2013年哈工大机械设计基础研究生考题解答
2013年哈尔滨工业大学839机械设计基础(含机械原理与机械设计)考研试题(回忆版)
2013年哈尔滨工业大学839机械设计基础（含机械原理与机械设计与机械设计））考研试题考研试题（（回忆版回忆版））一.填空20x1=201 螺纹和螺旋传动的线数一般不少于10的原因2带传动中一般把松边放在上边的原因3带传动中带类型的选择是根据什么因素决定的4带传动中问带的角度与带轮的角度那个大5滑动轴承的问题失效形式，看成什么状态6动力粘度的单位及其物理意义7滚动轴承中正常工作条件应校核什么，静止或摆动的应校核什么（11年的简答题）其余的基本上都是常规的了二简答题5x5=251 根据螺纹牙型的不同分析普通螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹自锁性能和传动效率的差别2带传动中基本额定功率的意义及其影响因素3关于齿轮的布置问题，有两个图，一个是把齿轮布置在靠近转矩输入端，一个是把齿轮布置在远离转矩输入端，问那个合理及其原因4据图推导齿轮的齿根弯曲应力的校核公式及分析各个参数的物理意义5忘了三（今年没考自由度计算的问题）考的是一个分析杆件受力的题，利用每个杆件所受的力必交于一点，以及转动副处总反力的特点可解决问题四 一个曲柄摇杆机构，已知曲柄，连杆，和摇杆的尺寸，且要求传动角不小于45度，求支架的长度五凸轮机构1）求基圆的表达式以及在图上画出基圆2）在图上画出所示位置的机构转角，从动件位移，压力角3）求从动件的速度六 齿轮问题不是太难，其中要求的有1）求大齿轮的某个参数（忘了，不难）2）分度圆齿厚，齿顶高压力角3）已知实际啮合线的长度求重合度（不要用公式求，用定义求简单）4）问齿轮传动能不能连续传动（有3可得到重合度大于1，因此能连续传动）七 轮系问题一个定轴轮系和周转轮系的结合体，求传动比最后一级为涡轮蜗杆传动，一直蜗杆为右旋，标出涡轮的转向（输入端的转向已知）八 机械原理最后那一部分功和功率部分的题目是一个牛头刨床机构，有急回特性，通过摆动导杆机构保证的，而摆动倒杆机构的曲柄与一个齿轮固连，记为齿轮3，齿轮3和齿轮2’啮合，齿轮2’和齿轮2一体的，齿轮2和齿轮1啮合，动力有齿轮1输入，题目已知轴1的平均角速度，摆动倒杆机构空行程的角度是120度，工作行程的消耗功率，空回行程的消耗功率求1）以齿轮3为等效构件时，若把飞轮装在轴3上，求飞轮的等效转动惯量2）若把飞轮装在轴一上，求等效转动惯量3）求机构的平均功率八机械设计综合题15分有一个图画的是角接触球轴承的双支点单向固定的形式，题目告诉了轴承的型号，值得注意的是告诉了接触角的型号AC，而下边的解题要用到接触角，如果忘了是25度的话，就后悔死了，题目给了，15,25,40的三组参数，要自己从里边选参数解题，题目还已知两个轴承所受的径向力，作用在轴上的轴向力，轴承盖有六个普通螺栓连接，已知预紧力为1500N，一直螺栓的许用载荷1）问螺栓强度是否满足（先求派生轴向力，再求每个轴承的轴向力，发现轴承2的轴向力大于轴承1的，因此只计算2那边的就可以）2）若把预紧力降为500N，问是否合理（此时求残余预紧力会发现小于0，因此不合适）3）求轴承一得当量动载荷九 作图题1，要求画出一端固定，一段游动的轴承配置方式，要求用深沟球轴承，中间传动可以省略（注意固定端内外圈都要固定，外侧外圈应该用轴承盖固定，外侧内圈应用圆螺母加止动垫圈，内侧外圈可以用箱体，也可以用孔用弹性挡圈，内侧内圈可以用轴肩；游动端只固定内圈，可以用轴肩和轴用弹性挡圈）轴承的这几种配置方式应该是比较重要的，最近几年一直在考2要求补充两种联轴器的结构图，其实就是画普通螺栓和铰制孔螺栓的连接图（11年考了）。
哈尔滨工程大学机械设计基础 第十三章 带传动简答题
第十三章带传动1.在V带传动中，影响最大有效圆周力的因素有哪些，其关系如何？答：（1）初拉力F0，最大有效圆周力的大小随初拉力F0的增大而增大；（2）包角α，包角越大最大有效圆周力也越大；（3）当量摩擦系数f'，当量摩擦系数越大，最大有效圆周力也越大；（4）V带的型号，V带型号有Y，Z，A，B，C，D，E，从左往右单根V带能够传递的最大有效圆周力增大；（5）V带的根数，V带根数越多，最大有效圆周力越大。
2.（1）带传动的弹性滑动将引起什么样的后果？减少弹性滑动可采取哪些措施？答：后果：（1）从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动比不准确；（2）传动效率降低；（3）会引起带的磨损；（4）会使带的温度升高。
