内容发布更新时间 : 2024/5/21 19:59:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

北京机械工业学院机械设计考题与答案

一、 是非题（有5小题，每题1分，共5分。正 确在括号内写“T”，错误在括号内写“F”）

2．滚动轴承的轴向系数Y值越大，其承受轴向能力越大。（ F

4．设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（ T ） 二、选择题（有5小题，每题2分,共10分。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上）

三

12．带传动的失效形式为 打滑 和 疲劳破坏 。因此，其主要设计依据为 在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命 。

13．轴按承载分为 心轴 ， 转轴 和 传动轴 。

14．螺纹联接按防松原理可分为 摩擦防松 ， 机械防松 和 其它防松 。

15．灰铸铁齿轮常用于 开 式传动中，这种齿轮的主要失效形式是 磨损 。

六、计算题（有2小题，每题6分,共 12分） 图1

23．一对46210角接触球轴承反

安装，如图1所示。已知轴承1和轴承2 的径向载荷分别为R1=2000N,R2=4000N,轴上作用的轴向载荷Fa=800N(指向轴承2)，轴承的派生轴向力S的计算式S=0.68R，e=0.68，X=0.41,Y=0.87。轴承载荷有轻微冲击，载荷系数fF=1.2，工作温度不大于120?C。试求：

(1) 轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2； (2) 轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。

解:(1)计算轴承的轴向载荷

图2 第六大题第23小题答案图 S1=0.68R1=0.68×2000=1360 N

S2=0.68R2=0.68×4000=2720 N S1、S2方向见图2

因为Fa+ S2=800+2720=3520 N＞S1

所以 轴承1“压紧”，A1= Fa+ S2=800+2720=3520 (2分) 轴承2“放松”，A2= S2=2720 N(2分) （2）计算轴承的当量动载荷

轴承1 A1/R1=3520/2000=1.76＞e=0.68,则取 X1=0.41,Y1=0.87 P1=fF(X1R1+Y1A1)

=1.2×(0.41×2000+0.87×3520)=3882.4 N (2分) 轴承2 A2/R1=2720/4000=0.68≤e=0.68,则取 X2=1,Y2=0 P2=fFX2R2

=1.2×1×4000=4800 N (2分)

24．已知V带传动中，最大传递功率P=8kW，带的速度v=10m/s，若紧边拉力F1为松边拉力F2的2倍，此时小带轮上包角?1=120?，求：（1）有效拉力Fe；（2）紧边拉力F1；（3）当量摩擦

系数fˊ。

解:

有效拉力Fe =1000P/v=1000×8/10=800 N (2分) 又知:F1-F2= Fe,F1=2F2

则紧边拉力 F1=2 Fe =1600 N (2分)

F1?e?fF2 根据欧拉公式

10、在滚动轴承的组合设计中，双支点单向固定方式适合于 。

【 A 】

A．跨距小，温升小的轴；B．跨距大，温升大的轴；C．跨距大，温升小的轴。

11、一对钢制标准齿轮啮合传动时，两轮的?H1与?H2 ，?F1与?F2 。 【 B 】

A．相等，不想等 B．相等，不一定 C．不一定，不一定

器

二、填空题

16、齿轮传动的主要失效形式有：轮齿折断;齿面磨损;齿面点蚀;齿面胶合;塑性变形 。

17、闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，其主要原因是：蜗杆传动由于效率低，所以发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以必须根据单位时间内的发热量Φ1等于同时间内的散热量Φ2的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定的处于规定的范围内 。

18、带传动中，弹性滑动与打滑的区别是：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。打滑是由于工作载荷过大带与带轮间的显着相对滑动，是带的失效形式之一，应当避免。

25、如图所示，轴上装有一斜齿圆柱齿轮，轴支承在一对正装的7306AC轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力Fte=8100N，径向力Fre=3052N，轴向力Fae=2170N，转速n=300 r/min，载荷系数fP=1.2。试计算两个轴承的基本额定寿命(以小时计)。(想一想：若两轴承反装，轴承的基本额定寿命将有何变化?) （有关数据：7306AC，轴承C?2560N0，e?0.7。当Fa/Fr?e时，X?0.41,Y?0.85；当时，X?1,Y?0。 内部轴向力 S?0.7Fr，??3 ） 解：①求Fr1、Fr2 Frv1?80(F?Fae)?542.77N，Frv2?50Fre?80Fae?2509N 50?80re130130FrH1?8050?802Fte?4984.62N，FrH2?502250?802Fte?3115.38N

Fr1?Frv1?FrH1?5014.1N，Fr2?Frv2?FrH2?4000.1N

②求Fa1、Fa2

Fd1?eFr1?0.7?5014.1?3509.8N，Fd2?eFr2?0.7?4000.1?2800.1N

Fa1?Fd1?3509.8N，Fa2?Fd1?Fae?5679N

③Fa1Fr1?0.7?e，?x1?1，y1?0，P1?fP(x1Fr1?y1Fa1)?1.2?(1?5014.1)?6016.6N 3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（? A ???）。 A．弹性柱销联轴器B．凸缘联轴器C. 十字滑块联轴器D．万向联轴器 1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（d1＝13.835mm）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力[?]?180MPa，螺栓的相对刚度cb/(cb?cm)?0.5，按紧密性要求，剩余预紧力F1=1.83F，F为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强pmax及每个螺栓连接所需的预紧力F0。

1、

2、 计算容器内液体最大压强

计算每个螺栓允许的最大总拉力：

F0?F2?CbF...........................................2分Cb?Cm

3、

?(20815?0.5?7434)?17098N......................1分2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已

知两个轴承的径向载荷分别为FR1=2000N，FR2= 4000N，轴上作用的轴向外加载荷FX =1000N,轴承内部附加轴向力FS的计算为FS=0.7FR，当轴承的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，Y= 0，e =

RR0.68，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分解：（1）FS2?0.7FR2?0.7?4000?2800N...........................1分

FS1?FX?1400?1000?2400?FS2.........................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

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。

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 ．

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。

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。

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。 双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。

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；

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？

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。

6

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。

8. 按国家标准GB/292-93规定，型号7212 C/DB轴承的类型为 角接触球轴承，宽度类型为 窄系列 ，精度等级为 P0 ，公称接触角α = 15 o。

9. 对于转动的滚动轴承,其主要失效形式是 疲劳点蚀 , 对于不转动、低速或摆动的轴承，主要失效形式是 局部塑性变形 , 对于高速轴承， 发热以至胶合 是其主要失效形式。

10. 滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成， 其失效形式主要是 胶合和磨损 ，主要发生在 轴瓦 上。