1、 2014年 9月份考试机械设计第三次作业 一、简答题（本大题共 30 分，共 6 小题，每小题 5 分） 1. 销的功用有哪些？ 2. 为什么对蜗杆的直径系数做出限制规定？ 3. 螺母材料选择与螺栓有何不同？为什么？ 4. 齿面点蚀通常发生在什么部位？为什么？ 5. 动压轴承与静压轴承在形成压力油膜的机理上有何不同？ 6. 闭式和开式传动的失效形式有哪些不同？ 二、分析计算题（本大题共 70分，共 7 小题，每小题 10 分） 1. 有一阿基米德蜗杆传动，已知比 i=18，蜗杆头数 z1=2，直径系数 q=10，分度圆 直径 d1=80mm。试求： 1）模数 m、蜗杆分度圆柱导程角 、蜗轮齿
2、数 z2及分度圆柱螺旋角 ； 2）蜗轮的分度圆直径 d2和蜗杆传动中心距 a。 2. 某轴系由一对正装的 30205/P6 圆锥滚子轴承支承，轴上径向载荷Fr=3000N， Fa=500N，尺寸关系如图所示，求两轴承的径向当量动载荷 Pr1、 Pr2。（ 30205 轴承：内部轴向力 FS=FR/(2Y)， e=0.35，当 FA/FRe 时， X=1， Y=0；当FA/FR e 时， X=0.4， Y=1.7） 3. 图示斜齿圆柱齿轮 蜗杆传动，主动齿轮转动方向和旋向如图所 示，要求II 轴上的轴向力为最小，试分析： 1） II轴、 III 轴的转向； 2）齿轮 2、蜗杆3和蜗轮 4 的旋向
3、； 3）齿轮 2和蜗轮 4所受各分力的方向。 4. 如图所示，两根梁用 8 个 4.6级普通螺栓与两块钢盖板相连接，梁受到的拉力 R=28kN，摩擦系数 fs=0.2，安全系数 S=1.2，防滑系数 Kf=1.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的小径 d1。 5. 如图所示，轴的支承为一对型号相同的圆锥滚子轴承，正装。已知：FR1=4000N， FR2=5500N， Fa=2500N，试求当量动载荷 Pr1和 Pr2各为多少？注：该轴承的有关参数如下： e=0.34， Y=1.5， S=FR/2Y；当 FA/FRe 时： X=1， Y=0；当FA/FR e 时： X=0.4， Y=1.5。 6.
4、如图所示一矩形钢板用两个 M20 的普通螺栓连接到机架上。已知作用于钢板的载荷 F=2000N 螺栓小径 d1=17.29mm，板和螺栓材料为 Q235， s=235MPa，不控制预紧力的安全系数 S=2.4，板与机架间摩擦系数 fs=0.2，可靠性系数Kf=1.1， a=200mm， L=300mm，试校核螺栓连接的强度？ 7. 设有一 A型普通平键连接。已知：轴的直径 d=50mm，键宽 b=14mm，键高h=9mm，键的公称长度 L=90mm，键的许用切应力 =90MPa ，其许用挤压应力 p=100MPa。试问：该键连接所能传递的最大转矩是多少？ 答案： 一、简答题（ 30 分，共 6
5、 题，每小题 5 分） 1. 参考答案： 销具有零件间定位、连接和安全保护的功用。 解题方案： 介绍销的功用 评分标准： 2. 参考答案： 为减小蜗轮滚刀数量而有利于刀具标准化，需对蜗杆的直径系数作出限制。 解题方案： 从蜗杆 加工方法入手答题 评分标准： 3. 参考答案： 螺母材料的强度级别宜较螺栓略低，为了减少磨损、避免胶合。如螺纹牙有损伤，伤在螺母，更换方便。此外还有缓和螺纹牙间受力不均的作用。 解题方案： 从避免失效角度进行分析 评分标准： 4. 参考答案： 齿面点蚀往往首先出现在靠近节线的齿根面上，然后向其它部位扩展。这是因为节线附近相对滑动速度低，不易形成油膜，摩擦力较大，在变应力
6、作用下，易形成裂纹，而且，节线附近往往只有一对齿啮合，轮齿受力最大。 解题方案： 由齿面点蚀产生原理分析 评分标准： 5. 参考 答案： 动压滑动轴承在启动及停车时，由于转速低，带入楔形间隙的油量少，不能形成动压润滑油膜，其工作仍是非液体润滑状态。而静压轴承则可以始终处于液体润滑状态。 解题方案： 动压滑动轴承润滑原理分析 评分标准： 6. 参考答案： 一般情况下，若设计正确、润滑条件良好，闭式软齿面的主要失效形式是疲劳点蚀，闭式硬齿面的主要失效形式是弯曲疲劳折断；高速大功率闭式传动易出现点蚀和胶合；开式传动主要失效形式是磨损。 解题方案： 分别介绍闭式和开式传动失效形式 评分标准： 二、分析计算题（ 70分，共 7 题，每小题 10 分） 1. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 解题方案： 从对蜗杆传动的受力分析及蜗轮和蜗杆的转向进行分析。 评分标准： 4. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 6. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 7. 参考答案： 解题方案： 评分标准：
