考研《机械设计》简答题单数章节Word格式.docx

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为减小多边形效应，节距，主从动链轮齿数应如何取值？

因为链是由刚性的链节通过销轴铰接而成，当链绕上链轮时，链节与相应轮齿啮合，链条曲折成多边形的一部分，链轮与链条的啮合相当于正多边形轮的传动，链传动过程中产生运动的不均匀性，称作链传动的多边形效应。

为减小链传动的多边形效应，应适当取小节距的链条，并适当增大主从动链轮的齿数。

3，链传动中，链节距、链轮齿数、链轮转速对链传动的性能有何影响？

（5分）

链节距：

在一定条件下，链节距越大，承载能力越高，但传动的多边形效应也越大，于是冲击、振动与噪声也越严重。

……2分

链轮齿数：

齿数过少会导致，传动的不均匀性和动载荷增大；

铰链磨损加剧；

。

链轮转速：

转速越高，传动的动载荷就越大。

……1分

4，什么是链传动的多边形效应？

链节距和链轮转速对多边形效应有何影响？

链传动中，具有刚性链节的链条与链轮相啮合时，链节在链轮上呈多边形分布，在链条每转过一个链节时，链条前进的瞬时速度周期性地由小变大，再由大变小。

运动不均匀及刚性链节啮入链轮齿间时引起的冲击，是引起动载荷的主要原因。

当链节不断啮入链轮齿间时，就会形成连续不断的冲击、振动和噪声，这种现象通常称为“多边形效应”……3分

链节距越大、链轮转速越高，“多边形”效应越明显……2分

5,链传动的动载荷是怎样产生的？

在一定链速下影响链传动动载荷的主要参数是什么？

链传动中，链轮和链条的啮合传动可看作链条绕在边长为p的多边形链轮上，主动练轮转过一个齿，链条移过一个链节，从动链轮转过一个齿。

①正因为这样的多变性效应，链传动出现运动的不均匀性：

链条在其前进方向（水平运动方向）、与前进方向相垂直的方向（垂直方向）运动速度出现周期性的变化，从动链轮的线速度（角速度）也出现周期性的变化，这些速度的变化将引起传动的动载荷。

另外，②传动中链节与链轮进入啮合的瞬间存在速度差，也将引起冲击和动载荷。

③链传动存在紧边和松边，启动、制动、反转、突然加载、或卸载都出现惯性冲击。

*3分*

影响链传动动载荷的主要参数是：

节距p，链轮齿数z1、z2*2分*

第十一章蜗杆传动

1，画出图示传动机构中各轴的转动方向，并画出啮合点处蜗杆与蜗轮的受力情况。

解：

2，对闭式蜗杆传动设计时计算准则是什么？

各主要针对什么失效形式？

闭式蜗杆传动的主要失效形式是齿面胶合或点蚀，因此计算准则是：

按齿面接触疲劳强度计算，主要针对点蚀；

按齿根弯曲疲劳强度校核，防止齿轮折断；

必要时进行热平衡计算，防止胶合。

3．闭式蜗杆传动为什么必须要进行热平衡计算？

提高散热能力的措施有哪些？

原因：

（1）蜗杆传动由于效率低，所以发热量大……1分

（2）闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。

提高散热能力的措施：

（1）加散热片，以增大散热面积……1分

（2）在蜗杆轴端加装风扇，以加速空气流通……1分

（3）在传动箱内装循环冷却管路……1分

4，请给出蜗杆的直径系数q的定义，解释规定蜗杆分度圆直径d1（或直径系数q）标准值的实际意义。

q=d1/m……2分

在蜗杆传动中，为了保证蜗杆与配对蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆具有同样尺寸的蜗轮滚刀来加工与其配对的蜗轮。

为了限制了蜗轮滚刀的数目以及便于滚刀的标准化，就对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1。

……3分

5，蜗轮蜗杆传动有什么特点？

为什么要进行热平衡计算？

传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。

但是传动效率低。

由于蜗杆传动效率低、发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高、润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。

