2020年浙江大学机械电子综合考研复试核心题库之机械设计分析计算题精编

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本书根据最新复试要求并结合历年复试经验对该题型进行了整理编写，涵盖了这一复试科目该题型常考及重点复试试题并给出了参考答案，针对性强，由于复试复习时间短，时间紧张建议直接背诵记忆，考研复试首选资料。

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一、分析计算题

1．有一升降机构采用滑动螺旋传动，如图所示，已知螺杆直径d=50mm，d2=46mm，为梯形螺纹，螺距P=8mm，线数n=4，螺旋副间摩擦因数f=0.1，升降台承受的载荷F Q=5000N。试确定:

图

（1）为使螺杆上螺纹牙所受的轴向力与蜗轮所受轴向力方向相反，确定螺杆螺纹的螺旋线方向。

（2）按（1）确定的螺旋线方向，确定升降台上升时蜗杆轴的转动方向。

（3）若升降台以640mm/min的速度上升，计算螺杆的转速n2。

（4）计算升降台稳定上升时施加于螺杆上的力矩T。

（5）设滚动导轨的效率，轴承效率，蜗杆传动效率，电动机与蜗杆轴间联轴器的效率。计算升降台以640mm/min的速度上升时，螺杆副的传动效率以及蜗杆轴的输出功率P w。

【答案】（1）螺杆螺纹的螺旋线方向和蜗轮轮齿的螺旋线方向相同，为右旋。

（2）蜗杆轴的转动方向为顺时针。

（3）因为每转一圈螺母移动一个导程P n

则

（4）升降台稳定上升时，施加于螺杆上的力矩T为

梯形螺纹的牙侧角，则式中

因此

（5）螺杆副的传动效率

蜗杆轴的输出功率Pw

式中

则

2．有一轴部件，其轴承为向心角接触球轴承，安装形式及尺寸关系如下图所示。己知F r=1000N，F a=100N，轴承内部轴向力F S=0.7FR，径向动载荷系数及轴向动载荷系数分别为X=0.5，Y=1，轴承的基本额定动载荷C=11.2KN,温度系数f1=1，载荷系数f p=1，试求每个轴承的当量动载荷及轴承的基本额定寿命。

图

【答案】（1）受力分析如下图所示：

图

Fr=Fr1+Fr2

以轴承一为支点Fr·200=Fr2·500

解得Fr1=600N，Fr2=400N

（2）计算派生轴向力

S1＝0.7Fr1＝0.7*600＝420N

S2＝0.7Fr2＝0.7*400＝280N

（3）判断S1与S2+Fa的大小

S2+Fa=280N+100N=380N

轴承“2”被压紧，轴承“1”放松

（4）计算轴向力

Fa1=420N

Fa2=Fa-S1=320N

（5）计算当量动载荷

P1=fp（X×Fr1+Y×Fa1）=0.5×600+1×420=720N

P2=fp（X×Fr2+Y×Fa2）=0.5×400+1×320=520N

P1>P2，取P1=720N

（6）计算轴承寿命

3．某传动装置釆用一对闭式软齿面标推直齿圆柱齿轮，齿轮参数，m=4mm。加工时误将箱体孔距镗大为。齿轮尚未加工，应采取何种方法进行补救？新方案的齿轮强度能满足要求吗？

【答案】标准直齿圆柱齿轮的中心距为

（可补救）（1）将齿轮改为斜齿轮，使中心距

通过调整角，达到，用斜齿代替直齿，新方案不仅强度有所提高，而且传动性能也有所改善。

（2）或者采用正角度变位齿轮（），同样可使，而仍用直齿轮，选用合适的变位系数与值，同样可达到。此时，则减少，接触疲劳强度可提高。

4．已知一单级普通圆柱蜗杆传动，蜗杆的转速n1=1440r/min，传动比

蜗杆材料为45钢，表面淬火，硬度为50HRC，蜗轮材料为铸铜ZCuSn10Pb1，砂模拷瘴，并查得N=107时蜗轮材料的基本许用接触应力。若工作条件为单向运转，载荷平稳，载荷系数K A=1.05，每天工作8h，每年工作300d，工作寿命为10y。试求蜗杆轴输入的最大功率。

提示:接触疲劳强度计算式为

并已知:；导程角；当量摩擦角。

【答案】（1）由提示给出的接触疲劳强度式求T2:

（2）确定上式中各计算参数: