機械設(shè)計歷年試題及答案

1、哈工大2004秋季學(xué)期機械設(shè)計試題答案一、選擇填空題每空1分，共25分1、按照摩擦界面的潤滑狀態(tài)，可將摩擦分為 干摩擦 、 邊界摩擦 、液體摩擦 和混合摩擦。2、已知某三線螺紋中徑為9.5mm，螺距為1mm，則螺紋的導(dǎo)程為 3 mm。3、螺紋連接防松的實質(zhì)就是防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。按照防松方法的工作原理可將其分為三類，分別是 摩擦防松 、 機械防松 、和 永久防松 。4、受軸向工作載荷的緊螺栓連接中，螺栓受到的總拉力f0與預(yù)緊力f、殘余預(yù)緊力f和工作拉力f之間的關(guān)系為 b 。a、 ； b、 ； c、 。5、導(dǎo)向平鍵的工作面是 鍵的兩側(cè)面 ，導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是 工作面的磨損 。6、v帶

2、傳動中帶工作中最大應(yīng)力產(chǎn)生在 緊邊進入小帶輪 處，其值為。7、齒輪傳動中選取齒寬系數(shù)時，一般采用硬齒面齒輪時齒寬系數(shù) b 采用軟齒面齒輪時齒寬系數(shù)，齒輪相對于軸承對稱布置時的齒寬系數(shù) a 齒輪懸臂布置時的齒寬系數(shù)。a、大于； b、小于； c、等于。8、一減速齒輪傳動，主動輪1用45號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪用45號鋼正火，則它們齒面接觸應(yīng)力的關(guān)系是 b , 齒根彎曲應(yīng)力的關(guān)系是 a 。a、>； b、=； c、<。9、按國家標(biāo)準(zhǔn)gb/292-1993規(guī)定，代號為32208的滾動軸承類型為 圓錐滾子 軸承，其內(nèi)徑為 40 mm，其精度為 p0 級。10、下列各種聯(lián)軸器中，屬于彈性聯(lián)軸器的是 d

3、；屬于可移式剛性聯(lián)軸器的是 a ；屬于固定式剛性聯(lián)軸器的是 b 和 c 。a. 萬向聯(lián)軸器；b. 凸緣聯(lián)軸器；c套筒聯(lián)軸器；d彈性柱銷聯(lián)軸器。11、聯(lián)軸器和離合器都是用來實現(xiàn)軸與軸之間的連接，傳遞運動和動力。但聯(lián)軸器與離合器的主要區(qū)別在于 聯(lián)軸器需要在停車后才能實現(xiàn)軸與軸的結(jié)合或分離，而離合器可使工作中的軸隨時實現(xiàn)結(jié)合或分離 。二、問答題每題6分、計30分1、 分別說明普通螺紋、梯形螺紋的特點和應(yīng)用場合。答：普通螺紋自鎖性能好，強度高（2分），主要用于連接（1分）。梯形螺紋效率比矩形螺紋略低，但牙根強度較高，易于對中，磨損后可以補償（2分）；在螺旋傳動中應(yīng)用最普遍。（1分）2、 分別說明硬齒面

4、閉式齒輪傳動和閉式蝸桿傳動的主要失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則。答：硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是齒根彎曲疲勞折斷 (1分) ；其設(shè)計準(zhǔn)則是按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計，然后校核齒面接觸疲勞強度 (2分)。閉式蝸桿傳動的主要失效形式是齒面膠合、點蝕和磨損（1分）；其設(shè)計準(zhǔn)則是按齒面接觸疲勞強度條件計算蝸桿傳動的承載能力，在選擇許用應(yīng)力時適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響，同時應(yīng)進行熱平衡計算（2分）。3、什么是摩擦型帶傳動中的彈性滑動現(xiàn)象？可否避免？它對帶傳動有何影響？答：由帶的彈性變形而引起帶與帶輪之間的相對滑動現(xiàn)象稱為彈性滑動(2分)。彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象（2分）。它會引起以下后果：從動輪的圓周速

5、度總是落后于主動輪的圓周速度，并隨載荷變化而變化，導(dǎo)致此傳動的傳動比不準(zhǔn)確。損失一部分能量，降低了傳動效率，會使帶的溫度升高，并引起傳動帶磨損。（2分）4、齒輪傳動中的載荷系數(shù)k為四個系數(shù)的乘積，k=kakvkk，分別說明kv和k的名稱及引入該系數(shù)是為了考慮哪些方面的影響。答：動載系數(shù)（1分）k考慮由于齒輪制造精度、運轉(zhuǎn)速度等輪齒內(nèi)部因素引起的附加動載荷影響系數(shù)（2分）齒向載荷分布系數(shù)（1分）k考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)（2分）5、寫出一維流體動壓基本方程（雷諾方程）并利用該方程說明形成流體動壓潤滑的必要條件。答：一維流體動壓基本方程： （3分）形成流體動壓力的必要條件是

