北方工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)期末考試要點(diǎn)

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1、考試科目： 機(jī) 械設(shè)計(jì) 考試時(shí)間:120 分鐘 試卷總分100分 題號(hào) 一 二 三 四 五 總分 得分 評(píng)卷 教師 得 一、簡(jiǎn)答題 （本大題共4小題，總計(jì)26分） 分 1、 齒輪強(qiáng)度計(jì)算中，有哪兩種強(qiáng)度計(jì)算理論？分別針對(duì)哪些失效？若齒 輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？ （ 6分） 齒面的接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算， 齒面的接觸疲勞強(qiáng)度針 對(duì)于齒面的疲勞點(diǎn)蝕失效和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度針對(duì)于齒根的疲勞折斷。 齒輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校 核齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度。 2、連接螺紋能

2、滿足自鎖條件，為什么還要考慮防松？根據(jù)防松原理，防松 分哪幾類？ （8分） 因?yàn)樵跊_擊、振動(dòng)、變載以及溫度變化大時(shí)，螺紋副間和支承面間的摩 擦力可能在瞬間減小或消失，不再滿足自鎖條件。這種情況多次重復(fù)，就會(huì) 使聯(lián)接松動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)重事故。因此，在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián) 接時(shí)，必須考慮防松。根據(jù)防松原理，防松類型分為摩擦防松，機(jī)械防松， 破壞螺紋副關(guān)系防松。 3、聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？二者的區(qū)別是什么？ （ 6分） 聯(lián)軸器和離合器的功用是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。二者區(qū)別是： 用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸在工作中不能分離，只有在停機(jī)后拆卸零件才能分離兩 軸，而用離合器可以在機(jī)器運(yùn)

3、轉(zhuǎn)過(guò)程中隨時(shí)分離或接合兩軸。 4、鏈傳動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)載荷的原因是什么？為減小動(dòng)載荷應(yīng)如何選取小鏈輪的齒 數(shù)和鏈條節(jié)距？ （ 6分） k薛前進(jìn)速度變化。械：=研不穩(wěn)定. 2 2、睫上下垂直速度變化= 4^?刈尸橫向振動(dòng),共振原因值 髓產(chǎn)生動(dòng)載荷。 工瞬時(shí)嚙合的相對(duì)速度引起沖擊、動(dòng)載荷. 4、由于鏈條松弛，起動(dòng)，制動(dòng)，反轉(zhuǎn)，突然超載卸載出現(xiàn)沖擊、動(dòng)裁 荷. 小鏈輪的齒數(shù)不宜過(guò)小和鏈條節(jié)距不宜過(guò)大。 得 二、選擇題 （在每題若干個(gè)選項(xiàng)中選出正確的選項(xiàng)填在橫 分 線上。 本大題共12小題，總計(jì)24分） 1、當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經(jīng)常拆卸時(shí)，往往采用 B。

4、 A.螺栓聯(lián)接 B.雙頭螺柱聯(lián)接 C.螺釘聯(lián)接 2、滾動(dòng)軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)進(jìn)行 A 。 A.疲勞壽命計(jì)算 B.靜強(qiáng)度計(jì)算 C.極限轉(zhuǎn)速驗(yàn)算 3、阿基米德蝸桿的 —A—參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。 A.軸面 B.端面 C.法面 4、一對(duì)相嚙合的圓柱齒輪的 Zib2,其齒面接觸應(yīng)力的大小為 A. )H1=6 H2 B.6 H1>)H2 C.6 H1< 6 H2 A.使結(jié)構(gòu)緊湊 5、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了 B B.限制彎曲應(yīng)力 C.限制小帶輪上的包角 D.保證帶和帶輪接觸面間有足夠 摩擦力 6、在齒輪抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 m^ /

5、2KTi 中，應(yīng)代入 c , 「dzS A. YFalYSal Mi YFa 2YSa2 B. TT- F2 Y YFalYSal 匕 YFa 2YSa2 C.石廠與石廠中大者 F1 F 2 D. YFalYSal 與 YFa2YSa2 由小老 0H 7、鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈傳動(dòng) ―B—。 A.工作平穩(wěn) B.避免過(guò)渡鏈節(jié) C.鏈條與鏈輪磨損均勻 8、滑動(dòng)軸承中，含油軸承是采用 B 材料制成的。 A.硬木 B.粉末冶金 C.塑料 9、承受預(yù)緊力F的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力 F時(shí)，剩余預(yù)緊力為F〃, C. Fo=F十 F〃 其

