科大复试试题04.doc

2004 研究生入学考试试卷标准答案 一判断题1. 一对相啮合的零件在啮合点处的接触应力相等。 （ T ）2润滑油的粘度越低，点蚀失效发展越快。 （ T ）3流体动力润滑与流体静力润滑中压力油膜的建立都与两摩擦表面间的相对速度有关。 （ F ）4设计悬置螺母的目的是使螺母和螺栓旋合部分的变形成为拉伸变形。（ T ）5当轴做单向回转时，平键的工作面只有一个侧面。（ F ）6带的离心应力只发生在做圆周运动的那一部分带中。（ F ）7带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。（ F ）8链传动设计中，一般推荐大链轮齿数不超过120，这是为了限制传动比。 （ F ）9设计闭式硬齿面齿轮传动时，当直径d1一定时，应取较多的齿数和较小的模数。 （ F ）10变位蜗杆传动中，蜗轮分度圆与其节圆重合，而蜗杆分度圆与其节圆分离。 （ T ）二、选择题(每小题2分，共30分)1从经济方面考虑，单件生产的箱体最好采用_D_。A. 灰铸铁铸造B. 铸铜铸造；C. 钢板毛坯；D. 钢板焊接2下列四种叙述中，_D_是正确的。A. 变应力只能由变载荷产生B. 静载荷不能产生变应力C. 变应力是由静载荷产生的D.变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生3两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为_B_摩擦。A. 液体B. 边界C. 混合D.干4当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔且需要经常拆装时，往往采用_C_联接。A. 螺栓B. 螺钉C. 双头螺柱D. 紧定螺钉5某汽缸盖螺栓联接，若气缸内气体压力在0-2MPa之间变化，则气缸盖联接螺栓的应力类型为：_A_变应力。A. 非对称循环B. 脉动循环C. 对称循环D. 非稳定循环6设计链传动时，链节数最好取_A_。A. 偶数B. 奇数C. 质数D. 链轮齿数的整数倍数7键的剖面尺寸通常是根据_D_按标准来选择。A. 传递转矩的大小B. 传递功率的大小C.轮毂的长度D轴的直径8带传动中，v1为主动轮圆周速度，v2为从动轮圆周速度，v为带速，这些速度之间存在的关系是_B_。A. v1 = v2 = vB. v1 v v2C. v1 v v29带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为_D_。A.带的材料不符合虎克定律B.带容易变形和磨损C.带在带轮上打滑D.带的弹性滑动10在机械传动中，传动效率最高、结构紧凑、功率和速度适用范围最广的是_C_。A. 带传动B. 摩擦轮传动C. 齿轮传动D.链传动11链传动中p表示链条的节距、z表示链轮的齿数。当转速一定时，要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷，应_D_。A. 增大p和zB. 增大p、减小zC. 减小p和zD. 减小p、增大z12为了降低齿轮传动中齿向载荷分布不均匀的程度，可以_C_。A. 增大重合度B. 进行轮齿齿顶修缘C. 将轮齿作鼓形修整D. 降低齿轮支承系统的刚度13为了减少加工蜗轮滚刀的数目，有利于刀具标准化，规定_A_为标准值。A. 蜗杆分度圆直径B. 蜗轮分度圆直径C. 蜗杆头数D.蜗轮齿数14设计液体动压向心滑动轴承时，若发现最小油膜厚度hmin不够大，下列改进措施中，最有效的是_B_。A. 增大相对间隙B. 增大供油量C. 减小轴承的宽径比B/dD. 换用粘度较低的润滑油15.滚动轴承采用轴向预紧的主要目的是_A_。A. 提高轴承的旋转精度B. 提高轴承的承载能力C. 降低轴承的运转噪声D. 防止轴在冲击振动下发生窜动三、填空题（每小题分，共分）1V带传动设计中，小带轮直径不宜过小是因为(小带轮直径过小时，带横截面上的弯曲应力过大，带的疲劳寿命过低)；传动比不宜过大是因为 （传动比过大时，小轮包角过小，极限摩擦力过小）；带的根数不宜过多是因为（带的根数过多时，各根之间受力不均匀性增加）。