6、：流體必須流經(jīng)收斂形間隙，入口處h>h0，dp/dx>0，壓力逐漸增大，出口處h<h0，dp/dx<0，壓力逐漸減?。?（1分）流體必須有足夠的速度，v0； （1分）流體必須是粘性流體，0。 （1分）三、分析計算題（共25分）1、在圖示電動絞車系統(tǒng)中，件1和2均為斜齒圓柱齒輪，件3為蝸桿，件4為蝸輪。已知蝸輪蝸桿均為右旋，并且設(shè)計時軸上的齒輪2與蝸桿3的軸向力能夠相互抵消一部分，試回答下列問題(共16分)：齒輪1的輪齒螺旋線方向是 旋。（2分）在圖中用箭頭表示出重物上升時齒輪1和齒輪2的轉(zhuǎn)動方向以及齒輪2在節(jié)點a所受的軸向力的方向。（4分）重物上升時，在節(jié)點b處畫出蝸桿

7、3所受的軸向力、圓周力和徑向力的方向，在節(jié)點b處畫出蝸輪4所受的圓周力的方向。（4分）若起重量w=50000n，蝸桿頭數(shù)z3=2，蝸桿分度圓直徑d3=100mm，蝸輪齒數(shù)z4=60，模數(shù)m=5，卷筒直徑d=300mm，傳動效率=0.75。試求節(jié)點b處fa3和fa4的大小。（6分）齒輪1齒輪2·電動機××a·蝸桿3蝸輪4wbft4fa3fa2n1n2fr3×ft3答：左旋（2分）。齒輪1、齒輪2的轉(zhuǎn)動方向的方向如圖所示(2分)，的方向如圖所示(2分)。各分力方向如圖所示。（4分） (3分) (3分)2、如圖所示，某軸由一對7209 ac軸承支承，

8、軸承采用面對面安裝形式。已知兩軸承徑向載荷分別為fr1=3000n，fr2=4000n，軸上作用有軸向外載荷a=1800n。載荷平穩(wěn)，在室溫下工作，轉(zhuǎn)速n=1000r/min。該軸承額定動載荷c=29800n，內(nèi)部軸向力s=0.4fr，e=0.68，當(dāng)量動載荷系數(shù)如下表所示。試計算此對軸承的使用壽命。（9分）fa/fr>efa/frexyxy0.410.8710答：內(nèi)部軸向力方向如圖所示 （2分），s1=0.4fr1=1200n (0.5分) s2=0.4fr2=1600n (0.5分)因為a+s1>s2 故 fa1=s1=1200n (1分) fa2=s1+a=3000n (1分

9、)比較兩軸承受力，只需校核軸承2。fa2/fr2=0.75>e (1分)p=xfr2+yfa2=0.41*4000+0.87*3000=4250n (1分) h (2分) 四、結(jié)構(gòu)題（20分）1、 如下圖所示，軸承部件采用左端固定右端游動支承結(jié)構(gòu)，指出圖中錯誤并在不改變軸承類型前提下畫出正確結(jié)構(gòu)。直接畫在中心線下方，軸承可采用簡化畫法。（6分） 答：軸可向右側(cè)竄動（2分）。 改正錯誤（4分，其它結(jié)構(gòu)達(dá)到相同目的也可）。2、 圖連接面受轉(zhuǎn)矩作用，利用四個螺栓完成連接，重新布置螺栓組使其受力更為合理，并在右邊畫出鉸制孔用螺栓連接結(jié)構(gòu)示意圖。（6分）評分標(biāo)準(zhǔn)：螺栓位置（2分） 鉸制孔用螺栓連接

10、（4分） 3、完成圖中軸系部件結(jié)構(gòu)。（8分）評分標(biāo)準(zhǔn)： 鍵連接結(jié)構(gòu)（3分） 齒輪軸向定位固定（2分） 軸承考慮拆卸的固定（左右各1.5分）哈工大 2006 年 秋 季學(xué)期機械設(shè)計試 題一 選擇填空題 （每空一分共20分）1在常用的螺紋連接中，自鎖性能最好的螺紋是 ，其牙型角= 。2普通平鍵連接工作時，平鍵的工作面是 ，平鍵的剖面尺寸按 從標(biāo)準(zhǔn)中查取。普通平鍵連接的主要失效形式 。3帶傳動中，若為主動輪圓周速度，為從動輪圓周速度，為帶速，則這些速度之間存在的關(guān)系是 。4 v帶傳動中，v帶截面楔角，則v帶輪的輪槽角0應(yīng) 。5在設(shè)計v帶傳動時，v帶的型號可根據(jù) 和 查選型圖確定。6對于一對材料相同的

