2017年北京林业大学机械设计及理论专业-专业知识综合之机械设计复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1. 满足正确啮合条件的一对直齿圆柱齿轮一定能保证连续传动条件吗?
【答案】满足齿轮传动的正确啮合条件,只能保证齿轮的正确啮合,并不能说明齿轮传动是否连续。由于齿轮传动是依靠两轮的轮齿依次啮合而实现的,为了保证一对渐开线齿轮能够连续
传动,必须保证重合度
2. 影响圆柱螺旋弹簧刚度的主要因素有哪些?
【答案】根据弹簧刚度的计算公式可知,影响弹簧刚度的主要因素有:
与C 的三次方成反比,可见旋绕比C 、簧丝直径d 、弹簧中径D 和弹簧的工作圈数n 。其中,
C 值对刚度的影响很大;且d 越大,D 越小,n 越少,弹簧的刚度就越大。
3. 什么叫焊缝的强度系数? 如何才能使对接焊缝的强度不低于母板的强度?
【答案】焊缝的强度与被焊件本身的强度之比称为焊缝强度系数。对于对接焊缝,当焊缝与被焊件边线的夹角时,焊缝的强度不低于母板的强度。
4. 进行螺栓组连接的受力分析时,有哪五项假说?
【答案】为了简化受力分析时的计算,一般作如下假设:①司一螺栓组内各螺栓是相同的,而且所受的预紧力也相同;②螺栓组的对称中心与连接接合面的形心重合;③受载后连接接合面仍保持为平面;④被连接件为刚体;⑤螺栓的变形在弹性范围内等。
5. 设计圆柱齿轮传动时,常取小齿轮的齿宽大于大齿轮的齿宽为什么?在齿轮的强度计算公式中齿宽&代入还是
是为了防止两齿轮装配后由于轴向偏移而导【答案】取小齿轮的齿宽大于大齿轮的齿宽
致的轮齿啮合长度减小。在齿轮的强度计算公式中,齿宽b 应代入较小齿宽
6. —闭式齿轮传动中,一对配对齿轮材料均为45号钢,小齿轮调质处理,大齿轮正火处理,其强度计算准则是什么?为什么?
【答案】强度计算准则:按齿面接触疲劳强度设计,按弯曲疲劳强度校核。因为齿轮经过调质处理和正火处理只能达到软齿面的效果,所以应按闭式软齿面齿轮传动进行设计计算。
二、分析计算题
7. 若平键联接的许用挤压应力
般其宽度b 与高度h 之比与许用切应力M 有以下关系:这说明了什么? 问平键的宽度b 和高度h 应有什么关系即可只校核挤压强度而不必校核键的剪切强度?按标准选择的普通平键,一
【答案】平键连接的挤压强度的强度条件为:
其中,T 为传递的转矩,d 为轴的直径,为键的长度。
平键连接的剪切强度的强度条件为:
比较以上两式可知,当
的
可见选择普通平键时,只需校核键的挤压强度即可。
8. 图1所示为斜齿圆柱齿轮-蜗杆传动。已知在斜齿圆柱齿轮传动中,
蜗杆传动中,
功率输入轴转速右旋,啮合效率在时,只要满足键的挤压强度,就满足键的剪切强度。普通平键
两级传动的中心距相等;输入转向如图所示,不计斜齿轮传动及轴承的功率损耗,欲使II 轴上的齿轮2和蜗杆3的轴向力互相抵消一部分,试求:
(1)轮1和轮2的螺旋线方向机轮4的转动方向;
(2)斜齿轮和螺旋角蜗杆导程角及作用在蜗轮上的转矩
(3)斜齿轮2和蜗杆3的各分力大小和方向。
图1
【答案】(1)根据齿轮1的转向,可知齿轮2及蜗杆3的转向。又蜗杆右旋,根据右手法则,可知蜗杆3的轴向力方向水平向左。为使II 轴上的齿轮2和蜗杆3的轴向力互相抵消一部分,齿
轮2的轴向力方向应水平向右,故齿轮1的轴向力方向应水平向左。满足左手定则,故齿轮1左旋,因此齿轮2为右旋。蜗轮4在啮合处的圆周力方向与蜗杆3的轴向力方向相反,水平向右,故蜗轮4的转向为顺时针方向。
(2)由题意两级传动的中心距相等,因此:
又齿轮传动故斜齿轮的螺旋角为:
根据公式齿轮1的转矩为:
不计斜齿轮传动的功率损耗,故齿轮2的转矩为:
不计轴承的功率损耗,故
蜗轮4的转矩为:
(3)根据齿轮传动和蜗杆传动的载荷和受力分析,可知:
可知蜗杆的导程角
各分力方向如图2所示。
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