因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。

6，蜗杆传动散热计算不能满足时，试举出三种改进措施。

改进措施：

1）加装风扇；

2）增加散热片；

3）蛇形冷却水管

7，图示为蜗杆传动，蜗轮2和滚筒3为固定联接，蜗杆为右旋；

试问：

（1）蜗轮是右旋还是左旋？

（2）为使重物G上升，在图中标出蜗杆转动方向。

（1）是右旋；

（2）从蜗杆左端看，它做逆时针转动。

8，试分析蜗杆传动传动效率的影响因素及影响情况。

对于闭式蜗杆传动其效率影响因素包括三部分：

轮齿啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗及浸入油池中的零件搅油时的溅油损耗。

而蜗杆传动的总效率主要取决于啮合摩擦损耗时的效率，而后两项功率损耗不大，一般两项效率的乘积取0.95到0.96.

9，蜗杆传动中，为什么要进行热平衡计算？

其计算准则是什么？

常见的降温措施有哪些？

蜗杆传动过程中，传动效率较低，蜗杆、蜗轮的轮齿之间的相对滑动较大，同时结构上二者间相互包容，工作中产生的热量较多，热量又不易散发，尤其在闭式结构中更严重，这将导致油温升高、粘度降低，严重时导致润滑失效，摩擦损失增大，甚至胶合。

因此应对蜗杆进行热平衡计算。

*2分*

计算准则为：

单位时间内蜗杆传动的发热量与同时间内的散热量相平衡。

常见的降温措施有：

①加散热片，增大散热面积；

②加装风扇，加速空气流通；

③假设冷却循环管路，强制降温*3分

10，如图所示为蜗杆传动简图，已知条件如图所示，试分析：

1）在图（b）上用箭头表示蜗杆，蜗轮所受各力的方向（Ft——圆周力，Fr——径向力，Fa——轴向力；

脚标：

蜗杆用“1”，蜗轮用“2”）。

2）在图（b）上标明蜗轮的转动方向及其轮齿的螺旋线方向

1）所受各力方向如图

2）蜗轮旋向为右旋，逆时针旋转。

11，图示为手动起重装置，提升重物G时蜗杆的转动方向如图示。

试分析：

1）蜗杆及蜗轮轮齿的螺旋线方向（文字说明并在图上画出）；

2）在图上画出蜗轮轮齿所受的三个分力（Ft2,Fa2,Fr2）的方向。

1）蜗杆及蜗轮轮齿的螺旋线方向均为左旋，如图

2）蜗轮轮齿所受三个分力如图

12，图示为一蜗杆蜗轮驱动的螺旋传动系统，高速级为蜗杆传动，蜗杆的转向，蜗杆的移动方向如图所示。

试确定：

1）蜗杆、蜗轮的螺旋线方向；

2）画出蜗杆及蜗轮在啮合点所受诸分力的方向（按给定坐标在图b上画出）。

13，图示斜齿圆柱齿轮——蜗杆传动，主动轮转动方向和齿的旋向如图示，设要求蜗杆轴的轴向力为最小时，试画出蜗轮的转向和作用在轮齿上的力（以三个分力表示），并说明蜗轮轮齿螺旋方向。