11、鋼制軟齒面齒輪傳動，為使大小齒輪接近等強度，常用的熱處理方法是小齒輪 ，大齒輪 。7根據(jù)軸的承載情況，自行車的前軸應(yīng)稱為 軸。中間軸應(yīng)稱為 軸。8代號為6206的滾動軸承，其類型是 ，內(nèi)徑d= mm9溫度和壓力是影響粘度的主要因素，若溫度升高，則 ，若壓力升高，則 。10 在下列聯(lián)軸器中，能補償兩軸的相對位移并可緩沖吸振的是 。a凸緣聯(lián)軸器 b齒式聯(lián)軸器 c萬向聯(lián)軸器 d彈性柱銷軸器11在蝸桿傳動中，對每一模數(shù)規(guī)定了一個或幾個蝸桿分度圓直徑的目的是 。12普通平鍵連接工作時，平鍵的工作面是 。二 簡答題(共5題，每題6分)1 簡述齒輪傳動的失效形式和開式齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則2 以框圖形式說明轉(zhuǎn)軸

12、的設(shè)計過程。3簡述蝸桿傳動的正確嚙合條件。4 簡述動載系數(shù)kv和齒間載荷分配系數(shù)k的含義并各舉出兩個主要影響因素。5寫出一維的雷諾方程并根據(jù)該方程簡述形成流體動壓潤滑的必要條件。三 分析計算題1如圖a、b分別為二級標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪減速器的兩種布置形式。已知齒輪2模數(shù)mn2=2.5mm，z2=57，2=13°；齒輪3模數(shù)mn3=3mm，z3=19；齒輪4輪齒旋向為右旋。若主動軸i轉(zhuǎn)向如圖所示，試：1） 圖a、b兩種布置形式哪種布置合理？并分析為什么？（2分）2） 為使中間軸的受力合理，試確定齒輪2輪齒旋向。（2分）3） 在你認(rèn)為齒輪布置合理的圖上，畫出各齒輪受力方向。（3分）4） 為使

13、軸的外部軸向力為零，試計算出齒輪3的螺旋角3的值？（7分）5） 若主動軸i轉(zhuǎn)向相反，軸的外部軸向力還是否為零？（1分）（本題合計15分） 圖a 圖b2（總15分）： 如圖所示，一級斜齒圓柱齒輪減速器的小齒輪為懸臂布置形式。該齒輪的軸系采用一對角接觸球軸承背對背安裝的支撐形式。已知：軸承徑向載荷fr1、fr2方向如圖所示，大小分別為：fr1=5500n、fr2=3000n，小齒輪軸向力a=1500n。軸承內(nèi)部軸向力按s=0.4fr計算。1）分別計算該對軸承的軸向力fa1、fa2。（8分）2）若該對軸承的基本額定壽命為8000小時，現(xiàn)將載荷加大一倍，將轉(zhuǎn)速減小一半，試計算后確定該對軸承能否滿足載荷

14、及轉(zhuǎn)速改變后基本額定壽命至少2500小時的工作要求？（7分）四 結(jié)構(gòu)題1 下圖分別用六角頭m16的普通螺栓、六角頭m16的鉸制孔螺栓連接兩塊厚度為20mm的鋼板，采用彈簧墊圈，補畫出其余結(jié)構(gòu)線條，并注明那個是普通螺栓連接，那個是鉸制孔螺栓連接（4分）。2 指出齒輪軸系結(jié)構(gòu)圖中的錯誤（指出并改正8處即可），說明錯誤原因，并在中心線上方畫出正確結(jié)構(gòu)（16分）。已知：1）齒輪是油潤滑，軸承是脂潤滑；2）軸承為深溝球軸承。哈工大 2007 年秋季學(xué)期機械設(shè)計試題一、 填空題，（每空1分，共26分）1、設(shè)計連軸器時，先根據(jù)工作條件和要求選擇合適的類型，然后按 軸的直徑 、 轉(zhuǎn)速 和 計算轉(zhuǎn)矩 從標(biāo)準(zhǔn)中選

15、擇所需要的型號和尺寸。2、非液體摩擦滑動軸承處于 混合 摩擦狀態(tài)，在非液體摩擦徑向滑動軸承的設(shè)計計算時，驗算pv值的目的主要是為了限制 軸承溫度（或摩擦功耗） ，維持邊界膜不被破壞。3、螺紋公稱直徑是 螺紋大徑 ，強度計算時應(yīng)用的螺紋直徑參數(shù)是 螺紋小徑 。4、在帶傳動的失效形式中， 打滑 是由于過載引起的。5、齒輪傳動的失效形式有齒面磨損、 輪齒折斷 、 齒面膠合 、 ( 齒面點蝕 和 輪齒塑性變形 。6、齒輪傳動的載荷系數(shù)主要由使用系數(shù)，動載系數(shù)，齒向載荷分布系數(shù) 和 齒間載荷分配系數(shù) 組成。其中主要與齒輪相對于軸承安裝位置有關(guān)的系數(shù)是( 齒向載荷分布 系數(shù)。7、一對相互嚙合圓柱齒輪，兩齒

