1 / 6东 北 大 学 继 续 教 育 学 院机械设计 复习题 一、简答题1．普通螺纹连接常需要根据需要采用不同的防松措施，按防松原理，螺纹连接的防松方法可分为哪几类？每类举 1 例说明。答：防松方法：摩擦防松弹簧垫圈、双螺母、椭圆口自锁螺母 机械防松开口销与槽形螺母、圆螺母止动垫圈 破坏螺纹副的关系冲点法、端焊法、粘结法2．链传动设计中，链节距 p 的选择原则什么？答：链节距 p 越大，链条承载能力越大。但 p 过大，运动不均匀性和冲击越严重。设计链传动时，在满足传递功率的条件下，应尽量取较小的节距。因为小节距和多齿数的链传动比大节距少齿数的链传动产生的噪音和振动要小。3．已知某 V 带传动如图，主动轮 1 和从动轮 2 上绘出带传动中的动角α'和静角α''的位置，并指出工作时通过A1、 B1、 C1、 A2、 B2及C2点处的速度变化情况。答：课程名称: 机械设计 2 / 6各点速度的变化情况如下表所示。点位A1B1C1A2B2C2带速V1V1V2V1V2V24. 有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为 200~240HBS 的齿轮工作表面出现小的凹坑。试问：①这是什么现象？②如何判断该齿轮是否可以继续使用？③应采取什么样的措施？答：①已开始出现齿面疲劳点蚀，但因出现小的凹坑，故属于早期点蚀。②如果早期点蚀不再发展成破坏性点蚀，则该齿轮仍然可以继续使用。③采用高黏度的润滑油或加极压添加剂于润滑油中，均可以提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。二、计算题某钢制零件，该材料的σB=770 N/mm2，σS=400 N/mm2，σ−1=250 N/mm2。工作中承受对称循环变应力，其最大工作应力为σmax=80 N/mm2，kσ=1 .65，81.0，kσ=1 .65，N0=107，零件的材料常数m'=5 .94。求：N=106时的安全系数。解：σ−1 c=εσβkσσ−1=0 .81×0 . 951 . 65×250=116 . 6 N/mm2 σ−1( 106)c=σ−1 cm'¿N0N=116 . 65 .94¿107106√=171 .8N/mm2¿√¿¿ S=σ−1(106) cσa=171 . 880=2. 15三、计算题某普通螺栓联接中，螺栓所受预紧力为Qp，轴向工作载荷为 F，剩余预紧力为Qp¿，螺栓总拉力为Q，螺栓刚度为CL，被联接件刚度为CF，ΔF =CLCL+CFF。试分析：（1）画出受轴向工作载荷的紧螺栓联接工作时的力—变形关系图。 （2）在 F 和Qp¿不变的情况下，如何提高螺栓的疲劳强度？课程名称: 机械设计 3 / 6解：（1）（2）在 F 和Qp¿不变的情况下，提高螺栓疲劳强度的措施有①降低螺栓的刚度；②提高被联接件的刚度；③降低螺栓刚度的同时提高被联接件的刚度。四、计算题图 示 为 齿 轮 轴 简 图 。 用 一 对 7307AC 型 角 接 触 球 轴 承 支 撑 ， 轴 承 所 受 径 向 载 荷R1= 4000 N，R2= 4250 N，轴向外载荷FA= 560 N，轴的工作转速n=960 r /min，工作温度低于 120℃，冲击载荷系数fd=1 .5。轴承的数据为C=34200 N，e=0 . 68，派 生 轴 向 力S=0 . 68 R。 当A / R≤e时 ，X =1. 0，Y =0； 当A / R>e时 ，X =0 . 41，Y =0 . 87。试求：（1）该轴承的当量动载荷 P1和 P2。 （2）若轴承的预期寿命为 10000 h，问该轴承是否满足要求，若不满足要求可采用那些措施提高轴承的寿命。解：（1）计算轴承的寿命课程名称: 机械设计 4 / 6① 计算派生轴向力S1、S2S1= 0 .68 R1=0 . 68×4000=2720 NS2= 0 .68 R2=0 . 68×4250=2890 N② 计算轴向载荷A1、A2A1= max {S1， S2−FA}=2720 NA2= max {S1+FA， S2}=3280 N③ 计算当量动载荷P1、P2A1R1=27204000=0 . 68=e， X1=1 . 0 ,Y1=0A2R2=32804250=0 . 77>e ， X2=0 . 41 ,Y2=0 . 87 P1=fd( X1R1+Y1A1)=1 . 5×1×4000=6000 NP2=fd( X2R2+Y2A2)=1. 5×(0 . 41×4250+0 . 87×3280 )=6894 . 15 N （2）计算轴承寿命L10 h P1<P2，故按照轴承 2 计算，ε=3L10 h=10660 n(ftCP2)ε=10660×960(1×342006894 .15)3=2119 . 40 h轴承计算寿命L10 h<10 000，不能满足寿命要求。 措施：①改变轴承的类型；②改变轴承的直径系列五、分析题图示为锥齿轮斜齿圆柱齿轮减速器。已知高速级传动比i1=2，输入轴转速为n1，转矩为T1，其中轴承效率为η1，齿轮传动效率为η2（设η1=η2=1），低速级为斜齿圆柱齿轮。（1）画出Ⅱ、Ⅲ轴转向；（2）为使Ⅱ轴上轴承所受的轴向力较小，画出 3、4 齿轮轮齿的螺旋线方向；（3）画出Ⅱ轴上齿轮 2、3 两轮啮合点处的受力分析；课程名称: 机械设计 5 / 6（4）低速级斜齿轮轮齿螺旋角β为多少时，Ⅱ轴上轴承所受轴向力能完全抵消（只需列出计算式）锥齿轮 2 的大端分度圆直径d2，斜齿轮 3 的分度圆直径为d3。解：（1）、（2）和（3）（4）若要轴向力完全抵销，则有 |Fa2|=|Fa 3| Fa2=Ft2tan α⋅sin δ2 Fa3=Ft3tan β3 tan β3=Ft 2Ft 3tan α⋅sin δ2由转矩平衡条件得 Ft 2dm 22=Ft 3d32，即Ft 2Ft 3=d3dm 2又cos δ2=1√1+u2=1√1+i2=1√1+22=1√5sin δ2=√1−cos2δ2=√1−(1/√5)2=2√5所以，β3=arctan(2√5 d35(1−0 .5 ϕR)d2tan α)六、结构题课程名称: 机械设计 6 / 6图示为某减速器的输出轴系结构图。其中齿轮工作中采用油润滑润滑，滚动轴承采用脂润滑。请指出其中的结构错误，并说明原因。答：错误 1 键轴上两个键槽不在同一母线上错误 2 左轴承盖与轴直接接触错误 3 左轴承盖与箱体无调整密封垫片错误 4 轴套超过轴承内圈定位过高错误 5 齿轮所处轴段长度过长，出现过定位，齿轮定位不可靠错误 6 键顶部与轮毂接触错误 7 无挡油盘错误 8 两轴承盖的端面处应减少加工面课程名称: 机械设计