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哈尔滨理工大学考试科目：机械设计考试时间：120分钟试卷总分：100分题号一二三四五六七八九十总分得分评卷教师一．填空题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分）1、阿基米德蜗杆正确啮合的条件是______，___，______。2、斜齿圆柱齿轮螺旋角β的常用范围是__________________。如果β太小，则________________；β太大，则___________________。3、非液体润滑轴承应进行_________________________、_________________________和____________________的计算。4、蜗杆传动中，蜗轮的轮缘通常采用___________、蜗杆常采用___________制造，这是因为_______________________________________。5、带传动中，带的弹性滑动是带传动的___________特性，是___________避免的；而打滑则是___________。6、因为链传动具有__________和________，因此用于_______速传动。7、滑动轴承的_________曲线如图：虚线右边是_______________摩擦润滑区，虚线左边是_______________摩擦润滑区。8、带传动中，带每转一转受____________________应力、____________________应力及____________________应力。9、有一个角接触球轴承，宽度系列为窄系列、直径系列为中系列，内径为55mm，接触角250，公差等级P4级，面对面排列,其代号为________。10、某圆锥滚子轴承，宽度系列为窄系列、直径系列为重系列，内径100mm，公差等级P2级，背对背排列，其代号为____________。二．分析题（本大题共3小题，每小题4分，总计12分）1、图示为二级减速器中齿轮的两种不同布置方案，试问哪种方案较为合理？为什么？2、下图所示为一液体润滑滑动轴承，请分析并在图中标明（1）轴的旋转方向转向，（2）偏心距e，（3）最小油膜厚度hmin，（4）油膜压力分布。3、分析锥齿轮强度的计算方法要点。三．计算题（本大题共3小题，总计45分）1、本小题15分1、某减速器轴上装有一对30312轴承，已查出C=101000N，判断系数e=0.30，x=0.4，y=2，轴的转速n=10000rpm，受力如图，已求出两轴承的径向支反力Fr1=6000N，Fr2=8000N，齿轮的轴向力FA=1000N，载荷系数fd=1，试求轴承寿命为多少小时？（15分）2、本小题15分如图所示为一铸铁支架固定在水泥地基上，受载荷RV=5000N，方向如图。支架与地基间的摩擦系数µs=0.4，设螺栓材料为35号钢，许用应力[σ]=80MPa，螺栓的相对刚度为：3.0211=+ccc，可靠系数Kf=1.2。其他尺寸见图。为保证正常工作螺栓的根径d1至少要为多少？3、本小题15分图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=3(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求：1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。2）螺旋角β的大小。四．结构题（本题13分）指出下列轴系结构的错误，并将正确的结构画在轴心线下侧。一.一．填空题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分）1、mx1=mt2=m,αx1=αt2=α=200,γ=β2旋向相同。2、8°～20°；起不到斜齿的作用；轴向力太大3、比压计算p≤[p]、特性数计算pv≤[pv]、速度计算v≤[v].4、青铜，钢，这两种材料配对减摩耐磨性好5、固有，不可,可以避免。6、具有运动的不均匀性、动载荷，用于低速。7、摩擦特性曲线、液体动压、非液体（混合、边界）。8、紧边及松边拉应力，离心力产生的拉应力，弯曲应力。9、7311AC/p4/DF10、30420/p2/DB二．分析题（本大题共3小题，每小题4分，总计12分）1、1、方案b较为合理。因为方案b的齿轮布置形式使轴在转矩作用下产生的扭转变形能减弱轴在弯矩作用下产生的弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。2、3、与齿宽中点处的当量直齿轮等强度，按直齿轮的两个强度计算，几何尺寸转换为锥齿轮的大端参数。三．计算题（本大题共3小题，总计45分）1、本小题15分解：1）求Fs1、Fs2：NyFFrs1500226000211=×==NyFFrs2000228000222=×==2）．求Fa1、Fa2：NFFFssA150030002000100012==+=+Θ∴Fa1=FA+Fs2=1000+2000=3000N（被压紧）Fa2=Fs2=2000N（被放松）3）．求P1、P2：3.05.06000300011===eFFraNyFxFfPard8400)3000260004.0(1)(111=×+××=+=3.025.08000200022===eFFra∵x=1y=0∴NFfPrd80008000122=×==4）．求Lh10：∵P1P2∴只求轴承16637)8400101000(100006010)(601031061610=×==εPCnLh小时2、本小题15分解：1.求F:NRlMlFvi1500250043005000)2500(425003002412max=××=××==∑=λ2．求F‘：vfsRkF≥⋅μ'4NRkFsvf375004.0450002.14'≥××≥⋅⋅≥∴μ3．求F0：NFcccFF3795015003.037500211'0=×+=++=4．求d1：][43.1210σπ≤dFmmFd28804379503.1][43.101≥××≥≥∴πσπ3、本小题15分2、1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。