长沙理工大学机械设计期末考试题库及全部答案

最大弯矩M?

900 900?6001?3?()?1000?150000Nmm (4分) 22?2 车轴危险断面的直径d?3M150000?3?27.75mm (4分)

0.1?[?]0.1?70

七．一工程机械中的传动装置，根据工作条件决定采用一对圆锥滚子轴承，并暂定轴承型号为30308，已知轴承载荷R1＝2400N，R2＝5000N，轴上的轴向载荷Fa＝800 N，轴转速n=500r/min，运转中取载荷系数fp＝1.5，预期寿命L’h＝12000小时，试求： （1） 两轴承的轴向力A1，A2 （4分）

（2） 两轴承的径向载荷系数x1, x2以及轴向载荷系数y1,y2（4分） （3） 两轴承的当量动载荷P1，P2（4分） （4） 该轴承是否满足寿命要求？（2分）

（注：30308轴承：额定动载荷C＝90800N，额定静载荷C0r＝108000N，e=0.35，y=1.7。 当

解： S1＝R1/(2Y)=2400/(2×1.7)＝705.8N （0.5分）

S2＝R2/(2Y)=5000/(2×1.7)=1470.6N （0.5分） 因FA + S2=800+1470.6=2270.6> S1 （1分） 所以 A1= Fa+ S2=2270.6N （1分）

A2= S2=1470.6N （1分）

取ft＝1，fp＝1.5

A1/R1=2270.6/2400=0.94>e （1分）

X1=0.4 Y1=1.7 （1分）

A2/R2=1470.6/5000=0.094

AA?e时，x=0.4,y=1.7；当?e时，x=1，y=0） RR X2=1 Y2=0 （1分）

P1?fp(x1R1?y1A1)?1.5?(0.4?2400?1.7?2270.6)＝7228分）

N （2

P2?fp(x2R2?y2A2)?1.5?(1?5000?0)＝7500取P=P2

N（2分）

1061?9080010/3Lh?()＝135819?12000h60?5007500（2分）

满足寿命要求

对应于机械设计二

一、填空题〔每空1分，计25分〕

1、一减速齿轮传动，主动轮1用45号钢调质，从动轮用45号钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 b 。

a、?H1??H2；b、?H1??H2；c、?H1??H2。

2、带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则其传递的有效圆周力F为 c 。

a、F1?F2；b、(F1?F2)/2；c、F1?F2；d、(F1?F2)/2。

3、对于硬齿面闭式齿轮传动，其齿面接触承载能力较高，故通常先按 齿根弯曲疲劳 强度进行设计，然后校核 齿面接触疲劳 强度。

4、蜗杆的 c 模数为标准模数，蜗轮的 b 压力角为标准压力角。

a、法面； b、端面；c、轴面。 5、带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时，F1与F2的关系可用著名的欧拉公式表示为 F1?F2ef?1 。

6、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角 b 蜗杆导程角。

a、小于；b、大于；c、等于。

7、计算蜗杆传动的传动比时，公式 c 是错误的。 a、i??1/?2；b、i?n1/n2；c、i?d2/d1；d、i?z2/z1。

8、蜗杆传动的失效通常是发生在 蜗轮轮齿 上。

9、设计圆柱螺旋弹簧时，其弹簧直径d按 强度 条件确定，其工作圈数n按 刚度 条件确定。

10、弹簧指数C＝ D2/d ，C值越大，刚度越 小 。

11、楔键联接靠 摩擦力 传递转矩，用于对中性要求不高的联接。

12、按国家标准GB/292-93规定，代号为7210C的滚动轴承类型为 角接触球轴承 轴承，其内径为 50 mm，宽度系列为 窄、系列，直径系列为 轻 系列，C代表 公称接触角15o，其精度为 P0 级。

13、下列各种联轴器中，能减缓振动和冲击的是 f ；可实现两轴线角位移最大的是 c ；常用于两轴线对中性不好、低速情况下的是 d 和 e 。

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. 弹性柱销联轴器。

二、问答题〔每题5分、计30分〕

1、试分析影响带传动所能传递最大有效圆周力Fmax 的主要因素。（5分）

Fmax?2F0ef?1

11?f?1e1?1Fmax与初拉力F0、包角?1和摩擦系数f有关。（3’）

F0大、?1大、f大，则产生的摩擦力大，传递的最大有效圆周力也大。（2’）

2、试说明齿形系数YF与齿轮的哪些参数有关，YF对齿根弯曲应力?F有何影响？（5分）

齿形系数YF反映了轮齿几何形状对齿根弯曲应力?F的影响，凡是影响齿廓形状的参数如齿数z、变位系数x和分度圆压力角?都影响YF。(3’)

如果齿数z增大、变位系数x和分度圆压力角?增大，均可以使齿根增厚，齿形系数YF减小，?F减小。 (2’)

3、为提高轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？（5分）

可适当增大齿根圆角半径以减小应力集中；（1’） 合理提高齿轮的制造精度和安装精度；(1’) 正确选择材料和热处理方式；(2’)

以及对齿根部位进行喷丸、輾压等强化处理。(1’)

4、螺纹联接防松的实质是什么？按工作原理分，防松的方法有哪几类？ 答：防松的实质是防止螺纹副间的相对转动。（2分） 防松的方法有摩擦防松、机械防松、永久防松。（3分）

5、什么是滚动轴承的基本额定动负荷？其方向是如何确定的？（5分）

6

答：轴承工作温度在100oC以下，基本额定寿命L=1x10r时，轴承所能承受的最大载荷，

称为基本额定动负荷。(2分)

对于向心轴承，其方向为径向载荷；（1分） 对于推力轴承，其方向为轴向载荷；（1分） 对于角接触轴承，其方向为载荷的径向分量。（1分）

6、简述非液体摩擦径向滑动轴承校核计算的主要内容？（5分） 答：（1）验算压强：滑动轴承压强p≤许用压强[p]；（2分） 验算pv值：pv≤[pv]; （2分） 验算轴径圆周速度v：v≤[v]。（1分） 三、分析计算题

1、如图示，卷筒与齿轮用普通螺栓联接在一起（螺栓个数Z=8），轴不旋转，卷筒与齿轮在轴上旋转，已知卷筒所受旋转力矩T=107Nmm，螺栓分布直径D0=500mm，卷筒与齿轮接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数Kf =1.2，螺栓材料的屈服极限σ

（10分） S=300Mpa，安全系数S=3。试设计该螺栓组的螺栓直径。

普通螺纹基本尺寸表（第一系列） 公称直径d 24 30 36 42 48 中径d2 22.051 27.727 33.402 39.077 44.725 小径d1 20.752 26.211 31.670 37.129 42.587 螺距p 3 3.5 4 4.5 5

解：设螺栓受预紧力F? ①计算螺栓所需预紧力F’

ZfF'?'D0?KfT（2分） 22?1.2?107F???50000N（2分）

ZfD08?0.12?5002KfT