2014年9月份考試機械設計第三次作業(yè)

2014年9月份考試機械設計第三次作業(yè)一、 簡答題（本大題共30分，共6小題，每小題5分）銷的功用有哪些？為什么對蝸桿的直徑系數(shù)做出限制規(guī)定？螺母材料選擇與螺栓有何不同？為什么？齒面點蝕通常發(fā)生在什么部位？為什么？動壓軸承與靜壓軸承在形成壓力油膜的機理上有何不同？閉式和開式傳動的失效形式有哪些不同？二、 分析計算題（本大題共70分，共7小題，每小題10分）有一阿基米德蝸桿傳動，已知比i=18,蝸桿頭數(shù)z=2,直徑系數(shù)q=10,分度圓直徑d=80mm。試求：1）模數(shù)m、蝸桿分度圓柱以程角、蝸輪齒數(shù)z及分1 2度圓柱螺旋角；2）蝸輪的分度圓直徑d?和蝸桿傳動中心距a。 某軸系由一對正裝的30205/P6圓錐禳子軸承支承，軸上徑向載荷F=3000N,F=500N,尺寸關系如圖所示，求兩軸承的徑向當量動載荷P「（30205軸承：內(nèi)部軸向力F=F/（2Y）,e=0.35,當F/FWe時，X=LY=0；12當? SR ARF/F>e時，X=0.4,Y=l.7）ADFr1 Fr2圖示斜齒圓柱齒輪一蝸桿傳動，主動齒輪轉動方向和旋向如圖所示，要求II軸上的軸向力為最小，試分析：1）II軸、III軸的轉向；2）齒輪2、蝸桿3和蝸輪4的旋向；3）齒輪2和蝸輪4所受各分力的方向。I軸緇I軸緇如圖所示，兩根梁用8個4.6級普通螺栓與兩塊鋼蓋板相連接，梁受到的拉力R=28kN,摩擦系數(shù)f=0.2,安全系數(shù)S=1.2,防滑系數(shù)K=1.2,控制預緊g f力，試確定所需螺栓的小徑d。如圖所示，軸的支承為一對型號相同的圓錐滾子軸承，正裝。已知：F=4000N,F=5500N,F=2500N，試求當量動載荷P和P各為多少？注：該軸R1 R2 a r1r2

