2013机械设计期末考试题(6)

轴向载荷与径向载荷之比FAF＞e时，X= 0.41，Y= 0.87，当FAF≤e，X=1，

RRY= 0，e = 0.68，载荷系数fp = 1.0，试计算：

（1）两个轴承的轴向载荷FA1、FA2； （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

FS1?0.7FR1?0.7?2000?1400N............................1分FS1?FX?1400?1000?2400?FS2.........................1分解：（1）FS2?0.7FR2?0.7?4000?2800N...........................1分 轴承1为压紧端，轴承2为放松端…………………………………1分

FA1?2800?1000?1800NFA2?FS2?2800N1800FA1??0.9?e?0.68,X1?0.41,Y1?0.87..........................1分FR12000P1?fp(X1FR1?Y1FA1)?2000?0.41?0.87?1800?2386N...............1分FA2?…………………………………….2分

(2)

2800?0.7?e?0.68,X2?0.41,Y2?0.87..........................1分FR24000P2?fF(X2FR2?Y2FA2)?4000?0.41?0.87?2800?4076N..............1分

六、结构题（10分）

下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。要求：

1． 在图中用序号标注设计错误处；

2． 按序号列出错误，并用文字提出改正建议； 3． 不必在图中改正。

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1左、右两边轴承端盖均无调整垫片2左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3键过长4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9两端的轴承要设有挡油环10联轴器没有周向定位。 机械设计练习题

1公称直径为16mm、长60mm全螺纹六角头螺栓；并按GB/T 41-2000的标准标注出与该螺栓配合使用的不经表面处理的普通粗牙六角螺母。螺栓 M16? 60 GB/T 5781-2000螺母M16 GB/T 41-2000

2、请按GB/T 1096-2003标准标注出：宽为18 mm、高为11 mm、长为100 mm圆头普通平键；按GB/T 119-2000标准标注出：直径为10 mm，长为100 mm，直径允差为d4，材料为35号钢，热处理硬度为HRC28～38，不经表面处理的圆柱销。键 18?100 GB/T 1096-2003销 10?100 GB/T 119-2000 （1）6308/C3 （2）7214B （3）30213/P4

6308/ C3—表示内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，3组游隙。

7214B—表示内径为70mm，02尺寸系列的角接触球轴承，接触角为40?，0级公差，0组游隙。

30213/ P4—表示内径为65mm，02尺寸系列的圆锥滚子轴承，4级公差，0组游隙。

2. 试述螺纹联接防松的方法。.螺纹连接的防松方法按工作原理可分为摩擦防松、机械防松及破坏螺纹副防松。 摩擦防松有：弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母、横向切口螺母 机械防松有：开口销与槽形螺母、止动垫圈、圆螺母止动垫圈、串连钢丝 破坏螺纹副防松有：冲点法、端焊法、黏结法。

3. 试分析影响带传动承载能力的因素？

初拉力Fo? 包角a? 摩擦系数f? 带的单位长度质量q? 速度v 4、链传动与带传动相比较有哪些优缺点？

答：与带传动相比，a链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传

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动比；b需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，可就减少轴承的摩擦损失；c结构紧凑；d能在温度较高，有油污等恶劣环境条件下工作。 链传动的主要缺点是：瞬时链速和瞬时传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。 5、轴上零件的轴向固定方法有哪些?

答：轴上零件的轴上固定方法有轴肩固定，套筒固定，螺母固定和轴端挡圈固定等（压板固定）。

6、齿轮传动的失效形式有那些？对开，闭式齿轮传动设计准则有什么区别？

答：齿轮的失效形式主要有：a轮齿折断 b齿面点蚀 c齿面胶合 d齿面磨损 e齿面塑性变形。

齿轮传动设计时，软齿面闭式传动常因齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。．

7. 齿向载荷分布系数Kβ的物理意义是什么？改善齿向载荷分布不均匀状况的措施有哪些？

Kβ的物理意义——考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数。(2分)

措施： 1) 齿轮的制造和安装精度↑2) 轴、轴承及机体的刚度↑3) 齿轮在轴上的布置——合理选择

4) 轮齿的宽度——设计时合理选择5) 采用软齿面——通过跑合使载荷均匀6) 硬齿面齿轮——将齿端修薄、或做成鼓形齿

7) 齿轮要布置在远离转矩输入端的位置。 8. 试述齿轮传动的设计准则

（1）软齿面闭式齿轮传动：通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。

（2）硬齿面式齿轮传动：通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳强度。

（3）高速重载齿轮传动，还可能出现齿面胶合，故需校核齿面胶合强度。

（4）开式齿轮传动：目前多是按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数适当增大（加大10~15%）。 9．给出滚动轴承的当量静载荷P0的定义。

当量静载荷是一个假想载荷，其作用方向与基本额定静负荷相同，而在当量静载荷作用下，轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。