6、螺栓所受的總拉力Fo為_(kāi)_ B 。 A. Fo = F+ F B. Fo= F 十 F〃 10、當(dāng)鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足時(shí)可采用雙鍵。 使用兩個(gè)平鍵時(shí)要求鍵 —D—布置 B.相隔90 A.在同一條直線上 C.相隔120 D.相隔180 11、下列零件的失效中， C 不屬于強(qiáng)度問(wèn)題。 A.螺栓斷裂 B.齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕 C.蝸桿軸產(chǎn)生過(guò)大的彎曲變形 D.滾動(dòng)軸承套圈的滾道上被壓出深 的凹坑 12、帶傳動(dòng)發(fā)生打滑總是 A A.在小輪上先開(kāi)始 B.在大輪上先開(kāi)始 C.在兩輪上同時(shí)開(kāi)始 D.不定在哪輪先開(kāi)始 「 三、分析題 （本大題共3小題，總計(jì)20分）

7、 分 1.如圖所示，1、2是一對(duì)蝸桿蝸輪傳動(dòng)，3、4是一對(duì)斜齒輪 傳動(dòng)。已知1為原動(dòng)件，4為輸出件，各輪轉(zhuǎn)向如圖所示。為了使中間軸上 蝸輪2和斜齒輪3的軸向力互相抵消一部分， ⑴試確定1、2、3、4各輪的旋向； ⑵在圖上標(biāo)出2和3所受各力的方向。 （10 分） 1、2、3輪左旋，4輪右旋 3、如圖所示為帶傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。輪1為主動(dòng)輪。試問(wèn): （1）帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？帶傳動(dòng)工作時(shí)為什么出現(xiàn)彈性滑動(dòng)現(xiàn) 象？能否避免彈性滑動(dòng)？ （2）帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶處于圖中哪一點(diǎn)應(yīng)力最大？最大應(yīng)力 仃max=? （5 分） 帶傳動(dòng)的主要失效形式有打滑和疲勞斷裂 1-

8、max = ；T "-c "-bl 要傳遞圓周力，必然會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)）. 彈性滑動(dòng)是由拉力差引起的，（只 彈性滑動(dòng)是正常的工作現(xiàn)象，不可 避免。 圖中A點(diǎn)應(yīng)力最大, 得 四、計(jì)算題 （本大題共2小題，總計(jì)20分） 分 1、某軸由一對(duì)代號(hào)為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動(dòng)載荷C = 97.8 kN。軸承受徑向力Fr1= 6000N, Fr2 =16500N。軸的轉(zhuǎn)速 n =500 r/min,軸上 有軸向力Fa = 3000 N,方向如圖。軸承的其它參數(shù)見(jiàn)附表。動(dòng)載荷系數(shù) fd = 1,溫度系數(shù)ft= 1。 試：（1）說(shuō)明軸承代號(hào)的意義; （2）確定軸承的

9、壽命。（以小時(shí)為單位） （14分） 解：3:軸承類型代號(hào)，圓錐滾子軸承； 02:尺寸系列代號(hào)（0:寬度系列代號(hào), S Fa/Frw e Fa/Fr> e e Fr 2Y X Y X Y 0.40 1 0 0.4 1.5 2:直徑系列代號(hào)）；12:內(nèi)徑系列 代號(hào)，內(nèi)徑為60mm;公差等級(jí)為。級(jí) 1) 求內(nèi)部派生軸向力S1、S2的大小方向 Fr1 6000 S1 」= =2000 N 2Y 2 1.5 c Fr2 16500 S2 5500 N 2Y 2 1.5 方向如圖所示。 & +Fa =5000N

10、1軸承被“壓緊”，2軸承被“放松”。 2)求軸承所受的軸向力 Fa1 = S2 - Fa = 2500 N Fa2=S2 =5500N, 3)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 據(jù):Fa1/ Fr1= 2500/6000 = 0.417>e = 0.40,得：治=0.4, 丫1 =1.5 P1 = fd (X1 Fr1 + Y1 Fa1)= 0.4 X 6000 + 1.5X 2500 = 6150 N 據(jù)：Fa2/ Fr2 = 5500/16500 = 0.33 P1,用P2計(jì)