蜗轮左旋，顺时针转动

14，改正图中结构的错误

15，

第十三章滚动轴承

1，简述滚动轴承7313/P4的意义。

7（角接触球轴承）……1分

0（窄系列）……1分

3（中系列）……1分

13（内径：

65mm）……1分

/P4（4级公差）……1分

2，说明下述滚动轴承代号的含义。

6012，7309B

6012：

内径60mm、直径系列特轻、宽度系列窄的深沟球轴承。

7309B：

内径45mm、直径系列中、宽度系列窄、公称接触角

角接触球轴承。

3，说明下列滚动轴承代号的含义。

61097211B

6109内径45mm、直径系列特轻、宽度系列窄的深沟球轴承。

7211B内径55mm、直径系列轻、宽度系列窄公称接触角40°

4，滚动轴承的主要失效形式有哪些？

疲劳点蚀、塑性变形和磨损等是滚动轴承的主要失效形式。

5，指出滚动轴承代号30209E的意义

3——圆锥滚子轴承，02——窄轻系列，

09——内径45mm，E——加强型。

6，简述滚动轴承组合设计中，“面对面”和“背靠背”安装的特点和适用场合。

“背对背”安装的轴承载荷线向轴承轴分开，可承受作用于两个方向上的轴向载荷，但每个方向上的载荷只能由一个轴承承受。

背对背安装的轴承提供刚性相对较高的轴承配置，而且可承受倾覆力矩。

这种排列的轴承在安装时不容易调节轴承间隙。

“面对面”安装的轴承载荷线向轴承轴汇合，可承受作用于两个方向上的轴向载荷，但每个方向上的载荷只能由一个轴承承受。

这种配置不如背对背配对的刚性高，而且不太适合承受倾覆力矩。

这种排列的轴承在安装时容易调节轴承间隙。

7，试说明滚动轴承代号的含义。

623097212C

62309

右起第1、2位09滚动轴承内经95=45mm

右起第3位3直径系列代号中型

右起第4位的2宽度系列代号宽

右起第5位6滚动轴承类型深沟球轴承

7212C

右起第1、2位8滚动轴承内经85=40mm

右起第4位0宽度系列代号省略不写

右起第5位6滚动轴承类型角接触球轴承

C接触角

8,试解释下列滚动轴承型号的意义。

61127308AC

6112

右起第1、2位12滚动轴承内经125=60mm

右起第3位1直径系列代号特轻型

右起第4位的0省略不写

7308AC

右起第3位3直径系列代号中型

AC接触角

9，一对锥齿轮，两端用两个相同的30000型轴承布置如图Ⅰ，Ⅱ两种排列方案。

试分析方案Ⅰ，Ⅱ的优点和缺点。

第十五章轴

1，（说明：

正确5处以上得满分）

指出图中轴系上的结构错误之处，并简要说明错误的原因。

（轴承和齿轮均采用油润滑方式）

例：

①轴承端盖与机体间应有调整垫片

2．轴端的联接键及键槽太长，不应与轴承端盖发生干涉

3．此处应设置轴肩，便于轴端零件的定位

4．轴承端盖与轴之间应留间隙，防止划伤轴径

5．轴承端盖与轴之间应采取密封措施

6．轴承端盖与箱体之间应加调整垫片

7．轴承的左侧应减小轴径，便于轴承装拆

8．套筒外径应低于轴承内圈的外径，便于轴承的拆卸

9．轴上齿轮的宽度应略大于该处轴径的宽度，保证齿轮的准确固定

10．应设置轴肩或采用其他方式保证轴承的定位

2，（说明：

分数

评卷人

指出图中齿轮轴系上的结构错误之处，并简要说明错误的原因。

（轴承和齿轮均采用油润滑方式）（5分）

1.锥齿轮的键槽应为通槽

2．轴端挡圈应与轴端留一段间隙，即锥齿轮的轮毂长度应比轴颈长1~2mm;

3．左端轴承在轴上不能安装

4．一对轴承的定位和固定不正确，

5．轴端零件缺少定位

6．轴承端盖与轴之间应采取密封措施

7．轴承端盖与轴之间应留间隙，防止划伤轴径

8．轴承的右侧应减小轴径，便于轴承装拆

9．轴承端盖与箱体间缺少调整垫片

3，图示轴的结构1、2、3处有哪些不合理的地方？

用文字说明。

1处：

轴承定位高度超过内圈厚度；

2处：

轴段长应比轮毂稍短，且定位高度超过轴承内圈厚度；

3处：

圆螺母固定应有退刀槽。

4，下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。

齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。

（注：

不必改正）

1.无垫片，无法调整轴承的游系

2.轴肩过高，无法拆卸轴承

3.齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，但无挡油盘

4.轴套长度应小于轮毂的长度

5.同一根轴上的两个键槽应布置在同一母线上。

6.套筒顶不住齿轮（过定位）

7.套筒应低于轴承外圈

8.轴承端盖与相应轴段处应有密封件，且与轴间不应接触，应有间隙。

9.连轴器无轴向固点，且与端盖间隙太小，易接触

10.键顶部与轮毂糟间应有间隙。

5，试列举轴上零件的三种轴向固定方法。

轴向零件的固定方法为：

套筒、定位轴肩和弹性挡圈等…

6，在下面三个图中，轴上齿轮左边的轴向定位采用套筒，哪个图是正确的？

（a）（b）（c）

（1）（c）图正确；

（2）（a）、（b）两图都无法使齿轮的左端得到轴向定位。

7，指出图中轴系上的结构错误之处（齿轮和轴承均用油润滑），并简要说明错误的原因。

1．联轴器轮毂孔键槽应该为通槽，这种结构无法安装。

2．轴承端盖与轴之间应留间隙，防止划伤轴径。

3．轴承端盖与箱体之间应加调整垫片

4．油润滑的轴承端盖应该开有流油的十字槽

5．轴承内圈和轴段安装不需要键连接

6．轴上齿轮的宽度应略大于该处轴径的宽度，保证齿轮的准确固定

7．齿轮和轴的连接通常使用键连接

8．轴承座孔的箱体内壁线没有画出来

9．此处应设置轴肩，便于齿轮定位

10．一对圆锥滚子轴承安装时需要配置成“面对面”或者“背靠背”的形式，同方向安装无法承受任何大小的另一个方向的轴向力

11．轴承端盖与箱体之间应加调整垫片

12．油润滑的轴承端盖应该开有流油的十字槽

13．轴段太长与轴承端盖干涉

8，指出图中齿轮轴系上的结构错误之处，并简要说明错误的原因。

（齿轮用油润滑、轴承用脂润滑方式）（说明：

正确10处以上得满分）

1.轴段太长与轴承端盖干涉

2．轴承端盖与箱体表面应该有调整垫片;

