09机械设计.doc

A 简答题 1、设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数m=5mm，小、大齿轮的参数分别为：应力修正系数YSa1=1.56, YSa2=1.76；齿形系数YFa1=2.8, YFa2=2.28；许用应力，314MPa，314MPa。已算得小齿轮的齿根弯曲应力306MPa。 试问： （1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大？ （2）两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？ 解： （1）由 且因71.88671.272，故小齿轮的弯曲疲劳强度大。 （2）已知：=306MPa=314MPa，故小齿轮的弯曲疲劳强度满足要求。而 结论：两齿轮的弯曲强度均满足要求。 2、图为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。试问： 低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间 轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ 低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使 轴Ⅱ轴上轴向力相互抵？ 解： （1）轴Ⅱ上小齿轮为左旋；Ⅲ轴上大齿轮为左旋。 （2）若要求Ⅱ轴上轮1、2的轴向力能互相抵消，则必须满足下式： Fa1=Fa2 即 由中间轴的力矩平衡，得 则 得 则 3、如图所示，采用张紧轮将带张紧，小带轮为主动轮。在图a、b、c、d、e、f、g和h所示的八种张紧轮的布置方式中，指出哪些是合理的，哪些是不合理的？为什么？（注：最小轮为张紧轮。） 答： （1）张紧轮一般应放在松边内侧，使带只受单向弯曲（避免了反向弯曲降低带的寿命）。同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。故图a、b、c、d四种布置中，图b最合理。 （2）此外，张紧轮也宜安装于松边外侧并靠近小带轮，这样可增大包角。故图e、f、g、h四种布置中，图e最合理。 4、为什么螺纹连接常需要防松?按防松原理，螺纹连接的防松方法可分为哪几类?试举例说明。 答：螺纹连接在冲击、振动或变载荷作用下会出现螺旋副间摩擦力减小或瞬间消失，使连接松脱，影响正常运转，所以必须采取有效的防松措施。 可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋副运动关系防松三种。 摩擦防松有对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母； 机械防松有止动垫圈、开口销与六角开槽螺母、串联钢丝； 破坏螺旋副运动关系有铆合、冲点、胶粘。 5、试说明轴承代号6210的主要含义。 答：内径50mm的轻窄系列深沟球轴承。 计算题： 1、有一受预紧力和轴向工作载荷F=1 000 N作用的紧螺栓连接，已知预紧力=1 000N，螺栓的刚度Cb与被连接件的刚度Cm相等。试计算该螺栓所受的总拉力F0和残余预紧力F″。在预紧力不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少? 解： 或 为保证被连接件间不出现缝隙，则≥0。由 ≥0 得 F ≤ 所以 B 简答题 1、试分析下图所示四种摩擦副，在摩擦面间哪些摩擦副不能形成油膜压力，为什么？（为相对运动速度，油有一定的粘度。） 答：a）不能，因为两板平行； b）不能，润滑油应由大口进、小口出才行； c）可以。 d）不能，润滑油没有足够的速度。 2、为什么螺纹连接常需要防松?按防松原理，螺纹连接的防松方法可分为哪几类?试举例说明。 答：螺纹连接在冲击、振动或变载荷作用下会出现螺旋副间摩擦力减小或瞬间消失，使连接松脱，影响正常运转，所以必须采取有效的防松措施。 可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋副运动关系防松三种。 摩擦防松有对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母； 机械防松有止动垫圈、开口销与六角开槽螺母、串联钢丝； 破坏螺旋副运动关系有铆合、冲点、胶粘。 3、推力球轴承为何不宜用于高速？ 答：推力轴承的极限转速很低，不适用于高速场合。当工作转速高时，若轴向力不大，可以采用角接触球轴承承受纯轴向力。 4、蜗杆传动中为何常用蜗杆为主动件？蜗轮能否作主动件？为什么？ 答：从理论上讲，蜗轮可以做主动件，但在实践中很少这样用，因为蜗轮做主动件时效率很低且为增速传动。 5、为什么一对软齿面齿轮的材料与热处理硬度不应完全相同？这时大、小齿轮的硬度差值多少才合适？硬齿面是否也要求硬度差？ 答：软齿面齿轮的主要实效形式为点蚀，由于小齿轮轮齿参与啮合的次数多，为保证大、小齿轮有相近的接触疲劳寿命，小齿轮的材料、热处理工艺应比大齿轮好，且小齿轮齿面硬度应比大齿轮高30～50HBS。硬齿面齿轮的主要失效形式不是点蚀，所以不需要硬度差。 计算题： 图示为一圆盘锯，锯片直径D=500 mm，用螺母将其夹紧在压板中间。已知锯片外圆上的工作阻力Ft=400N，压板和锯片间的摩擦系数f=0.15，压板的平均直径D0=150mm，可靠性系数Ks=1.2，轴