11、算軸承壽命。 4）計(jì)算軸承壽命 L10h = 12562 h 106 C y_ 106 父「97800:’3 60n P -60 500 16500 2、一牽曳鉤用2個(gè)M10（d1=8.376mm）的普通螺栓固定于機(jī)體上，如圖所示 已知接合面間摩擦系數(shù)f =0.15,可靠性系數(shù)Kf=1.2,螺栓材料強(qiáng)度級(jí)別為 6.6級(jí)，屈服極限（s=360MPa,安全系數(shù)S=3。試計(jì)算該螺栓組連接允許的最 大牽引力Rmax=? （6分） 許用應(yīng)力：360/3=120MPa 預(yù)緊力為 由公式d 一叮 \壯可 求出預(yù)緊力：F=5083.7N fF zm _ K f R

12、最大牽引力與預(yù)緊力關(guān)系公式為 最大牽引力為R=1271N 得 五、改錯(cuò)題 （本題10分） 分 試分析如圖所示軸系結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤，并加以改正。（指出錯(cuò)誤之處，并編上 號(hào)，簡(jiǎn)述其錯(cuò)誤原因，并改正之。）（至少改正 5處） 指出錯(cuò)誤之處，并編上號(hào)，簡(jiǎn)述其錯(cuò)誤原因（略） 改正為： 一、填空題及選擇填空題（27分，每空1分） 1 .當(dāng)動(dòng)壓潤(rùn)滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時(shí)，就會(huì)出現(xiàn) 流體摩擦、 邊界摩擦和干摩擦同時(shí)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 田15o

13、螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù) f =0.08~0.10,經(jīng)計(jì)算該螺紋副_a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 工作面的磨損 ，設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò) 限制 工作面間的壓強(qiáng) 來(lái)進(jìn)行耐磨性計(jì)算:半圓鍵的缺點(diǎn) 是鍵梢對(duì)軸強(qiáng)度削弱較大，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)面夾角為懺40q相應(yīng)的V帶輪 輪梢的兩側(cè)面夾角則 b 。 a.大于40o b.小于40o c.等于40Q 5 .傳動(dòng)帶所能傳遞的最大有效圓周力 Fmax與初拉力F0、帶在小帶輪 上的包角向、帶與帶輪間白^摩擦系數(shù)f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(guò) 最大有效

14、圓周力下的承載能力 時(shí)，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動(dòng)比大于 1的情況下，打 滑總是先從小帶輪上開(kāi)始的，其原因是 帶在小帶輪上的包角小于 大帶輪上的包角 （或 帶在大帶輪上的包角大于小帶輪上的包角）。 6 .齒輪傳動(dòng)的五種主要失效形式中，最嚴(yán)重、必須避免的失效形式 是輪齒折斷:軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)最主要的失效形式是齒面疲勞點(diǎn) 蝕；高速重載齒輪傳動(dòng)易發(fā)生 熱膠合;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(dòng)的傳動(dòng)中。 7 .下列齒輪參數(shù)中，對(duì)齒形系數(shù) yf沒(méi)有影響的是 _e 。 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(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/292-

15、93規(guī)定，型號(hào)7212 C/DB軸承的類型為 角接觸球軸 丞，寬度類型為 窄系列、精度等級(jí)為 上0_,公稱接觸角％ = 15 o 9 .對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承，其主要失效形式是 疲勞點(diǎn)蝕,對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速 或擺動(dòng)的軸承，主要失效形式是 局部塑性變形 ,對(duì)于高速軸承， 發(fā)熱以至膠合是其中要失效形式。 10 .滑動(dòng)軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成， 其失效形式主要是 一股 合和磨損，主要發(fā)生在軸瓦 上。 二、問(wèn)答題（24分,每小題4分） 1 .齒向載荷分布系數(shù)Kb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？ Kb—物理意義一一考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影

16、響系數(shù)。 （2分） 措施：（答出以下7點(diǎn)中3點(diǎn)以下者1分，答出3點(diǎn)以上者2分） 1）齒輪的制造和安裝精度T 2）軸、軸承及機(jī)體的剛度T 3）齒輪在軸上的布置一一合理選擇 4）輪齒的寬度一一設(shè)計(jì)時(shí)合理選擇 5）采用軟齒面一一通過(guò)跑合使載荷均勻 6）硬齒面齒輪一一將齒端修薄、或做成鼓形齒 7）齒輪要布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置。 2 .試述齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以下4點(diǎn)各點(diǎn)1分 （1）軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)： 通常先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎 曲疲勞強(qiáng)度。 （2）硬齒面式齒輪傳動(dòng)：通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸 疲勞強(qiáng)度。 （3）高