16、輪的齒面接觸應(yīng)力關(guān)系是h1 h2，許用接觸應(yīng)力的關(guān)系 h1 h2，兩齒輪的齒根彎曲應(yīng)力f1 f2。（填 =、）8、螺紋連接中，按其工作原理不同，螺紋防松方法有 摩擦防松 、 _ 機械防松 和永久性防松等。9、 代號為7309 c/p4的滾動軸承，其類型名稱為 角接觸球軸承 ，內(nèi)徑為 45 mm，接觸角為 15° ，精度等級是 p4 。10、平鍵連接的主要失效形式是 工作面的壓潰 和 鍵的剪斷 二、 簡答題（共24分）1.帶傳動過程中，帶受到的應(yīng)力分為幾種？寫出名稱。以如圖所示的減速傳動為例，畫出帶傳動時，帶中的應(yīng)力變化圖，并指出最大應(yīng)力的位置，寫出最大應(yīng)力表達(dá)式。畫圖時適當(dāng)照顧比例。

17、（6分）答：帶傳動受3種應(yīng)力，分別是緊邊和松邊的拉應(yīng)力和，彎曲應(yīng)力，離心應(yīng)力（3分）。最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊，帶剛繞上小帶輪的入口處（1分）。最大應(yīng)力表達(dá)式， （1分）。1 閉式蝸桿傳動為什么要進行熱平衡計算？提高散熱能力的常用措施主要有哪些？（6分）答：因為蝸桿傳動效率低，發(fā)熱大，在閉式蝸桿傳動中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時散逸，就會使油溫升高，潤滑油粘度下降，潤滑條件惡化，導(dǎo)致齒面磨損加劇，甚至發(fā)生膠合，所以，需要進行熱平衡計算。（得2分）。常用的提高散熱能力的措施主要有1）合理地設(shè)計箱體的結(jié)構(gòu)，鑄出或焊上散熱片，以增大散熱面積；2）在蝸桿上安裝風(fēng)扇，進形人工通風(fēng)，以提高散熱系數(shù)；3）在箱體油池中

18、裝設(shè)蛇形冷卻水管，直接降低油溫；4）采用壓力噴油循環(huán)潤滑。（得4分）。2 什么是軸承的基本額定動負(fù)荷？基本額定動負(fù)荷的方向是如何規(guī)定的？（6分）答：軸承的基本額定動負(fù)荷：滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，軸承工作溫度在100以下，基本額定壽命l1×106r時，軸承所能承受的最大載荷成為軸承的基本額定動負(fù)荷.（3分）軸承的基本額定動負(fù)荷的方向，對于向心軸承為徑向載荷（1分），對于推力軸承為中心軸向載荷（1分），對于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量（1分）。3 簡述閉式齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則。（6分） 答：1）對于軟齒面閉式齒輪傳動，通常先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計(2分)，然后校核齒根彎曲疲勞強度(1分)

19、。2）對于硬齒面閉式齒輪傳動，通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計(2分)，然后校核齒面接觸疲勞強度(1分)。三、分析計算題（共34分）有一電動絞車，采用如圖2所示的傳動方案，齒輪1和2為閉式直齒圓柱齒輪傳動，蝸桿3和蝸輪4為開式傳動。已知齒輪1、齒輪2和蝸桿3的材料均為40cr鋼，且它們均為表面淬火處理，表面硬度為4555hrc，蝸輪材料為鑄造錫磷青銅。采用4個聯(lián)軸器將6根軸連接，把運動和動力傳遞到卷筒，實現(xiàn)提升重力w的目的。解答下列各問題。圖21、試分析i、ii和vi軸各受什么載荷作用，注明各軸的類別（不計各軸的自重）。分析iii軸a-a截面和b-b截面上各作用有哪幾種應(yīng)力？這些應(yīng)力的變化性質(zhì)

20、如何？（卷筒軸雙向轉(zhuǎn)動受力）。（10分）答：i軸只受扭矩，是傳動軸（2分）；ii和vi軸不僅受轉(zhuǎn)矩，還受彎矩，是轉(zhuǎn)軸（2分）；iii軸a-a截面上只作用彎曲應(yīng)力，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力（2分）；b-b截面上不僅作用彎曲應(yīng)力，還作用有扭剪應(yīng)力，其中彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)的變應(yīng)力，扭剪應(yīng)力為對稱循環(huán)的變應(yīng)力（4分）。2、受力分析問題。（共8分）1）蝸桿輪齒的螺旋線方向如圖2所示，試確定蝸輪輪齒的螺旋線方向，并標(biāo)在圖上。在圖中標(biāo)出使重力w上升時電機的轉(zhuǎn)向，并畫出蝸輪輪齒在嚙合點d處各分力fr，fa，ft的方向?？稍趦蓚€視圖上分別用箭頭表示。（5分）答： 蝸輪為右旋。 （1分）電機轉(zhuǎn)向為如圖向上。 （1

