機械工程師考試習(xí)題

1、機械設(shè)計復(fù)習(xí)題 (1)圓柱普通螺紋主要幾何參數(shù)有哪些？試簡述之。1.大徑d螺紋的最大直徑，在標準中定為公稱直徑。2.小徑螺紋的最小直徑，在強度計算中常作為螺桿危險截面的計算直徑。3.中徑通過螺紋軸向截面內(nèi)牙型上的溝槽和凸起寬度相等的假想圓柱面的直徑。對于矩形螺紋4.螺距P螺紋相鄰兩個牙型上對應(yīng)點間的軸向距離。5.導(dǎo)程S螺紋上任一點沿同一條螺旋線轉(zhuǎn)一周所移動的軸向距離，SnP，n 為螺紋的螺旋線數(shù)目。6.升角y在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角，其計算式為。7.牙型角a螺紋軸向截面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。(2)受拉緊螺栓聯(lián)接中，螺栓的強度計算公式中的系數(shù)“1.3”是考慮什么因

2、素而引入的？考慮擰緊時由于螺紋摩擦力矩引起的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響。(3)聯(lián)接螺紋是具有自鎖性的螺紋，為什么還需防松？防松的根本問題是什么？按防松原理不同，防松的方法可分為幾類？ 在沖擊、振動或變載荷下，或當(dāng)溫度變化大時，滿足y<（升角小于當(dāng)量摩擦角）的螺紋聯(lián)接可能松動，甚至松脫而需防松。防松的根本問題在于防止螺紋副相對轉(zhuǎn)動。按防松原理不同可分為利用摩擦（如雙螺母、彈簧墊圈）、直接鎖?。ㄈ绮坌温菽负烷_口銷）和破壞螺紋副關(guān)系（如焊、膠粘）三類。 (4)在帶傳動中，影響能傳遞的最大有效圓周力的因素有哪些？（要求答出四種因素）其關(guān)系如何？在帶傳動中影響能傳遞的最大有效圓周力的因素及其關(guān)系：1）初拉力

3、F0，最大有效圓周力與初拉力F0成正比；2）包角a，最大有效圓周力隨包角增大而增大；3）摩擦系數(shù)m，最大有效圓周力隨摩擦系數(shù)增大而增大；4）帶的型號，型號：Y，Z，A，B，C，D，E，從左向右各種型號的單根帶能傳遞的最大有效圓周力增大；5）帶的結(jié)構(gòu)，圓帶小，平帶大,V帶（三角帶）更大。6）帶的根數(shù)，根數(shù)愈多能傳遞的最大有效圓周力愈大。(5)圖示減速器，其錐齒輪I的旋轉(zhuǎn)方向如圖示。1）合理確定第二級斜齒輪傳動螺旋線的方向（圖中畫出）；2）畫出軸II上作用于齒輪上的圓周力、徑向力、軸向力的方向。斜齒輪螺旋線方向及各力方向均示于圖中。(6)圖示兩傳動方案，哪個合理？并說明理由。方案a合理。理由為：因

4、帶傳動靠摩擦傳動，傳動平穩(wěn)，但傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，且過載打滑能保護電動機，故帶傳動置于高速級是合理的。方案b中的帶傳動置于低速級，則帶傳遞的轉(zhuǎn)矩要增大3倍（略去效率損失），而使帶的根數(shù)增多，導(dǎo)致帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸過大，故方案b不合理。(7)滾動軸承密封的目的是什么？密封裝置可分為哪幾大類？目的：防止灰塵，水等雜物進入軸承，防止?jié)櫥瑒┝魇А７诸悾嚎煞譃榻佑|式和非接觸式兩大類。 (8)滾動軸承的滾動體有哪些形狀？球，圓柱滾子，圓錐滾子，鼓形滾子，滾針。(9)圖示為開式蝸桿-斜齒圓柱齒輪傳動，已知蝸桿主動，螺旋線方向為右旋，大齒輪4的轉(zhuǎn)向如圖示，試畫出：1）蝸桿的轉(zhuǎn)向。2）使軸II上兩輪的軸向力抵消一部分

