. 按在支撐軸上零件傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力時(shí)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(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷P0的定義。4. 同滾動(dòng)軸承相比，液體摩擦滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn)？6在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動(dòng)壓的必要條件是什么？三、分析計(jì)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(jī)+圓柱蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，已知蝸桿傳動(dòng)的模數(shù)m=8mm,蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為z1=1、d

15、1=80mm，蝸輪齒數(shù)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(shù)Ka按1.0計(jì)，試分析、計(jì)算提升重物時(shí)的下列問題：1）該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時(shí)，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(diǎn)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(dāng)量摩擦系數(shù)f=0.18，該機(jī)構(gòu)能否自鎖？（2分）3）若重物W=4kN，傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)效率為n=0.5，試計(jì)算出電機(jī)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(gè)角接觸軸承7209C支撐形式丄=100mm，蝸桿傳動(dòng)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(jì)為n=0.8，軸承7209C的基本額定動(dòng)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=O.4F，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,fy=1.0,fp=1.5，試計(jì)算軸承II的壽命Lh為多少小時(shí)？（10分）圖禮重物升降裝置傳動(dòng)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(gè)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(huì)被壓潰、也不滑移，試計(jì)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(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(jì)算該螺栓所需預(yù)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(jié)構(gòu)題（20分）1試說明實(shí)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(shí)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(gè)半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來

18、的兩種形式的部分結(jié)構(gòu)，請將未畫出的其余部分補(bǔ)全，成為完整的結(jié)構(gòu)。（5分）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(jì)、更換該減速器的齒輪。已知重新設(shè)計(jì)得到的齒輪模數(shù)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(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)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(dāng)動(dòng)壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)流體摩擦、邊界摩擦和干摩擦同時(shí)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(shù)n=2,螺距p=4mm,螺紋中徑d2=D2=14mm,牙側(cè)角3=15o,螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f'=0.080.10,經(jīng)計(jì)算該螺紋副旦自鎖性要求。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(jì)時(shí)通過限制來進(jìn)行耐磨性計(jì)算；半圓鍵的缺點(diǎn)是鍵槽對軸強(qiáng)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)面夾角為護(hù)40o,相應(yīng)的V帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則b。a.大于40ob小于40oc.等于40o

20、>傳動(dòng)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(shù)f等因素有關(guān)，它們的值越大，F(xiàn)max就越大。當(dāng)傳遞的外載荷超過最大有效圓周力下的承載能力時(shí)，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)最主要的失效形式是齒面疲勞點(diǎn)蝕；高速重載齒輪傳動(dòng)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(dòng)的傳動(dòng)中。6. 下列齒輪參數(shù)中

21、，對齒形系數(shù)Yf沒有影響的是e。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)按國家標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承，其主要失效形式是疲勞點(diǎn)蝕,對于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速或擺動(dòng)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(dòng)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(shù)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?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)。（2分）措施：（答出以下7點(diǎn)中3點(diǎn)以下者1分，答出3點(diǎn)以上者2分）1）齒輪的制造和安裝精度f2）軸、軸承及機(jī)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(shè)計(jì)時(shí)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(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置。1. 試述齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則評分標(biāo)準(zhǔn)：以下4點(diǎn)各點(diǎn)1分（1）軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)：通常先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。（2）硬齒面式齒輪傳動(dòng)：通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。（3）高速重載齒輪傳動(dòng)，還可能出現(xiàn)齒面膠合，故

23、需校核齒面膠合強(qiáng)度。（4）開式齒輪傳動(dòng)：目前多是按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮磨損的影響將模數(shù)適當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)：以下3點(diǎn)各點(diǎn)1分，舉例正確合計(jì)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(zhuǎn)矩T的軸傳動(dòng)軸，只傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩作用，如減速器的輸出軸。3. 給出滾動(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷P0的定義。(4當(dāng)量靜載荷是一個(gè)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(dòng)

