机械设计(2)模拟试题集及答案-201402(3)

2019-06-11 10:02

答:1)径向承载能力最高和最低的轴承分别是N316/P6、51316。 (2分)

2)轴向承载能力最高和最低的轴承分别是51316、N316/P6。 (2分) 3)极限转速最高和最低的轴承分别是6306/P5、51316。 (2分) 4)公差等级最高的轴承是6306/P5。 (1分) 5)承受轴向径向联合载荷的能力最高的轴承是30306。 (1分)

8.经校核发现轴的疲劳强度不符合要求时,在不增大轴径的条件下,可采取哪些措施来提高轴

的疲劳强度?(5分)

答:可采取的措施有:增大过渡圆角半径;对轴的表面进行热处理和表面硬化加工处理;提高表面加工质量;用开卸载槽等方法降低过盈配合处的应力集中程度;改进轴的结构形状等。 每项1分

9.请写出滑动轴承的流体动力润滑基本方程,并说明形成流体动力润滑的必要条件。 (8分) 答:1)

?p6?v?3(h?h0) 2分 ?xh必要条件是: (2*3=6分) 1)相对运动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙

2)被油膜分开的两表面必须有一定的相对滑动速度,运动方向为使油从大口流进,小口流出。

3)润滑油必须有一定的粘度,供油要充分。

10.转轴的弯扭合成强度校核公式中为何要引入应力折合系数α?其值如何选取?(5分) 答:引入折合系数α是考虑扭转切应力与弯曲应力的应力循环特征不同的影响。(2分) 当扭转切应力为静应力时,取α=0.3;

当扭转切应力为脉动循环应力时,取α=0.6;

当扭转切应力为对称循环应力时,取α=1 (3分)

11.影响链传动动载荷的主要参数是什么?设计中应如何选择?(6分)

答:影响链传动动载荷的主要参数是链轮齿数z,链节距p和链轮转速n。设计中采用较多的链轮齿数、较小的链节距,并限制链轮转速不要过高,对降低动载荷都是有利的。

每个参数1分,每项措施1分

1.为什么链传动能保证恒定的平均传动比,但瞬时传动比不稳定?(6分) 答:

z21)链传动为链轮和链条的啮合传动,因为平均传动比 i?z1,Z1、Z2都不变,故平均传动比为常数(2分)

11

2)由于链传动的多边形效应,瞬时传动比is?R2cos?R1cos? ,其中R1,R2为两链轮的分度圆直径,是常数;

但β,?分别在±180°/Z1及±180°/Z2范围内变动,所以瞬时传动比不稳定。 (4分)

2.试写出不完全液体润滑滑动轴承的三个校核计算公式,并说明这些计算的目的是什么?(9分) 答:

1)验算轴承的平均压力:

Fp??[p],其目的是防止轴承过度磨损。(3分)

dBFnpv?2)验算轴承的PV值:19100B?[pv],其目的是限制轴承的发热量,防止温升过高,以免

发生胶合;(3分) 3)验算滑动速度:v??dn60000?[v],其目的是防止轴承过快磨损。 (3分)

3.试说明下列各轴承代号的含义6308;N408/5;7211B (12分)

答:6308: 6 —深沟球轴承,(0)3—尺寸系列,08 —内径d=40mm, 公差等级为“0”级,游隙组为“0”组;

7211B 7 —角接触球轴承,02—尺寸系列,11--内径d=55mm,公称接触角α=40°, 公差等级为“0”级,游隙组为“0”;

N408/P5 N—圆柱滚子轴承,04—尺寸系列, 08 —内径d=40mm, 5级公差,游隙组为“0”组。

4.何为转轴、心轴和传动轴?试各举一个应用实例。(7分)

答:1)在工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴,例如,减速箱中支承齿轮的转轴。(3分)

2)在工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴,例如,支承滑轮的心轴。 (2分)

3)在工作中只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴,例如,双万向联轴器的中间轴。(2分) 注:学生写出其他场合使用的相应正确的轴,也算分。

1.不完全液体润滑滑动轴承需要进行哪些验算?各有什么目的?(6分)

答:1)验算:p =

P≤ [ p] MPa ,为防止过度磨损 BdP?nd2)验算:Pv=≤ [pv] MPa2m/s,为防止温升过高而胶合 ?Bd60?1000?nd3)验算:V = ≤ [v] m/s ,为防止局部过度磨损 (每项2分)

60?10002.闭式蜗杆传动如果在热平衡计算时不能满足温度的要求,则常采用哪些措施以提高散热能力? (3分) 答:常用的散热措施有:

(1)加散热片以增大散热面积;

(2)在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通;

(3)在传动箱内装循环冷却管路来降低润滑油的温度。

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3. 试分析如图所示的传动装置中各轴所受到的载荷,并注明各轴的类别(轴的自重不计)。(8分)

答:Ⅰ轴为传动轴,只受到转矩的作用;

Ⅱ轴为转轴,既受转矩又受弯矩的作用; Ⅲ轴为心轴,只受弯矩不受转矩的作用;

Ⅳ轴为转轴,既受转矩又受弯矩的作用。 (每根轴各2分)

4.影响链传动速度不均匀性的主要因素是什么?为什么在一般情况下链传动的瞬时传动比不是恒定的?在什

么条件下瞬时传动比才恒定?(6分) 答:1)多边形效应是主要因素;

2)i?R2cos?;

