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2018年郑州大学机械工程学院966机械设计(含机械设计、机械原理)之机械设计考研强化五套模拟题

  摘要

一、简答题

1. 滑动轴承轴瓦结构如何?开油沟应注意什么?

【答案】滑动轴承的轴瓦有整体式和剖分式两种。

油沟的作用是用来输送和分布润滑油。油孔和油沟的位置及形状对轴承的工作能力和寿命影响很大。对液体动压滑动轴承,应将油孔和油沟开设在轴承的非承载区,否则将破坏液体摩擦滑动轴承承载油膜的压力分布,显著降低油膜的承载能力;对非液体摩擦滑动轴承,也会减小承载面积,但为了使承载区得到充分润滑,应使油沟尽量延伸到轴承最大压力区附近。

2. 斜齿圆住齿轮传动中螺旋角,太小或太大会怎样,应怎样取值?

【答案】螺旋角太小,没发挥斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆柱齿轮传动相对的优越性,即传动

平稳和承载能力强。螺旋角越大,齿轮传动的平稳性和承载能力越高。但值太大,会引起轴向力太大,增大了轴和轴承的载荷,故值选取要适当。通常要求在范围内选取。

3. 试说明弹簧的簧丝直径d ,弹簧中径D 和弹黉的工作圈数n 对弹簧强度、刚度有什么影响?

【答案】根据弹簧的强度计算公式和刚度计算公式

)可知其他参数不变时,有:

(1)簧丝直径d 愈大,弹簧的强度就愈高,刚度就愈大;

(2)弹簧中径D 愈大,其强度就愈低,刚度就愈小;

(3)弹簧工作圈数n 愈多,其强度不变,刚度愈小。

4. 试分析,采用增大齿轮压力角(25度)的办法,可以提高直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度的原因。

【答案】增大压力角,节点区域系数减小,根据直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度校核公式

可知

压力角的关系减小,齿面接触疲劳强度提高;根据齿轮的中心距和在齿数不变的情况下,

将减小,(其中旋绕比可知,增大齿轮压力角,可以增大中心距模数m 将增大。根据直齿圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度公式

齿根弯曲疲劳强度提高。

5. 为什么说轴承预紧能增加支承的刚度和提高旋转精度?

【答案】预紧后能消除轴承的游隙并使滚动体和内、外圈接触处产生弹性变形,这样就可提高轴承的刚度和旋转精度。

二、分析计算题

6. 如图所示为一两级变速装置,如果原动机的转速和工作机的输出功率不变,应按哪一种速度来设计带传动?为什么?

【答案】带传动应按照减速传动要求进行设计,因为应该按照传递有效圆周力最大的工况设计带传动,而减速传动时传递的有效圆周力比増速传动时大。 根据

当带传动传递的功率不变,带速越小,传递的有效圆周力就越大。当原动机转速不变时,带速取决于主动轮直径。主动轮直径越小,带速越低。综上,按小轮驱动大轮的传动设计。

7. 如图所示为蜗轮蜗杆减速器,试求:

(1)蜗轮轴的转向。

(2)蜗轮齿合点所受的圆周力径向力轴向力的方向。

【答案】(1)蜗杆为右旋,根据主动轮的右手法则,可知蜗杆的轴向力方向水平向左,故蜗轮的圆周力方向水平向右,蜗轮的转向为顺时针。

(2)蜗轮啮合点所受的圆周力方向水平向右;径向力方向竖直向下;根据蜗杆的转向,可知蜗杆的圆周力方向垂直纸面向里,故蜗轮轴向力

方向垂直纸面向外。

8.

已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距度圆直径。

【答案】(1)模数因为所以

齿数求模数和分

(2)分度圆直径

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)。

图1

【答案】根据已知蜗轮转向,且其为从动,可知蜗轮上圆周力的方向为水平向左,由此知与之啮合蜗杆上的轴向力反向与之相反,为水平向右,且其旋向与蜗轮同为右旋,根据主动轮的右手法则可得蜗杆所在轴的转向以及轮1的转向。由此,为使大斜齿轮所产生的轴向力能与蜗杆的轴向力抵消一部分,令轮2的轴向力水平向左,则轮1的轴向力水平向右,知轮1符合左手法则,故其左旋,与之啮合的轮2则为右旋。蜗杆轴上各力的方向如图2所示。

图2