2017年上海理工大学机械设计考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1. 试分析动压滑动轴承与静压滑动轴承在形成压力油膜机理上的异同。
【答案】(1)相同点:两者均属于滑动轴承的液体润滑,都是将润滑油注入轴承间隙中形成油膜来隔开两摩擦表面,从而减轻磨损。
(2)不同点:动压滑动轴承是利用轴颈与轴承表面间形成的收敛间隙,靠两表面间的相对滑动速度使的润滑油充满楔形间隙,形成油膜,即油膜的形成与相对滑动速度相关;而静压滑动轴承则是利用油泵将具有一定压力的润滑油送入,强制形成压力油膜,即油膜的形成与相对滑动速度无关。
2. 简述链传动运动不均匀性产生的原因。
【答案】在链传动中,链绕在链轮上,链节与相应的链轮轮齿啮合,但链节是刚性的,所以链条在链轮上围成了正多边形。除了链节的销轴绕着链轮分度圆做圆周运动外,其余部分的轨迹不在圆上。
假设主动链轮以等角速度转动,从动链轮的角速度为圆半径
线之间的夹
角
设
分别为主从动链轮的分度
分别为为主从动链轮上的相位角,即链条销轴中心连线和通过通过链轮中心的铅垂
为主动链轮上每个链节对应的中心角,则链条的前进速
度
作上下移动的速度
因为
在
之间变化。
可以看出,链条的前进速度和作上下移动的速度都是周期性变化的。由此得出,
瞬时传动比
是不断变化的,因此也不断变化,从而造成链传动的不均匀性。
3. 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。
4. 滚子链传动的主要失效形式有哪些?链传动中的内部附加动载荷产生的因素哪些?
【答案】滚子链传动的主要失效形式有链的疲劳破坏、链条的磨损、链的销轴和套筒的胶合、多次冲击破断、链条的静强度破坏。
链传动中的内部附加动载荷产生的因素有:(1)链条速度和从动轮角速度的周期变化;(2)链条在垂直方向的加速度引起链在垂直方向的动载荷,使链产生横向振动;(3)链节与链轮啮合的瞬间,链节与链齿以一定的相对速度啮合,它们之间产生动载荷;(4)链条张紧不好产生松弛
时,在启动、制动、反转、突然超载或卸载时,会产生较大的惯性冲击载荷。
5. 链传动中为什么会产生运动不均匀现象,如何减小链传动的运动不均匀现象?
【答案】
从动链轮由于链速
的。链传动比的瞬时传动比
常数和角的不断变化,
因而它的角速度
也是变化
不能得到恒定值。因此,链传动工作不稳定。当
主动链轮匀速转动时,链条的速度、从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的运动特性,称为链传动的运动不均匀性。减小链传动的运动不均匀现象的方法降低链轮速度,增加链轮齿数,减小节距。
6. 简述滑动轴承的特点及使用场合。
【答案】(1)滑动轴承的特点:结构简单,径向尺寸较小。
(2)滑动轴承的使用场合:高速、重载,旋转精度高和有冲击载荷的场合。
承载能力大;运转平稳,抗冲击和抗震性能好,噪声小
;
二、分析计算题
7. 分析如图(a )所示传动装置中各轴所受的载荷(轴的自重不计),并说明各轴的类型。若将卷筒结构改为图(b )、(c )所示,分析其卷筒轴的类型。
图
【答案】I 轴:只受转矩,为传动轴;
II 轴:除受转矩外,因齿轮上有径向力、圆周力等,还受弯矩,是转轴; III 轴:不受转矩,只受弯矩,是转动心轴;
IV 轴:转矩由卷筒承受,轴不受转矩,只受弯矩,是转动心轴;
卷筒结构改为图b ,V 轴仍不受转矩,只受弯矩,轴不转动,是固定心轴; 卷筒结构改为图c ,VI 轴除了受弯矩外,在齿轮和卷筒之间轴受转矩,是转轴;
8. 某减速器一根轴用两个30310轴承支承,如图所示。两轴承径向载荷分别为作用在轴上的轴向载荷分别为试计算轴承的寿命。
工作转速
常温下工作,载荷有中等冲击,
图
【答案】(1)两轴承在径向载荷作用下所产生的派生轴向力
方向指向左。
作用在轴上的轴向总载荷(2)两轴承所受的轴向载荷
因
所以,
(3)求轴承的当量动载荷
(4)计算轴承寿命
因
故按轴承1所受的载荷计算寿命,查手册得30310轴承的基本额定动载荷
9.
设计一齿轮与轴的键连接。已知轴的直径
轮毂宽
轴传递的转矩
载荷平稳,轴、键的材料均为钢,齿轮材料为锻钢。
【答案】根据已知条件,齿轮与轴的连接可选用普通平键连接。 查机械设计手册,确定所用平键平键连接的挤压强度为
查表知,许用挤压强度
10.有一标准斜齿圆柱齿轮传动,要求中心距分度圆螺旋角
置一套参数(标准模数系列
【答案】(1)这是参数配置题,待定参数为(误差最小)。齿数
若满足
之间
为整数,两者不能任选,微调可能性小,而可以是小数,可以在
再试算确定
即键
所选键连接可用。
传动比
须满足的条件是且在
均为整数(互为质数为好)。之间。 小齿轮齿数
试通过几何计算按传动比误差最小的原则为该传动配
法面模数必须符合模数系列;螺旋角在
(2)根据因
为系列中数
之间任选,因此应先确定
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