最新機械設計考試試題及答案匯總(編輯修改稿)
2025-07-16 03:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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+圓柱蝸桿傳動系統(tǒng)，已知蝸桿傳動的模數(shù)m =8mm，蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為z1=d1=80mm，蝸輪齒數(shù)z2=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，試分析、計算提升重物時的下列問題：1）該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時，蝸桿應轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)？并在圖中標明蝸桿的轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒旋向、節(jié)點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量摩擦系數(shù)f ′= ，該機構(gòu)能否自鎖？（2分）3）若重物W=4kN，傳動裝置總的傳動效率為η =，試計算出電機的輸出轉(zhuǎn)矩Tm應是多少？（2分）4）若蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209 C支撐形式, L=100mm，蝸桿傳動效率η1 = ，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為η2 = ，軸承7209 C的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為C = 29800N、C0 = 23800N, 其內(nèi)部軸向力S=，fT=，fP=，試計算軸承II的壽命Lh為多少小時？（10分）2．圖c所示為一托架，20kN的載荷作用在托架寬度方向的對稱線上，用四個螺栓將托架連接在一鋼制橫梁上，螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設被連接件都不會被壓潰、也不滑移，試計算:1) 該螺栓組連接的接合面不出現(xiàn)間隙所需的螺栓預緊力F′ 至少應大于多少？（接合面的抗彎剖面模量W=106mm3）（7分）2）若受力最大螺栓處接合面間的殘余預緊力F′′ 要保證6956N，計算該螺栓所需預緊力F′ 、所受的總拉力F0。（3分）四、結(jié)構(gòu)題（20分）1．試說明實現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫出相應于各種軸向固定方法的結(jié)構(gòu)圖；畫出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉(zhuǎn)軸的軸端實現(xiàn)軸向固定與周向固定的結(jié)構(gòu)圖（要求齒輪也要畫出來）。（12分）2．圖d和圖e為凸緣聯(lián)軸器的兩個半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來的兩種形式的部分結(jié)構(gòu)，請將未畫出的其余部分補全，成為完整的結(jié)構(gòu)。（5分）3. 現(xiàn)有成品一級標準圓柱齒輪減速器一臺，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，該軸段長度l=58mm，鍵槽長L=50mm,小齒輪輪轂鍵槽深t1=。為得到比現(xiàn)有減速器更大的減速比，現(xiàn)在需要重新設計、更換該減速器的齒輪。已知重新設計得到的齒輪模數(shù)m=, 小齒輪齒頂圓直徑da1=69mm, 齒根圓直徑df1=，齒寬b1=60mm，如果采用該小齒輪，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)進行分析：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）一、填空題及選擇填空題（27分，每空1分）1．當動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時，就會出現(xiàn)流體摩擦、邊界摩擦和干摩擦同時存在的現(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β=15186。,螺紋副材料的當量摩擦系數(shù)f180。=~, 經(jīng)計算該螺紋副 a 自鎖性要求。 3. 導向平鍵連接的主要失效形式是 工作面的磨損 ，設計時通過限制 工作面間的壓強 來進行耐磨性計算；半圓鍵的缺點是 鍵槽對軸強度削弱較大 ，所以主要適用于軸端。4. 作為標準普通V帶工作面的兩側(cè)面夾角為φ=40186。，相應的V帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則 b 。 c. 等于40186。5. 傳動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α帶與帶輪間的摩擦系數(shù)f等因素有關(guān)，它們的值越大，F(xiàn)max就越大。當傳遞的外載荷超過最大有效圓周力下的承載能力時，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動比大于1的情況下，打滑總是先從小帶輪上開始的，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. 齒輪傳動的五種主要失效形式中，最嚴重、必須避免的失效形式是輪齒折斷；軟齒面閉式齒輪傳動最主要的失效形式是齒面疲勞點蝕；高速重載齒輪傳動易發(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、頻繁起動的傳動中。7. 下列齒輪參數(shù)中，對齒形系數(shù)YF沒有影響的是 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. 按國家標準GB/29293規(guī)定，型號7212 C/DB軸承的類型為 角接觸球軸承，寬度類型為 窄系列 ，精度等級為 P0 ，公稱接觸角α = 15 186。9. 對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承,其主要失效形式是 疲勞點蝕 , 對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承，主要失效形式是 局部塑性變形 , 對于高速軸承， 發(fā)熱以至膠合 是其主要失效形式。10. 滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成， 其失效形式主要是 膠合和磨損 ，主要發(fā)生在 軸瓦 上。二、問答題（24分,每小題4分）1. 齒向載荷分布系數(shù)Kβ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？Kβ的物理意義——考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應力的影響系數(shù)。(2分)措施：（答出以下7點中3點以下者1分，答出3點以上者2分）1) 齒輪的制造和安裝精度↑2) 軸、軸承及機體的剛度↑3) 齒輪在軸上的布置——合理選擇4) 輪齒的寬度——設計時合理選擇5) 采用軟齒面——通過跑合使載荷均勻6) 硬齒面齒輪——將齒端修薄、或做成鼓形齒7) 齒輪要布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置。2. 試述齒輪傳動的設計準則評分標準：以下4點各點1分（1）軟齒面閉式齒輪傳動：通常先按齒面接觸疲勞強度進行設計，然后校核齒根彎曲疲勞強度。（2）硬齒面式齒輪傳動：通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設計，然后校核齒面接觸疲勞強度。（3）高速重載齒輪傳動，還可能出現(xiàn)齒面膠合，故需校核齒面膠
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