上海大学机械设计(2)模拟试题集及答案201305

3．试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最高？哪个不能承受径向载荷？（10分）

N307/P4 6207 30207 51307

答：各轴承的内径均为35mm；轴承公差等级最高是N307/P4；极限转速最高的轴承是6207；承受径向载荷能力最高的轴承是N307/P4；不能承受径向载荷的轴承是51307。（2 x 5 = 10分） 4．如图所示为一液体摩擦滑动轴承，试在图中画出并标明：（1）轴的转向；（2）偏心距e；（3）最小油膜厚度hmin ；（4）若油膜起始于角φ1，终止于角φ2，定性地画出油膜压力分布图，并标上φ1和φ2。

答：标出轴的转向得1分；标出偏心距e得1分；标出最小油膜厚度hmin得1分；标出油膜起始角φ1得2分；标出油膜终止角φ2得2分；画出油膜压力分布图得2分。

1．为何闭式蜗杆传动要进行热平衡计算？热平衡条件是什么？常用降温措施有哪些？（9分）

答： 1）原因：蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合（4分） 2）平衡条件：必须根据单位时间内的发热量 ?1等于同时间内的散热量 ?2的条件进行热平衡计算（2分） 3）常用降温措施：加散热片以增大散热面积；在蜗杆轴端加装风扇；在传动箱内装循环冷却管路。（3分） 2．万向联轴器适用于什么场合？在成对使用时如何布置才能使主、从动轴的角速度恒等？(6分) 答：万向联轴器适用于两轴间有较大的夹角（最大可达35°~45°），而且在机器运转时夹角发生改变仍可

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正常工作的场合（2分）。

成对使用时必须保证主动轴、从动轴与中间轴之间的夹角相等（2分）；

而且中间轴的两端的叉形接头应在同一平面内，才能保证主、从动轴的角速度恒等。（2分） 3．在6306、51316、N316/P6、30306、6306/P5、30206六个轴承中，试回答如下问题： 1）径向承载能力最高和最低的轴承分别是哪个？ 2）轴向承载能力最高和最低的轴承分别是哪个？ 3）极限转速最高和最低的轴承分别是哪个？ 4）公差等级最高的轴承是哪个？

5）承受轴向径向联合载荷的能力最高的轴承是哪个？(8分)

答：1）径向承载能力最高和最低的轴承分别是N316/P6、51316。 （2分）

2）轴向承载能力最高和最低的轴承分别是51316、N316/P6。 （2分） 3）极限转速最高和最低的轴承分别是6306/P5、51316。 （2分） 4）公差等级最高的轴承是6306/P5。 （1分） 5）承受轴向径向联合载荷的能力最高的轴承是30306。 （1分）

1．为什么链传动的平均传动比是常数，而在一般情况下瞬时传动比不是常数？（6分）。 答：链传动为链轮和链条的啮合传动,平均传动比 i12?z2，故为常数。 2分 z1又由于链传动的多边形效应，瞬时传动比is?R2cos? ，故在一般情况下不为常数 4分 R1cos?2．请写出滑动轴承的流体动力润滑基本方程，并说明形成流体动力润滑的必要条件。 (8分) 答：1)

?p6?v?3(h?h0) 2分 ?xh

必要条件是： (2*3=6分) 1)相对运动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙

2)被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度，运动方向为使油从大口流进,小口流出。

3)润滑油必须有一定的粘度，供油要充分。

3．转轴的弯扭合成强度校核公式中为何要引入应力折合系数α？其值如何选取？（5分） 答：引入折合系数α是考虑扭转切应力与弯曲应力的应力循环特征不同的影响。（2分） 当扭转切应力为静应力时，取α=0.3；

当扭转切应力为脉动循环应力时，取α=0.6；

当扭转切应力为对称循环应力时，取α=1 （3分）

4．下列四种工况下选择哪类联轴器较好？并举出一种联轴器的名称。（8分） 每项1分 1）载荷不平稳而且有较大的冲击及振动。

有弹性元件的挠性联轴器 ； 轮胎式联轴器 等

2）载荷平稳，冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望联轴器的寿命较长。 刚性联轴器 ； 凸缘联轴器 等 3）载荷较平稳，冲击不大，但两轴轴线有一定程度的相对偏移。 无弹性元件的挠性联轴器 ； 齿式联轴器 等

4）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，导致机器损坏。

安全联轴器 ； 剪切销安全联轴器

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1．为什么链传动能保证恒定的平均传动比，但瞬时传动比不稳定？（6分） 答：

