1、考研机械设计专业试题及答案2019年考研机械设计专业试题及答案题一、图示为一气缸螺栓联接预紧时的受力变形图。当螺栓再承受F=10002000N的工作载荷时,试求:螺栓总拉力F2应如何变化,其最大拉力和最小拉力为多少?螺栓受拉应力循环特性系数是多少?解:螺栓刚度,被联接件刚度,从图中可知=4000N,则螺栓的总拉力为:=4000+=43664732N应力循环特性系数为:题二、图示为一托架的边板用6个铰制孔用螺栓与相邻机架联接,托架受一个大小为60kN的载荷FQ作用,试问哪个螺栓受力最大?由于FQ,每个螺栓受向下的剪力为:由于T,受力最大的螺栓为, 计算,螺栓3,4受力最大,题三、如图所示为螺栓联
2、接结构,当工作载荷F=5000N加在下端后,在结合面A处,仍要求一定的剩余预紧力,其大小为1.4F,设材料的许用拉应力为200MPa,求螺栓危险截面直径?解:则,题四、已知某蜗轮传递的功率为P=5kW,转速n=90r/min,载荷有轻微冲击,轴径d=60mm,轮毂长=100mm,轮毂材料为45号钢。试设计此蜗轮与轴的键联接。解:选择键的类型。考虑到蜗轮工作时有较高的对中性要求,故选择普通平键;蜗轮安装在轴的中段,可选用A型平键。确定键的尺寸。由轴的直径d=60mm,从机械手册查得键的截面尺寸为,由于轮毂长=100mm,取较为接近的标准键长L=90mm。计算工作转矩: =校核挤压强度。轴和键为钢
3、制,则联接中较弱的为铸铁轮毂,按照载荷有轻微冲击,查得铸铁的许用挤压应力则挤压应力为:由设计结果可知,此设计可用。V带传动的效率比平带传动的效率高,所以v带应用更为广泛。在相同的张紧力F作用下,v带传动较带传动能产生更大的摩擦力,v带传动允许的传动比较大,结构紧凑。在传动比不变的条件下,当v带传动的中心距较大时,承载力也较高。在机械传动中,v带传动通常应放在传动的低速级。带传动中,两带轮与带的摩擦系数相同,直径不同,如发生打滑则先发生在v带传动的传动比不恒定主要是由于带传动中,带中的最小应力发生在带传动中,带中的最大应力发生在 计算题: V带传动的功率为P=7.5kW,带的速度v=10m/s,
4、紧边拉力是松边拉力的两倍,试求紧边拉力以及预紧力。解:求带传动的有效拉力2. 求带的紧边拉力求带的预紧力一v带能传递的最大功率主动轮直径=200mm,主动轮转速,小带轮的包角,带与带轮之间的当量摩擦系数,求紧边拉力及有效拉力。解:求带传动的有效拉力此时,有效拉力实为带所能传递的最大有效拉力求紧边拉力习题一:引起链传动速度不均匀的原因是是什么?其主要影响因素有哪些?为什么一般情况下链传动的瞬时传动比不是恒定的?那么在什么情况下能使其瞬时传动比恒定?链传动速度不均匀的原因是链条绕在链轮上形成了正多边形,即形成了多边形效应。啮合过程中链节铰链在主动轮上的相位角与其在从动轮的相位角。链传动的瞬时传动比
5、与、比值有关,在传动过程中,它们不是时时相等的,因此瞬时传动比就不是定值。ppt上有习题二:链传动为什么要张紧?如图所示的链传动,轮3为张紧轮,问小链轮1按什么方向旋转比较合理,并说明原因?主要是为了避免在链条的垂度过大时,产生啮合不良和链条的振动现象,同时也可以增大链条与链轮的啮合包角。当两轮轴心连线倾斜角大于60时,通常应设有张紧装置。一号小链轮应逆时针转动比较合理。原因为当小链轮逆时针旋转时,其松边在下。若松边在上,则可能有少数链节垂落到小链轮上,产生链条卡住的现象。习题三:中心距a的大小,对链传动有何影响?中心距小时,当链速不变,中心距小、链节数少的传动,在单位时间内同一链节的屈伸次数
6、增多,因此会加速链的磨损。中心距大时:合理的大时,链较长,则链的弹性好,抗振能力较高,又因磨损较慢,所以链的使用寿命较长。太大时,会发生松边上下颤动现象,使传动运行不平稳。 习题四:链条磨损后,脱链通常发生在:大链轮上习题五:在链传动中,限制链轮最少齿数的目的是为了,减少传动的不均匀性和动载荷。习题六:在一定转速下,要减轻链传动的运动不均匀和动载荷,应减少链条节距,增大链轮齿数。习题七:链传动的传动比过大时,将导致链条在小链轮上的包角减小,啮合的齿数减少,这样容易出现跳齿或加速链条的磨损。习题八:一般情况下,小链轮采用的材料较大链轮好,这是由于小链轮轮齿啮合的次数比大链轮轮齿啮合次数多之故。习
7、题九:已知主动链轮转速,传动比,从动轮分度圆直径,从动轮齿数=48,试计算平均链速。解:求链节距p,p=12.70mm求平均链速,=960/2.53再根据链的平均速度公式:,v=3.86m/s习题十:单列滚子链水平传动,已知主动链轮转速=970r/min,从动链转速=323r/min,平均链速v=5.85m/s,求链轮齿数和两个链轮分度圆直径。解:链轮齿数计算两个链轮分度圆直径现有一对啮合的大小齿轮,问:1.哪个齿轮的弯曲应力大?2.写出大小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件表达式;3.若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同,且寿命系数都为1,那么哪个齿轮齿根弯曲疲劳强度高?由于小齿轮的齿数z1小于
8、大齿轮齿数z2,可知,所以。大齿轮的弯曲疲劳强度高。一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知: ,小轮材料为40Cr,大轮材料为45,齿形系数=2.8,=2.4,应力修正系数=1.55, =1.67,许用应力=600MPa,=500MPa,=179MPa,=144MPa。问:1)哪个齿轮的接触强度弱?2)哪个齿轮的弯曲强度弱?为什么?解:接触强度相互啮合的一对齿轮,其接触应力相等,即,由于=600MPa=500MPa,因此,大齿轮的接触强度弱。弯曲强度相互啮合的一对齿轮,其弯曲强度的大小主要取决于的比值。可见:因此大齿轮的弯曲强度弱。如图所示的斜齿圆柱齿轮传动,轮1通过轮2带动从动轮3转动,已知轮1转向n1及螺旋线方向。1画出轮2、轮3的转向及螺旋线方向。2画出轴上齿轮2的啮合点出受各分力的方向。3分析轮2齿根弯曲应力是什么性质的应力。
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