21、分）如圖所示：3個力各1分，共3分，（2）如果采用如圖3所示傳動方案，當(dāng)重力w上升時，為了使ii軸受力合理，怎樣設(shè)計齒輪1和齒輪2的輪齒螺旋線方向？并在圖中嚙合點c處標(biāo)出齒輪2的軸向力的方向。（3分）答：齒輪1為左旋。（1分）；齒輪2應(yīng)為右旋。（1分）；軸向力方向向左。（1分） 3、若凸緣聯(lián)軸器的兩個半聯(lián)軸器凸緣間用6個m16的普通螺栓連接，已知預(yù)緊力 f=800n，結(jié)合面間的摩擦系數(shù)f =0.15，可靠性系數(shù)kf=1.2，卷筒直徑為 d=250mm，螺栓中心所在圓周的直徑為d0=300mm。按此預(yù)緊力大小，計算該螺栓組連接所能允許提起的最大重力wmax。（7分）答：對于只承受預(yù)緊力的緊螺栓連

22、接，依靠預(yù)緊力在結(jié)合面間產(chǎn)生的摩擦力對形心的力矩之和來平衡外力矩，預(yù)緊力滿足 （2分） （1分） （2分） （1分）該螺栓組所能允許提起的最大重力為720n （1分）4、若軸采用一對7000型軸承固定方式，如圖4所示。已知軸承1、2的徑向支反力為fr14000n，fr25000n。軸上兩零件所受的軸向力a1=900n，a2=400n（方向如圖所示）。軸承上的內(nèi)部軸向力s與徑向載荷fr之間的關(guān)系式為s=0.4 fr。試計算軸承1、2所受的軸向載荷fa1、fa2。（9分）答：1)求軸承1和2的內(nèi)部軸向力大小和方向s1=0.4fr1=0.4x4000=1600n 方向如圖 （計算正確0.5分，方向正

23、確0.5分）s2=0.4fr2=0.4x5000=2000n 方向如圖 （計算正確0.5分，方向正確0.5分）a1a22)判斷壓緊和放松的軸承，即軸的運動方向。 s1+a1=1600+900=2500n> s2 a220004002400n，軸有向右運動趨勢，軸承1放松，軸承2壓緊。（3分）3)求軸向力fa1= s1=1600n （2分）fa2= s1+a1a2= 2100n （2分）四、 結(jié)構(gòu)題（共16分）1、圖5軸承部件，采用兩端固定支承結(jié)構(gòu)形式，軸承采用潤滑脂潤滑。指出圖中設(shè)計的結(jié)構(gòu)錯誤，并對錯誤的原因作簡要說明，并在圖中下半部分畫出正確結(jié)構(gòu)圖。（12分）注：標(biāo)出8處即可，同類性質(zhì)

24、的錯誤按一處記分。圖5 箱體上與軸承端蓋接觸面應(yīng)有凸臺，減少加工面積； 應(yīng)有調(diào)整墊片； 缺少擋油板； 軸承端面和軸承座端面不應(yīng)重合； 與輪轂配合段軸頸長度應(yīng)比輪轂長小12mm； 端蓋和軸之間不應(yīng)接觸，要有間隙； 應(yīng)加密封圈； 應(yīng)同一軸上的鍵連接應(yīng)在同一母線上； 軸承的定位套筒和軸肩外徑不應(yīng)高過軸承內(nèi)圈，應(yīng)為軸承留拆卸空間； 密封處軸徑應(yīng)比軸承內(nèi)徑下，減小安裝軸承的距離。每指出一處錯誤，并說明得0.5分，總共不超過4分；把指出的錯誤畫正確每處得1分，總共不超過8分。2、如圖6所示凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，采用鉸制孔螺栓連接，請畫出螺栓連接兩個半聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖。（螺栓的公稱直徑為m12）。（4分）圖6 哈工

25、大2009秋季學(xué)期考試試題答案機械設(shè)計試題（a卷）一、填空題每空1分，計25分1、一減速齒輪傳動，主動輪1用45號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪用45號鋼正火，則它們齒面接觸應(yīng)力的關(guān)系是 b 。a、；b、；c、。2、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、。 3、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(shè)計，然后校核 齒面接觸疲勞 強度。4、蝸桿的 c 模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，蝸輪的 b 壓力角為標(biāo)準(zhǔn)壓力角。a、法面； b、端面；c、軸面。5、帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時，與的關(guān)系可用著名的歐拉公式表示為 。6、在蝸桿傳