2）FFTda2t1==211FFTdTda3t3===tantantanβββ223323TTi211=η，dmz33=ncosβ因为a2a3FF=，所以n221123TdTmz=⋅tancosββ，TdTmz1123=sinβnsin.βη=⋅==×××=TTmzdmzdi1231311520504031015nnβ=°=°′′′862683737.四．结构题（本题13分）解：略考试科目：机械设计考试时间：120分钟试卷总分100分题号一二三四五六七八九十总分得分评卷教师一．填空及选择填空题（每空1分，总计25分）1、用于联接的螺纹是，原因是______；2、齿形系数的物理意义是__________________________________，其大小与______________有关，与______________无关。3、带传动设计时限制小带轮的直径不能太小是因为________，大带轮直径不能太大是因为（中心距一定）________；V带的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越________。4、形成流体动压润滑的必要条件是、和；5、决定套筒滚子链传动承载能力的主要参数是；链传动的运动特性是指和；6、带传动的弹性滑动是指____________，而打滑是指_____________；带传动的设计准则是_______________________。7、正交直齿锥齿轮传动的传动比i与其当量圆柱齿轮的传动比iv的关系是__________；A.iiv=B.iiv=1C.iiv=2D.iiv=128、一蜗杆传动，已知模数m=4mm，蜗杆头数z1=1，蜗轮齿数z2=50，特性系数q=10，则该传动中心距a等于______mm。A.124B.125C.120D.130E.1409、某角接触球轴承内径为45mm，精度等级为P0级，宽度系列为窄系列，直径系列为中系列，接触角为25o，其代号为___________。A.7145B.6209C.7209CD.7309AC10、转轴承受_______；心轴承受__________；传动轴承受_________。A.扭矩B.弯矩C.扭矩和弯矩11、在各种基本类型的向心滚动轴承中______________不能承受轴向载荷。A.调心球轴承B.圆柱滚子轴承C.调心滚子轴承D.深沟球轴承12、一般转速、一般载荷工作的正常润滑的滚动轴承其主要失效形式是_____________。A.滚动体碎裂B.滚动体与滚道产生疲劳点蚀C.滚道磨损D.滚道压坏二．受力分析及计算题（20分）图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=3(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，顺时针旋转，试求：1）斜齿轮3、4的螺旋线方向（6分）。2）在图上标出II轴上零件所受分力的方向（6分）。3）求出斜齿轮3、4螺旋角β的大小（8分）。三、滚动轴承计算题（15分）轴系由一对圆锥滚子轴承支承（基本额定动载荷Cr=57700N），轴的转速n=1380r/min，已求得轴承的径向支反力为：Fr1=4000N，Fr2=8000N，轴向外载荷FA=860N，载荷系数fd=1.2。求轴承寿命为多少小时?（轴承e=0.3，FFear＞时X=0.4，Y=2）四、螺栓联接计算题（15分）如图所示为一铸铁支架固定在水泥地基上，受载荷RV=5000N，方向如图。支架与地基间的摩擦系数µs=0.4，设螺栓材料为35号钢，许用应力[σ]=80MPa，螺栓的相对刚度3.0211=+ccc，可靠系数Kf=1.2。其他尺寸见图。为保证正常工作，螺栓的根径d1至少要为多少？五．结构改错题（本题15分）如果下图轴系结构有错误，请将正确结构图画在轴的另一侧。六、作图题（本大题10分）某合金钢制零件，其材料的抗拉强度极限σB=1200MPa，疲劳极限σ-1=460MPa，屈服极限σs=920MPa。零件的综合影响系数615.1)(=DKσ。试绘制该零件的amσσ−简化疲劳极限应力图。（设寿命系数KN=1,0012σσ−σ=ψ−σ=0.2）答案一．填空题（本大题共6小题，每小题3分，总计18分）1、三角形螺纹，自锁性好。2、齿形系数的物理意义是_轮齿的几何形状对抗弯能力的影响系数_，其大小与___齿数__有关，与__模数__无关。3、带传动设计时限制小带轮的直径不能太小是因为_避免弯曲应力过大，大带轮直径不能太大是因为（中心距一定）避免小带轮包角太小；V带的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越_大_。4、形成流体动压润滑的必要条件是相对运动的两表面有一定的楔形间隙；两表面有一定的相对速度；润滑油有一定的黏度，且供由充足；5、链节距P；运动的不均匀性；动载荷；6、由于带的弹性引起的带与轮之间部分接触弧之间的相对滑动；打滑是指由于超载引起的带与轮之间整个接触弧发生的相对滑动；在不打滑的前提下有一定的疲劳强度。7、C8、C9、D10、C，B，A11、B12、B二、（20分）1）（6分）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。2）（6分）受力方向：蜗轮在啮合点上：Ft2：向前；Fr2：向下；Fa2：向左；齿轮3在啮合点上：Ft3：向后；Fr3：向下；Fa3：向右3）（8分）FFTda2t1==211FFTdTda3t3===tantantanβββ223323TTi211=η，dmz33=ncosβ因为a2a3FF=，所以n221123TdTmz=⋅tancosββ，TdTmz1123=sinβnsin.βη=⋅==×××=TTmzdmzdi1231311520504031015nnβ=°=°′′′862683737.三．计算题（15分）FFYS1r1==×=//()24000221000NFFYS2r2==××=/()26000221500NFFFS1AS2+=+=10008601860，2轴承压紧。所以，FFa1S1==1000N，Fa2=1860NFFea1r1//.==10004000025PfXFYFfF11112