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2017年北京理工大学动力工程及工程热物理之机械设计复试仿真模拟三套题

  摘要

一、简答题

1. 选择联轴器应考虑哪些问题?

【答案】选择联轴器类型时,应考虑:

(1)所需传递转矩的大小和性质,对缓冲、减振功能的要求以及是否可能发生共振等。 (2)由制造和装配误差、轴受载和热膨胀变形以及部件之间的相对运动等引起两轴轴线的相对位移程度。

(3)许用的外形尺寸和安装方法,为了便于装配、调整和保证维修所必需的操作空间。对于大型的联轴器,应能在轴不需作轴向移动的条件下实现装拆。

此外,还应考虑工作环境、使用寿命、润滑、密封和经济性等条件,再参考各类联轴器的特性,选择一种适用的联轴器类型。

2. 螺栓的性能等级为8.8级,与它相配的螺母的性能等级应为多少?性能等级数字代号的含义是什么?

【答案】当螺栓的性能等级为8.8级,与它相配的螺母的性能等级应为8级或8级以上。螺栓的性能等级前面一个8,

是材料公称抗拉强度极限

后面一个8, 是材料公称屈服极限

的1/100,

即材料公称抗拉强度极限

与公称抗拉强度极限

的比值(称屈强比)的

10倍,即材料公称屈服极限是

3. 对于液体动压向心滑动轴承,其结构参数、润滑油的粘度和配合一定时,仅降低轴和孔的表面粗糙度,是否可以提高承载能力?为什么?

【答案】提高表面加工精度质量,选用较小粗糙度

值,可以使

小一些但仅是

一种不经济的、稍可提高承载能力的方法。此外,可在提高结构刚度、保证安装精度、采用良好的密封和过滤润滑油装置、提高其清洁度等维护方面,改善轴承的可靠性、稳定性及承载能力。

4. 试简述轴的结构设计的主要要求。

【答案】轴的结构设计的主要要求有:

(1)轴应便于加工,轴上零件要易于装拆(制造安装要求); (2)轴和轴上零件要有准确的工作位置(定位); (3)各零件要牢固而可靠地相对固定(固定); (4)改善受力状况,减小应力集中。

5. 滚动轴承失效的主要形式有哪些?计算准则是什么?

【答案】对于一般转速的轴承(

),如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件

均良好,轴承的主要失效形式为疲劳点蚀,因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。

对于高速轴承,除疲劳点蚀外其工作表面的过热也是重要的失效形式,因此除需进行寿命计算外还应校验其极限转速。

对于低速轴承(

),可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的,其失效形式

为塑性变形,应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。 6. 导向平键和普通平键各适用于什么场合,可能出现是失效形式是什么?其尺寸宽度b 、高度h 、长度1如何确定?

【答案】导向平键用于动连接,适用于传动零件需要轴向移动的场合,可能的失效形式是工作面的磨损;普通平键用于静连接,适用于传递扭矩的场合,可能的失效形式是工作面的压溃和键的剪断。

尺寸宽度6、高度A 根据轴径从国家标准中查得,根据轮毂长度确定,通常略小于轮毂长度。

二、分析计算题

7. —卷扬机传动系统如图1所示,已知被提升重物的质量齿轮传动

由轴II 至卷筒的传递效率

斜齿圆柱齿轮传动

试求:

卷筒直径

直齿锥

电动机转速

图1

(1)重物上升的速度

卷筒的转矩T 和匀速提升重物时的卷筒的功率P ;

(2)提升重物时,II 轴上锥齿轮2所受的力的大小和方向;

(3)若要求II 轴的两轮轴向力相互抵消,齿轮3螺旋线方向应如何取?角应等于多少? 【答案】(1)总传动比卷筒转速

重物上升时的速度为

卷筒转矩为

匀速提升重物时,卷筒功率为

提升重物时,圆锥齿轮2所受各力方向见图2所示。

图2

轴II 转矩

(2)锥齿轮2平均直径其分度圆锥角轮2受力

(3)斜齿轮3螺旋线方向应取右旋。欲使轴II 上两轮轴向力相互抵消,要求

8. 试确定图(a )所示传动中蜗轮的转向及图(b )所示传动中蜗杆和蜗轮的螺旋线的旋向。

【答案】图(a )所示蜗杆为右旋蜗杆,现用右手,让四指沿蜗杆圆周速度方向,则右手大拇指的相反方向,即为蜗轮在节点P 处的圆周速度方向,故蜗轮将沿逆时针方向回转。

在图(b )中,根据所给蜗轮及蜗杆的转向,即要求蜗轮在节点P 处的圆周速度方向垂直于图面并指向里,故蜗杆沿轴向相对于蜗轮的运动方向则垂直于图面并指向外,而要四指沿蜗杆转向