10．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？

1) 在高速重载下能正常工作，寿命长；2) 精度高；滚动轴承工作一段时间后，旋转精度↓

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3) 滑动轴承可以做成剖分式的 — 能满足特殊结构需要。如曲轴上的轴承；

4) 液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击。 5) 滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。6) 起动摩擦阻力较大。 11．在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么？

1) 流体必须流经收敛间隙,而且间隙倾角越大则产生的油膜压力越大。 2) 流体必须有足够的速度；3) 流体必须是粘性流体。 12.简述磨损的概念和零件的磨损过程。

答：运动副之间的摩擦将导致零件表面材料的逐渐丧失或迁移，即形成磨损。零件的磨损过程大致可分为磨合阶段、稳定磨损阶段及剧烈磨损阶段。 13.简述机器的组成及各部分的功能。

答：原动机部分：驱动整部机器完成预定功能的动力源。执行部分：完成机器预定功能的组成部分。

传动部分：把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数部分。

14.轴毂连接可分为静连接和动连接，其失效形式和计算准则有何不同? 答：静连接的主要失效形式是工作面被压溃，通常按工作面的挤压应力进行强度校核计算。动连接的主要失效形式是工作面的过度磨损，通常按工作上的压力进行条件性的强度校核。

15.当带传动功率一定时，带速对传动的影响如何？ 常用范围是多少？ 答：当带传动功率一定时，提高带速可以降低带传动的有效拉力，相应地减少带的根数或V带的横截面积，总体上减少带传动的尺寸；但是，提高带速，也提高了V带离心应力，增加了单位时间内带的循环次数，不利于提高带传动的疲劳强度和寿命。常用范围??5~25m/s

16.何谓流体动力润滑？实现流体动力润滑的条件有哪些？

答：两个作相对运动物体的摩擦表面，用借助于相对速度而产生的粘性液体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷，称为流体动力润滑。

17.带传动工作时，带中的应力有哪些？最大应力是多少？

答：有拉应力、弯曲应力、离心拉应力。最大应力发生在带的紧边绕入小带轮处，?max??1??b1??c

18．简述带传动中，打滑、弹性滑动的含义。

若带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。这种由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。 19．试说明滚动轴承代号6308的含义。6─深沟球轴承 3─中系列 08─内径d=40mm

公差等级为0级 游隙组为0组。

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20．简述联轴器的分类及各自的特点。联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又分为固定式和可移式。固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移。可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。弹性联轴器包含弹性元件，能补偿两轴的相对位移，并具有吸收振动和缓和冲击的能力。 21．常用的螺纹紧固件有哪些？常用的螺纹紧固件品种很多，包括螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。 22．简述链传动的主要优点。

与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的传动比；需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作；安装精度要求较低 中心矩较大时其传动结构简单。

23、 简述螺纹联接的基本类型主要有哪四种？螺栓联接、螺钉联接、双头螺柱联接、紧定螺钉联接。

24 提高螺栓联接强度的措施有哪些？降低螺栓总拉伸载荷的变化范围；改善螺纹牙间的载荷分布；减小应力集中；避免或减小附加应力。

25 闭式蜗杆传动的功率损耗主要包括哪三部分？闭式蜗杆传动的功率损耗包括三部分：轮齿啮合的功率损耗，轴承中摩擦损耗和搅动箱体内润滑油的油阻损耗。

26、简述带传动的优点？适于中心矩较大的场合； 带具有良好的扰性，可缓和冲击、吸收振动；

过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，当可防止损坏其他零件；结构简单、成本低廉；

27、链传动的主要失效形式有哪些？

链板疲劳破坏；滚子套筒的冲击疲劳破坏；销轴与套筒的胶合；链条铰链磨损；过载拉断。

28、滚动轴承的基本类型有哪些？调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承等

29、简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？ 答：因为在开式齿轮传动中，磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快，

在点蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而一般不会出现点蚀现象。

30、 对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？

答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定限制轴向

一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。 31简述形成稳定动压油膜的条件？

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答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。

32 解释名词； 滚动轴承的寿命； 滚动轴承的基本额定动载荷。

答：1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体，任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数。也可用恒定转速下的运转小时数表示；

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2）基本额定动载荷即基本额定寿命为10转时，轴承所能承受的最大载荷。

33 画图表示机械零件的正常磨损过程，并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段？

答：主要经历三个阶段：磨合磨损阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段。

34、简述Miner法则（即疲劳损伤线性累积假说）的内容。

答：在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立

进行的，并可以线性地累积成总损伤，当各应力的寿命损伤率之和等于1时，材料将会发生疲劳。

35、简述齿向载荷分布系数K?和齿间载荷分配系数K?分别考虑的是

什么因素对齿轮所受载荷的影响？

答：系数K考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响； 系数K考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。

36、 试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响。

答：张紧力F0越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应

力也越大，从而 降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命，但带传动的承载能力会降低。

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