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1、1999年硕士研究生入学考试试题卷 试 科 目：机 械 设 计 报 考 专 业：机 械 设 计 及 理 论一、填空题（40分）L螺旋传动中的獴母、滑动轴承的轴瓦,、期杆传动中的蛆轮，多采用青铜材料,这主要是 为 了 提 高 国 融 能 力 其 馋 换.啾楞.、（蜗 轮 的 材 料 通 常 是 按 的大小来选择。3.若螺纹的直径和螺纹副的摩桀系数一定，则行紧第母时的效率取决亍理纹的崛 於 一和.多侬4二者泊平键连卷房生工 面 是#3 失 蜻W点 薪 轲1矍I面 尺6 X无 按 龙族由标段中选定，而 长L通 常 按 毅 幺 从 标 准 中 直 取。5.根据轴的承移情况，工 作 时 既 承 受 弯
2、矩 又 承 受 君 矩 的 轴 称 为 一;只传递转短的 轴 称 为 名 握 一；只承受弯矩的轴称为上.在 螺 桧 连 接 中；当 缕 桂 轴 统 与 被 连 接 件 表 面 不 垂 直 时，蝶 检 中 将 产 生毁3邑；-附加应力。71厂股单向回转的转轴，考虑启动、卷车及羲荷不平程的影响，其扭转剪应力的性质按 点况循二处理,*%滚子链的最主要参数是链的_ _ _ _ _ _ _ 的链轮。，为提高链速的均匀性，应选用哲数为X压缩弹簧受我时，弹簧丝内的最大应力发生在.C=J越小,此应力越 O5-派在弹簧设计计算中，由强度条件确定弹簧的一处，弹簧指数（亦称旋绕比），由变形条件确定弹簧的盛三_ _
3、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。：-.一 11.非液体摩擦淆动美本工作承力的校验公式是 P i w l F i 、P-s甲;和V UL I 7 一 .2.形成流体动压润滑的必要条件是反 创 蝴 行 闻 三 捻 力 王 ；垸，打玄.廿 1$.在普澧V带动中，羲有平褛，包宜。为180卷 长Li为特定长度，强力层为化学纭-附 录 169维线绳结构条件下求得的单根V带所能住遑的基本额定功率Po主要与也要、-#4一 和.阚施.有关。,y d，14.在设计V带传动时,V带 的 型 号 是 根 据 冠 明 一 和 聿 裁 也 选 取 的。平.转速与当量动载荷一定的球轴承，若 金 康 赢
4、加1倍,其寿命为原来寿命的七 倍。分 .一变位蜗杆传动已知m=5 mm,z2=41,d =50 m m,中心距a=125 mm,则该传动的变位系数为 （2分）17.一对闭式直齿圆柱齿轮,m =3 m m,与=21,z 2=63,a=20,小齿轮用40Cr钢，表面淬火,HRC=55,OHI=1 200 N/mn?；大齿轮用 45 钢,调质，HBS=220 240,虎=.600 N/mn?。若齿轮传动工作时，齿面接触应力为aH=500 N/mn9,不计寿命系数，则小齿轮的接触强度安全系数为大齿党的 2 倍。（2分）18.蜗杆传动工作时，作 用 在 期 杆 的 三 个 啮 合 分 力 通 常 最 大
5、。娟19.阿基方德蜗杆和期轮在中间平面纱祢主平面）内 相 当 于 陶 徽 更 合，因此，期 杆 的 _ 血 一 模 数 应 与 蜗 轮 的 鼻 迨 一 模 数 相 等。二、问答题（2 0分）一I .由双速电动机驱动V带传动，若电机箱出功率不变,则丫带传动应按哪种转速设*.为后么?_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2.有一种V带传动，髭传动和齿轮传动组成的减速传动装置
6、，髭合理确定其传动布置顺序，并说明其原因。3.在软齿面闭式齿轮传动设计中,如何选择模数m（或m J及小齿轮齿数=：?为什么？4.设计液体动压润滑轴承时,为保证轴承正常工作应满足哪些条件？三、计 算 题（3 0分）一钢制液压油缸,如试图1所示。缸内油压p=3 N/mnf,缸体内径D=16C nan,螺栓分布直径5=200 mm,缸盖外径）=240 n mo为朝 气 密 性 要 求，残余预紧力里为工作载荷的L 6倍，螺栓|目典线距离不大于100皿。已 知 螺 栓 的 许 用 应 力 为 当80MPa。试计算：（1）最少的螺栓数目。（2）单个螺检承受的总拉力。（3）螺栓小径。2.有一提升装置,如试图
7、2所示。已知:卷茴由6个均布于4 =240 m m圆周上的M12螺栓（4 =10.106 m m）连接于期轮上，卷筒直径d=200皿，卷筒转速n=85 r/min,接合面间摩擦系数f=0.15,可靠性系数=L2,壕拴材料的许用拉伸应力c =120 MPa,起吊的最大载荷犷a=6 200 N,试出1D170机械设计试题精选与答题技巧期杆轮齿螺旋线方向为右旋，齿轮传动效率7齿轮=0.95,期杆传动效率强?杆=0.42,轴承效 率 7轴承=0.98,卷筒效率7卷倚=0.95。齿轮的模数m =3 m m；齿数为4=21/2=84；中心距a=160 m m。试求：一试确定重物上升时电动机的转动方向(在图
8、上用箭买表示)0(2)根 据 使 I 轴上的合力最小条件，确定齿轮1、2 的轮齿摞旋线方向(在图上用组斜线表示),并求出螺旋角S 的大小。Zz).(3)试在图中标出重物上升时，期杆与期轮在节点C 处受的三对分力3、兄、艮的方向。?八方x c.Z x c B F x。！&r(4)当重物匀速上升时，电机的输出功率P =?,1一x 与物。二 T)(5)试校核滚筒与蜗轮连接螺栓的强度。(15分第、=乂卜戈有一轴由一对角接触球轴承支承,如试图3 所示。、已知:齿轮的分度圆直径d=200皿,作用在齿轮上的载荷为F,=1 890 N,%=700N.F.=360 N。轴承的内部轴向力S 与径向载荷的关系式为S
9、=0.43。求两轴承所承受的轴向载荷。(6分)试图3试图4附 录.171_ _ 1-四、结构题（10分）卜1.有一箱体通过螺纹连接到机座上（试 图4）,试选择螺纹连接类型，并绘制出其结构图。（4分）2.指出下面轴承部件结构图（试图5）中的错误，并说明错误原因。（6分）试图5说明；一（1）轴承部件采用两端固定式支承、轴承采用油脂润滑。（2）同类错误按1处计。（3）指 出6处错即可,在错误处引出编号;例如：蓬 处 T D,并在图下边做商单说明，例如缺少油沟。（4）若多于6处，且其中有错误答案时,按错误计算。哈尔滨工业大学1999年硕士研究生入学考试试题参考答案一、填空题1.减摩性、耐磨损和抗胶合2
10、.滑动速度外3.牙型斜角（牙侧角）螺纹开角破4.键的两侧面 键和键槽工作面被压溃 轴 径d轮毂长U.5.转 轴 传 动 轴 心 轴6.弯曲7.脉动循环,8.节距p不小于17的奇数.9.内 侧 大172机械设计试题精选与答题技巧1 0.丝径d圈数n.11.p=p w W 5 v ,12.流经收敛形的间楔，大口进,小口出 带动的流体速度。#0流 体 粘 度 片 013.带型 带速。小带轮直径小14.设计功率P d 小带轮速度八.15.1/8 一-16.-0.5,17.2，18.轴向力F,19.渐 开 线 齿 轮 和 齿 条 轴 向 端 面二、问答题-1.应按低速设计，因为传递的扭矩T=9.55x1
11、0s?N-m m,速度越低,传递的扭矩越7 1大，轮径不变，所传圆周力越大，所需的有效拉力尸越大。,2.应按V 带传动一齿轮传动一链传动成速顺序布置,因V 带传动靠摩擦力工作，传递圆周力不大，而且传动平稳，适合于高速传动;链传动速度不均匀，冲击及动载荷较大,仅能用于低速，同时它是啮合传动，承载能力较高;齿轮传动适用范围较广，但高速时要求精度较高,所以用于第二级中速传动。3段齿面闭式齿轮传动主要失效形式是疲劳点蚀，在中心距或小齿轮直径4 及齿数比 u 已定的情况下，一段选择小齿轮齿数多些，以增加重合度和减少加工量(m 减小),一般选 z i N 18 30,模数可小些，m =(0.01 0.02
12、)q。4.液体动压润滑轴承,为保证轴承的正常工作，必须满足以下条件：(1)最小油膜厚度flmn M+诙)式中 302轴瓦和轴颈表面不平度的平均值；K可靠性系数,通常取K 2O(2)润滑油出口温度为近60 70七，入口温度4=30 40七。(3)足够的供油量Q。p W p，W W lpv,v W vlo三、计算题1.(1)最少螺栓数KDO 式 x 200 a,_ _ _ _ _ _ _ _ 0T=F-=6.2 8回 二 纥 1怫 及一5 7 翕卜载荷P=p x 考=3 x 7 C X.160?=60 288 Nr 4 4每个螺栓受工作载荷附.录173F=-=7 536 NZ O残余预紧力F=1.