17、速重載齒輪傳動(dòng)，還可能出現(xiàn)齒面膠合，故需校核齒面膠合強(qiáng)度。 （4）開(kāi)式齒輪傳動(dòng)：目前多是按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮磨損的影響將 模數(shù)適當(dāng)增大（加大10~15%）。 3 .按照軸所受載荷類型的不同，軸分為那幾種類型？并分別舉例說(shuō)明。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以下3點(diǎn)各點(diǎn)1分，舉例正確合計(jì)1分。 （1）僅受彎矩M—軸——心軸，只起支撐零件作用，如自行車(chē)前軸。 （2）僅受轉(zhuǎn)矩T—軸一一傳動(dòng)軸，只傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用，如汽車(chē)后輪傳 動(dòng)軸。 （3）既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸一一轉(zhuǎn)軸，既起支撐又起傳運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩作用，如減速器 的輸出軸。 4 .給出滾動(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷 P0的定義。 當(dāng)量靜載荷是一

18、個(gè)假想載荷，其作用方向與基本額定靜負(fù)荷相同，而在當(dāng)量靜載荷 作用下，軸承的受載最大滾動(dòng)體與滾道接觸處的塑性變形總量與實(shí)際載荷作用下的 塑性變形總量相同。（4分） 5 .同滾動(dòng)軸承相比，液體摩擦滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn)？ 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以下6點(diǎn)中，答出1~2點(diǎn)2分，答出3~4點(diǎn)分3分，答出5~6點(diǎn)4分 1）在高速重載下能正常工作，壽命長(zhǎng)； 2）精度高；滾動(dòng)軸承工作一段時(shí)間后，旋轉(zhuǎn)精度J 3）滑動(dòng)軸承可以做成剖分式的 一能滿足特殊結(jié)構(gòu)需要。如曲軸上的軸承； 4）液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用，可以吸收震動(dòng)，緩和沖擊。 5）滑動(dòng)軸承的徑向尺寸比滾動(dòng)軸承的小。 6）起動(dòng)摩擦阻力較大。 6

19、 .在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動(dòng)壓的必要條件是什么？ 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答出1點(diǎn)2分，答出2點(diǎn)3分，答出3點(diǎn)4分 1）流體必須流經(jīng)收斂間隙，而且間隙傾角越大則產(chǎn)生的油膜壓力越大。 2）流體必須有足夠的速度； 3）流體必須是粘性流體。 三、分析計(jì)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所示的電機(jī)+圓柱蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，已知蝸 桿傳動(dòng)的模數(shù)m =8mm,蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為 Zi=1、d產(chǎn)80mm, 蝸輪齒數(shù)22=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(jì)，試分析、計(jì)算提

20、升重物時(shí) 的下列問(wèn)題： 1）該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時(shí)，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(diǎn)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(jī)構(gòu)能否自鎖？ （2分） 3）若重物W=4kN,傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)效率為 『0.5,試計(jì)算出電機(jī)的輸 出轉(zhuǎn)矩Tm應(yīng)是多少？ （ 2分） 4）若蝸輪軸采用如圖 b所示的兩個(gè)角接觸軸承 7209 C支撐形式， L=100mm,蝸桿傳動(dòng)效率。=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(jì)為 皿=0.8,軸承7209 C的基本額定動(dòng) 載荷和

21、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(jì)算軸承II的壽命Lh為多少小時(shí)？ （ 10分） 圖文重物升降裝置傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 圖b.蝸輪軸的軸承支撐簡(jiǎn)圖 1）蝸桿轉(zhuǎn)：1*50/（3.14*D）=50/（3.14*0.25）=63.69（轉(zhuǎn)） （1 分） 蝸輪轉(zhuǎn)速：40/（3.14*0.25） =50.96r/min 蝸桿轉(zhuǎn)向（1分）、蝸輪輪齒旋向（1分）、蝸輪蝸桿受力分析方向如圖所示（2分）。 2）寫(xiě)出公式得1分，結(jié)論正確得1分。