1）链传动为链轮和链条的啮合传动，因为平均传动比 i?z2z1，Z1、Z2都不变，故平均传动比为常数（2分）

R2cos?2）由于链传动的多边形效应，瞬时传动比is?R1cos? ，其中R1，R2为两链轮的分度圆直径，是常数；

但β，?分别在±180°/Z1及±180°/Z2范围内变动，所以瞬时传动比不稳定。 （4分） 2．试写出不完全液体润滑滑动轴承的三个校核计算公式，并说明这些计算的目的是什么？(9分) 答：

1）验算轴承的平均压力：

Fp??[p]，其目的是防止轴承过度磨损。（3分）

dBFn19100B2）验算轴承的PV值：

pv??dn60000?[pv]，其目的是限制轴承的发热量，防止温升过高，

以免发生胶合；（3分） 3）验算滑动速度：v??[v]，其目的是防止轴承过快磨损。 （3分）

3．试说明下列各轴承代号的含义6308；N408/5；7211B （12分）

答：6308： 6 —深沟球轴承,(0)3—尺寸系列,08 —内径d=40mm, 公差等级为“0”级,游隙组为“0”组；

7211B 7 —角接触球轴承,02—尺寸系列,11--内径d=55mm,公称接触角α=40°, 公差等级为“0”级,游隙组为“0”；

N408/P5 N—圆柱滚子轴承,04—尺寸系列, 08 —内径d=40mm, 5级公差,游隙组为“0”组。

4．何为转轴、心轴和传动轴？试各举一个应用实例。（7分）

答：1）在工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，例如，减速箱中支承齿轮的转轴。（3分）

2）在工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴，例如，支承滑轮的心轴。 （2分）

3）在工作中只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴，例如，双万向联轴器的中间轴。（2分） 注：学生写出其他场合使用的相应正确的轴，也算分。

1．不完全液体润滑滑动轴承需要进行哪些验算？各有什么目的？（6分）

P≤ [ p] MPa ，为防止过度磨损 BdP?nd2)验算：Pv=≤ [pv] MPa2m/s，为防止温升过高而胶合 ?Bd60?1000?nd3)验算：V = ≤ [v] m/s ，为防止局部过度磨损 （每项2分）

60?10002. 试分析如图所示的传动装置中各轴所受到的载荷，并注明各轴的类别（轴的自重不计）。（8分）

答：1)验算：p =

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答：Ⅰ轴为传动轴，只受到转矩的作用；

Ⅱ轴为转轴，既受转矩又受弯矩的作用； Ⅲ轴为心轴，只受弯矩不受转矩的作用；

Ⅳ轴为转轴，既受转矩又受弯矩的作用。 （每根轴各2分）

3．影响链传动速度不均匀性的主要因素是什么？为什么在一般情况下链传动的瞬时传动比不是恒定的？在什

么条件下瞬时传动比才恒定？（6分） 答：1）多边形效应是主要因素；

2）i?R2cos?；

R1cos?3）只有在z1=z2，且传动的中心距恰为节距p的整数倍时才恒定。 （每项2分）

4．在下列工况下，选择哪类联轴器较好？试举出一种联轴器的名称。（8分） （1）载荷平稳，冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望联轴器寿命较长； （2）载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线具有一定程度的相对偏移； （3）载荷不平稳且具有较大冲击和振动；

（4）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，导致机器损坏。 答：（1）可选刚性联轴器，如凸缘联轴器。

（2）可选无弹性元件的挠性联轴器，如十字滑块联轴器。 （3）可选有弹性元件的挠性联轴器，如弹性柱销联轴器。

（4）可选安全联轴器，如剪切销安全联轴器。 （每项各2分）

1．已知4个滚动轴承的代号分别为：N308/P4、6208、30208、51308， 试针对它们回答以下问题：

1）各轴承的内径是多少？

2）哪个轴承的公差等级最高？ 3）哪个轴承允许的极限转速最高？ 4）哪个轴承承受的径向载荷能力最高？ 5）哪个轴承不能承受径向载荷？（5分） 答：1）各轴承的内径均为40mm ；（1分）

2）轴承公差等级最高是N308/P4 ；（1分） 3）极限转速最高的轴承是6208 ；（1分） 4）承受径向载荷能力最高的轴承是N308/P4 ；（1分） 5）不能承受径向载荷的轴承是51308 。（1分）

2．试用雷诺方程分析下列三图中，哪一种润滑条件最好？（5分）

其中F1>F2>F3,v1< v2 < v3

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