哈工大机械设计0204.docx

1、哈工大机械设计0204一、填空题每空 1 分，计 20 分1 、从防松工作原理来看，用弹簧垫圈属于 防松；用止动垫圈与圆螺母配用属于 防松措施。2 、平键的工作面为 面，工作时靠 来传递转矩。3 、在下列各种联轴器中，能补偿两轴间轴线偏移、但不能吸振缓冲的是 ；既能补偿两轴间轴线偏移、又能吸振缓冲的是 ；适用于转矩小、转速高、频繁正反转的是 ；可实现两轴轴线角位移最大的是 。（ a 、套筒联轴器； b 、凸缘联轴器； c 、万向联轴器； d 、十字滑块联轴器； e 、齿轮联轴器； f 、弹性套柱销联轴器； g 、尼龙柱销联轴器； h 、轮胎联轴器。）4 、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径 d 按

2、 条件确定，其工作圈数 n 按 条件确定。5 、蜗杆轮齿的螺旋线方向与蜗轮轮齿的螺旋线方向 。蜗杆的 角应等于蜗轮的螺旋角。6 、在传动比不变的条件下， V 带传动的中心距增大，则小轮的包角 。因而带传动的承载能力 。7 、在工作中只受弯矩不受扭矩的轴叫做 轴，只受扭矩不受弯矩的轴叫做 轴，同时受弯矩和扭矩的轴叫做 轴。自行车前轮轴属于 轴。8 、非液体摩擦滑动轴承是工作在 摩擦状态，验算 Pv 值为了限制 。二、问答题 30 分1 、有一卷筒支座，采用普通螺栓组联接在混凝土基座上，如图所示。卷筒上作用一平行于螺栓组联接接合面、垂直向下的载荷 Q 。请回答1 ）简述该螺栓组联接的设计主要过程与

3、内容要求：简明扼要、不必写出计算公式； 5 分2 ）该卷筒的支撑轴属于哪类轴？ 2 分3 ）图中所示的两种卷筒支撑方案，哪一个更合理？为什么？ 3 分 2 、简述选择蜗杆头数 z 1 和蜗轮的齿数 z 2 应考虑那些因素？ 4 分3 、齿轮传动设计中，影响齿向载荷分布系数 的主要因素有哪些？ 4 分4 、什么是带传动的滑动率？滑动率如何计算？ 4 分5 、试写出一维雷诺方程，并说明形成液体动压润滑的必要条件。（ 8 分）三、分析计算题 35 分1 、有一单个紧螺栓联接，已知预紧力 F 7500N ，轴向工作载荷 F 6000N ，螺栓刚度 C b 200N/ m ，被联接件刚度 C m 800

4、N/ m ，要求：1 ）计算螺栓所受的总拉力 F 0 和残余预紧力 F ； 4 分 2 ）为使接合面不出现缝隙，轴向工作载荷最大值 F max 是多少？ 2 分3 ）若要使 F 0 减小，又不增加螺栓个数，有哪些具体措施？ 2 分要求： 1 、 2 ）要有详细的计算步骤2 、已知 V 带传动所传递的功率 P=7.5kW ，带速 v =10m/s ，现测得张紧力 F 0 =1125N ，试求紧边拉力 F 1 和松边拉力 F 2 。各等于多少？（ 5 分） 3 、如图所示为某手动简单起重设备，按图示方向转动蜗杆，提升重物 G ，试求：1 ）蜗杆与蜗轮轮齿的螺旋线方向；（ 2 分）2 ）在图上标出啮

5、合点处各力的方向；（ 6 分）3 ）若蜗杆自锁，反转手柄使重物下降，求蜗轮上作用力方向的变化。（ 2 分）4 、一对圆锥滚子 3206 轴承，安装形式如图。已知轴承 I 、 II 所受径向载荷为 F r 1 =970N ， F r 2 =840N ， A 为作用于轴上的轴向力， A =237N ，载荷系数 f p =1.1 ，温度系数 f T =1.0 ，轴承内部轴向力 S 的计算式为 ， Y =1.7 ， e =0.36 ，试计算轴承 I 、 II 的当量动载荷 P 1 和 P 2 。如果已知轴的转速 n =1200r/min 轴承的预期寿命为 ，问该轴承能否满足要求？（ 12 分）所需参数