22、tan =z1m/d1=1 8/80=0.1 tan : =f =0.18 .tan ::: tan : : v

23、 10 = 3425 xig5 7T1Z 8x50 蝸輪軸的受力簡(jiǎn)圖 女\ 2 xa.L7E57 xL0J 0, in3 SO —-= =0.44643 xlO N 咒=% =0,44643 xl03if Frl x / tancj =耳2 tan出=3.125 x tan2cle1 xlO 3 = 1.13741 xlO 3 TT 叱=十耳：=V3.1252 -bl .13741 2 xlO5 = 1 .059326 xlO3 = 3.32556 k1.03N 柏敢的徑向支反型=嗎 m = 口― 乂二』一”雙小m =1.21635 xlO^X 21 2 xLOO

24、輔 3 的徑向支反步 =取一區(qū)=(3 .3255^ - 1.21635 )x10 3 = 2 .10921 』=口』原1 =0,4x1,21e35 xlO3 = 0.4S6L54 xlO3 N Tf) =0.4尺” =0,4x2.10521 xlO 3 = 0.S436S4 xlO3 』十%=Q累后卦-+0.44643) xlO3 =0.93297 xl0*W> % =0,843634 xL05N .■.khm = 5』+ 母=口 9及97 xlD‘押 母」=吊=0,4S654 x103JT 只需計(jì)算軸和的壽命即可. Pfi = 尺」■+ F?鞏u = (0.44 X0.S436

25、S4 + 1.36 x0.93297) xlO 3 = 1.64 xlO3N 10( frC 10 ( 1 x29800 % 雙 1 祇彳前死 60n fFP 60 x 50 .96 1.5x1.64 xlO5 2 .圖c所示為一托架，20kN的載荷作用在托架寬度方向的對(duì)稱線上，用四 個(gè)螺栓將托架連接在一鋼制橫梁上，螺栓的相對(duì)剛度為 0.3,螺栓組連接 采用普通螺栓連接形式，假設(shè)被連接件都不會(huì)被壓潰，試計(jì)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=12.71X 106mm3） （7分） 2）若受力最大螺栓處接合面

26、間的殘余預(yù)緊力 F 要保證6956N,計(jì)算該 螺栓所需預(yù)緊力F 、所受的總拉力F0。（3分） 1） （1）、螺栓組聯(lián)接受力分析：將托架受力 情況分 解成下圖所示的受軸向載荷Q和受傾覆力矩M的兩 種基本螺栓組連接情況分別考慮。（2分） 0:H式 圖c.托架（圖中尺寸單位：mm） （山受傾載荷緊螺檢屐接心）受頸甭力矩的繁蝶栓聯(lián)接 （2）計(jì)算受力最大螺栓的工作載荷 F: （1分） Q使每個(gè)螺栓所受的軸向載荷均等，為 F1 =Q = 20000 =5000（N） Z 4 傾覆力矩M使左側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力減?。皇褂覀?cè)兩個(gè)螺栓工作拉力增加，其值為: _ Ml max

27、2 二 1 “ li2 i 1 6 106 227.5 4 227.52 = 6593.41(N) 顯然，軸線右側(cè)兩個(gè)螺栓所受軸向工作載荷最大，均為: F =F1 F2 =11593.41（N） （3）根據(jù)接合面間不出現(xiàn)間隙條件確定螺栓所需的預(yù)緊力 F，：（4分） 預(yù)緊力F的大小應(yīng)保證接合面在軸線右側(cè)不能出現(xiàn)間隙，即： 側(cè)邊界=仃2―仃%>0 4F1 220 x (600 - 200) A 88000 22000  AFl _ 4xF _ F 220x^600 - 200) - 88000 ~ 22000 (1-^% )2 A (1-0.3

28、)x20000 220x(600-200) nCH59(XFi) M 6xl06 打 > %觸 一 丁- 2201血/-20€晨 2 ― Pa 12 600 b曲| 邊界=外尸一 —159-0 476= 0.05（^） > 0 乙乙V V ..F>（0 159 + 0 476）x22000= 0.635 x22000 = 13970（27） 結(jié)論：為保證接合面不出現(xiàn)間隙.螺栓的預(yù)案力「至少應(yīng)大于1397。k口 2）若 F =6956N,則:（3 分） Fr=產(chǎn)4（1— —--）F = 6956 + 0.7 xll593 ,41 = 15071.43（?/） Cq +