26、動中，當(dāng)需要自鎖時，應(yīng)使當(dāng)量摩擦角 b 蝸桿導(dǎo)程角。a、小于；b、大于；c、等于。7、計算蝸桿傳動的傳動比時，公式 c 是錯誤的。 a、；b、；c、；d、。8、蝸桿傳動的失效通常是發(fā)生在 蝸輪輪齒 上。9、設(shè)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(shù)n按 剛度 條件確定。10、彈簧指數(shù)c d2/d ，c值越大，剛度越 小 。11、楔鍵聯(lián)接靠 摩擦力 傳遞轉(zhuǎn)矩，用于對中性要求不高的聯(lián)接。12、按國家標(biāo)準(zhǔn)gb/292-93規(guī)定，代號為7210c的滾動軸承類型為 角接觸球軸承 軸承，其內(nèi)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15º

27、，其精度為 p0 級。13、下列各種聯(lián)軸器中，能減緩振動和沖擊的是 f ；可實現(xiàn)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(lián)軸器；b. 凸緣聯(lián)軸器；c. 萬向聯(lián)軸器；d. 十字滑塊聯(lián)軸器；e. 齒輪聯(lián)軸器；f. 彈性柱銷聯(lián)軸器。二、問答題每題5分、計30分1、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(shù)有關(guān)。（3）大、大、大，則產(chǎn)生的摩擦力大，傳遞的最大有效圓周力也大。（2）2、試說明齒形系數(shù)與齒輪的哪些參數(shù)有關(guān)，對齒根彎曲應(yīng)力有何影響？（5分）齒形系數(shù)反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應(yīng)力的影響，凡是影響

28、齒廓形狀的參數(shù)如齒數(shù)、變位系數(shù)和分度圓壓力角都影響。(3)如果齒數(shù)增大、變位系數(shù)和分度圓壓力角增大，均可以使齒根增厚，齒形系數(shù)減小，減小。 (2)3、為提高輪齒的抗折斷能力，可采取哪些措施？（5分）可適當(dāng)增大齒根圓角半徑以減小應(yīng)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)4、螺紋聯(lián)接防松的實質(zhì)是什么？按工作原理分，防松的方法有哪幾類？答：防松的實質(zhì)是防止螺紋副間的相對轉(zhuǎn)動。（2分）防松的方法有摩擦防松、機械防松、永久防松。（3分）5、什么是滾動軸承的基本額定動負(fù)荷？其方向是如何確定的？（5分）答：軸承工作溫

29、度在100ºc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(fù)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）6、簡述非液體摩擦徑向滑動軸承校核計算的主要內(nèi)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：pvpv; （2分）驗算軸徑圓周速度v：vv。（1分）三、分析計算題1、如圖示，卷筒與齒輪用普通螺栓聯(lián)接在一起（螺栓個數(shù)z=8），軸不旋轉(zhuǎn)，卷筒與齒輪在軸上旋轉(zhuǎn)，已知卷筒所受旋轉(zhuǎn)力矩t=107nmm，螺栓分布直徑d0=500mm，卷筒與齒

30、輪接合面間摩擦系數(shù)f=0.12，可靠性系數(shù)kf =1.2，螺栓材料的屈服極限s=300mpa，安全系數(shù)s=3。試設(shè)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p2422.05120.75233027.72726.2113.53633.40231.67044239.07737.1294.54844.72542.5875解：設(shè)螺栓受預(yù)緊力計算螺栓所需預(yù)緊力f（2分）（2分）計算許用應(yīng)力（2分）確定螺栓直徑d1（2分）選擇螺栓查表選取m36（d1=31.670mm>28.768mm）（2分）2、如圖所示，a)、b)分別為斜齒圓柱齒輪的懸臂布置和對

31、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(rèn)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(jù)1）中的選擇結(jié)果計算圖a）所示情況下，軸承的軸向力fa1、fa2。已知：軸承徑向載荷fr1、fr2、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(nèi)部軸向力s=0.4fr。（4分）解：s1=0.4fr1 = 0.4x4000 = 1600(n) ，方向

32、向左； （1分）s2=0.4fr2 = 0.4x2000 = 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(xiàn)將當(dāng)量動載荷加大一倍，將轉(zhuǎn)速減小一半，試計算后確定該對軸承能否滿足載荷及轉(zhuǎn)速改變后壽命至少1000小時的工作要求？（4分）標(biāo)準(zhǔn)答案： 結(jié)論：此軸承能夠滿足壽命至少1000小時要求。3、在圖示傳動系統(tǒng)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

33、向為左旋，其轉(zhuǎn)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1、齒輪2在節(jié)點a所受的軸向力和的方向。（2分）3）為使在軸上的齒輪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(yīng)該是 旋，并在圖中畫出蝸桿的旋向；在節(jié)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(jié)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(zhuǎn)動方向。（8分）答：1）右旋。（1）2）齒輪1、齒輪2在節(jié)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

