2018年沈阳建筑大学高档石材数控加工与装备国家地方联合工程实验室803机械设计考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 试分析齿轮传动中为何两齿轮齿面要有一定的硬度差。
【答案】因为小齿轮的轮齿啮合次数比大齿轮多，且小齿轮的齿根厚度小于大齿轮的，为了使大、小齿轮强度接近，软齿面齿轮配对中，小齿轮齿面硬度应比大齿轮的高30〜50HBS 。另外，转速较高时，小齿轮较硬的齿面将对大齿轮较软的齿面起到冷作硬化作用，从而提高大齿轮齿面的疲劳强度。
2． 简述非液体摩擦滑动轴承设计计算准则和目的。
【答案】非液体摩擦滑动轴承设计计算准则和目的是： （1）（2）（3）
为了保证轴承的承载面不被压坏，避免轴承发生过度磨损。 限制温升，防止轴承温度过高，以免发生胶合失效。 避免轴承相对滑动速度过高，从而加速磨损。
3． 边界摩擦和干摩擦有何区别？
【答案】边界摩擦是指摩擦副的表面之间存在边界膜的摩擦状态；干摩擦是指两运动表面之间无任何润滑剂，材料直接接触所发生的摩擦状态。
4． 平行轴斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动比较有何特点？
【答案】在直齿圆柱齿轮啮合时，齿面沿齿宽方向的接触线是平行于齿轮轴线的直线，轮齿是沿整个齿宽同时进入啮合、同时脱离啮合的，致使轮齿所承受的载荷沿齿宽突然加上、突然卸下。所以直齿轮传动的平稳性较差，容易产生冲击和噪声，不适用于高速和重载的传动中。
当一对平行轴斜齿圆柱齿轮啮合时，斜齿轮齿廓接触线的长度由零逐渐增加，又逐渐缩短，直至脱离接触。斜齿轮的齿廓是逐渐进入啮合、逐渐脱离啮合的。因此斜齿轮传动工作较平稳，承载能力大，适应机器速度提高、功率增大的需要。但在斜齿轮传动工作时，会产生轴向力。
5． 试说明接触最小安全系数可以使用小于1的数值的道理。
【答案】齿轮许用接触应力计算式为允许失效概率大于
时，可以通过使
而齿轮材料极限接触应力
是
在一定试验条件下获得的，其中条件之一就是假设齿轮的失效概率为分地发挥齿轮材料的性能。
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所以，当所设计的齿轮
取值小于1的方法来提高材料的许用接触应力，更加充
二、分析计算题
6． 试选择一齿轮减速器的高速轴端的联轴器，己知：电机型号为
转速
减速器的速比i=26.3, 效率
实际最大输出功率
由强度计算得：输入轴径d=48mm，输
出轴径d=95mm。工作机为刮板运输机，载荷为中等冲击，与减速器联接的轴径d=100mm。
【答案】先根据工作条件和载荷情况选择联轴器的类型，再由已知数据确定具体型号和尺寸。由于高、低速轴的工况不同，所选联轴器的类型不一定一样。
（1）选择联轴器的类型
从受力情况分析为中等载荷，有一定冲击，轴有一定的弯曲变形；从安装条件看，不易保证完全同轴线，所以应采用弹性联轴器。由于高速轴转速高，动载荷大，但转矩小，可以选用传递转矩不大的弹性套柱销联轴器。对于低速轴，转速低，动载荷小些，但转矩大，而且在与工作机联接处，轴线出现偏移的可能性要大一些，所以选用齿轮联轴器较为合适。
（2）高速轴联轴器的选择和计算
商定计算转矩
根据载荷中等，弹性联轴器可取载荷系数K=1.5, 则有
选择联轴器具体型号尺寸
根据计算得到的
减速器输入轴d=48mm，由机械设计手册可查得TL7
弹性套柱销联轴器
且联轴器毂孔径d 有40, 42, 45, 48四种规格，说明可用。
在标记中，Y 为圆柱形轴孔，尺寸55×112表示与电动机联接处的轮毂孔径和长度；J 为短圆柱形轴孔，48×84是与减速器输入轴（高速轴）联接处的孔径和长度。
校核柱销的弯曲强度和弹性套的挤压强度
查机械设计手册，TL7型联轴器有6个d=14mm的柱销，柱销分布圆直径度L 都近似取45mm ，则
柱销材料用45号钢，弹性套用橡胶圈，
则
计算结果表明，强度均满足。
则许用弯曲应力为
柱销长
该联轴器许用扭矩为
即决定选用TL7型，即
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7． —手动蜗杆传动起重装置如图1所示。已知该蜗杆传动的有关参数
为
卷简直经
试求：
图1
（1）使重物上升（3）若起重量
手柄所转圈数并在图中标出手柄的转向；
求传动的啮合效率求手柄长度L ;
并说明该传动能否自锁？
人手推力
（2）若蜗杆和蜗轮之间当量摩擦系数（4）重物Q 下降时的手柄推力【答案】（1）求手柄转过圈数
（5）重物在上升、下降和停止不动三种情况下蜗轮所受的力（用分力表示）。 重物上升1m 时卷筒转过圈数为
因为所以
（2）计算啮合效率导程角当量摩擦角由于啮合效率
（3）计算手柄长度L 蜗轮转矩蜗杆转矩所以
（4）求重物下降时的手柄推力
重物下降是反行程，重物Q 作用于蜗轮轴的转矩是主动力矩，但由于蜗杆传动具有自锁性，若使重物下降，则必须在蜗杆上施加一个与工作阻力矩相反方向的力矩，因而要有手柄推力照《机械原理》自锁螺旋拧松力矩的关系式
式中
施加于蜗杆的力矩；
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圈手柄转向见图1所示。
由此可知该蜗杆传动自锁。
因为
参