13、6F=1.6 x 7 536=12 058 N单个螺栓所受总拉力F0=F+r=7 536+12 058=19 594 N(3)螺栓小径C箝厂=V -r面二13“2.(1)重物上升时，电机转向如试图6 所示。齿 轮 1左旋，齿轮2 右旋_欣 力+Z2)a=2cos Bc m(z!+z2)r 3(21 4-84)1B=ar ccos-J =ar ccos?*J =ar ccos 0.984=10.141 8 =1/8 30.4&(3)蜗杆3、蜗轮4 所受分力如试图6所示。(4)工作机扭矩T=ic x-y=6 200 x=620 000 N m m工作机功率nT x n 620 000 x 85 6
14、20 000 x 85 V I O I B匕=7而=9.55 x 1(=9,55 x 1(=3 1 8 k W电动机功率p_ A _ P =_ _ _ _ _ _ _ _ _5 18_ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 6 16d 7总-7台 发 盛 晚-0.95 x 0.42 x 0.982 x 0.95174机械设计试题精选与答题技巧(5)螺栓组受力预紧力.=KsrKsT 1.2 x 620 000“，川,n 9 240=5 167 N6 x 0.2 x ,4 x 1.3 尸 二4x 1.3 x5 167兀 x(10.106)2=83.73 MPa S2=389 NII轴承被压紧 尸立=
15、几+&=782 NI 轴承被放松=S,=422 N四、结构题1.应采用双头螺柱连接，结构见试图8o2.错误处指示见试图9。错误：(1)轴端应有倒角，以便装品。(2)键槽底与键顶面应有间隙。(3)两个键应在同一母线上(转过来时轴径应画对)。(4)为便于装轴承且轴向不擦坏，该发锚在应小些。(5)轴承盖轴孔与轴应有间隙。(6)轴承盖轴孔处最好有毡圈密封,(7)螺栓与轴承盖上钉孔应有间障。试 图8附 录试田9(8)弹簧垫圉缺口反向；(9)螺栓杆不能拧到螺孔底部，螺孔应长一段。(10)螺孔底圆锥应从螺纹小径起。(11)为看到螺栓，应画出局部剖。(12)为拆轴承，套简直径应减小。(13)轴承没画滚道。(1
16、4)轮毂键槽两头应开通。(15)轴段长应短于轮毂长，以使固定可靠。(16)键应短于轴段(至少应短于轮载)。(17)轴肩太高没法拆轴承。(18)轴承脂润滑，防止油进入应加挡油板(两处)。(19)不用弹性挡圈，轴也没有必要超出轴承宽。(20)缺调整垫片(两处)。(21)为减少加工面，箱体不加工部分应凹下(两处)。(22)为减少加工面，轴承盖中部不加工部分应凹下。(任选6 个)一:哈尔滨工业大学2000年硕士研究生入学考试试题考 试 科 S :机 械 设 计 报 考 专 业：机 械 设 计 及 理 论一、填空题(30分)1.影响润滑油粘度的主要因素有苣白 和。(2 分)176 机械设计试题精选与答题
17、技巧.2.有一紧螺栓连接，已知预紧力F =1 500 N,轴向工作载荷F=1 000 N,螺栓的刚度 J=2 000 N/mm,被连接件的刚度C1 n三8 000 N/mm,则螺栓所受的总拉力FoN,.剩余预紧力F=_*_ N。保证接合面不出现缝隙的最大轴向工作载荷足作 面 是 外 其 最 主 要 的 失 效 形 式 是 豁 浮3.在普通平键连接中,平键的剖面尺寸Q X A）g幺J从标准中查取。分）4.在设计V 带传动时,V 带的型号可根据&H 成 和、辕选型图确定。（2 分）5.影响单根尸带寥际所能传递功室的主要因素有捻急 a、.播各、励内、干 电 1 和冬4侬 3 分）1 也6.在齿轮传/
18、中，齿轮齿面接触率力 的 力 学 计 算 模 型 是 生 绒 般 L而齿根弯 外曲应力 的力学计算模型是 重咯孕._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。（2 分）中 场 饿 以 然 点/7.有一普通圆柱蜗杆传动,已知蜗杆头数A=1,蜗杆轮齿螺旋线方向为岩旋:其分 拗女业八度圆柱上导程角7=5。4268r，期轮齿数殳=45,模数m =8 mm,压力角a=20%传动中心距a=220 m m,则传动比i=，蜗杆分度圆柱直径&=mm,蜗轮轮齿螺旋线方向为 其分度圆螺旋角氏=。（4 分）8.有一非液体润滑的径向滑动轴承，宽径比B/d=1.5,轴 径 d=100 mm,若轴承材料的许
19、用值p =5 MPa。=3 m/s,pv =10 MPa m/s,轴秒 转速 n=500 r/min,则该轴允许承受的载荷F g=时。（3 分）.1号场 斗 工一 一 9.有咿代号旁侬8处,蕤 英 型 为 幽 幽 触 景 出 衽 登 径 为%心.mm,尺 寸 系 列 为 盎，精度等级为t 0（4 分）10.联轴器为标准件,当选定类型后，可根据 和 从标准中选择所需的型号和尺寸。（2 分）11.有一轴采用一对角接触球轴承支承,以轴承内圈与轴为隔离体，其受力简图如试图 10 所示。已知：尸 T =1 000N,Fr II=2 000N,A=800 N,内部轴向力S 与径向载荷Fr的试图10关系为S
