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1、机械设计试题（A 卷）与答案一、填空题每空0.5 分， 24 空计12 分1、从防松工作原理来看，弹簧垫圈属于摩擦防松；止动垫圈与园螺母配用属于机械防松措施。2、平键的工作面为两侧 面，工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩。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c 、 d、 e ；既能补偿两轴间轴线偏移、又能吸振缓冲的是f、 g、 h；适用于转矩小、转速高、频繁正反转的是f、 g ；可实现两轴轴线角位移最大的是 c。（ 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、
2、轮胎联轴器。 ）4、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧丝直径d 按 强度 条件确定，其工作圈数n 按 刚度 条件确定。5、蜗杆传动时的螺旋线方向应与蜗轮螺旋线方向相同。蜗杆的导程角应等于与蜗轮的螺旋角。6、在传动比不变的条件下，V 带传动的中心距增大，则小轮的包角增大，因而带传动的承载能力提高 。7、在工作中只受弯矩不受扭矩的轴叫做心轴，只受扭矩不受弯矩的轴叫做传动轴，同时受弯矩和扭矩的轴叫做转轴。自行车前轮轴属于心轴。8、非液体摩擦滑动轴承是工作在混合摩擦状态，验算Pv 值为了限制轴承的工作温升不超过许用值。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
3、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分答 1 ）该螺栓组联接的设计主要过程与内容：将该螺栓组联接受力简化。简化成受横向载荷基本螺栓组联接、 受倾覆力矩基本螺栓组联接；如图所示 0.5 0.5 1 分确定受力最大螺栓的工作载荷。按受倾覆力矩的基本螺栓组联接，计算受力最大螺栓所承受的工作载荷； 0.5 0.5 1 分确定预紧力。按受横向载荷的基本螺栓组联接，根据接合面不产生相对滑移确定每个螺栓所需的预紧力； 0
4、.5 0.5 1 分 检验接合面上的挤压应力。上端边缘是否出现间隙、下端是否被压坏？1 0.5 0.5 1 分确定螺栓直径。按受轴向载荷的单个紧螺栓联接进行强度计算，确定螺栓直径。 0.5 0.5 1 分2）心轴2 分3 ）方案 II 较方案 I 合理。 1 分根据相应轴的弯矩图如图所示可知此结论。 2分2、简述选择蜗杆头数Z1 和蜗轮的齿数Z2 应考虑哪些因素？答：蜗杆头数通常取为1、 2、 4、 6。当传动比大或要求自锁时可取头为1，但传递效率低，当传动比较小时，为了避免蜗轮轮齿发生根切，或传递功率大时，为了提高传动效率，可采用多头蜗杆，但是蜗杆头数过多时，制造较高精度的蜗杆和蜗轮滚刀有困
5、难。蜗轮齿数选择。蜗轮的齿数不应小于28 ，为了避免用蜗轮滚刀切制蜗轮时发生根切。但对于动力传动，蜗轮齿数也不宜大于80 。因为当蜗轮直径d2 不变时，蜗轮齿数越大，模数就越小，将削弱蜗轮轮齿的弯曲强度；而如果模数不变，则蜗轮直径将要增大，传动结构尺寸变大，蜗杆轴的支承跨距加长，致使蜗杆的弯曲刚度降低，容易产生挠曲而影响正常的啮合。K3、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K答：影响齿轮载荷分布系数的主要因素：齿轮的制造和安装误差；齿轮相对轴承的布置；轴的弯曲变形与扭转变形；齿宽b 的大小选用不当；齿面硬度等。4、什么是带传动的滑动率？滑动率如何计算？答：由于弹性滑动引
6、起带传动中从动轮圆周速度低于主动轮轮圆速度，其相对降低率通常称为带传动滑动系数或滑动率，用表示。 2 分v1v2n1i n2v1n1其中： v1 为主动轮转速；v 2 为从动轮转速。 2 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。dphh06v答： dxh3（ 2分）流体具有粘性（0 ）；有足够的速度（v 0 ）且流体从大口进小口出；具有收敛性楔形间隙（hh0 ）。（ 6 分）三、分析计算题38 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 Cb 200N/ m，被联接件刚度 Cm 800N/ m，要求：1）计算螺栓所受的总拉力F0
7、 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Fmax 是多少？2 分23）若要使F0 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答 : 1）计算螺栓所受的总拉力F0 和残余预紧力FF0 FCb （ Cb Cm） F 2.5分 7500 200 （ 200 800 ） 6000 8700 （ N） 0.5 分F F0 F 8700 6000 2700 （ N） 1 分2）为使接合面不出现缝隙，必须使F 0，即：F F0 F 0 1.5分F F0 8700 （ N），即 Fmax 8700N 0.5分3 ）使 F0 减小的具体措施：
8、减小螺栓刚度Cb ：增大螺栓长度、减小螺栓杆直径、作成空心杆、在螺母下安装弹性元件等； 0.5 0.5 1 分增大被联接件刚度Cm：采用刚性大的垫片。 0.5 0.51 分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F0 =1125N，试求紧边拉力F1 和松边拉力F2 。各等于多少？（5分）F1000P750V答：（ 1）有效圆周力N2分（2） F1 F2 F F1F22F0F1 =1500N F 2 =750N 3 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）在图上标出啮合点处各
9、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）答：（ 1）蜗杆及蜗轮的轮齿螺旋线均为右旋，如图。 2分（ 2）啮合点所受各力Fr1 、 Ft1、 Fa1 及 Fr2 、 Ft2、 Fa2 均示于图解中。 6分（ 3）反转手柄使重物下降时，蜗轮上所受的Fr2 不变，仍指向蜗轮轮心；但 Ft2 与原来方向相反（即向左）推动蜗轮逆时针转动；Fa2与原方向相反，变为指向纸面（即表示 Fa2 ） 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 Fr1 =970N， Fr2=840N ， A 为作用于轴上的轴向力，A=237
10、N，载3SFr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2Y ，Y=1.7 ，e=0.36 ，试计算轴承I 、II的当量动载荷P1 和 P2 。如果已知轴的转速n=1200r/min轴承的预期寿命为Lh24000h ，问该轴承能否满足要求？（12分）所需参数如下表。轴承型号FaeFae基本额定动载荷 CFrFr（ N ）3206XYXY248000.41.710答：1） S1Fr 1 / 2Y 970/21.7 285 N （ 0.5分）S2 Fr 2 / 2Y 840/ 21.7 247 N(0.5分）2）判断 S2 +A=247+237=484S 1
11、 =285（ 1分）3） Fa1 =A+S2 =484N（1分）F a2 =S2 =247N（1 分）Fa1484e0.36,X10.4,Y11.74） Fr 10.49970（1 分）Fa 22850.34 e 0.36,X2 1,Y2Fr 28405）PX1 Fr 1Y Fa10.49 970 1.748411P2X 2 Fr 21970 970 N6）P1 P2 ，取 P=P1 =1210.8N计算轴承寿命0（ 1分）1210.8 N（1 分）（ 1分）Lh （ 1 分）106fT CLhfP P60n（1 分）10/ 3,fT1.0,f p1.1, n1200r/min1061.010/324800237636.8Lh12001.11210.