34、圖所示；（2）蝸輪4的轉(zhuǎn)動方向如圖所示。(1)4、一對標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，已知：輸入軸轉(zhuǎn)速，輸入功率kw，齒輪齒數(shù)，=62，法向模數(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩n. m (1)kn (1)kw (1)kn (1)四、結(jié)構(gòu)題（10分）1、 如圖所示，已知圓錐滾子軸承安裝在零件1的軸承座孔內(nèi)。由于結(jié)構(gòu)限制，設(shè)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(cè)圖上畫出零件1的結(jié)構(gòu)。（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

35、承外圈拆卸。如右圖所示。（答出方法1.5分、畫出結(jié)構(gòu)1.5分）2、寫出實現(xiàn)軸上零件軸向固定的四種方法，并畫出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖。（8分）標(biāo)準(zhǔn)答案： （評分標(biāo)準(zhǔn)：每種方法各2分：文字說明0.5分，畫出結(jié)構(gòu)圖1.5分）2010年機械設(shè)計考試題一、填空題(共11分)1、如果一個零件的應(yīng)力循環(huán)特性，則此時 ， ， 。(1分)2、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)3、普通平鍵聯(lián)接的工作面是 ，主要失效形式是 ，其鍵的剖面尺寸按 由標(biāo)準(zhǔn)中選定，而鍵長通常按 從標(biāo)準(zhǔn)中查取。 (2分)4、帶工作時截面上產(chǎn)生的應(yīng)力有 、 、 ，最大應(yīng)力值為 。 (2分)5、在設(shè)

36、計v帶傳動中時，v帶的型號是根據(jù) 和 選取的。(1分)6、在鏈傳動中，鏈輪的轉(zhuǎn)速 ，節(jié)距 ，則傳動的動載荷越大。 (1分)7、安裝于某軸單支點上的代號為6208的一對滾動軸承，其內(nèi)徑_mm, 軸承名稱為_。(1分)8、安裝滾動軸承時，其內(nèi)圈與軸徑一般是采用_配合關(guān)系，以保證兩者之間沒有相對的轉(zhuǎn)動。(1分)9、在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)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)1、機械零件由于某些原因不能 時稱為失效。a.工作 b. 連續(xù)工作 c.正常工作 d. 負(fù)載工作2、繪制零件簡化的極限應(yīng)力圖時，所必需的已知數(shù)據(jù)是 。 a.、 b. 、b.、 d. 、3、

37、帶傳動中，主動輪圓周速度v1從動輪v2圓周速度帶速v，它們之間的關(guān)系為 。a. v1 = v2 = v b. v1 > v> v2c. v1 < v < v2 d. v > v1> v24、帶張緊的目的是 。 a、減輕帶的彈性滑動 b、提高帶的壽命 c、改變帶的運動方向 d、使帶具有一定的初拉力5、與齒輪傳動相比，鏈傳動的主要特點這一是 。a. 適合于高速 b.制造成本高c.安裝精度要求較低 d.有過載保護6、一齒輪傳動，主動輪1用45號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪2用45號鋼正火，則它們的齒面接觸應(yīng)力 。 a. b. c. d. 無法判斷7、在蝸桿傳動中，蝸桿材料和蝸輪

38、材料的組合，應(yīng)該選取 。a.鋼蝸桿與青銅蝸輪 b.青銅蝸桿與鋼蝸輪 c.青銅蝸桿與青銅蝸輪 d.鋼蝸桿與鋼蝸輪8、設(shè)計斜齒圓柱齒輪傳動時，螺旋角一般在80200范圍內(nèi)選取，太小斜齒輪傳動的優(yōu)點不明顯，太大則會引起 。a. 大的切向力 b. 大的軸向力 c. 小的切向力 d. 小的軸向力9 、在不完全液體潤滑滑動軸承設(shè)計中，除了限制軸承p值外，還要對軸承pv值進行驗算，其主要目的是 。a. 限制軸承過渡磨損 b. 限制軸承的溫升 c. 保證軸承的強度 d. 限制軸承的質(zhì)量10、在進行滾動軸承組合設(shè)計時，對支承跨距很長，工作溫度變化很大的軸，為適應(yīng)軸有較大的伸縮變形，應(yīng)考慮 。a.將一端軸承設(shè)計成

39、游動的 b.采用內(nèi)部間隙可調(diào)整的軸承c.采用內(nèi)部間隙不可調(diào)整的軸承 d.軸頸與軸承內(nèi)圈采用很松的配合三、簡答題(共25分，每小題5分)1、螺紋聯(lián)接主要有哪幾種基本類型？試簡述其特點及使用場合。（不要求畫圖）(5分)2、帶傳動中的彈性滑動與打滑有何區(qū)別？對傳動有何影響？什么叫打滑？如何避免打滑？3、為什么點蝕主要發(fā)生在節(jié)線附近齒根面上？(5分)4、對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，問：（1）計算大、小齒輪彎曲強度時所用公式是否相同？（2）計算大、小齒輪彎曲強度時那些參數(shù)取值不同？（3）兩輪彎曲強度大小通過那些參數(shù)比較就能看出來？可得到什么結(jié)論？(5分)注：5、形成液體動力潤滑的必要條件是什么？四、分析題(