20、=0.4K,则轴承吵斯瞥的轴向载荷尸疝=fr N,F.IT=0 竺峥 分）二、选择题（20分）（将答案编号直接写在空格内）C 1 有一紧螺栓连接，拧紧螺母后，则螺栓危险截面上承受 作用。（2 分）（a）纯拉伸应力G（b）纯扭剪应力r （c）拉伸应力。和扭剪应力r久2.如杲草根V 带所传递的功率不超过实际所允许传递的功率，则该V 带传动就不会产生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 失效。（2 分）（a）打滑（b）带的疲劳断裂（c）带的疲劳断裂和打滑3.有一而45钢制标准直齿圆柱齿轮传动，已知a =23,调质处理HB=220 250;Z2=9 7,正 火 处 理 HBS,=190-21
21、0,不计寿命系数，则 有 1FJ 久 炸小Cpi _ _ _ _&_ _ _CF2，CJU _ _ _ b_ _ _ CfC Icln _ _ _久_10F2，CHI _ _ _ _ _&。1tge（5 分）（a）（b）=（c）DB，则同样的载荷作用下，变形AA 心,应力 口。（2 分）-1-n （a）（b）=（c）没/6 有一斜齿圆柱齿轮减速器如试图U 所示,输入轴I 转动方向女足图中箭头所示，则 输 出 粕 口 的 弯 矩 图 是。（3 分）试图116 7.有一轴由一对球轴承支左.已知轴承I 承受的当量动载荷P“=4 000 N,基本额定 寿 命 Lhl=8 000 h,则轴承U 承受的当
22、量动载荷Pr D=8Q00 N,向轴承D 的基本额定寿命人口=。（2 分）(a)4 000 h(b)1 000h(c)794 h公8.在试图12的条件下,可能形成流体动压润滑的是。(2分).一 ,.一 -,.一 iL 有一支架用四个普通摞栓固连于底座上,如试图13所示，试述确定该螺栓组连接的预紧力F时应考虑哪些问题。（6 分）2.欲设计一对标准直齿圆柱齿轮传动，有两种方案，各参数如下表所示，试分析这两种方案对齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、抗胶合能力和成本等方面的影响。（8 分）3.试述在齿轮传动中，减少齿向载荷分布素数用的措施（6 分）方案7n/imn百攻b/mmI420204080口2
23、20408080一178机械设计试题精选与答题技巧四、综合题（22分）.试 图 14为一升降装置传动方半，电动机通过蜗杆传动驱动螺旋传动，使升降台上下运动。已知:升降台承受载荷Q=5 000N;螺杆为线数n=4 的右旋梯形螺纹,大径，d=50 m m,中径d?=46 mm,螺距p=8 mm,螺旋副间摩擦系数/=0.1。试确定。1.按使螺杆切向力与蜗轮轴向力方向相反条件，确定蜗轮与期杆的轮齿螺旋线方向。（在图市用斜细实线表示）（2 分）Q 2.按（1）确定的螺旋线方向，确定升降台上升时电动机的转向；（在图中用带箭头的线段表示）（2 分）3.若升降台以640吧 演 n 的速度匀速上升,计算螺杆的转
24、速 距（3 分）/翼,7 5 4 丹、4.升降台上升时；确定期轮与期杆在击点C 处所受三对分力方向。（在图中用带箭头的线段表示，并注明各分力的符号）“一（3 分）丁=G E M 中十,试图145.计算升降台稳定上升时施加于螺杆上丽矩7。（3 分）,6.设 滚 动 导 轨 效 率=0.99,轴承效率7ttM=0.98,联轴器效率他钟*生U蜗杆传动效率小8杆=0.42,计算升降台以640 mmz min的速度上升时期杆副的传动效率他 抨=?电动机的输出功率P.=?（5 分）二 击%7.设螺母支架两边各用4个 M12（山=10.106 4 n）高矗寅栓固连于升降台上，已知接合面间摩擦系数f=0.12
25、,可靠性系数K,=L 2,螺 栓 材 料 的 许 用 应 力=120 MPa,试校核该螺栓组连接中的螺栓强度（仅考虑横向载荷）。（4 分）五、结构题（8分）（请将答案直接写在试题之上）指出下面蝎杆轴系部件结构图（试 图 15）中的错误,并在图上改正。（此轴采用一端固定，一端游动支承,找出8 处错误而可，同一性质的错误按一处理计算，在图下方指出错误试图15哈尔滨工业大学2000年硕士研究生入学考试试题参考答案一、选择题1：温 度 压 力2.1 700 700 1 875 3.两 侧 面 键 和 键 槽 的 工 作 面 被 压 溃 轴 的 直 径4.计 算 功 率 小 带 轮 转 速 叫5.带的材
26、质 传动比i小轮包角心 带的型号（A、h）带的速度u 或小轮转速n1小带轮直径由 带的基准长度L6.半径等于轮齿节点处曲率半径的两圆柱体相接触悬臂梁7.45 80 右旋 50423印8.57 300 N9.深 沟 球 轴 承 4 0 名 窄 系 列 5 级10.计算转矩兀 轴 径 d 及结构形式 轴的转速nil.400 8 400 1.(c)2.(a)3.(a a b a a)4.(a)5.(a a)6.(c)7.(b)8.(a d)三、简答题1.确定预紧力厂时，应考虑的因素有：保证螺栓连接的强度。防止受载后连接接合面之间产生滑移。防止接合面受压最大处被压溃。防止接合面受压最小处出现间隙。2.