措施：（1）增加张紧轮减小拉力差，同时增大当量摩擦系数，从而减小滑动率ε；（2）改用同步齿形带以完全消除；（3）增大摩擦力，例如采用多楔带、增大初拉力、改变轮槽角等。
3.带传动的打滑通常在什么情况下发生？打滑是发生在大带轮上还是小带轮上，为什么？答：当工作载荷超过限定值时就会发生打滑；随着有效圆周力的增大，弹性滑动带将会逐渐扩大，当扩大至整个圆弧段时即达到最大有效圆周力，若此时工作载荷进一步增大，则会发生带轮与带的全面滑动，即打滑。
小带轮的包角小于大带轮的包角，所以一般打滑发生在小带轮上。
4.（1）带传动的弹性滑动与打滑的区别是什么？答：（1）弹性滑动是指的是带传动工作时，带受到拉力而产生弹性变形，而紧边和松边的拉力不同，对应的弹性变形也不同，因而在主、从动轮边缘处会出现相对滑动的现象；打滑指的是带传动工作时所承受的工作载荷超过极限值时出现的带轮和带全面相对滑动的现象；（2）弹性滑动只发生在离开主从动轮的边缘处，而打滑发生在相对于全部包角的圆弧段上；（3）弹性打滑是带传动工作时的固有特性，是无法避免的，而打滑则是带传动失效，是可以避免的。
5.（1）带传动中为什么要限制带速、小带轮直径？答：带速过高，离心力过大，带速过低，带传动的工作效率则较低，易发生打滑；小带轮直径过小，承受的弯曲应力会过大，直径过大，则带传动的外廓尺寸会比较大。
机械设计基础考试试题及答案
《机械设计基础》试题一一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为( A ) A 零件 B.机构 C.构件 D.部件2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( B )A.转动副B.移动副C.球面副D.螺旋副3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( D )A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆 4.机构具有确定相对运动的条件是( A )A.机构的自由度数目等于主动件数目B.机构的自由度数目大于主动件数目C.机构的自由度数目小于主动件数目D.机构的自由度数目大于等于主动件数目 5.一般转速的滚动轴承计算准则为( C )A.进行静强度计算B.进行极限转速计算C.进行疲劳寿命计算D.进行热平衡计算 6.柴油机曲轴中部的轴承应采用( B )A.整体式滑动轴承B. 剖分式滑动轴承C.深沟球轴承D.圆锥滚子轴承 7.螺纹联接的自锁条件为( A )A.螺纹升角≤当量摩擦角B.螺纹升角>摩擦角C.螺纹升角≥摩擦角D.螺纹升角≥当量摩擦角 8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为( C ) A.σωω=-max min B. σωω=+max min2C. σωωω=-max min mD. σωωωω=-+max min max min9.铰链四杆机构的死点位置发生在( A )A.从动件与连杆共线位置B.从动件与机架共线位置C.主动件与连杆共线位置D.主动件与机架共线位置 10.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用( C )A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承 11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( A )A.对称循环B.脉动循环C.恒定不变D.非对称循环 12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用( C )A.圆型带传动B.同步带传动C.V 型带传动D.平型带传动13.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( B )A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( B ) A.螺栓联接 B.双头螺柱联接 C.螺钉联接 D.紧定螺钉联接 15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动( A )A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击 16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数Y FS 值有关的参数是( C ) A.工作齿宽b B.