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2018年上海大学机电工程与自动化学院914机械原理(专)之机械设计考研强化五套模拟题

  摘要

一、简答题

1. 带传动所能传递的最大有效圆周力与哪些因素有关? 为什么?

【答案】带传动的最大有效圆周力计算公式为

由上可知最小初拉力直接决定着临界摩擦力的大小。且增加包角或者摩擦系数f , 有

利于增大临界摩擦力,同时可以相应的减小最小初拉力的值

2. 试说明对弹簧材料的要求,并举出两种常用材料。 因此,带传动所能传递的最大有效圆周力与带的包角、摩擦因数和初拉力有关。

【答案】对弹簧材料的要求:有高的弹性极限、疲劳极限、足够的冲击韧性和塑性,以及良好的热处理性能。常用材料:碳素弹簧钢丝,等。

3. 在一个不太方便经常添加润滑油的机械传动系统中,其中的滑动轴承材料一般选用什么材料,为什么?

【答案】在润滑不太方便的机械传动系统中,滑动轴承的材料一般选用非金属材料。因为非金属材料的具有低的摩擦因数,而且自润滑性能好。

4. 为什么必须对闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算? 可采用哪些措旋来改善散热条件?

【答案】(1)由于蜗杆传动效率低,工作发热量大,对闭式蜗杆传动,如果产生的热量不能及时散发,将使油温上升,导致润滑油粘度降低,从而増大摩擦损失,甚至发生胶合。所以需对闭式蜗杆传动进行热平衡计算。可以通过以下方式来改善散热条件:

(2)改善散热条件的措施:①在箱体上加散热片,增加散热面积;在蜗杆轴端加装风扇,增强通风,提高传热系数

;在润滑油池中设置循环冷却水管;采用外冷却喷油润滑。

5. 带传动弹性滑动是如何产生的,它和打滑有什么区别?能否通过正确设计来消除弹性滑动?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么?

【答案】带传动在工作时,传动带受到拉力后要产生弹性变形,但由于紧边和松边拉力不同,所以两边的弹性变形不同,从而导致带与带轮之间产生相对滑动,称为带传动的弹性滑动。

而打滑是由于工作载荷过大,带传动需要传递的有效圆周力超过了临界值,而引起的在整个带与带轮的接触面上发生的显著滑动。

弹性滑动是带传动正常工作时的固有特性,故不能通过正确设计来消除。

打滑首先发生在小带轮上,因为小带轮的包角总是大于大带轮的包角,故有效圆周力的临界值小于大带轮。

二、分析计算题

6. 一带式输送机的传动装置如图所示,已知小带轮直径

速度

提高到有人建议将大带轮直径减小为运输带的来实现这一要求。试就带传动讨论为提高生产率,拟在运输机载荷不变(拉力F 不变)的条件下,将运输带的速度这个建议是否合理。

【答案】分析改变后要求传递的圆周力如何变化:

由于运输带上的载荷F 不变,当

在带传动中,

小带轮的直径力

随着传递功率的增加也増大了尽管小带轮包角有所增加,

其最大摩擦力不可能增加很可能出现打滑现象。此建议不可行。

从另一个方面讲,在带的型号、小带轮直径、小带轮转速都没有改变的情况下,单根V 带的许用功率没有变化。当要求带传动传递的功率增加

可行的改进方法:

(1)将小带轮直径增大

以提高带速; (2)改用高转速的电动机(如果允许的话,本题目中没给电机转速),将其转速提高时,V 带的根数不够。 转速减小后,运输带速度V 提高了

则运输带上的功率也増加了40%, 整个传动系统传递的功率都増加带的根数z 等均没有改变,则要求传递的有效圆周

7. —个有初拉力的圆柱拉伸螺旋弹簧,加载200N 时伸长10mm ,加载300N 时伸长20mm 。要求:

(1)画出弹簧特性曲线,由图上用尺量出初拉力(用一定比例尺);

(2)用计算法求此弹簧的初拉力。

【答案】(1)弹黃特性曲线如图所示,由图量得初拉力:

(2)由题已知可得弹簧刚度:

则可得初拉力:

8. 图所示起重卷筒与大齿轮为双头螺柱联接,起重钢索拉力卷筒直径利用

的圆

可靠性系数

双头螺柱夹紧产生的摩擦力矩将转矩由齿轮传至卷筒,八个螺柱均匀分布在直径周上,试计算双头螺柱的直径。螺柱强度级别4.6级,联接接触面间摩擦因数

【答案】起重力矩

由结合面不发生滑移的条件 得螺栓的预紧力

螺柱的强度条件

由上述关系式可得

选螺柱直径 其小径