27、1、n 两种传动方案，中心距相等，方 案 n 增加了齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外,还因模数减小，降低了齿高，因而减少了金属切削量，节省了制造费用。另外，方 案 n 由于齿高降低，还能减小啮合始、终时的齿根、齿顶处相对滑动速度，从而减少磨损及减小了胶合的可能性。但 方 案 n 模数小了,齿厚随之减薄，要降低轮齿的弯曲疲劳强度。对接触疲劳强度，考虑重合度，则 方 案 n 强度高。3.减小际的措施有：提高齿轮的制造精度和安装精度。增大轴、轴承及支座的刚度。相对齿轮对称地配置轴承，尽可能避免齿轮做悬臂布置。适当地限制轮齿的宽度，180机械设计试题精选与答题技巧把一个齿轮的轮皆做成鼓形，改善
28、载荷沿接触线分布不均的现象。.对于圆柱斜齿轮和人字齿轮;可采用螺旋角修形,即相应于小齿轮轴的变形量，沿小齿轮齿宽对轮齿作适当修形，对于软齿面齿轮,可通过跑合使载荷分布趋于均匀。将齿轮布置在远离转矩输入端，使弯矩和扭矩产生的变形能互相抵消一些。I:四、综合题1.蜗轮与蜗杆均为右旋，如试图16(a)(b);2.电机转向如试图16(b)所示；试 图163.螺杆每转一周，升降台上升一个导程。所以712s=640 mm/minBn640 640/.即九2=:=3 o=20 r/min4p 4 x 8所以螺杆的节速为NHZSIn。4.蜗轮蜗杆在C处的受力情况，如试图16(b)所示5.升降台稳定上升时，施加
29、于螺杆上的力矩T为T=dzQtan 处 卢式中 p-螺旋升角，tan =*一 羞=0.22,。=12.486;外-当量摩擦角,tan%=匕=-4 =(为牙型半角)，%=5.911oC O S p C8 1所以 T=5 000 tan(12.486+5.911)x=38.25 N-m6.螺杆副的传动效率为_ tan _ _ tan 12.4860_7操杆=tan 3 +%)=tan(12.486+5.911)0.665当升降台以640 mm/min的速度上升时，电机的输出功率PK为Q-J丹 琴 合7导物 律承 7驾杆,7期杆 7或轴器-e 640 x 10-45 0 乂 而0.99 x 0.98
30、 x 0.665 x 0.42 x 0.99=198.8 W7.由平衡条件求每个螺栓的预紧力QpQP=L.x 3浮=6 250 N/z-i v.12 x 8 x 1附 录181=IIASB=-2 x 7 沃=101 3 N 叫 a =120 MPa工薪 x x 10.1062所以螺栓强度够。五、结 构 题半联轴器离透盖距离太小，应左移。.轴颈长应比半联轴器宽度小1-2 mm,轴端应为倒角。,螺钉上的螺纹长度少了，应留有余长，再加弹簧垫圈为好。试由17透盖与深沟球轴承端面不能接筮，留大间隙。深沟球轴承内圈左边加轴用弹性挡圈固定。透盖与箱体接合面间应加密封垫片。加图示套杯使左边滚动轴承外圈定位。右
31、端盖与套杯、套杯与箱体间应有调整垫片,右端盖与箱体接合平面应高于周边。圆锥滚子轴承外圈孔应是一锥孔，内圈形状也不对,端盖与箱体连接螺钉处应画中心线，圆锥滚子轴承在轴上定位的轴肩位置不对，应右移。弹拄挡图传递不了往左的轴向力，应改为圆螺母。蜗杆轴承孔是整体的，期杆顶圆直径超过孔径，装不进来。挡油板的直径也超过孔径，使装轴承很麻烦C）从挡油板看，该蜗杆及轴承是用油涓滑，用间隙密封要漏油。螺纹孔缺螺纹。题中轴承型号为旧代号,2212应为N212,7217应为30212。轴 承 1 为 N 类轴承，只能承受纯径向力。一,所以Pi=.2?i=2 x 103N轴 承 2 所受轴向力（内部轴向力）S*=黑=
32、x 1.7=352.9 N*2 7 2轴向载荷 Q=800N S.e=0.35所以Xx=0.4 X =1.7所以 尸 2=（0.42+1.7月 2）x/=0.4 x 1 200+1.7 x 800=1 840 N五、工作原理:当原动机驱动主动轮转动时,E 于绳和绳轮间的鹿擦:便拖动从动轮一起转动,钢丝绳呈环形，两直线段运动方向相反，从而实现游客上、下山双向输送。保证张紧的措施有：沿途设置张紧轮（兼托钢丝绳）。对从动轮轴加一向外作用力。哈尔滨工业大学2001年硕士研究生入学考试试题考 试 科 目：机 械 设 计 报 考 专 业：机械设计及理论、填 空 题（每 空 1 分，共 30分）,.；-1.