模数m C.齿数z D.压力角α 17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( B )A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部分18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是( B ) （注：下标t 表示端面，a 表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮） A.m t1=m a2, αt1=αa2,γ=β B.m a1=m t2, αa1=αt2,γ=β C.m t1=m a2, αt1=αa2,γ=-β D.m a1=m a2, αa1=αt2,γ=-β19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( D )A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器 20.带传动的主要失效形式是带的( A )A.疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲劳点蚀二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和受力情况。
《机械设计基础》考试参考试卷及答案
《机械设计基础》课程复习参考题2013年元月第一章概论一、填空题1、在完整的机构中由三类构件组成，分别为、和机架。
2、机械装置中是运动的单元体，是制造的单元体。
3、机械零件由于某种原因丧失正常工作能力称之为。
4、机器和机构总称为。
二、简答题1、机械零件常见的失效形式有哪些?2、机械零件常用的材料有哪些？第二章平面机构的运动简图及自由度一、填空题1、构件的自由度是指。
2、两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。
3、机构中的运动副是指。
4、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。
5、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与·机构自由度的关系是。
6、在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。
7、计算平面机构自由度的公式为Ｆ=，应用此公式时应注意判断：((A))铰链，((B))自由度，((C))约束。
8、机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。
二、选择题1、有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于。
(A) 0；(B) 1；(C) 22、原动件的自由度应为。
(A) 1；(B) +1；(C) 03、在机构中原动件数目机构自由度时，该机构具有确定的运动。
(A) 小于；(B) 等于；(C))大于。
4、计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会。
(A) 增多；(B) 减少；(C) 不变。
5、构件运动确定的条件是。
(A)自由度大于1；(B) 自由度大于零；(C) 自由度等于原动件数。
6、车轮在导轨上移动时，车轮与导轨间构成。
(A)转动副(B)移动副(C)高副7、平面机构中，如引入一个转动副，将带入个约束，保留个自由度。
(A)2，1 (B)1，2 (C)1，18、平面机构中，如引入一个高副，将带入个约束，保留个自由度。
《机械设计基础》习题及答案
机械设计基础复习题（一）一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号×1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。
( )2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。
( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。
( )4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。
( )5．带传动中，打滑现象是不可避免的。
