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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考研复试核心题库

  摘要

一、简答题

1. 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。

2. 在三角带(V 带)传动中,带轮直径、带型号、根数、转速均不变,试分析改变带长时,带传动承载能力及其寿命的变化。

【答案】在其它参数不变时,带长増大,带的中心距相应増大,小带轮的包角增大,带传动的承载能力提高,同时带的应力循环次数减少,带的寿命増加;反之,承载能力降低,带的寿命减小。

3. 链传动中的多边形效应是影响链传动性能的重要因素。

(1)请说明他的主要影响以及和链轮齿数的关系;

(2)在确定链轮齿数时是否秩序考虑多边形效应产生的影响。为什么?

【答案】(1)链传动的多边形效应使得瞬时的链速和传动比在一定的范围内变化,从而产生振动和冲击,并产生动载荷。随着链轮齿数的増加,多边形效应将逐步降低。

(2)在确定链轮齿数时,不能只考虑多边形效应的影响,而单纯增加链轮齿数。因为链轮齿数过多,一方面会增大传动尺寸,另一方面容易造成跳齿和脱链。

4. 斜齿轮的当量齿轮是如何做出的?其当量齿数Zv 在强度计算中有何用处?

【答案】

斜齿轮的当量系数

值的大小有关。在强度计算中确定齿形系数

应力校正系数

时按当量齿数查取。

5. 什么叫标准齿轮?什么叫变位齿轮?参数相同的标准齿轮与变位齿轮有什么关系?

【答案】如果一个齿轮的即

均为标准值,并且分度圆上的齿厚s 与齿槽宽e 相等,

则该齿轮称为标准齿轮。

改变刀具与齿坯的径向相对位置加工出来的非标准齿轮称为变位齿轮。

参数相同的标准齿轮与变位齿轮在齿形方面存在着关系,两者的齿廓曲线是由相同基圆展成的渐开线,只是各自截取了不同的部位而已。

6. 零件在轴上的轴向固定、周向固定的目的是什么?常用哪些固定方法?

【答案】零件在轴上的轴向固定的目的是使轴上零件在轴上有一个确定的位置,常用的固定方法有:轴肩、挡圈、套筒、圆螺母等组合结构。

零件在轴上的周向固定的目的是确定轴上零件与轴的相对位置以传递一定的运动和动力,常用的固定方法有:键、花键、过盈配合、成形连接等结构。

二、分析计算题

7. 如图1所示为电动机驱动的带传动和锥一柱齿轮传动系统的水平布置图,要求在图上标出:

(1)由带传动的特性确定各轴转向。

(2)为使减速器中间轴(III )受轴向力较小,试确定斜齿轮3、4的螺旋角方向。 (3)确定齿轮1、4的受力方向(分别用圆周力直指向纸面用

垂直离开纸面用表示)

径向力

轴向力表示在啮合点处,垂

图1

【答案】(1)各轴转向如图2所示。

斜齿轮3的螺旋角方向右旋,斜齿轮4的螺旋角方向为左旋。

锥齿轮2的轴向力方向从小端指向大端,为使中间轴(III )受轴向力较小,斜齿轮3的轴向力方向应该为竖直向上,与斜齿轮3的转向满足右手法则,故斜齿轮3的螺旋角方向应为右旋,斜齿轮4的螺旋角方向与斜齿轮3相反。

齿轮1、4的受力方向如图2所示。

图12

8. —V 带传动传递的功率边拉力

可得,有效圆周力联立以上两式,可得:

9. 已知V 带传递的实际功率效圆周力

得到:联立:解得:

10.一圆柱形拉伸螺旋弹簧,用于高压开关中,

已知最小工作载荷

弹黄丝直径d=10mm, 外径D=90mm, 工作圈数n=20,弹黉材料为

于II 类。

(1)求弹簧的工作行程。

(2)在最大工作载荷作用下,弹簧是否会断? 【答案】(1)计算弹簧工作行程 弹簧中径

旋绕比

弹簧材料的切变模量由设计手册查得最大变形

弹簧的刚度

最小变形

带的速度预紧力

试求紧边拉力及松

【答案】根据公式又

带速

紧边拉力是松边拉力的两倍,试求有

紧边拉力

和初拉力

【答案】根据:

最大工作载荷载荷性质属