6、如下表。基本额定动载荷 C （ N ） 3206 X Y X Y 24800 0.4 1.7 1 0 四、结构题（ 15 分） 1 、在下面两个视图上，画出平键联接结构图。（ 5 分） 2 、指出下列结构的错误（在有错误处画，简要说明原因，并在另一侧画出其正确结构图。找出 5 处即可，同类错误算一处，多找只算前 5 个答案）。（ 10 分） 一、填空题每空 1 分，计 25 分1 、一减速齿轮传动，主动轮 1 用 45 号钢调质，从动轮用 45 号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 。a 、 ； b 、 ； c 、 。2 、带传动中紧边拉力为 ，松边拉力为 ，则其传递的有效圆周力 为 。a 、

7、 ； b 、 ； c 、 ； d 、 。 3 、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按 强度进行设计，然后校核 强度。4 、蜗杆的 模数为标准模数，蜗轮的 压力角为标准压力角。a 、法面； b 、端面； c 、轴面。5 、带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时， 与 的关系可用著名的欧拉公式表示为 。6 、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角 蜗杆导程角。a 、小于； b 、大于； c 、等于。7 、计算蜗杆传动的传动比时，公式 是错误的。a 、 ； b 、 ； c 、 ； d 、 。8 、蜗杆传动的失效通常是发生在 上。9 、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径 d 按

8、 条件确定，其工作圈数 n按 条件确定。10 、弹簧指数 C ， C 值越大，刚度越 。11 、楔键联接靠 传递转矩，用于对中性要求不高的联接。12 、按国家标准 GB/292-93 规定，代号为 7210 C 的滚动轴承类型为 ，其内径为 mm ，宽度系列为 系列，直径系列为 系列， C 代表 ，其精度为 级。13 、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是 ；可实现两轴线角位移最大的是 ；常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是 和 。a. 套筒联轴器； b. 凸缘联轴器； c. 万向联轴器； d. 十字滑块联轴器； e. 齿轮联轴器； f. 弹性柱销联轴器。） 二、问答题每题 5 分、计 3

9、0 分1 、试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力 F max 的主要因素。（ 5 分）2 、试说明齿形系数 与齿轮的哪些参数有关， 对齿根弯曲应力 有何影响？（ 5 分）3 、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？（ 5 分）4 、螺纹联接防松的实质是什么？按工作原理分，防松的方法有哪几类？（ 5 分）5 、什么是滚动轴承的基本额定动负荷？其方向是如何确定的？（ 5 分）6 、简述非液体摩擦径向滑动轴承校核计算的主要内容？（ 5 分）三、分析计算题1 、如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数 Z =8 ），轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩 T =10 7Nmm

10、 ，螺栓分布直径 D 0 = 500mm ，卷筒与齿轮接合面间摩擦系数 f =0.12 ，可靠性系数 K f =1.2 ，螺栓材料的 屈服极限 S =300Mpa ，安全系数 S =3 。试设计该螺栓组的螺栓直径。（ 10 分）普通螺纹基本尺寸表（第一系列）公称直径 d中径 d 2小径 d 1螺距 p2422.05120.75233027.72726.2113.53633.40231.67044239.07737.1294.54844.7252 、如图所示， a) 、 b) 分别为斜齿圆柱齿轮的悬臂布置和对称布置的支承形式。图 1) 、 2) 分别为一对角接触球轴承背对背、面对面安装支承形式。

11、 请合理选择斜齿轮不同布置形式下，一对角接触球轴承的支承形式，你认为正确的，在“ ” 中打“ ”： 图 a) 所示悬臂布置宜采用： 图 1)； 图 2)图 b) 所示对称布置宜采用： 图 1)； 图 2)。（ 2分）根据 1 ）中的选择结果计算图 a ）所示情况下，轴承的轴向力 F a 1 、 F a 2 。 已知：轴承径向载荷 F r 1 、 F r 2 、齿轮的轴向力 A 方向如图所示，大小分别为： F r 1 =4000N 、 F r 2 =2000N ， A=2000N 。轴承内部轴向力 S=0.4F r 。（ 4 分）若该对轴承的寿命为 5000 小时，现将当量动载荷加大一倍，将转速