( )6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。
( )7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。
( )8．平键的工作面是两个侧面。
( )9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。
( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。
（）11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。
( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。
( )13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。
( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。
( )15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。
( )16．周转轮系的自由度一定为1。
( )17．将通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面定义为中间平面。
( ) 18．代号为6205的滚动轴承，其内径为25mm。
( )19．在V带传动中，限制带轮最小直径主要是为了限制带的弯曲应力。
( ) 20．利用轴肩或轴环是最常用和最方便可靠的轴上固定方法。
( )二、填空题1．直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等，相等。
2．螺杆相对于螺母转过一周时，它们沿轴线方向相对移动的距离称为。
3．在V带传动设计中，为了限制带的弯曲应力，应对带轮的加以限制。
4．硬齿面齿轮常用渗碳淬火来得到，热处理后需要加工。
5．要将主动件的连续转动转换为从动件的间歇转动，可用机构。
6．轴上零件的轴向固定方法有、、、等。
7．常用的滑动轴承材料分为、、三类。
哈工大2013机械设计基础809专业课真题
一、1、对蜗杆分度圆直径和输入转速都确定的闭式蜗杆减速器，若增大蜗杆导程角，则蜗杆和蜗轮啮合齿廓间的相对滑动速度________，啮合效率________。
2、带传动中带绕过带轮产生的离心拉力主要与________和________有关，由此离心拉力引起的离心拉应力作用于________。
3、螺纹的公称直径是指螺纹的________径，螺纹副的自锁条件为______________________。
4、按有限寿命设计一组闭式圆柱减速器，两齿轮采用相通的材料和热处理，齿面硬度均为380HB，则应当先按齿轮的________强度进行设计，然后校核________强度。
由于________________，小齿轮的许用接触应力________大齿轮的许用接触应力，若实际工作时齿面发生点蚀失效，通常是________齿轮最先失效。
5、影响润滑油粘度的最主要因素是________。
L-AN32油在________（条件）下的________粘度为32cSt。
6、一批型号相同的深沟球轴承进行不同纯径向载荷下的疲劳寿命试验，当所加载荷大小恰等于其基本额定动负荷的10倍时，应该有________%的轴承的实际寿命不超过________。
7、普通平键的作用是实现轴与传动件轮毂间的________连接；若滑移齿轮轮毂需要轴向相对滑动，可以采用________连接。
二、1、以带绕过主动轮为例，说明为什么带传动中的弹性滑动不可避免？2、为提高承受变载荷的螺栓连接的强度，试给出四种具体的结构措施。
3、简述两相对运动表面间形成液体动压润滑的必要条件，并绘图表明稳定工作的液体东亚径向滑动轴承的轴心位置与轴的转动方向和载荷方向的关系。
4、和同直径的普通粗牙螺纹相比，说明细牙螺纹的性能和应用特点。
5、影响摩擦型带传动最大有效圆周力的因素有哪些？张紧轮装置的主要作用是什么？三、（8分）图示四杆机构中，构件1为原动件，以减速度s /rad 101=ω，做匀速运动，已知：mm l AD 60=。
哈尔滨工程大学机械设计基础 第十章 连接简答题
第七章连接1.根据螺纹的旋向不同，螺纹可以分为几种？答：左旋螺纹和右旋螺纹。
2.（1）常见螺纹是右旋还是左旋，是单线还是多线，为什么？答：机械制造中一般采用右旋螺纹，有特殊要求时才使用左旋螺纹。
为了制造方便，一般螺纹的线数不超过4。