3．箱体与轴承端盖连接处应该专门设计成凸台，避免过大加工面

4．弹性挡圈是不需要的

5．轴承内圈被高度太大的轴肩挡住，不便于轴承拆卸

6．脂润滑轴承应该加装挡油盘

7．键槽和键长度太长

8．齿轮轮毂宽度应大于轴段，便于齿轮的可靠轴向定位

9．套筒直径太大挡住轴承内圈，不便于轴承拆卸

10．脂润滑轴承应该加装挡油盘

11．轴承端盖与箱体表面应该有调整垫片

12．轴承端盖和轴颈之间应该有间隙，以免划伤轴颈

13．应该为联轴器设计定位轴肩，便于轴向定位

14．联轴器轮毂孔键槽应该为通槽，否则，无法安装

15．轴承端盖和轴颈之间应该有密封

9，试说明轴的按弯扭合成强度计算的公式各项参数的含义。

（14分）

式中：

当量弯矩

；

轴所受的弯矩；

轴径；

（6分）

根据转矩性质而定的折合系数；

轴所受的转矩；

对于不变的转矩

（8分）

当转矩脉动循环变化时，

频繁正反转的轴，转矩对称循环变化，

若转矩的变化规律不清楚，一般按脉动循环变化处理。

对称循环许用弯曲应力。

10，指出图中齿轮轴系上的结构错误之处，并简要说明错误的原因。

①凸缘联轴器的孔应为通孔。

2．轴承端盖与箱体之间应加调整垫片

3．轴与轴承盖不能干涉，之间应留一定间隙

4．轴肩应低于轴承内圈的外径，便于轴承的拆卸

5．轴上齿轮的宽度应略大于该处轴径的宽度，保证齿轮的准确固定

6．齿轮与轴的联接键及键槽太长

7．轴承的右侧应减小轴径，便于轴承装拆

8．轴承端盖与轴之间应留间隙，防止划伤轴径

9．轴承端盖与轴之间应采取密封措施

10．半联轴器的左侧应设置轴肩，便于半联轴器的定位

11．轴承端盖与箱体之间应采取密封措施，加密封垫

12．套筒外径应低于轴承内圈的外径，便于轴承的拆卸

11，请将图中轴系结构有错误和不合理的地方指出来

1，两个轴承内圈都应固定，现采用轴用弹性挡圈。

2，两个轴承外圈都应固定，现采用孔用弹性挡圈

3，此段轴径太大，可改为与轴承内径一致，加一套筒顶住轴承内圈端面及齿轮端面

4，轴与两个齿轮配合轴颈的长度，均应比轮毂孔的长度短1~2mm

5，同一轴上两个平键应在一条线上

6，两个轴承端盖与箱体之间均应有调整垫片

7，轴承端盖上螺钉孔径应比螺钉外径大一些

8，螺孔应比螺钉头更深一些，螺纹底孔应比螺纹更深一些

9，箱体上与两个端盖接触的平面均应高出一些，为加工面

10，两个齿轮齿顶圆均应倒角，共四处

11，两轴承端盖外圆外侧均应倒角

12，螺钉应加弹簧垫圈放松，螺钉长度适当加长

13，两轴承端盖外面中间应凹下一点，减少加工面

12，图示为下置式蜗杆减速器中蜗轮及轴及轴承的组合结构，蜗轮用油润滑，轴承用脂润滑。

试指出图中的错误。

1，闷盖上没有垫圈

2，二轴承端盖与箱体间有调整垫片

3，轴的两端应有倒角

4，二轴承滚动体应画十字中心线

5，左轴承套筒应改为带甩油环式

6，与齿轮配合的轴颈长度应比轮毂长短1~2mm

7，平键槽不应开到轴环上，应短一点

8，右轴承左边加一甩油环，轴环缩短

9，右轴承右边轴径应小于轴承内径，相应的锥端轴径也要减小

10，透盖与轴间应有间隙，且应有密封垫圈

11，锥形轴端与联轴器应有半圆键连接，半圆键槽应与蜗轮处平键槽在同一条线上

12，锥形轴端长度应比联轴器锥孔长短一点，还应有轴端挡圈固定

13，闷盖，联轴器内凹过渡处及蜗轮辐板与轮毂过渡处均应画出圆角；

14，蜗轮轮毂外圆应是锥面，端部倒角

15，闷盖，透盖外圆外侧应倒角，联轴器端部外圆，内孔均应倒角，联轴器外圆应倒角。

13，指出图中的错误

1，轴的右端面应缩进带轮右端面1~2mm，且应有轴端挡圈固定带轮

2，带轮与轴间应有键连接

3，带轮左端面靠轴肩定位，下一段轴径加大

4，带轮两个槽中没有线

5，取消套筒

6，透盖与轴之间应有间隙，且有密封垫圈

7，应改为喇叭口斜线，用角接触球轴承

8，与轮毂配合段轴径长度应比轮毂小1~2mm

9，轮毂与轴之间应有键连接

10，两个轴承端盖与箱体间应有调整垫片

11，箱体上端盖接触面之外的外表面应低一些

12，轴承端盖外圆外侧应倒角

14，指出图中的错误

1，两个轴承端盖外圆外侧应倒角

2，两个轴承端盖与箱体接触面间应有调整垫片

3，箱体上与端盖的接触面之外的外表面应低一些

4，轴端太长，可与轴承左端面平齐或略长

5，没有必要设置套筒，可改为外径不超过内圈厚2/3的轴颈，靠轴肩给轴承定位

