研究生试卷B资料.doc

武汉理工大学考研试题纸（ B 卷）课程名称 机械设计题号一二三四五六七八九十总分题分 姓名 考号 一、 填空题（每空1分，共30分）1. 零件接触表面上的压应力p过大会产生_或_磨损。2. 材料性能、应力循环特征和循环次数影响机械零件的疲劳强度，此外，_、_和_也对机械零件的疲劳强度产生影响3. 在斜齿圆柱齿轮传动中，螺旋角既不宜过小，也不宜过大，因为过小，会使得_，而过大又会使得_。因此，在设计计算中，的取值一般应为_。4. 在齿轮传动设计时，有效齿宽b是指_齿轮宽度，是作为_的参数。5. 尺寸、材料和热处理方式相同时，斜齿圆柱齿轮的承载能力比直齿轮的_； 在外载荷、材料和热处理方式相同时，斜齿圆柱齿轮的尺寸比直齿轮的_。6. 设计直齿锥齿轮传动时，以_模数，用于_计算7. 选取V带型号，主要取决于带传递的_和_。8. 要使链传动瞬时传动比为常数，必须满足_和_。9. 工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为_；而既承受弯矩，又传递转矩的轴称为_。10. 键联接中，平键联接联接是靠_传递运动和转矩，键_是工作面。楔键联接靠键的_作用传递运动和转矩，键_是工作面。11. 采用联轴器联接两轴时，可能引起的相对位移有_、_、_和_。12. 在滚动轴承的轴向固定形式中，对在普通工作温度下的短轴宜采用 _ 方式，当轴较长或工作温度较高时，轴的伸缩量大，宜采用_ 的型式。 二、简答题(40分)1. 一闭式齿轮传动中，一对配对齿轮材料均为45号钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，其强度计算准则是什么?并说明理由? 2. 根椐轴的承载情况，直轴可分为哪几类?各类轴的受力特点是什么?试各举实例? 3.带传动的弹性滑动和打滑有何区别？能否通过正确设计消除弹性滑动？为什么？4. 链速一定时，链轮齿数的多少和链节距的大小对链传动的动载荷大小有何影响？ 5. 齿轮传动中YFa表示什么？它与哪些因素有关？与模数m有无关系？标准直齿圆柱齿轮的YFa主要与什么参数有关？关系如何？ 6. 在圆柱齿轮与蜗杆传动组成的传动系统中，蜗杆传动应放在高速级还是低速级？为什么？ 7. 有一高速传动(v15m/s)，要求传动平稳，传动比准确，试从v带传动、同步带传动和链传动三种传动方式中选取一种方式，并说明选取和不选取的理由？三、分析计算题 (80分)1.在图示直齿圆锥齿轮斜齿轮减速传动中，已知齿轮1为主动，轮1转动方向方向如图示，如要求轴上轴向力小，请：(1) 在图上啮合点附近分别标出齿轮2和齿轮4的受力方向（Fr，Fa，Ft）； (2) 标出一对斜齿轮轮的螺旋线方向和轴和轴的转动方向； (3) 若己知直齿圆锥齿轮参数：斜齿圆柱齿轮参数：，问当斜齿圆柱齿轮3的螺旋角为多少时，方能使直齿圆锥齿轮2和斜齿圆柱齿轮3的轴向力完全抵消。 （20分） 2. 厚度=15mm的钢板用4个螺栓固连在厚度1=35mm的铸铁支架上，螺栓的布置如图(a)、(b)所示的两种方案。已知螺栓材料为Q235， =96 MPa，钢板 =320 MPa，铸铁 =180MPa，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数=1.2，载荷=10000N，尺寸L=500mm，a=150mm。(1)试比较哪种螺栓布置方案合理，(2)按照螺栓布置合理方案，确定采用铰制孔用螺栓连接时的螺栓光杆直径，并按图C所示尺寸进行校核。 （22分） (c) 3.小锥齿轮轴上装有一对30205轴承。已知齿轮传递的功率P4KW，转速n550r/min。锥齿轮齿宽中点直径，分度圆锥角118，要求基本额定寿命为Lh=5000h，有中等冲击，工作温度100 ，试校核轴承寿命。(30205轴承的 Cr=32.2kN， e = 0.37， Y=1.6， fp=1.5， 80240题3 图 4. 有一V带传动，单根V带的初拉力=400N，主动带轮的基准直径d1=150mm,主动轮转速n1=1440r/min，主动轮上的包角带与带轮上的摩擦系数f=0.485。试求：(1) V带紧边、松边的拉力F1和F2；(忽略带的离心拉力)(2) V带传动传递的最大有效圆周力Fe和最大功率Po。 (13分)武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称 机械设计 （ B 卷）一、 填空题（每空1分，共30分）1.压溃、 过度磨损 2.