3.（1）组成螺纹副的外螺纹和内螺纹需满足什么条件？答：牙型相同，公称直径相同，线数相同，旋向相同，螺距相同。
4.（1）分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。
答：普通螺纹的自锁性好、强度高，用于连接；梯形螺纹的效率比矩形螺纹略低，但牙根强度较高、易于对中，且磨损后能补偿，普遍用于螺纹传动。
5.（1）常用螺纹的类型主要有哪些？答：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、梯形螺纹。
6.哪些螺纹主要用于连接，哪些螺纹主要用于传动？答：普通螺纹和管螺纹主要用于连接，梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹一般用于传动。
7.为什么连接螺纹一定是单线三角螺纹，而传动螺纹是梯形、矩形、锯齿形螺纹？答：因为三角形螺纹的牙型角大、自锁性好；而梯形、矩形、锯齿形螺纹牙型角小、效率高，更适用于传动。
8.（1）螺纹连接的基本类型有哪些？答：螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧钉螺顶连接、T形槽螺栓连接等。
9.（1）试指出普通螺栓连接、双头圆螺柱连接和螺钉连接的结构特点，以及各用在什么场合？答：结构特点：普通螺栓连接被连接件上开有通孔，螺柱一端配有螺母；双头螺柱连接被连接件之一开有通孔，另一连接件（较厚件）上开有螺纹孔（盲孔），螺柱一端配有螺母；螺钉连接被连接件之一开有通孔，另一连接件（较厚件）开有螺纹孔（盲孔），不需要螺母。
应用场合：普通螺栓连接适用于被连接件可以开通孔的场合，而双头螺柱连接和螺钉连接适用于被连接之一较厚，不易开通孔的场合；双头螺栓连接和螺钉连接，前者更适用于经常拆卸的场合，后者适用于不经常拆卸的场合。
10.（1）常用的螺纹紧固件有哪些？答：螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈等。
哈尔滨工业大学机械考研真题(13-22年)
4.如下图所示直齿圆柱齿轮齿根弯曲应力计算力学模型，试推导齿根弯曲疲劳强度校核计算公式并说明公式中主要系数的物理意义。
5.简述齿轮传动强度计算中齿宽系数对齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的影响及如何选择齿宽系数。
五、（14 分）如图所示的凸轮机构，其凸轮廓线的AB 段是以 C 为圆心的一段圆弧，凸轮以角速度ω匀速回转。
1.写出基圆半径的表达式，并画出基圆。
2.在图中标出图示位置的凸轮转角δ、推杆的位移s、机构的压力角α3.求图示位置时推杆的速度。
六、（10 分）一堆标准渐开线直齿圆柱齿轮，正确安装后中心距为144mm，其齿数为Z = 24, Z= 120 ，分度圆压力角α= 20 , h* = 1, c* = 0.25 ，试求：1 2 a1.齿轮2 的模数m2 及其在分度圆上的齿厚S22.求齿轮1 的齿顶圆处压力角αa13.如已求得他们的实际啮合线长度B1B2=10.3mm，试计算齿轮的重合度。
4.说明该齿轮能否实现连续传动。
七、（14 分）如图 1 所示，各轮均为标准齿轮，已知各齿轮齿数Z1 = 18, Z1' = 80, Z2 = 20,Z3 = 36, Z3'= 24, Z4= 70, Z4'= 80, Z5= 50, Z6= 2, Z7= 58 。
试求：1.传动比i172.已知轮1 的转向如图所示，请标出轮7 的转向。
2八、（12 分）如图所示牛头刨床中，齿轮 1 安装在电机轴上，其平均转速为n 1 = 1450r / min ， 各轮的齿数为： Z 1 = 20, Z 2 = 58, Z 2 ' = 25, Z 3 = 100 。
刨床一个工作循环（AB 转一周）有工作行程和空回行程，并认为工作行程期间曲柄 AB 以其最小角速度匀速转动，空回行程期间曲柄 AB 以最大角速度匀速转动。
工作行程消耗的功率为 P 1=3.677KW ，空回行程消耗的功率为 P 2=0.3677KW ，空回行程对应的曲柄 AB 转角为θ = 120 。
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（3 分）
（2）
将式（1）代入式（2）解得：
i16 = n1 41 = − n6 29
（2 分）
6
（3）
由蜗杆 6 和蜗轮 7 组成定轴轮系有：
i= 67 n6 z7 58 = = = 29 （2 分） n7 z6 2
哈尔滨工业大学
硕士研究生入学考试试题答案
机械制造及其自动化、机械电子工程