5、時齒輪3、4的螺旋線方向。3）蝸輪2和齒輪3的受力圖（用分力表示）。如圖。(10)圖示蝸桿-圓錐齒輪傳動，已知蝸桿主動，左旋，轉(zhuǎn)向如圖示，試求：1）為使蝸輪與錐齒輪3的軸向力方向相反，畫出軸II、III的轉(zhuǎn)向。2）畫出軸II上兩輪所受各分力方向。如圖。(11)以下情況下各應(yīng)選擇哪種軸上零件的軸向固定裝置？列舉其名稱（各舉一種即可）并畫出結(jié)構(gòu)圖。1）軸上零件受兩個方向的較大的軸向力。2）軸上零件受軸向力很小，但要求在安裝時能軸向調(diào)整軸上零件的位置。3）軸上零件不受軸向力，但要求結(jié)構(gòu)盡量簡單，重量輕。答：1）一邊用軸肩定位，另一邊用套筒定位，或用圓螺母壓緊。 2）兩邊各用一個鎖緊擋圈（雙鎖緊擋圈結(jié)

6、構(gòu)）用緊定螺釘固定在軸上。3）兩邊各用一個彈性檔圈。(12)齒輪軸由一對相同的圓錐滾子軸承支承，兩軸承的當(dāng)量動載荷分別為P15850N，P23118N，軸轉(zhuǎn)速n=480r/min，若要求軸承預(yù)期壽命，軸承的基本額定動載荷應(yīng)為多少？因為，所以應(yīng)按1軸承求C，選一對相同的圓錐滾子軸承，基本額定動載荷應(yīng)大于或等于51206 N。(13)齒輪軸由一對當(dāng)量動載荷分別為P18800N，P26780N的角接觸球軸承支承，軸轉(zhuǎn)速n=710r/min，若要求預(yù)期壽命Lh24000h，兩軸承的基本額定動載荷各應(yīng)為多大？ (14)圓錐滾子軸承30208（舊7208）的基本額定動載荷為C=34kN，承受當(dāng)量動載荷P3

7、000N，軸轉(zhuǎn)速n=960r/min，求壽命為多少小時？(15)軸系由一對圓錐滾子軸承32307（舊7607）支承，基本額定動載荷C57.7kN，軸轉(zhuǎn)速n=1380r/min，兩軸承的當(dāng)量動載荷分別為P14000N，P26120N，預(yù)期壽命為Lh=20000h，試分析軸承是否滿足要求。，2軸承為危險軸承。兩軸承都滿足要求。(16)深溝球軸承6208（舊208）的基本額定動載荷Cr=25.6kN，當(dāng)量動載荷P5200N，工作轉(zhuǎn)速n=630r/min，試計算軸承壽命Lh，如要求一班制工作三年（按每年工作260天），軸承壽命是否滿足要求？ ，不滿足要求。(17)如圖所示，軸支承在一對7209AC角接

8、觸球軸承上，F(xiàn)R3000N，內(nèi)部軸向力FS0.7Fr。求：1）兩軸承各受多大徑向力和軸向力。2）哪個軸承壽命低？為什么？ 1）2），所以。，兩軸承C、e相同，L2>L1，左軸承壽命低。(18)30208圓錐滾子軸承在室溫下工作，轉(zhuǎn)速n=750r/min，查得軸承基本額定動載荷Cr=34000N，要求軸承壽命不低于8000h，問此軸承最大能承受的當(dāng)量動載荷為多少？ (19)軸系由一對圓錐滾子軸承30208（舊7208）支承，轉(zhuǎn)速n=960r/min，兩軸承的當(dāng)量動載荷分別為P1=4200N，P2=3300N，當(dāng)量靜載荷分別為P01=2800N，P02=1535N，軸承基本額定動載荷Cr=3

9、4kN，額定靜載荷C0r=31kN，要求預(yù)期壽命Lh=18000h，靜安全系數(shù)S0=1.5，試分析軸承是否滿足要求。，所以1軸承為危險軸承。軸承滿足要求。二、結(jié)構(gòu)題(1)指出圖示某齒輪軸系的結(jié)構(gòu)錯誤，軸承為脂潤滑，齒輪為油潤滑（用筆圈出錯誤之處，并簡單說明錯誤原因，不要求改正）。答：1）軸承配用不合適：向心推力軸承單個使用；2）轉(zhuǎn)動件與靜止件直接接觸：軸伸與端蓋；3）軸上零件未定位，未固定：套筒頂不住齒輪；聯(lián)軸器周向未固定，聯(lián)軸器軸向未固定4）工藝不合理：懸伸軸精加工面過長，裝配軸承不便；箱體端面的加工面與非加工面沒有分開；端蓋與箱體端面之間無墊片，無法調(diào)整軸承游隙；齒輪周向定位鍵過長，套筒無