12、减小一半，试计算后确定该对轴承能否满足载荷及转速改变后寿命至少 1000 小时的工作要求？（ 4 分） 3 、在图示传动系统中， 1 和 2 均为斜齿圆柱齿轮， 3 为蜗杆， 4 为蜗轮。已知齿轮 1 轮齿螺旋线方向为左旋，其转向如图所示，试回答下列问题：1 ）齿轮 2 的轮齿螺旋线方向是 旋。（ 1 分）2 ）在图中画出齿轮 1 、齿轮 2 在节点 A 所受的轴向力 和 的方向。（ 2 分）3 ）为使在 轴上的齿轮 2 与蜗杆 3 的轴向力相互抵消一部分，蜗杆 3 的螺旋线方向应该是 旋，并在图中画出蜗杆的旋向；在节点 B 处画出蜗杆 3 所受的轴向力 、圆周力 和径向力 的方向，在节点 B

13、 处画出蜗轮 4 所受的圆周力 和径向力 的方向，在图中画出蜗轮 4 的转动方向。（ 8 分） 4 、一对标准斜齿圆柱齿轮传动如图所示，已知：输入轴转速 ，输入功率 kW ，齿轮齿数 ， =62 ，法向模数 mm ，分度圆螺旋角 ，分度圆柱上的法面压力角 ，试计算：（ 1 ） 输入轴 I上的转矩；（ 2）大斜齿圆柱齿轮上三个分力的大小。 （ 4 分）四、结构题（ 10 分）如图所示，已知圆锥滚子轴承安装在零件 1 的轴承座孔内。由于结构限制，设计时不能改变零件 1 的尺寸。试问：采用何种方法以便于轴承外圈拆卸？并在右侧图上画出零件 1 的结构。（ 2 分） 2 、写出实现轴上零件轴向固定的四种

14、方法，并 画出相应的结构图。 （ 8 分） 一、选择填空题每空 1 分，计 25 分 1 、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为 、 、 和混合摩擦。2 、已知某三线螺纹中径为 9.5mm ，螺距为 1mm ，则螺纹的导程为 mm 。3 、螺纹连接防松的实质就是 。按照防松方法的工作原理可将 其分为三类，分别是 、 、和 。 4 、受轴向工作载荷的紧螺栓连接中，螺栓受到的总拉力 F 0 与预紧力 F 、 残余预紧力 F 和工作拉力 F 之间的关系为 。a 、 ； b 、 ； c 、 。5 、导向平键的工作面是 ，导向平键连接的主要失效形式是 。6 、 V 带传动中带工作中最大应力产生在 处，其

15、值为 。7 、齿轮传动中选取齿宽系数时，一般采用硬齿面齿轮时齿宽系数 采用软齿面齿轮时齿宽系数，齿轮相对于轴承对称布置时的齿宽系数 齿轮悬臂布置时的齿宽系数。a 、大于； b 、小于； c 、等于。8 、一减速齿轮传动，主动轮 1 用 45 号钢调质，从动轮用 45 号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 , 齿根弯曲应力的关系是 。a 、 ； b 、 = ； c 、 e Fa/Fr e X Y X Y 0.41 0.87 1 0 四、结构题（ 20 分）如下图所示，轴承部件采用左端固定右端游动支承结构，指出图中错误并在不改变轴承类型前提下画出正确结构。直接画在中心线下方，轴承可采用简化画法。（ 6 分） 2 如图连接面受转矩作用，利用四个螺栓完成连接，重新布置螺栓组使其受力更为合理，并在右边画出铰制孔用螺栓连接结构示意图 。 （ 6 分） 3 、完成图中轴系部件结构。（ 8 分）