考试科目：_机械设计基础__ 考试科目代码：[ 839 ]
报考专业：__________________ 机械设计及理论、航空宇航制造工程
一 填空题（每空 1 分，共 20 分） 1. 螺纹连接和螺旋传动的设计中螺纹工作圈数不宜超过 10 圈是为了避免螺 纹牙上载荷分布不均的现象。 2. 在近乎水平布置的带传动中应将松边放在上侧是为了 增大传动包角 。
2. 某凸缘联轴器分别采用普通螺栓和铰制孔用螺栓连接两个半联轴器，试选
10
择螺栓类型补充完成螺栓连接处结构图（8 分） ； 上）
（请将图画在答题纸
评分标准： 结构如下图 左图采用普通螺栓 2 分，被连接件通孔 1 分，其它螺纹结构要素 1 分 右图采用铰制孔螺栓 2 分，被连接件配合孔 1 分，其它螺纹结构要素 1 分
答：齿宽系数大时，齿面接触应力和齿根弯曲应力都减小，承载能力提高； （2 分） 但载荷沿齿向分布不均匀（1 分） 。根据齿轮布置位置和齿面软硬程 度选取。 （2 分）
三、
四、解： 由曲柄存在条件可知：
4
(3 分) 令 时，可求得
LAD=312.48mm
（2 分）
而对应此杆长，最大传动角（钝角情况）为 可见符合要求 令
效率最高，梯形螺纹次之，普通螺纹传动效率最低。
2. 简述普通 V 带传动中单根普通 V 带所能传递的基本额定功率 P0 的意义及 影响其数值的主要因素。 （5 分） 答：带既不打滑又有一定疲劳强度条件下，在载荷平稳、特定带长、传动比 为 1，特定强化层条件下单根 V 所能带传递的功率为基本额定功率。 （2 分） 影响主要因素包括带的型号（1 分） ，带的速度（1 分） ，带轮直径（1 分）等。
2
3. 下图所示为齿轮传动布置的两种方案，已知转矩由 T1 处输入。试分析两种 方案哪种方案布置更合理并给出理由。 （5 分）
（a）
(b)
答： （a）更合理（2 分） 。轴的弯曲变形和扭转变形的综合作用可使载荷分布 不均匀状况得到改善，降低齿向载荷分布系数。 （3 分）
4. 如下图所示直齿圆柱齿轮齿根弯曲应力计算力学模型，试推导齿根弯曲疲 劳强度校核计算公式并说明公式中主要系数的物理意义。 （5 分）
= J Fo
∆W max
δωm
2
(kg ⋅ m 2 )； − J 0= 127.5
ω3 2 J= ( ) 0.95 (kg ⋅ m 2 ) FA ω1
（2 分） （1 分）
= P 3. 1
M = w 2364(w ) d m
九．分析计算题 （15 分） 如下图所示，某轴系部件由 7210 AC 型轴承支撑，轴承所受径向载荷分别为 Fr1= 3000 N，Fr2= 4000 N，传动件作用到轴上的轴向载荷为 Fa=3300 N。两端 轴承端盖均采用 M6 普通螺栓连接，螺栓数量为 Z=6，连接螺栓中心圆直径为 D=120 mm，初始预紧力为 F′=1500 N，被连接件刚度为连接螺栓刚度 2 倍。 连接螺栓的许用应力为[σ]=100 MPa。 1）计算分析所用连接螺栓强度是否满足要求。 2）分析可否将连接螺栓预紧力降为 F′=500 N。 3）计算滚动轴承 1 的当量动载荷。
十 结构设计题（共 20 分）
9
1. 某传动中间轴系采用一端游动一端固定结构，已知固定端和游动端支承均 采用深沟球轴承，试完成相应轴系结构设计。省略中间传动件结构（12 分） 。 （请将图画在答题纸上）
正确答案如下图： （15—20 分钟）
采分点： 固定端轴承轴肩与端盖固定：2 分 ； 固定端圆螺母与轴承座挡边固定： 4 分； 游动端轴承两点固定和游动间隙：2 分； 两端轴承端盖结构：2 分； 轴承游隙调整：2 分。
（4）
由式（3）和式（4）解得： i17 =
n1 = −41 n7
（1 分） （2 分）
轮 7 的转向采用左手定则确定为顺时针转向
八、解：由于忽略所有活动构件的质量和转动惯量， J FA = 公式中， J 0 =0；电机轴的角速度为：
= ω1 2π n1 = 60 145 π； 3
′ z1z2 = z2z3 25 π 6
1
准则是维持边界摩擦状态。 10. 润滑油的动力粘度的单位是 Pa.S 或 N.s/m2 , 其物理意义为使长宽高各为 1m 的流体顶面流层相对底面流层产生 1m/s 的运动速度，所需要的外力为 1N 时，流体的粘度为 1 N.s/m2 。
二．简答题 （每题 5 分，共 25 分） 1. 试根据螺纹牙型分析比较普通螺纹、矩形螺纹和梯形螺纹的自锁性能及传 动效率的高低。 （5 分） 答：普通螺纹牙型角 60 度，牙侧角 30 度；梯形螺纹牙型角 30 度，牙侧角 15 度；矩形螺纹牙型角和牙侧角均为 0 度。 （1.5 分） 自锁要求为螺旋升角小于当量摩擦角。 当量摩擦系数为 f/cosβ, 则牙侧角越大当量摩擦角越大，牙型自锁能力越高。 故普通螺纹自锁性能最好，矩形螺纹自锁性能最差。 传动效率 ，牙侧角越大传动效率越高，故矩形螺纹