10、法裝入；左端軸承處軸肩過高；5）潤滑與密封問題：(11)齒輪油潤滑，軸承脂潤滑而無擋油環(huán)；(12)無密封，端蓋不應(yīng)與軸接觸；6）制圖問題：（13）缺線。(2)指出下圖中軸系的結(jié)構(gòu)錯誤（用筆圈出錯誤之處，并簡要說明錯誤原因，不要求改正）。(2)1）擋板與軸端應(yīng)有間隙；2）平鍵頂部與輪槽間應(yīng)有間隙；3）聯(lián)軸器與端蓋應(yīng)不接觸，軸應(yīng)有定位臺肩；4）此處應(yīng)加工成階梯軸；5）缺調(diào)整墊片；6）軸的臺肩應(yīng)在軸套內(nèi)；7）輪轂挖槽太寬（此處輪轂不太寬，不必挖槽）；8）箱體臺肩應(yīng)去掉；9）軸臺肩太高，不便于裝拆；10）一個軸上的兩個鍵槽應(yīng)在同一軸線上。(3)圖示為一懸臂安裝的錐齒輪，為了改善錐齒輪的嚙合性能，試列出

11、常用的3種提高軸及軸承座剛度的措施。(3)1）采用滾子軸承，通常用單列圓錐滾子軸承，并采用反安裝（背靠背）方式，尺寸l2盡量減小，而l1不宜太小，l1»(2.02.5) l2。2）軸承座孔壁應(yīng)有足夠厚度，并設(shè)置加強肋。3）采用雙點支承結(jié)構(gòu)（即小錐齒輪右端增加一個滾動軸承，避免懸臂結(jié)構(gòu)）。(4)指出圖示軸系的結(jié)構(gòu)錯誤，齒輪采用油潤滑，軸承為脂潤滑（用筆圈出錯誤之處，并注明錯誤名稱，不要求改正）。(4)1）缺擋油環(huán)；2）套杯左端凸肩內(nèi)徑太小，拆卸外圈困難；3）軸頸太大，內(nèi)圈無法從右側(cè)裝入；4）兩外圈間缺套筒，右軸承外圈無軸向固定；5）軸徑太大；6）彈性擋圈無法調(diào)整軸承間隙（改為圓螺母調(diào)整

12、）；7）缺調(diào)整墊片；8）缺軸上配合零件的定位軸肩；9）間隙太大；10）精加工面過長，應(yīng)加工成階梯軸；11）缺調(diào)整墊片。 (5)下圖齒輪為懸臂布置，軸系為兩個型號不同的軸承（軸承外徑、內(nèi)徑大小見圖），齒輪為油潤滑，軸承為脂潤滑，試畫出此軸系結(jié)構(gòu)。(6)下圖齒輪軸系為兩端單向固定結(jié)構(gòu)，齒輪為油潤滑，軸承為脂潤滑（軸承為深溝球軸承型），試畫出此軸系結(jié)構(gòu)。（7）畫螺釘聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖（螺釘、彈簧墊圈、被聯(lián)接件裝配在一起的結(jié)構(gòu)）。(1)（8） 試改正下圖中的錯誤結(jié)構(gòu)（另畫出一正確結(jié)構(gòu)圖即可）。(9)請在下圖中畫出用緊定螺釘把軸上零件固定的結(jié)構(gòu)。（10）推導(dǎo)圖示夾緊聯(lián)接的螺栓受力計算公式（螺栓數(shù)為2）。，即。單

13、個螺栓所需預(yù)緊力，式中m為接合面摩擦系數(shù)。(11)鋼齒輪與直徑d=80mm的鋼軸用普通平鍵B22´100  GB109690，靜聯(lián)接，鍵高h=14mm，工作時有沖擊，取，求鍵能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。1）l¢=L=100 mm2）(12)對標準直齒圓柱齒輪傳動。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、小齒輪彎曲強度時哪些參數(shù)取值不同？3）兩輪彎曲強度大小通過哪些參數(shù)比較就能看出來？可得到什么結(jié)論？注：答：1）公式相同：2）、及取值不同。3）由與的比較即可看出，此值小的強度高。(13)如圖所示起重機卷筒，鋼絲繩起重量W60000N，利用雙頭螺柱夾緊產(chǎn)生

14、的摩擦力矩使轉(zhuǎn)矩由齒輪傳到卷筒上。8個螺柱均勻分布在直徑的圓周上。聯(lián)接件接觸面摩擦系數(shù)m=0.12，為了安全，希望摩擦力矩比計算值大20，螺柱材料為6.8級，45鋼，?？刂祁A(yù)緊力，取安全系數(shù)，試求螺柱所需最小直徑（或計算直徑）。答：轉(zhuǎn)矩許用拉應(yīng)力每個螺柱所需預(yù)緊力由強度條件，螺柱小徑(14)圖示螺栓聯(lián)接中，采用兩個M16（小徑，中徑，）的普通螺栓，螺栓材料為45鋼，8.8級，聯(lián)接時不嚴格控制預(yù)緊力（取安全系數(shù)，被聯(lián)接件接合面間的摩擦系數(shù)m=0.2。若考慮摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)），試計算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷FR（取計算直徑dc=d1）。解：許用拉應(yīng)力設(shè)每個螺栓所需預(yù)緊力為F¢

15、，則，故由強度條件，知故(15)軸系由一對角接觸球軸承7307AC（舊46307）支承，軸承的基本額定動載荷，軸承“背對背”安裝（反安裝），已知軸轉(zhuǎn)速n=5000r/min，F(xiàn)A=900N，F(xiàn)r1=1000N，F(xiàn)r2=2100N，fd=1.5，預(yù)期壽命Lh=2000h，試校核軸承是否滿足要求。 eFa/Fr>eFa/FreFd0.7X=0.41，Y=0.85X=1，Y=00.7Fr解：（1）計算內(nèi)部軸向力Fd1=0.7Fr1=0.7´1000=700N （1分） Fd2=0.7Fr2=0.7´2100=1470N （1分）（2）計算軸向力 Fd2+FA=14

16、70+900=2370> Fd1=700N “1”軸承壓緊，“2”軸承放松 （2分）Fa1= Fd2+ FA =2370N （1分）Fa2= Fd2=1470 N （1分），1軸承為危險軸承，按其核驗壽命。，滿足要求。（16）一對標準直齒圓柱齒輪傳動，已知：z120，z240，小輪材料為40Cr，大輪材料為45鋼，齒形系數(shù)YFa1=2.8，YFa2=2.4，應(yīng)力修正系數(shù)YSa1=1.55，YSa2=1.67，許用應(yīng)力，。問：1）哪個齒輪的接觸強度弱？2）哪個齒輪的彎曲強度弱？為什么？8分答：1）大齒輪的接觸強度弱。因為相互嚙合的一對齒輪，其接觸應(yīng)力相等，而大輪的許用應(yīng)力小。(4分)2）大

17、齒輪的彎曲強度弱。彎曲強度的大小主要取決于比值：。， 比值大的彎曲強度低，故大齒輪的彎曲強度低。（4分）（17）有一軸由A、D兩軸承支持，軸上作用力F1、F2，BC之間有扭矩4500N.mm，設(shè)扭矩是穩(wěn)定的，軸的許用應(yīng)力s+1b=170MPa，s0b=75MPa，s-1b=45MPa，求此軸在彎矩最大處的直徑至少應(yīng)為多少。（10分）1）軸受外力最大彎矩在C點。此處當(dāng)量彎矩C處軸徑取 。（18）圖示一蝸桿軸上正安裝一對30208型圓錐滾子軸承，根據(jù)蝸桿軸上的受力，求得兩支承的徑向反力Fr1=2600N，F(xiàn)r2=2000N，蝸桿轉(zhuǎn)速n1=960r/min，蝸桿的軸向力FA1000N，沖擊載荷系數(shù)f

18、d=1.1，試計算兩軸承的當(dāng)量動載荷。（10分）（注：30208型軸承的內(nèi)部軸向力Fd=Fr/2Y，其中：Y =1.6計算系數(shù)e=0.38，F(xiàn)a/Fr>e時，F(xiàn)a/Fr<e時，X=1，Y=0， ）解：Fd1=Fr1/2Y=2600/2´16=812.5NFd2=Fr2/2Y=2000/2´16=625NFd2+FA=625+1000=1625> Fd1=812.5N“1”軸承壓緊，“2”軸承放松Fa1= Fd2+ FA =1625NFa2= Fd2=625 N，（19）軸由一對角接觸球軸承支承，根據(jù)軸上的受力，求得兩支承的徑向反力Fr1=972.6N，F(xiàn)r2=3597N，軸向力，軸承載荷系數(shù)fp=1.1，求兩個軸承的當(dāng)量載荷。（14分）注：角接觸球軸承（），內(nèi)部軸向力。eFa/FreFa/Fr>e1.14X=1，Y=0X=0.