40、共20分，第1題12分，第2題8分)1、如圖1所示機械傳動系統(tǒng)，已知i軸轉(zhuǎn)向，試分析：（在圖上畫出或?qū)懗觯?）為使ii軸所受的軸向力最小，確定兩斜齒圓柱齒輪螺旋線的方向；（2）確定蝸輪旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向；（3）畫出ii軸上斜齒圓柱齒輪受力的三個分力的方向；（4）畫出ii軸上錐齒輪受力的三個分力的方向。圖12、圖2所示為三級減速裝置傳動方案簡圖，要求總傳動比i=50，這樣布置是否合理？為什么？試畫出合理的傳動方案簡圖（不采用蝸桿傳動）電機 單級圓柱齒輪 減速器 f 運輸帶 滾筒 鏈傳動 v 帶傳動圖2五、計算題(14分)某傳動裝置, 根據(jù)工作條件決定采用一對角接觸球軸承(如圖3) ,暫定軸承

41、型號為7307ac。已知:軸承荷載,轉(zhuǎn)速,取載荷系數(shù),預(yù)期壽命。試問:所選軸承型號是否合適?備用公式：對于球軸承圖3型 號數(shù) 據(jù)c（n）派生軸向力（n）xyxy7307ac334000.410.87100.68六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(10分)圖6中所示軸系結(jié)構(gòu)有錯誤和不合理的地方，請指出并說明原因。要求：請在圖示中的結(jié)構(gòu)錯誤處引出線并標(biāo)上序號，如1、2、3、圖6哈工大2011年機械設(shè)計試題及答案一、填空題及選擇填空題（27分，每空1分）1當(dāng)動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時，就會出現(xiàn) 、 和 同時存在的現(xiàn)象，這種摩擦狀態(tài)稱為 。2. 一公稱直徑為d=16mm的螺紋副，螺紋頭數(shù)n=2,螺距p=4mm,

42、螺紋中徑d2=d2=14mm,牙側(cè)角=15º,螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f =0.080.10, 經(jīng)計算該螺紋副 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)計時通過限制 來進行耐磨性計算；半圓鍵的缺點是 ，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=40º，相應(yīng)的v帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則 。 a.大于40º b.小于40º c. 等于40º。5. 傳動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，fmax就越大。當(dāng)傳遞的外載荷超過 時，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳

43、動比大于1的情況下打滑總是先從小帶輪上開始的，其原因是 。6. 齒輪傳動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最主要的失效形式是 ；高速重載齒輪傳動易發(fā)生 ；輪齒的塑性變形常發(fā)生在齒面材料較軟、低速重載、頻繁起動的傳動中。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)8. 按國家標(biāo)準(zhǔn)gb/292-93規(guī)定，型號7212 c/db軸承的類型為 ，寬度類型為 ，精度等級為 ，公稱接觸角 = º。9. 對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承,其主要失效形式是 ；對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承，主要失效

44、形式是 ； 對于高速軸承， 是其主要失效形式。10. 滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成，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）1. 齒向載荷分布系數(shù)k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？2. 試述齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則。3. 按在支撐軸上零件傳遞運動和動力時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。4給出滾動軸承的當(dāng)量靜載荷p0的定義。5同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點？6在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動壓的必要條件是什么？三、分析計算題（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

45、電機+圓柱蝸桿傳動系統(tǒng)，已知蝸桿傳動的模數(shù)m =8mm，蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為z1=1、d1=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，試分析、計算提升重物時的下列問題：1）該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時，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)點位置處蝸桿及蝸輪的受力方向。（5分）2）若蝸桿與蝸輪齒面間當(dāng)量摩擦系數(shù)f = 0.18，該機構(gòu)能否自鎖？（2分）3）若重物w=4kn，傳動裝置總的傳動效率為 =0.5，試計算出電機的輸出轉(zhuǎn)矩tm應(yīng)是多少？（2分）4）若蝸

46、輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209 c支撐形式, l=100mm，蝸桿傳動效率1 = 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為2 = 0.8，軸承7209 c的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為c = 29800n、c0 = 23800n, 其內(nèi)部軸向力s=0.4fr，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，試計算軸承ii的壽命lh為多少小時？（10分）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

47、連接件都不會被壓潰、也不滑移，試計算: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=12.71×106mm3）（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，計算該螺栓所需預(yù)緊力f 、所受的總拉力f0。（3分）四、結(jié)構(gòu)題（20分）1試說明實現(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全

48、，成為完整的結(jié)構(gòu)。（5分）3. 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t1=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、更換該減速器的齒輪。已知重新設(shè)計得到的齒輪模數(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當(dāng)動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時，就會出現(xiàn)流體摩擦、邊界摩擦和干摩擦同時存在的現(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=15º,螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f´=0.080.10, 經(jīng)計算