青岛科技大学2005-2010机械设计真题

图2

四、计算题（40分）

1．（16分） 一钢制压力容器，已知其内径D=280mm, 容器与盖子用10个M16（d1=13.835mm）的钢制螺栓联接，螺栓的许用应力[?]=300MPa，为保证气密性要求，残余 预紧力F1?1.4F（F为工作拉力）。求： （10分）

（2）容器能承受的最大单位压力p=？ （6分） 2．（24分）图3蜗杆传动轴，两端安装一对30308轴承，蜗杆啮合处的轴向力FA2?400N，支点跨距L?200mm。已求得轴承1、2两支承处的径向合成支反力Fr1=1995N, Fr2=2100N。 （1）指出轴承代号的意义（类型、系列、内径尺寸、精度等级）。 （4分） （2）求出两轴承所受的轴向载荷Fa1和Fa2 （6分） （3）求轴承1、2的当量动载荷P1和P2。 （4分） （4）哪个轴承寿命短，为什么？ （4分） （5）若轴承的载荷减小一半，则轴承的寿命提高几倍？（其它条件不变） （6分） （附：30000型轴承，派生轴向力Fd?（1）若结合面处用铜皮石棉垫片（相对刚度为0.8），则拧紧螺栓时所需要的预紧力F0为多少？

Fr；e=0.28, Fa/Fr>e时 X=0.4,Y=2.1; 2Y Fa/Fr≤e时 X=1,Y=0 )

图3

青 岛 科 技 大 学

二OO八年硕士研究生入学考试试题

考试科目：机械设计

注意事项：1．本试卷共 五 道大题，满分 150 分；

2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划；

3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。

﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡

四、是非题：正确的以“T”表示，错误的以“F”表示 (每小题1.5分，共15分)

1. 互相啮合的一对齿轮，若z1?z2，则因小齿轮的齿数少，其接触应力?H1??H2。 2. 带传动中的打滑总是先在小带轮上开始。

3. 直齿锥齿轮传动中，作用于两齿轮上的力有如下关系：Fa1?Fa2，Fr1?Ft2。 4. 轴肩的作用是使轴上零件实现周向定位。 5. 蜗杆的分度圆直径为d1?m?z1。

6. 齿轮的齿形系数是反映轮齿抗弯曲能力的影响因素，它与模数无关，而只与齿数有关。 7. 键的长度主要是根据轴的直径来选择。

8. 单列向心球轴承主要承受径向载荷，也可承受一定的双向轴向载荷。 9. 在多根V带传动中，当一根带失效时，只需换上一根新带即可。 10. 圆柱螺纹的大径在标准中定为公称直径。

五、选择填空(每小题3分，共30分)

1. 平键标记: 键B16?70 GB1096—79中, 16?70表示 。

A．键宽?轴径 B. 键高?轴径 C. 键宽?键长 D. 键高?键长 2. 减速蜗杆传动中，下列传动比计算式 是错误的。

A. i??1/?2 B. i?d2/d1 C. i?z2/z1 D. i?T2?/T1 E. i?n1/n2

(式中：?—角速度 n—转速 T—转矩 d—分度圆直径 z—齿数 注脚1—蜗杆注脚2—蜗轮 ?—效率)

3. 设计V带传动时，限制带轮的最小直径，是为了限制 。

A. 小带轮上的包角 B. 带的长度 C. 带的离心力 D. 带的弯曲应力

4. 一对圆柱齿轮，在确定大小齿轮宽度时，通常把小齿轮的宽度做的比大齿轮大一些，其原因是 。

A. 为了使小齿轮的弯曲强度和接触强度比大齿轮高一些

B. 为了便于安装，保证接触长度 C. 为了使传动平稳，提高效率

5. 螺栓联接防松的根本问题在于 。 第 1 页（共 4 页） A. 增加螺纹联接的轴向力 B. 增加螺纹联接的刚度 C. 防止螺纹副的相对转动 D. 防止螺纹副被拉断

6. 采用表面强化处理如碾压、喷丸、碳氮共渗、氮化、高频或火焰淬火等方法，可显著提高轴的 。

A. 疲劳强度 B. 刚度 C. 静强度 D. 耐冲击性能

7. 机器在运转过程中载荷较平稳，但可能产生很大的瞬时过载，对机器造成损害，在这种情况下，通常宜选用 联轴器。

A. 安全 B. 可移式刚性 C. 弹性 D. 固定式刚性 8. 设计链传动时，链节数宜采用 。

A. 奇数 B. 偶数 C. 链轮齿数的整数倍 D. 10的倍数 9. 设计高转速轴时, 应特别考虑其 。

A. 耐磨性 B. 疲劳强度 C. 散热性 D. 振动稳定性 10. 在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是_____。

A. 带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动 D. 摩擦轮传动 六、简答题（每小题10分,共30分）

1. 齿轮强度计算中为什么要引入齿向载荷分布系数K?，其值主要受哪些因素的影响？可采取哪些措施来减小齿向载荷分布不均匀程度？

2. 对承受横向载荷和传递转矩的紧螺栓联接采用普通螺栓时，强度计算公式中为什么要将预紧力提高到1.3倍来计算？若采用铰制孔用螺栓时是否也这样考虑？为什么？

3. 何为转轴、心轴和传动轴? 根据受载情况，自行车的前轴、后轴及脚踏板轴分别是什么轴? 四、结构设计与分析题（45分）

1. (10分) 图1所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。

张紧轮

图1 V带传动

2.（15分）图2示为简单手动起重装置。若按图示方向转动蜗杆，提升重物G，试确定：

(1) 蜗杆和蜗轮齿的螺旋线方向； (2) 蜗轮所受作用力的方向(画出)；

(3) 当提升重物或降下重物时，蜗轮齿面是单侧受载还是双侧受载?

(4) 蜗杆传动自锁的条件是什么？要求蜗杆传动具有自锁性，采用单头还是多头蜗杆？

图2

3. (20分) 如图3所示二级斜齿圆柱齿轮减速器中，已知：高速级齿轮参数z1,z2,mn1,β1；低速级齿轮参数z3,z4,mn2，输入功率P1（KW）,转速n1(rpm)。试求：

(1) 低速级小齿轮的螺旋线方向，以使中间轴上轴承所受的轴向力较小 ; （4分） (2) 低速级小齿轮分度圆螺旋角为多少度时，中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消（只列出计算公式）; （10分） (3) 画出低速级齿轮啮合点作用力的方向（各用三个分力表示）。 （6分）