2蜗杆传动中取标准值的参数有（m、d1、a、ha*、c*），蜗杆传动的失效常发生在（蜗轮）上，蜗轮材料常选用（青铜、铸铁）。3工作过程中既受到扭矩又受到弯矩作用的轴称为(转轴)，对于这类轴进行强度分析时，应按照(弯扭合成条件)进行计算。4在轴的强度计算中，当量弯矩公式Me=M2+(T)21/2中，的含义是（考虑弯曲应力与扭剪应力的循环特性不同引入的折合系数（等效系数）；对于一般转轴=（0.6）。 5滚动轴承组成的支承结构中，两端固定适用于（温度变化不大的短轴）；一端固定，一端游动适用于（温度变化较大的长轴）；两端游动适用于（人字齿轮轴的从动轴）。6普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接在结构上的区别是（普通螺栓联接杆与孔之间有间隙，铰制孔用螺栓联接杆与孔之间多为过渡配合，同时螺纹余留长度不同）,在受力和失效上的区别是（普通螺栓受拉力，失效是拉断；铰制孔用螺栓受挤压和剪切力，失效是压溃和剪断）。7滚动轴承代号为30315（老代号为7315E），其类型为(圆锥滚子)轴承，内径为(75)mm，直径系列为(中系列)系列。8任举两种无弹性元件的挠性联轴器（十字滑块联轴器）、（齿式联轴器），任举两种有弹性元件的挠性联轴器（弹性套柱销联轴器）、（弹性柱销联轴器）。9滑动轴承中形成液体动压润滑的条件是（轴颈与轴瓦之间要有一定的相对速度）、（要有充足的具有一定粘度的润滑油供应）、（要经过液体动压润滑计算）。10滑动轴承主要应用于下列场合（高速高精度、剖分式结构、低速低精度、冲击振动场合）。四、简答题（每小题5分，共20分）1在受轴向变载荷条件下，提高紧螺栓联接疲劳强度的具体措施有哪些？答：提高紧螺栓联接疲劳强度的措施有：1）减小螺栓刚度，如采用柔性螺栓、增加螺栓长度、螺母下加弹性垫片等。2）增加被联件刚度，如增加被联件厚度、被联件之间密封时不采用弹性垫片等。3）采用合理的制造工艺，如用滚压螺栓代替车制螺栓、对螺栓进行强化及相应的热处理。2对一般参数闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，按接触疲劳强度确定分度圆直径后，选择齿数和模数的原则是什么？其原因是什么？答：选择齿数和模数的原则是：模数要取得适当小，齿数要取得适当多。原因是：1）模数取得适当小（当然要满足弯曲强度要求），齿坯小，节省材料；齿槽小，金属切削量小，节省加工费用；轮齿小，齿顶和齿根的滑动小、摩擦小、效率高。2）齿数取得适当多，齿数多，重合度大，传动平稳性高。3分析比较轴的三种强度计算方法的主要特点、使用条件和应用范围。答：轴的三种强度计算方法的主要特点、使用条件和应用范围是：1)按扭转强度条件计算，只考虑扭矩，适用于计算传动轴和用于初步估算转轴(弯矩的影响用降低许用剪应力来考虑)。2)按弯扭合成强度条件计算，同时考虑弯矩和扭矩的作用，适用于转轴的初步结构设计已经完成，然后进行校核转轴。对于一般转轴可作为最后计算。3）按疲劳强度条件进行精确校核，它比方法二更为精确是因为：该方法考虑了轴危险剖面处的应力集中、表面状态、尺寸大小及表面强化等因素，对于重要的轴应采用此方法计算。 4何谓滚动轴承的基本额定寿命？基本额定动载荷和当量动载荷？如滚动轴承的当量动载荷等于其基本额定动载荷，则它的基本额定寿命为多少转？ 答：1）滚动轴承的基本额定寿命是：一批近于相同的轴承在相同的条件下进行实验，其中90%的轴承不发生点蚀破坏前的总转数或一定转速下的运转小时数。2）基本额定动载荷是：使滚动轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用C表示。3）当量动载荷P是一假想的载荷，在P作用下与在复合载荷作用下，滚动轴承的基本额定寿命相同。4）当P=C时，滚动轴承的基本额定寿命为106转。五、分析计算题（每题12分，共60分）1试用解析法求某发动机连杆的安全系数。连杆在危险剖面处的直径d=70mm。当气缸发火时，连杆受到压力500KN，在吸气时，则受到拉力120KN。