机械设计一些试题

某零件受变应力作用，平均工作应力 某零件受变应力作用，平均工作应力  =189MPa=189MPa，应力幅，应力幅  =129MPa=129MPa，则该变应力的循环特征，则该变应力的循环特征 r=Br=B。。 mma a r= r=   / /   0.68r=(0.68r=(  - -   )/()/(  + +  ) )   0.19r= 0.19r=   /( /(  + +   ) )   0.41 0.41 a ammmma amma aa amma a 有两个规范直齿圆柱齿轮，齿轮 有两个规范直齿圆柱齿轮，齿轮 1 1：：mm =5mm=5mm，，z z =25=25；齿轮；齿轮 2 2：： mm =5mm=5mm，，z z =40=40。此时它们齿形系数。此时它们齿形系数 1 11 12 22 2 的关系为的关系为 A A。。 Y YFa1 Fa1Y YFa2 Fa2Y YFa1Fa1vvv v v v 1 12 21 12 2 1 12 2 1 12 2 一对大小齿轮啮合时，其齿面接触应力的关系是 一对大小齿轮啮合时，其齿面接触应力的关系是 C C。。   H1H1  H2H2 H1H1 350）传动，主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，所以按齿根弯曲 疲劳强度设计，而校核齿面接触疲劳强度。开式齿轮传动采用准则二，但不校核齿面接触强度 3 3．．影响蜗杆传动效率的主要参数是什么？影响蜗杆传动效率的主要参数是什么？ 答：影响蜗杆传动效率的主要参数是蜗杆导程角和当量摩擦角。 4 4．．带传动为什么会产生弹性滑动？弹性滑动与打滑的区别是什么？带传动为什么会产生弹性滑动？弹性滑动与打滑的区别是什么？ 答：由于材料的弹性变形和拉力差所引起的微量滑动现象成为弹性滑动。 弹性滑动和打滑的区别：弹性滑动是不可避免的，而打滑是过载引起的整个家畜弧上的全面滑动， 是带传动的一种失效形式，应当避免。弹性滑动除了造成功率损失、降低传动效率和增加带的磨损 外，还会引起从动轮的圆周速率下降，使传动比不准确。 5 5．．根据公称接触角的大小，滚动轴承可分为哪两类？它们主要承担什么方向的载荷？根据公称接触角的大小，滚动轴承可分为哪两类？它们主要承担什么方向的载荷？ 答：根据公称接触角的大小，滚动轴承可分为向心轴承和推力轴承，向心轴承主要承担径向载荷， 推力轴承主要承担轴向载荷。 6 6．．螺纹联接为什么要预紧？有哪些防松措施？螺纹联接为什么要预紧？有哪些防松措施？ 答：螺纹联接预紧的目的为：1）防止联接松脱，增强可靠性；2）被联接件接合面具有足够的紧密 性；3）使接合面产生摩擦力，以承受横向载荷。 防松的措施有：1）利用附加摩擦力防松，如利用弹簧垫片、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母；2）采用 专门的防松元件防松，如槽形螺母和开口销、止动垫片、圆螺母用带翅垫片；3)冲头防松法、粘合 防松法。 一．一． 分析题（共分析题（共 2020 分）分） 解： （1）蜗轮 4 的螺旋线方向为___右___旋； （2）蜗轮的转向为__顺___时针方向； （3）为使第Ⅱ轴上的轴向力互相抵消，斜齿轮 2 的螺旋线方向应为__左___旋； （4）在图中标出各轮轴向力 Fa 和圆周力 Ft 的方向。 （10 分） 1 Ⅰ 4 Ft2 Fa2 Ft1 Ft4 n 3 Fa1 Ⅲ Fa4 Fa3 Ⅱ Ft33 2 2 2．指出下图中轴系结构设计的不当之处，并简要说明原因。．指出下图中轴系结构设计的不当之处，并简要说明原因。 （不考虑轴承的固定；答对（不考虑轴承的固定；答对 5 5 处得满分）处得满分） （（1010 分）分） 齿轮 带轮 解：不当之处如图所示 原因为： 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 ①轴端过长，不便于滚动轴承装拆 ②滚动轴承的定位轴肩高于轴承内圈，不便于轴承拆卸 ③键的装配画法错误，且键槽应开在轴的同一母线上 ④轴段宽度应小于齿轮宽度 ⑤轴肩过高，使齿轮无法装配 ⑥带轮缺少轴向定位，应设计轴肩 ⑦带轮缺少轴向固定，可用轴端挡圈或圆螺母固定 四、 简答题（40 分，每小题 5 分） 1．什么叫做失效？常见的失效形式有哪些？ 答:零件丧失工作能力或达不到设计要求称为失效。 常见的失效形式有折断、 点蚀、 塑性变形、 磨损、 过大弹性变形、过大振动和噪声、过热、胶合等。 2．静应力作用下，零件的主要失效形式是什么？塑性材料和脆性材料有何区别？ 答:静力作用下零件的主要失效形式是塑性变形。 塑性材料与脆性材料的主要区别是塑性材料耐冲击 性能更强。 3．为什么小齿轮的材料和热处理方式一般比大齿轮取得好？ 答:一般来说小齿轮的轮齿尺寸比大齿轮的轮齿尺寸小，为了达到相配合的两个齿轮工作能力相当， 就要使小齿轮的材料和热处理方式由于大齿轮。 4．要保证正确啮合，蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角应满足什么关系？ 答:应满足蜗杆的导程角和蜗轮的螺旋角大小相等，方向相同。 5， 多级传动中，为什么带传动适宜放在高速级？ 答:带传动与齿轮传动等相比，具有很大的弹性，可以有效吸振。将带传动放在高速级， 可以极大减 小振动冲击。 五、分析计算题（20 分，每小题 10 分） 1．如图，用两个 M10 的螺钉固定一牵曳钩，若材料为 Q235，装配时控制预紧力 F,每个螺钉的预紧 力为 4000N，结合面的摩擦系数 f=0.15，可靠性系数 K f=1.2，求其允许的牵曳力。 牵曳力 R 解：牵曳力主要由螺钉所联接的两个构件的接触面之间的摩擦力来抵抗。考虑到可靠性，螺钉预定力与 牵曳力必须满足以下关系 2×F×f=K fR R=2×4000×0.15/1.2=1000N 2． 解： 所以牵曳力为 1000N。 设斜齿圆柱赤轮传动的转动方向及螺旋线方向如图所示，试分别画出轮 1 为主动轮时和轮 2 为 主动轮时轴向力 F a1和 Fa2的方向。 （图中，齿轮 1 为左旋齿轮） ω1 Fa2Fa1Fa1Fa2 ω2 齿轮 1 为主动轮 （左视） 齿轮 2 为主动轮（左视） 错误原因错误原因 轴承端盖与箱体的结合面应加工出凸台或沉头座，以减少加工面积 轴承端盖与箱体的结合面应加工出凸台或沉头座，以减少加工面积 滚动轴承采用两端固定式结构，轴承端盖的凸缘应顶紧轴承外圈 滚动轴承采用两端固定式结构，轴承端盖的凸缘应顶紧轴承外圈 两端固定式结构不需要弹性挡圈对轴承内圈进行固定 两端固定式结构不需要弹性挡圈对轴承内圈进行固定 轴承的定位轴肩高于轴承内圈，不便于轴承拆卸 轴承的定位轴肩高于轴承内圈，不便于轴承拆卸 齿轮缺少轴向定位 齿轮缺少轴向定位 键的装配画法错误 键的装配画法错误 轴段的宽度应小于齿轮的宽度；套筒不能对齿轮实现轴向固定 轴段的宽度应小于齿轮的宽度；套筒不能对齿轮实现轴向固定 套筒高于滚动轴承内圈，不便于轴承拆卸套筒高于滚动轴承内圈，不便于轴承拆卸 两端固定式结构不需要套筒对轴承内圈进行固定；且套筒与轴承端盖之间会产生摩擦两端固定式结构不需要套筒对轴承内圈进行固定；且套筒与轴承端盖之间会产生摩擦 轴承端盖的孔径应大于轴径轴承端盖的孔径应大于轴径