33、普 通 V 带传动的主.要失效形式是才 南 和森 扁 良、,其设计准则是_ O2.已知普通圆柱蜗杆传动的中心距a=80 nun,蜗轮分度圆直径d2=120 mm,模数m =4 m m,蜗杆头数列=2,则传动比i=，期杆分度圆直径&=。3.按表面间摩擦状态不同，可将滑动轴承分为 和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 画大类。4.联 轴 器 的 类 型 选 定 以 后,应 根 据、和_ _ _ 来选择联轴器的结构尺寸。公球5.三角形螺纹的牙型角c=氏,广泛用于 傕 车 尸 岬。6.齿 轮 强 度 计 算:中，引 入 工 作 情 况 系 数 K、动 载 系 数 心 来 分 别 考 虑和_ _ 对
34、轮齿实际所受载荷大小的影响。机械设计试题精选与答题技巧.7.滑动轴承轴瓦上浇铸轴承衬的目的是，写出一种常用轴承衬材料的名称.8.渐开线标准斜齿圆柱击轮齿齿形系数YF与.齿几何形状对.二应力的影响。一 有 关。YF用以反映轮4 .-9.受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，在工作载荷和残余预紧力不变的情况下，要提高螺栓的疲劳强度，可以减小.或增大 一 一；10.普通平键的主要失效形式为卷心竭点剖面尺寸b x h是根据 温来选择。以.11.轮 齿 折 断 一 般 发 生 在报 部位.亩为该处_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _轮齿折断,应进行 说 今 强度计算J液 体 动 压
35、 涓 滑 的 多 要 条 件 是：(a)逊 幽 囱 也ft,;为防止、(b)13.滚动轴演的基本额定寿命是指一批轴承，在相同运转条件下，其中%，不发生_ _ _ _ _ _ _时所运转的总转数。二、选择题(每空1分，共10分)-1 .当转轴工作中所受的径向力大小和方向都不变时，其外圆上任一点的弯曲应力属于(.)应力；因此在确定其许用应力 时.应 诜 移()作为许可应力口-(A)静应力(D)(B)脉动循环变应力(E)aJa,2.影响V带传动最大有效圆周力的主要因素有(A)小带轮直径(D)大带轮包角(C)初拉力(B)小带轮包角(E)两带轮中心距(H)紧边拉力(I)松边拉力(C)对称循环变应力(F)
36、7J+l b)-.()和()0(O带与带轮间摩擦系数(F)带的基展长度(J)大带轮直径3.在闭式硬齿面齿轮传动中，当分度圆直径一定时,应取较少齿数，使模数增大，以()o(A)提高轮齿的弯曲强度(B)提高齿面接触强度(C)减少加工切削量，提高生产率4.转速与额定动载荷一定的球轴承，若当量动装荷增加1倍,其寿命为原来寿命的)倍。(A)4(B)1/4.:(C)8 1(D)1/85.有一减速齿轮传动，小齿轮表面硬度高于大齿轮的表面硬度，则齿面接触应力应该是(:-；)o-一(A)小齿轮的大(B)大齿轮的大6.弹簧刚度计算的目的是决定()c(C)大小齿轮的相等(A)弹黄丝的直径(B)工作圈数-7；在载荷平
37、稳，且两粕对中准确的情况下，宣选用(C)弹簧指数(旋绕比)联轴器。(A)刚性固定式(B)刚性豆修动一(C)承造(D)安全附 录199三、简答题（每题 6 分，共 12分）1.写出螺旋传动的自锁条件，并分析影响自锁性能的几何因素。2.写出齿轮传动中许用接触应力计算式,并分析其主要 一影响因素。-四、计算题（每 题 10分，共 30分）（1.如试图35所示手动绞车采用期杆传动，已知模数m =8 2,螺 杆 直 径 由=80皿,蜗 杆 头 数 肛=1，蜗轮齿数22=a40,卷筒直径D=200 m m。求：.（1）重物上升1 m,手柄应转多少圈？（2）若蜗杆与蜗轮齿面之同的当量摩擦系数A =0.2,此