6，齿轮和轴之间应有键连接

7，与齿轮配合的轴颈长度应比齿轮宽度小1~2mm

8，透盖与轴之间应有间隙，且有垫圈密封

9，联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移

10，联轴器与轴间应有轴肩定位，与其配合段轴径应减少

11，联轴器与轴间应有键连接，且应与6处键在一条线上

12，轴右端面不应超出联轴器端面，应缩进去1~2mm

13，联轴器上外圆及左端面内，外圆均应倒角

14，某些类型联轴器应画连接孔的中心线

15，改正图中错误

1，轴的右端面应缩到联轴器端面内1~2mm。

轴端挡圈压到联轴器端面上，与周断面留有间隙

2，联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移

3，联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位

4，联轴器处连接平键与蜗轮处连接平键应在一条线上；

键与轮毂孔键槽底面间应有间隙

5，密封垫圈及剖面应为梯形

6，右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴径右端面应左移1~2mm

7，与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1~2mm，轴颈右端面缩进去

8，左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度2/3左右

9，闷盖和透盖外圆外侧应倒角，与箱体间应有调整垫片

10，联轴器外圆及左端外圆，内孔两头应倒角，有些类型联轴器应画出连接孔轴心线

11，轴的左端伸出轴承内圈过长

16，图示为小锥齿轮轴系部件结构图，找出其中的错误，并指出。

1，右轴承内圈右端面是固定面，可用圆螺母加止动垫片，螺纹外径略小于轴承内径

2，轴上所加螺纹段右边一段轴颈穿过透盖，该段轴径应小于螺纹内径

3，透盖与轴之间应留有间隙，且应有密封垫圈

4，两轴承内圈之间的轴径应小于轴承内径

5，两轴承外圈之间的套筒内径应小于轴承外径，形成轴承外圈定位凸肩

6，左轴承内圈左侧轴肩过高，应减至内圈高的2/3左右

7，套杯凸缘不应在左边，应在右边

8，箱体孔的中部直径应加大，以减小精加工面

9，透盖与套杯配合段过长，透盖与右轴承外圈之间应有大的间隙

10，套杯凸缘与箱体间应有调整垫片，套杯凸缘与透盖间应有密封垫片

11，轴的右端与透盖外圆外侧应有倒角

17，找出图中错误。

1，右滚动轴承与轴颈间没有平键联接，而联轴器与轴颈之间应有平键联接

2，两轴承内圈之间的轴径应小于轴承内径，两轴承外圈之间的套筒内径应小于轴承外径，形成轴承外圈定位凸肩

3，透盖不能顶着轴承外圈，二者之间留较大间隙，右轴承外圈右边孔座不应有台阶，直径应与轴承外径同样大

4，左轴承内圈至联轴器之间的套筒取消，而将此段轴径加大，形成两面轴肩分别对轴承和联轴器定位，透盖与转轴之间应有间隙，且有密封垫圈

5，轴的左端面应缩进1~2mm，右端处应改为圆螺母带翅放松垫片固定

18，下图所示为直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮与轴及轴承系统的组合设计图（齿轮用油润滑，轴承用脂润滑），试找出下图中的错误。

1，轴的左端应有倒角，轴的右端过长

2，大齿轮与轴连接的键太长了，轴上两个键槽应在同一直线上

3，右轴承端盖应顶到轴承外圈端面上

4，右轴承外圈剖面线应反向画

5，与大齿轮配合的轴颈长度应缩进齿轮右端面1~2mm

6，两齿轮之间不能有轴环，改为套筒

7，左轴承套杯没有必要，孔内应画出箱体内壁

8，两轴承端盖内凹处有过渡圆角，外圆外侧应倒角，外端面中部应内凹

9，两齿轮齿顶圆应有倒角，两闷盖与箱体接触平面间应有调整垫片

19，如图所示为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮稀油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。

试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号，并在图下空白处按序号简要说明错误之