应力集中、绝对尺寸、表面状态 3斜齿轮的特性难以体现、轴向力过大、10-254. 大、强度计算5. 大、小 6. 齿宽中点(b/2)处、轮齿强度 7. 功率、小带轮转速8. Z1=Z2、链紧边长等于链节距的整倍数 9. 心轴、转轴10. 侧面受挤压、两侧面、楔紧、上下两面 11.轴向位移、径向位移、角位移、综合位移12. 两端固定、一端固定，一端游动二、简答题(40分)1. (5分) 答：计算准则为：按齿面接触疲劳强度设计，按轮齿弯曲疲劳强度校核。 2分因为调质和正火处理后的齿面硬度，为软齿面齿轮，而软齿面闭式齿轮传动的损伤形式主要为齿面点蚀，也可能发生轮齿折断及其它失效形式，故采用以上计算准则。 3分 2. (6分)答：直轴可分为转轴、心轴、传动轴。 转轴： 同时承受转矩和弯矩，如减速器中的轴； 2分 心轴： 只受弯矩不受转矩，如滑轮轴； 2分传动轴：主要受转矩，不受弯矩或弯矩很小，如万向联轴器的中间轴. 2分3. (6分) 答： 弹性滑动是由带的松、紧边拉力差造成带弹性伸长量变化而产生的带与带轮之间的微量相对滑动，只发生在带离开带轮前的那部分接触弧上； 2分打滑却是由于过载而产生的带与带轮之间剧烈的相对滑动，发生在带和带轮的全部接触弧上。 2分不能。因为只要传递载荷，就会有松紧边拉力差，而带是弹性体，在拉力变化时必然会产生伸长量的变化。 2分4. (5分)答：链速一定时，链节距越大，齿数越小，则冲击越强烈，引起的动载荷越大。 3分反之则相反。 2分5. (6分)答：齿轮传动中YFa表示齿形系数，是反映轮齿齿形（几何形状）对齿根弯曲应力影响的系数。（2分）YFa与影响轮齿几何形状的参数有关，即与齿数z、压力角、变位系数x、齿顶高系数ha*有关，与模数m无关。 （2分）标准直齿圆柱齿轮的YFa主要与齿数z有关，齿数z越多，YFa越小，轮齿的弯曲强度越高。 （2分）6. (6分)答：1）蜗杆传动应放在高速级。 （2分）(以下每答对一条蜗杆传动或齿轮传动性质都给1分) 2） 发挥传动平稳特点（连续传动）。 （1分） 高速时，滑动速度大，易形成油膜，有利于提高传动效率。 （2分） 受力小，可减小蜗轮尺寸，节约材料。 （1分）7. (6分)1.选取同步带传动，因为同步带传动为间接啮合传动，传动比准确，传动平稳，能满足传动要求； 2分2.带传动虽然传动平稳，但传动比不准确，不能满足传动要求； 2分3.链传动噪声大，传动平稳较差，不适合高速传动，不能满足传动要求。 2分三、分析计算题1. 解： (20分)(1)和(2)见下图：(每项1分，共10分)(3)2.解 (22分)(1) 螺栓组连接受力分析1)将载荷F向螺栓组连接的接合面形心点O简化，得横向载荷 F =10000N 1分旋转力矩 T=FL=100000.5=5000Nm 1分2)确定各个螺栓所受的横向载荷。在横向力F作用下，各个螺栓所受的横向载荷大小相同，方向同F 。 1分而在旋转力矩T作用下，由于各个螺栓中心至形心点O的距离相等，所以各个螺栓所受的横向载荷大小也相同，但方向各垂直于螺栓中心与形心O的连线。 图(2分)对于方案(a)，各螺栓中心至形心点O的距离为 由图可知，螺栓1和2所受两力夹角最小，故螺栓1和2所受横向载荷最大，即对于方案(b)，各螺栓中心至形心点O的距离为 2分 r= a = 150mm 1分 1分由图13(b)可知，螺栓1所受横向载荷最大，则 2分(3) 两种方案比较：可知螺栓布置方案(a)中受力最大的螺栓1所受的力较小，故 方案(a)比较合理。 2分2.按螺栓布置方案(a)确定铰制孔用螺栓光杆直径(1)因为铰制孔用螺栓连接是靠螺栓光杆受剪切和配合面间受挤压传递横向载荷，因此按剪切强度设计螺栓光杆部分直径。 2分校核配合面挤压强度。如图c所示配合面尺寸，螺栓光杆与钢板孔间 2分螺栓光杆与铸铁支架孔间 2分故配合面挤压强度足够。 1分3. 解答： (25分)1)计算齿轮上的载荷：2)计算轴承支反力：(1)垂直面支反力，见题3 图（a）题3 图（a）240 80 FRV1 FRV2FrFa （2）水平面支反力，见题3 图（b）FRH1题3 图（b）240 80FRH2Ft （3）合成支反力3)计算两轴承的轴向力FA1，FA2，见题解11-6图（c）FR1FR2FS1FaFS2题3 图（c）(2分)4)计算当量动载荷P1，P25)验算轴承的工作能力P1P2 ，按P2 进行验算 2分4. 解： (13分)(1) 1分 又 即 F1+F2=800 F1/F2=3.411解得： F1=618.6N F2=181.4N 2分 (2)