7. 滚动轴承的基本代号包括 类型代号 、 尺寸系列代号和内径代号 三部分。 答案无顺序 8. 滚动轴承的设计计算准则中对于转动的滚动轴承主要进行寿命计算，对于 不转动、低速或摆动的轴承，主要是进行静强度计算。 9. 按照摩擦状态的分类，非液体摩擦滑动轴承一般工作在混合摩擦状态下， 其主要失效形式是磨损，严重是也发生胶合；非液体摩擦滑动轴承的设计
C
d
5
六、
、5 和 4 - 4′ 组成的定轴轮系有： 七、解： 由 1（ 1′ ）
3′
1′
3 2
4′
7
n1
1 4
6
5
n1 z 80 = − 4′ = − = −1 i14 = n4 z1′ 80 从而有： n4 = −n1
（3 分） （1）
（1 分） i14 的符号由画箭头方法确定。 由齿轮 1、2、3- 3′ 、4 和系杆 6 组成差动轮系有：
288.1 (N ⋅ m )
= M r2
P ωmax
2 =
27.4(N ⋅ m )
（3 分）
= Md
M r1 ×
4π 2π + M r2 × + 3 3 = 2π
201.2 (N ⋅ m )
∆W max = (M r 1 − M d ) ×
4π = 1092.2 (N ⋅ m ) 3
7
2. J FA=
11
3
答：
（2 分） YF-齿形系数，反映轮齿几何形状的影响； （1 分） YS 应力修正系数，考虑过渡圆角处应力集中和其它应力影响； （1 分） Yε-重合度系数，考虑载荷作用位置和重合度影响。 （1 分） 5. 简述齿轮传动强度计算中齿宽系数对齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强 度的影响及如何选择齿宽系数。 （5 分）
3. 普通 V 带传动中带的型号可根据 设计功率 和 小带轮转速 由选型图中 选取。 4. 普通 V 带传动中 V 带两侧面的夹角与 V 带轮槽角二者中带侧面夹角更大。 5. 斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件包括 法面模数相等 、 法面分度圆压力 角相等 和 螺旋角相等且旋向相反（字母表示也可）答案无顺序 6. 某轴与轮毂采用 A 型普通平键连接，键的剖面尺寸 b×h 按 由标准中选定，键的公称长度为 L，则实际键的工作长度为 。 轴的直径 L-b 。
8
解： 轴承内部轴向力 Fs1=0.7×Fr1=0.7×3000=2100 N, 方向向右； (2 分) Fs2=0.7×Fr2=0.7×4000=2800 N, 方向向左；(2 分) 轴承承受轴向力 Fa1=Fs1=2100N, Fa2= Fs1+FA= 2100+3300=5400 N (1.5 分) (1.5 分)
∆W max
2 δωm
− J0， （1 分）
ω ω ω1 = = 3 m
（2 分）
ωm =
δ =
ωmax + ωmin
2
ωmax − ωmin ωm
ωmax = 1.025ωm
ωmin = 0.975ωm
= M r1
（3 分）
P ωmin
1 =
3.677 × 1000 = 25 π 0.975 × 6 0.3677 × 1000 = 25 π 1.02D=363.52mm
(2 分)
而对应此杆长，最小传动角为
符合要求 所以 （2 分） （1 分）
五、解：
(1) 基圆半径的表达式为 r0= R + r ，基圆见图； （3 分） （2）如图所示； （6 分） （3） v = dω ，方向向上。 （3 分）
e
r
s
A R
α
d
B
ω
O
r
左侧螺栓承受的总轴向工作载荷为 F1=2100N, 右侧螺栓承受的总轴向工 作载荷为 F2=5400 N. 按照右侧螺栓设计。 右侧螺栓承受总工作拉力 F0=F’+Cb/(Cb+Cm)*（F2/Z）=1500+5400/3/6=1800 N (2 分) 螺栓小径为 =[ 4×1.3×1800/(3.14×100)]1/2=5.46 mm 故采用 M8 螺栓连接强度能够满足要求。 2） F’’=F’-Cm/(Cb+Cm)*F2=500-5400*2/3/6=500-600=-100 不能将连接螺栓预紧力降到 500N. 3) Fa1/Fr1=2100/3000=0.7>e=0.68 P1=XFr1+YFa1=0.41×3000+0.87×2100= (1.5 分) (1.5 分) (2 分) (1 分)