29、Cq Fo = F+ 產(chǎn)”=11593.41+6955 = 18548 .41（JV） 四、結(jié)構(gòu)題（20分） 1 .試說(shuō)明實(shí)現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫(huà)出相應(yīng)于各種軸向 固定方法的結(jié)構(gòu)圖；畫(huà)出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉(zhuǎn)軸的軸端實(shí)現(xiàn)軸向 固定與周向固定的結(jié)構(gòu)圖（要求齒輪也要畫(huà)出來(lái)）。（12分） 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：軸向固定：五種方法每種方法各 0.5分，每畫(huà)對(duì)一種結(jié)構(gòu)1分；齒輪（2.5分） 在軸端實(shí)現(xiàn)周向固定（普通平鍵）（1分）和軸向固定（軸肩和軸端擋板）（1分）4.5分。 模鍛輪坯腹板 式大齒輪在軸 端的固定 2 .圖d和圖e為凸緣聯(lián)軸器的兩個(gè)半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來(lái)的兩種

30、形 式的部分結(jié)構(gòu)，請(qǐng)將未畫(huà)出的其余部分補(bǔ)全，成為完整的結(jié)構(gòu)。 （5分） 3 .現(xiàn)有成品一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器一臺(tái)，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(zhǎng)度l=58mm, 鍵梢長(zhǎng)L=50mm,小齒輪輪轂鍵梢深ti=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(jì)、更換齒輪。已知重新設(shè)計(jì)得到的齒輪模數(shù) m=3.0mm,小齒輪齒頂圓直徑 da產(chǎn)69mm,齒根圓直徑 %=55.5mm,齒寬 bi=60mm,如果采用該小齒輪，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)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） 標(biāo)準(zhǔn)答案： 該小齒輪

31、能否做成齒輪與軸分開(kāi)決定了這根輸入軸能否繼續(xù)被使用的首要條件: dfi -d e = t1 2 55.5 -40 -3.3 =7.75 -3.3 =4.45(mm) ； 2.5m =2.5 3 = 7.5(mm) 結(jié)論：按著這根軸設(shè)計(jì)小齒輪輪轂結(jié)構(gòu)必須做成齒輪與軸為一體的軸齒輪形式, 小齒輪，原輸入軸不能繼續(xù)被使用，必須重新設(shè)計(jì)輸入軸。 因此，如果采用該  選擇題: 1 — 5: BCBDC 6 —10: DBDDD 填空題: 1彎矩，轉(zhuǎn)矩 2 深溝球軸承，17 3大于，大齒輪齒寬 b2 4兩側(cè)面，上下面 5基孔，基軸 6 靜應(yīng)力，變應(yīng)力，循環(huán)變應(yīng)力 7

32、三角形螺紋，梯形螺紋，鋸齒形螺紋 8開(kāi)式傳動(dòng)，閉式傳動(dòng) 9齒面接觸強(qiáng)度 10齒輪軸 二、簡(jiǎn)答題： 1. . 螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。 2. 降低螺栓總拉伸載荷的變化范圍； 改善螺紋牙間的載荷分布； 減小應(yīng)力集中；避免或減小附加應(yīng)力。 3. 閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合的功率損耗，軸承中摩擦損耗和攪動(dòng)箱體內(nèi)潤(rùn)滑油 的油阻損耗。 4. 適于中心矩較大的場(chǎng)合；，,,,， 1分 帶具有良好的擾性，可緩和沖擊、吸收振動(dòng)；，,,,， 1分 過(guò)載時(shí)帶與帶輪間會(huì)出現(xiàn)打滑，打滑雖使傳動(dòng)失效，當(dāng)可防止損壞其他零件； ,,,, 2分 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，,,,， 1分 5. 鏈板疲勞破壞；，,,,， 1分 滾子套筒的沖擊疲勞破壞；，,,,， 1分 銷(xiāo)軸與套筒的膠合；，,,,， 1分 鏈條較鏈磨損；，,,,， 1分 過(guò)載拉斷。，,,,， 1分 6. 調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、深溝球軸承、角接觸球軸承、推力圓柱 滾子軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等。，,,,， 0.5分 五、結(jié)構(gòu)改錯(cuò)題：共八處錯(cuò)誤