24、體與滾道接觸處的塑性變形總量與實(shí)際載荷作用下的塑性變形總量相同。分）同滾動(dòng)軸承相比，液體摩擦滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn)？評分標(biāo)準(zhǔn)：以下6點(diǎn)中，答出12點(diǎn)2分，答出34點(diǎn)分3分，答出56點(diǎn)4分1）在高速重載下能正常工作，壽命長；2）精度高；滾動(dòng)軸承工作一段時(shí)間后，旋轉(zhuǎn)精度J3）滑動(dòng)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(dòng)，緩和沖擊。5）滑動(dòng)軸承的徑向尺寸比滾動(dòng)軸承的小。6）起動(dòng)摩擦阻力較大。6在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動(dòng)壓的必要條件是什么？評分標(biāo)準(zhǔn)：答出1點(diǎn)2分，答出2點(diǎn)3分，答出3點(diǎn)4分1）流體必須流經(jīng)收斂間隙，而且間隙傾角越

25、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(jì)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(jī)+圓柱蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，已知蝸桿傳動(dòng)的模數(shù)m=8mm,蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為zi=1、di=80mm，蝸輪齒數(shù)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(shù)Ka按1.0計(jì)，試分析、計(jì)算提升重物時(shí)的下列問題：1）該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時(shí)，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(diǎn)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(dāng)量摩擦系數(shù)f'=0.18，該機(jī)構(gòu)能否自鎖？（2分）3）若重物W=4kN，傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)效率為n=0.5，試計(jì)算出電機(jī)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(gè)角接觸軸承7209C支撐形式,L=100mm,蝸桿傳動(dòng)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(jì)為n=0.8，軸承7209C的基本額定動(dòng)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=0.4F，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(jì)算軸承II的壽命Lh為多少小時(shí)？（10分）圖涼重物升降裝置傳

27、動(dòng)系統(tǒng)簡圖圖涼重物升降裝置傳動(dòng)系統(tǒng)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）。-可編輯修改-2）寫出公式得1分，結(jié)論正確得1分。tan二可口心=18/80=0.1tanQ=f=0.18.tan:tanPAV<P結(jié)論：該機(jī)構(gòu)滿足自鎖性條件。3）寫出公式得1.5分，結(jié)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(jì)算公式占5分），計(jì)算結(jié)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(yàn)=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(jì)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(gè)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(shè)被連接件都不會(huì)被壓潰，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(jì)算該螺栓所需預(yù)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(jì)算受力最大螺栓的工作載荷F:（1分）Q使每個(gè)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(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力減??；使右側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力增加，其值為:顯然，軸線右側(cè)兩個(gè)螺栓所受軸向工作載荷最大，均為:F=F1F2=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："殆側(cè)邊界=bppibpQ-b網(wǎng)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(jié)論：為保證接合面不出現(xiàn)間隙.燥栓的預(yù)緊力刃至少應(yīng)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(jié)構(gòu)題(20分)1試說明實(shí)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(shí)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）評分標(biāo)準(zhǔn)：軸向固定：五種方法每種方法各0.5分，每畫對一種結(jié)構(gòu)1分；齒輪（2.5分）在軸端實(shí)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(gè)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(bǔ)全，成為完整的結(jié)構(gòu)。(5分)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(jì)、更換齒輪。已知重新設(shè)計(jì)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

35、述數(shù)據(jù)進(jìn)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：dfi-d55.5-40e-b3.3=7.753.3=4.45(mm)：2.5m=2.53=7.5(mm)22結(jié)論：按著這根軸設(shè)計(jì)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(jì)輸入軸。一、選擇題：本題共10個(gè)小題，每小題2分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。把所選項(xiàng)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<350的閉式齒輪傳動(dòng)，

36、通常的主要失效形式為【】A輪齒疲勞折斷B.齒面疲勞點(diǎn)蝕C.齒面膠合D.齒面塑性變形2 帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，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(dòng)過載3在下列四種型號的滾動(dòng)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(xì)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(dòng)的嚙合效率，可采用的方法為【】A減小齒面滑動(dòng)速度usB.減少蝸桿頭數(shù)乙C.增加蝸桿頭數(shù)乙D增大蝸桿直徑系數(shù)q6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(gè)鍵時(shí)，一般兩鍵間的布置角度為【】A90°B.120°°8V帶在減速傳動(dòng)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(shí)，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