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2014年9月份考试机械设计第三次作业.doc

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:

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