承的有關參數(shù)如下：e=0.34,Y=1.5,S=F/2Y；當F/FWe時：X=LY=0；當『 R ARF/F>e時：X=0.4,Y=l.5。AD如圖所示一矩形鋼板用兩個M20的普通螺栓連接到機架上。已知作用于鋼板的載荷F=2000N螺栓小徑d=17.29mm,板和螺栓材料為Q235,□=235MPa,不］ s控制預緊力的安全系數(shù)S=2.4,板與機架間摩擦系數(shù)f=0.2,可靠性系數(shù)sK=1.1,a=200mm,L=300mm,試校核螺栓連接的強度？-C7.設有一A型普通平鍵連接。已知：軸的直徑d=50mm，鍵寬b=14mm，鍵高h=9mm，鍵的公稱長度L=90mm，鍵的許用切應力［T］=90MPa，其許用擠壓應力［。］=100MPa。試問：該鍵連接所能傳遞的最大轉矩是多少？答案:一、簡答題（30分，共6題，每小題5分）1.參考答案：銷具有零件間定位、連接和安全保護的功用。解題方案：介紹銷的功用評分標準：2.參考答案： 為減小蝸輪滾刀數(shù)量而有利于刀具標準化，需對蝸桿的直徑系數(shù)作出限制。解題方案： 從蝸桿加工方法入手答題評分標準：3.參考答案： 螺母材料的強度級別宜較螺栓略低，為了減少磨損、避免膠合。如螺紋牙有損 傷，傷在螺母，更換方便。此外還有緩和螺紋牙間受力不均的作用。解題方案：從避免失效角度進行分析評分標準：4.參考答案： 齒面點蝕往往首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上，然后向其它部位擴展。這是因為節(jié)線附近相對滑動速度低，不易形成油膜，摩擦力較大，在變應力作用下，易形成裂紋，而且，節(jié)線附近往往只有一對齒嚙合，輪齒受力最大。解題方案：由齒面點蝕產(chǎn)生原理分析評分標準：5.參考答案：動壓滑動軸承在啟動及停車時，由于轉速低，帶入楔形間隙的油量少，不能形成動壓潤滑油膜，其工作仍是非液體潤滑狀態(tài)。而靜壓軸承則可以始終處于液體潤滑狀態(tài)。解題方案：動壓滑動軸承潤滑原理分析評分標準：6.參考答案： 一般情況下，若設計正確、潤滑條件良好，閉式軟齒面的主要失效形式是疲勞 點蝕，閉式硬齒面的主要失效形式是彎曲疲勞折斷；高速大功率閉式傳動易出現(xiàn)點蝕和膠合；開式傳動主要失效形式是磨損。解題方案：分別介紹閉式和開式傳動失效形式評分標準：二、分析計算題（70分，共7題，每小題10分）1.參考答案：解：?1)確定蝸桿傳動基本參數(shù)丄m=d1fq=80/10=Siinn丄生=設1=18x2=364-K=arctailgi=arctail(1.10)=11°18j6^42)求山和中心距笆4小『頊=36'2=Z§與皿+儀=粗(g-^2)^=Sx(104-36)/2=1S4=lS4iiiiiu解題方案：評分標準：2.參考答案：根據(jù)靜力學平衡方程求鶴玲iTOOON,Fm=2000N,卜|內(nèi)部軸向力福，瑞方向如圖所示。丄氏1=Fr1「(2Y)=l°D07=294N』丄『S2=Fr2/QY)=20.0.0,2口,7=5S8N』丄凡i+匕=294+§00=-94>卩乾“J-故軸承I處為松端，軸承￡處為緊端.I電l=294N,改廣294十5OOT94N+Fai/Fr:=294,1000=0.叫4￡歸所以Pll=XFB^YFkl=FPA=1000~^.丄FqFF叫=794X20頂0.397A”所以^2=X7R2+ITa2=0.4：f2000+1.7:i:794=2150No評分標準:3.參考答案:

蝸輪左旋，順時針轉動…解；螺栓數(shù)目徉h接合面數(shù)64螺栓所需預緊力礦為丄礦5=占迂=1-x28000=21OOONif5zm0.2^4^2由螺栓的強度級別為丄6級可得w=240MPa」[cr]=g440MP”L2=200MPii*所需螺栓的小徑丄 d聲巨=Reooo=u.y丄腱彳&=Fri，2TM333N+爲=如/2片1833N1另向如圖所示丄所以猝一凡十財軸儀1被壓緊丄住％圮=4333緋%2=A=1833N」又因為改1/玨1=1.0踏3加改療叫m).3333＜紐所以 玲=商3書細=0.4:|4000+1.5牛4333=8099.5N』

解：1.求螺栓的橫向工作載荷卩R』將為載荷F向螺栓組形心簡化，則螺栓蛆受橫向載荷F=20(NW轉矩7^M=2000:1300^600000Nnnn4橫向載荷使每個螺栓受力為乩=逑2=2000.々=1000沖轉矩T使每個螺栓轉矩T使每個螺栓凳力為段=T-a■2x—2600000,2002x =3000Nl螺栓所受橫冋工作載荷為玲=」玲+瑕=71000^+30002=3162.28Ni2.校核螺栓的強度丄計算螺栓預紫力礦=羅=牛営=83螺栓許用成力［日=冬=尹="92MP玳S2.4螺栓的連接強度"—=1取「獨上：3=奶.變MPa<［CT］=97.92MP業(yè)而燈7.29〉解：d=50