R1cos?3)只有在z1=z2,且传动的中心距恰为节距p的整数倍时才恒定。 (每项2分)

5.在下列工况下,选择哪类联轴器较好?试举出一种联轴器的名称。(8分) (1)载荷平稳,冲击轻微,两轴易于准确对中,同时希望联轴器寿命较长; (2)载荷比较平稳,冲击不大,但两轴轴线具有一定程度的相对偏移; (3)载荷不平稳且具有较大冲击和振动;

(4)机器在运转过程中载荷较平稳,但可能产生很大的瞬时过载,导致机器损坏。 答:(1)可选刚性联轴器,如凸缘联轴器。

(2)可选无弹性元件的挠性联轴器,如十字滑块联轴器。 (3)可选有弹性元件的挠性联轴器,如弹性柱销联轴器。

(4)可选安全联轴器,如剪切销安全联轴器。 (每项各2分)

1.已知4个滚动轴承的代号分别为:N308/P4、6208、30208、51308, 试针对它们回答以下问题:

1)各轴承的内径是多少?

2)哪个轴承的公差等级最高? 3)哪个轴承允许的极限转速最高? 4)哪个轴承承受的径向载荷能力最高? 5)哪个轴承不能承受径向载荷?(5分) 答:1)各轴承的内径均为40mm ;(1分)

2)轴承公差等级最高是N308/P4 ;(1分) 3)极限转速最高的轴承是6208 ;(1分) 4)承受径向载荷能力最高的轴承是N308/P4 ;(1分) 5)不能承受径向载荷的轴承是51308 。(1分)

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2.试用雷诺方程分析下列三图中,哪一种润滑条件最好?(5分)

其中F1>F2>F3,v1< v2 < v3

答:中间(b)情况润滑条件最好。(1分)

(1分) 可知:在构成收敛的楔形间隙的情况下,v越大,油膜承载

能力越大,越易形成液体润滑。(a)情况力最大而速度较小,故比(b)情况要差。而(c)情况因形成发散楔形间隙而无法形成液体动压润滑状态。(3分)

3.若只考虑链条铰链的磨损,脱链通常发生在哪个链轮上?为什么?(3分)

答:脱链通常发生在大链轮上。因为齿数z越多,允许的节距增长量就越小,故大链轮上容易发生脱链。

5.请说明联轴器和离合器的共同点与不同点。(4分)

答:联轴器和离合器是机械中用于连接两轴,使两轴共同旋转并传递转矩的常用部件。被联轴器连接的两轴只有通过拆卸才能使它们分离,而由离合器连接的两轴可以在工作中随时接合或分离。 1.影响链速不均匀性的主要参数有哪几个?如何选择可减轻不均匀性的程度?(6分) 答:1)影响链速不均匀性的主要参数有小链轮的齿数Z1和链节距P 。(2分) 2)采用较多的小链轮齿数和较小的链节距可减轻链速不均匀的程度。(4分)

2.试写出不完全液体润滑滑动轴承的三个校核计算公式 (6分) 答:

p?F?[p] (2分) dBFnpv?19100B?[pv] (2分)

v??dn60000?[v] (2分)

3.闭式蜗杆传动的功率损耗一般包括哪三部分?其中起主要作用的是哪部分的效率?写出该部分的效率公式。(6分)

.答:1)三部分是:啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗及浸入油池中的溅油损耗(3分)。

2)主要取决于啮合摩擦损耗的效率η1(1分)

3)?1?tan? , γ蜗杆分度圆柱上的导程角;?v当量摩擦角(2分)

tan(???v)14

4.十字轴式万向联轴器适用于什么场合?在成对使用时如何布置才能使主、从动轴的角速度恒等?(6分) 答:1)十字轴式万向联轴器适用于两轴间有较大的夹角(最大可达35°~45°),而且在机器运转时夹角发生改变仍可正常工作的场合(2分)。

2)成对使用时必须保证主动轴、从动轴与中间轴之间的夹角相等(2分);而且中间轴的两端的叉形接头应在同一平面内,才能保证主、从动轴的角速度恒等。(2分)

5.滚动轴承中润滑剂的作用是什么?常用的润滑方式有哪几种?具体选用时应如何考虑?(8分)

答:1)轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力,还可以起散热、减小接触压力、吸收振动、防止生锈等作用。

(3分)

2)滚动轴承常用的润滑方式有油润滑和脂润滑两种。(2分) 3)采用哪种润滑方式一般由轴承的dn值确定,

dn值小时采用脂润滑,dn值大时采用油润滑(3分)

1.下图中,两平板被润滑油隔开,设板A沿x轴方向以速度v移动;另一板B为静止,试画出油膜压力p的分布图,并画出油入口I、出口III、最大压力处II三个截面上的油层速度分布图。(8分)

答:油膜压力p的分布图,并画出油入口I、出口III、最大压力处II三个截面上的油层速度分布图见下图

2分/图

2. 轴的常用强度计算方法有哪几种?各适用于何种情况。(4分)

答:轴的常用强度计算方法有四种:

(1)按扭转强度条件计算,主要应用于设计传动轴,初步估算轴径以便进行结构设计等。 (2)按弯扭合成强度条件计算,主要应用于计算一般重要的、弯扭复合的轴。 (3)按疲劳强度条件进行精确校核,主要应用于重要的、计算精度较高的轴。

(4)按静强度条件进行校核,主要应用于瞬时过载很大或应力循环的不对称性较为严重的轴。

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