38、机构是否自锁？（3）标出重物上升时，蜗轮圆周力后方向。2.轴由向心角接触球轴承支承,其支承结构形式及受I力情况如试图36所示，已知FR=3 000 N,试求两个轴承的径向力工1、尸 山 及 轴 向 力 乙（轴承内部轴向力S 与径向力Fr的关系式为5=0.4 Fr）3 一已知作品在试图-37旃示轴承端差上的为予=-10kN,轴承盖用四个普通缘栓固定于铸铁箱体上。取剩余预紧 力 F =0.4 F（F 为螺栓所承受的轴向工作载荷），计算螺栓小径d o（已知螺栓材料屈服极限j=320 MPa,安全系数5=4）五、结构题I f1.绘出普通平键（A 型）用于轴载连接的结构图，并说明其工作原理。（轴上键槽用
39、指状铳刀加工,用两个视图表示）。（6 分）一，2.在轴系部件结构设计中，轴上零件轴向固定的常用试图37方法有哪些峨在一轴段上安装有一齿轮,试绘出其连接结构图（局部）。（12分）哈尔滨工业大学一2001年硕士研究生入学考试试题参考答案一、填空题1.打滑带的疲劳破坏.在保证不出现打滑的情况下传动带有一定的疲劳强度和寿命.2.i =15 d =40 mm200机械设计试题精选与答题技巧3.非液体摩擦轴承液体摩擦轴承4.计算转矩K轴 径 4轴 速 n 5.6CF 连接 -.6.齿轮呼合丝部因素引起附加动载荷轮齿内部因素(精度速度等)引起附加动载荷77减 厚 西 蚪 抗 胶 合 性 轴 承 合 金 .8
40、.当量齿薮(齿数和螺旋角)齿根弯曲-9既栓刚度.被连接件刚度,；-10.键 、箍藉和轮毂键槽中最弱的工作面被压溃轴径d11.齿根圆角弯曲应力和应力集中大-齿根弯曲疲劳12.流体通过一个收敛性的间隙、大 口 进 小 口 出 充 分 供 有 一 定 粘 度 的 流 体,7)0 两运动表面间有足够的相对速度,。#013.9 0 疲劳点蚀二、选择题l.(C)(D)2.(B)(C)(G)3.(A)4.(D)5.(C)6.(B)7.(A)三、简答题1.自锁条件:螺纹升角“M 当量摩擦角fi*=arctan=arciim马加头数中-增大，螺距p 减小，中径&增大,均使螺纹升角减小;牙侧角014大，使摩擦角增
41、大,这些都使自锁性好。如单头细牙普通螺纹自锁性最好。2.计算式:。卜=警 红影响极限应力C加 的是齿轮材料和齿面硬度;影响寿命系数ZN的是工作总循环次数N;影响接触强度计算的安全系数SH的是齿轮的重要程度(要求失效概率)。四、计算题-，.,一 .1.(1)如试图38所示。重物上升1 m 时1 000n=1 000/rd=-方 7=159 r丁 K x 200叫=n2i=1.59 x 40=63.6 r(2)tan p fr=0.2.pr=arctan 0.2=11.317=arc tan=arc tan w=arc tail 0.1=-oOp，自锁。(3)期轮是从动抡，尸。与 顶 同 向，和逆
42、时针,心 指向左侧o S2,n轴承被压紧F.R=6+SI=800 NFBT=Sj=800 N3.每个螺栓受工作载荷剩余预紧力 产=0.4F=0.4 x 2.5=1 kN螺栓受到总拉力 Fo=F+=2.5+1 =3.5kN-匕 -=-与 _ 80 MPa-螺1H R栓K小【工径 4 J/4 F x 1P.3Fo =/4-x-1-.-3-7x7 38.50-x-I-O-3-=Q 8.叮51 皿五、结构题1.工作面是键的两侧面，键侧面与键橹侧面无间隙，靠工作面的挤压来传递扭矩试图40,键顶面和轮毂键槽底部有间隙,不受力，所以对中性好。2.轴上零件轴向固定常用方法有轴肩（或轴环），另一侧可用套筒、圆螺
43、母、轴端挡留、弹性挡圈、紧定螺钉等（另外过盈连接、紧键连接、弹性环连接、销连接等在起周向固定的同时，也能起轴向固定作用）,如试图41中齿轮右侧用轴环，左侧用套筒固定。a s 40试 图41234机械设计试题精选与答题技巧尸A 1 =凡+Sa=1 574.7 N 乐 卫 F.“疚FM=S2=574/7 N 专 FAI 1 574.7 1旧、，c 4-Frl=1 540.3=1-0 2 e=-试图Xi=0.4,71=1.5，/呼F-574.7-：FJ2 1 724.1 二x2=i,r2=o所以 Pl=fp(XiFA+Q=1.2(0.4 X 1 540.3+1.5 x 1 574.7)=3 753.
