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2017年中国石油大学(北京)油气储运工程专业-综合考试(外专业考生)之机械设计考研复试核心题库

  摘要

一、简答题

1. 齿式联轴器为什么能够补偿两轴间轴线的综合偏移量?

【答案】因为齿式联轴器中相啮合的齿间留有较大的齿侧间隙和齿顶间隙,并且外齿圈上的

齿顶制成椭球面及沿齿厚方向制成鼓形,因此这种联轴器在传动时具有较好的综合位移补偿能力。

2. 试述齿轮齿条传动与外啮合齿轮传动相比有何特点?

【答案】齿轮齿条传动啮合时,相当于齿轮的节圆与齿条的节线作纯滚动。当采用标准安装时,齿条的节线与齿轮的分度圆相切,此时当齿条远离或靠近齿轮时,由于齿条的齿廓是直线,所以啮合线位置不变,啮合角不变,节点位置不变。因此不论是否采用标准安装,齿轮与齿条啮合时齿轮的分度圆永远与节圆重合,啮合角恒等于压力角;但只有在标准安装时,齿条的分度线才与节线重合。

对于外啮合齿轮传动来说,只有采用标准安装时,齿轮的分度圆才与节圆重合,即它们的直 径相等

3. 简述齿轮传动,带传动,链传动的优缺点。

【答案】(1)齿轮传动的优点:传动功率和速度的范围广,传动比稳定,效率高,工作可靠,寿命长,结构紧凑。缺点:制造安装精度高,价格较贵,不适于传动距离过大的场合。

(2)带传动的优点:结构简单;传动平稳,噪声小;价格低廉;能缓和冲击振动;适用于中心距较大的传动;过载时会产生打滑,可以保护传动系统中的其它零件。

缺点:带的弹性滑动,使传动效率降低甚至失效,传动比不准确;打滑会加剧带的磨损,寿命较短。

(3)链传动的主要优点是:和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力,结构轻巧,制造与安装精度要求较低,成本也低;与带传动比较,传动比准确,传动可靠,张紧力小,装配容易,轴与轴承的载荷较小,传动的效率较高可达0.95〜0.97, 在同样的使用条件下,链传动的整体尺寸较小,结构较为紧凑;可在高温或润滑油环境中工作,也可用于多灰尘的环境;

缺点:由于多边形效应,链的瞬时速度、瞬时传动比不稳定;工作时有一定的冲击和噪声;不宜用在载荷变化大,高速和急速反向的传动中;只能实现平行轴间的同向传动。

4. 为什么普通车床的第一级传动采用带传动,而主轴与丝杠之间的传动链中不能采用带传动?

【答案】带传动适用于中心距较大传动,且具有缓冲、吸振及过载打滑的特点,能保护其他传动件,适合普通机床的第一级传动要求;又带传动存在弹性滑动,传动比不准,不适合传动比

要求严格的传动,而机床的主轴与丝杠间要求有很高的精度,不能采用带传动。

5. 链的节距与承载能力有什么关系?

【答案】链的节距越大,链条各部分的尺寸越大,链的承载能力越大。

6. 在设计滚动轴承组合部件时,轴上的零部件通常需要设计调整,试回答都需要做哪些调整? 通常采用的调整方法有几种? 如图所示的轴承组合部件1和2处的零件都是起何作用的

?

【答案】在设计滚动轴承组合部件时,需要做轴承游隙及轴上零件位置的调整。

常用的调整方法有:(1)零件的轴向定位:轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖、圆螺母等;(2)零件的周向定位:键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。

图所示的轴承组合部件1是轴承端盖与套杯间的调整垫片,作用是调整轴承游隙;部件2是套杯和机座间的调整垫片,作用是调整轴系的轴向位置。

二、分析计算题

7. 有两对材料、热处理方法、加工精度等级和齿宽均对应相等的直齿圆柱齿轮,已知:第一对

齿轮

第二对齿轮若不考虑重合度的影

和弯曲应力的比值附参响,试计算其相同条件下工作时,此两对齿轮接触应力的比值考公式

:并已查得

【答案】(1)从题中给出的数据,可知

按参考公式,除分度圆直径d 不同外,其他参数均相同,则有

(2)

8. 钢制液压油缸如图所示。油压

连接,螺栓连接的相对刚性系数应力

试求:

(1)单个螺栓的总拉伸载荷。

(2)单个螺栓所受的残余预紧力。

(3)连接螺栓的小径(保留两位小数)。

油缸内径D=160mm, 缸筒与缸底采用8个螺栓均布预紧力,螺栓的许用为螺栓的工作载荷)

【答案】(1)单个螺栓所受的工作载荷

单个螺栓的总拉伸荷载

(2)单个螺栓所受的残余预紧力

(3)根据螺栓连接最危险截面的强度条件可得所需螺栓小径:

9. 如图1所示为一斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动,小斜齿轮1主动,已知蜗轮轮齿螺旋线为右旋,转向如图示。试在图上标出:

(1)蜗杆轮齿螺旋线方向及转向;

(2)大斜齿轮轮齿螺旋线方向,要求大斜齿轮所产生的轴向力能与蜗杆的轴向力抵消一部分;

(3)小斜齿轮轮齿螺旋线方向及轴的转向;

(4)蜗杆轴(包括大斜齿轮)上各作用力的方向,画出受力图(各以三个分力表示)。