连杆表面精磨并用优质碳钢制造，危险剖面处的综合影响系数K=1.5，设寿命系数KN=1.2。连杆材料的等效系数，极限应力如下：。解：1）确定max、min、m、a(6分),2）确定等效系数和安全系数S(6分)答：连杆在危险剖面处的安全系数S=2.28。2一钢制液压油缸，缸内压力p=3MPa(静载荷)，油缸内径D=125mm，缸盖由8个M16的双头螺柱(小径1=13.835mm)联接在缸体上。双头螺柱刚度Cb与缸体缸盖的刚度Cm之比为1/4，双头螺柱材料的许用应力=200Mpa。若根据联接的紧密性要求，要求残余预紧力F11.5F(F为每个双头螺柱的工作载荷)。试问：预紧力F0应控制在什么范围内才能满足此联接的要求？解：1）计算单个螺柱的工作载荷F （2分） 2）计算强度允许的螺柱的最大总载荷F2（2分）3）求预紧力F0的允许范围 因为F1=F0-CmF/(Cb+Cm)1.5F所以F01.5F+Cm/(Cb+Cm)F=1.5F+(4/5)F=2.3F=10585N (4分)答：预紧力F0的允许范围是：10585NF022208N。3设有一对标准直齿圆柱齿轮减速传动，模数m=6mm，齿数Z1=20，Z2=80，齿宽b=40mm，为了缩小中心距，要改用模数m=4mm的一对标准直齿圆柱齿轮来代替它。设小齿轮转速n1、传递的功率P1、载荷系数K、齿数Z1，Z2、齿轮材料、热处理方式和硬度均保持不变。并设寿命系数KN=1。试求：为了保持原有的接触强度不变，代用齿轮应取多大的齿宽b=？代用齿轮的弯曲强度有无变化？为什么？解：1）（8分）原齿轮中心距原齿宽 b=40mm；现齿轮中心距现齿宽b，因为原齿轮所以现齿轮根据题意知：u、ZE、ZH、K、T1、H均不变。则有解得：b=90mm 根据题意知：K、T1、YFa、YSa、F均不变。同时原齿轮dm3=b/d1m3=40/120*63=72现齿轮dm3=b/d1m3=90/80*43=72答：代替齿轮的齿宽b=90mm，代替前后齿轮弯曲强度不变。 4图示转轴采用一对32207滚动轴承两端单向固定支承，轴上作用的径向载荷F=6000N，由轴承手册知：32207轴承，Fa/Fre时，x=0.4，y=1.6；Fa/Fre 时，x=1，y=0，e=0.37，派生轴向力Fd=Fr/(2y)，轴承载荷系数fp=1.0 ，温度系数ft=1.0。求：当轴上轴向载荷FA=1000N时（方向如图示），两轴承的轴向载荷Fa、Fa，当量动载荷P、P。当FA=0时，两轴承的Fa、Fa和P、P。 解：1）先求轴承、的径向载荷FrI、FrII；派生轴向力FdI、FdII。解得FrI=2000N，FrII=4000N，FdI=FrI/（2Y）=2000/(2*1.6)=625N，FdII=FrII/（2Y）=4000/(2*1.6)=1250N2)当FA=1000N时，因FdII+FA=1250+1000=2250NFdI=625N所以轴承压紧，轴承放松 FaI=FdII+FA=2250N FaII=FdII=1250N因为 FaI/FrI=2250/2000=1.125e x=0.4，y=1.6PI=fP(XFrI+YFaI)=1.0(0.4*2000+1.6*2250)=4400N因为FaII/FrII=1250/4000=0.3125e x=0.4，y=1.6PI=fP(XFrI+YFaI)=1.0(0.4*2000+1.6*1250)=2800N因为 FaII/FrII=1250/4000=0.3125e x=1，y=0P1I=fP(XFrII+YFaII)=1.0(1*4000+0*2250)=4000N答：当FA=1000N时，PI=4400N,P1I=4000N当FA=0时，PI=2800N,P1I=4000N5图示由锥齿轮、斜齿轮和蜗杆传动组成的三级减速器，轴由电动机驱动，转向如图所示。为使轴和轴上所受轴向力相互抵消一部分，试确定斜齿轮3和4、蜗杆5和蜗轮6的螺旋线方向（标注在图上或用文字说明）。在图上标出各轮轴向力Fai(i=16)的方向。在图上标出蜗杆转向n5和蜗轮转向n6。 解：为使轴和轴上所受轴向力相互抵消一部分，斜齿