44、8 N-P2=fPX2F+y2FA2)=1.2 x 1 724.1=2 068.9 N(4)因B所以轴承1的寿命较短。五、分析题1.I轴只承受转矩，是传动轴；II轴既承受转矩，又承受弯矩，是转轴；HI轴只承受弯矩，且轴不转动，是固定心轴;N轴只承受弯矩,是转动心轴。2.方案(a)较合理。方 案(a)的期杆传动放在高速级，蜗轮尺寸小，节省贵重金属，成本低。方案(b)的蜗杆传动放在低速级，蜗轮尺寸大，成本高;方案(b)由于蜗轮尺寸大,促使小齿轮浸油深度不蚁齿轮渔漫困难*有时通另装打油轮,.将油打到齿轮上涌遭,结构复杂。方案(a)的期杆传动啮合点位置低，便于溜滑;方案(a)的期轮与小齿轮同轴,可使减
45、速器外形尺寸较小。3.同轴式双级圆柱齿轮减速器的优点：(1)减速器的长度尺寸较小。(2)输入轴和输出轴在同一轴线上，只有两个平行孔。(3)两级的大齿轮直径较接近，有利于浸油涧滑。缺点：(1)减速器的轴向尺寸较大，中间轴长，刚性较差。(2)输入轴和输出轴在箱体内的轴承，须安装在单独的支座上，箱体结构复杂。哈尔滨工业大学2002年硕士研究生入学考试试题考 试 科 目：机 械 设 计 报 考 专 业：机 械 设 计 及 理 论一、选择题(每题1 分，共 10分)1.设计齿播动时,若保持传动比i及齿数和Z=4+Z2不变，而增大模数m,刻齿轮的 D .A.弯曲强度提高，接触强度提高 B.弯曲强度不变,接
46、触强度提高C.弯曲强度不变，接急强度不变 D.弯曲强度提高，接触强度不变蜗杆传动设计中，蜗杆头数万选多一些，则 OA,有利于蜗杆加工一 一.B.有利于提高蜗杆刚度C.有利于提高传动的承载能力 D.有利于提高传动效率3.y 带中的离心拉应力与带的线速度一（_。A.的平方成正比 B.的平方成反比1C.成正比 D.成反比 一4.当要求转速较高时,宜选用_ _ _C。A.圆锥滚子轴承 B.滚针轴承C.深沟球轴承 D.圆柱滚子轴承5.两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为A.液体摩擦 B.边界摩擦C.干摩擦 D.混合摩擦6.温度升高时润滑油的粘温 C 0A.随之升高 B.保持不变C.随
47、之降低 D.可能升高也可能降低7.键的剖面尺寸通常是根军 D 从标示中选取。A.传递的转矩 B.传递的功率C.轮毂的长度 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 轴MS _8.工作时只承受弯矩、不传递转矩的轴称为 A “A.心轴 B.转轴C.传动轴 D.曲轴9.当螺纹公祢直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙寡纹的自领性能比粗牙螺纹的自A.好B.差C.相同 D.不一定10.在螺栓连接中，有时在螺栓孔处制作沉头座，其目的是 总A.防止螺栓受附加弯曲应力作用 B.便于安装C.为安置防松装置 D.为避免螺栓受拉力过大二、问答题（每题4分，共40分）%影
48、响圆柱螺旋弹簧刚度的主要因素有哪些？比较刚性可移式联轴器与弹性联轴器的特点。3.为提高圆柱齿轮的抗弯曲疲劳的能力，可采取哪些措施？4.非液体摩擦滑动轴承计算中，验算p 值、卬值的目的是什么？、生闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算?若热平衡计算不合乎要求怎么办?6,写出一维流体动压基本方程，并分析形成流体动压所必须具备的三个条件。7.引起带的弹性滑动和打滑的原因是什么?各对传动有什么影响？8.写出齿轮传动的设计准则。9.相同的条件下为什么V 带比平常传动能力大？236机械设计试题精选与答题技巧10.平键连接与楔键连接的工作原理有何不同？三、分析计算题(共30分，每 题 10分)1.试图82所示为
49、一牵引钩用2个螺栓(也螺栓连接)固定在机体上，已知接合面间摩凝数/=0.15,可靠性系数=1.2；螺栓材料屈.才服极限q =360 MPa、安全系数S=3,牵 引 力 二 华/私 暧8 27?=1 500 N,试计算螺栓小径4 的计算值。上 一2.如试图83所示,由标准斜齿圆柱齿轮 毛=工与蜗杆传动组成的两级传动，已知齿轮1 为主动轮、，左旋,转向如图示；试画出并回答如下问题：(1)画出齿轮2 的螺旋线方向。/(2)为使齿轮2 与蜗杆3 的轴向力能抵消一部分，判断并画出蜗杆3 的螺旋线方向名(3)画出期轮的螺旋线方向。总(4)判断并画出期轮的转向。(5)用箭头表示蜗杆、期轮所受各分力牵引力R尸
50、,、品、心的方向。关3.试图84所示为一转轴由二对2209c轴辍 承，背对背安装，已知轴向力A 600N,径向力R=3 000N,载荷系数 =1.5,温度系数工=1.0,转 速 n=960 r/min,轴承的有关参数为 C=29 800 N,S=0.4FT,X=0.44,7=1.33,试计算：试 图84 轴承所受的轴向载荷 乙、尸不(2)受载较大轴承的寿命Lb 0四、结构题(20分)试图85所示为蜗杆与轴承部件结构图(蜗杆与轴承皆为油润滑)。1.指出其中结构错误，并说明错误原因(只须指出10处)。2.画出正确结构图。.-试图85-,-二.三二二-1附.一 录1237哈尔滨工业大学2002年硕士