2013年华中科技大学机械设计基础考研试题.pdf

华中科技大学 华中科技大学 2013 年招收硕士研究生入学考试试题 2013 年招收硕士研究生入学考试试题 考试科目 机械设计基础 科目代码 806 一 分析简答题 24 分 每题 4 分 1 试分析并简述车床加工阶梯轴时 刀架进给凸轮的工作过程对凸轮机构从动 件运动规律有何要求 并画出机构工作原理图 2 试分析并简述根据给定两连架杆的位置设计四杆机构的过程 3 试根据机构组成特点 举出两种能扩大从动件工作行程的机构 并画出机构 草图 4 试根据渐开线性质分析并简述渐开线齿轮齿廓的啮合传动能满足齿廓啮合基 本定律的理由 5 试推证渐开线齿轮的法向齿距 Pn 基圆齿距 Pb 和分度圆齿距 P 之间的关系 Pn Pb Pcos mcos 6 试分析机构的平衡与转子平衡的差别 简述机构平衡的原理及方法 二 设计题 11 分 1 7 分 图示平面连杆机构中 若 AB 杆为主动件 已知各构件长度为 LAB 160 mm LBC 260 mm LCD 200mm LAD 80mm LDE 65mm LEF 120mm c by Foxit Software Company 2004 Foxit PDF Editor 试 1 分别判断两个四杆巨构类型 2 画出输出机构的最小传动角 3 判断机构是否存在急回运动 4 何条件下机构会出现死点 2 4 分 试利用凸轮机构的特点 在游乐场为儿童设计一种仿骑马奔腾效果的安全自行 车 画出机构草图 三 计算 40 分 1 8 分 计算图示组合机构的自由度 c by Foxit Software Company 2004 Foxit PDF Editor a b c by Foxit Software Company 2004 Foxit PDF Editor 2 12 分 在机床主轴箱中 有一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动 已知 Z1 17 Z2 118 m 5mm 20 ha 1 a 337 5mm 现已发现小齿轮严重磨损 拟 将其报废 大齿轮磨损较轻 沿齿厚方向的磨损量为 0 75mm 拟修复使用 要求新设计小齿轮的齿顶厚尽可能大些 试设计这对齿轮 并分别计算其齿顶圆 齿根圆直径 3 8 分 在某设备中 有一对渐开线直齿圆柱齿轮 已知 Z1 26 Z12 5 m 3mm 20 度 ha 1 C 0 25 对这对齿轮进行改造 提高效率 强度不变 压力 角不变 传动比不变 改为斜齿轮 要求分度螺旋角 20 度 求这对斜齿轮 Z1 Z2 m 4 12 分 图示轮系中 若齿轮 1 每分钟转 19 转 Z1 90 Z2 60 Z2 40 Z3 30 Z3 24 Z4 18 Z5 15 Z5 30 Z6 105 Z6 35 Z7 32 求齿轮 7 的转 速大小和方向 四 判断题 10 分 每题 1 分 1 一零件受稳定循环变力作用 已知最大应力 max 300MPa 循环特征 0 5 则应力幅 a 225 MPa c by Foxit Software Company 2004 Foxit PDF Editor 2 现要设计一带传动 在功率不变的前提下 主动轮有两种转速 500 r min 和 1000 r min 为保证带的传动能力 应该按照 1000 r min 设计 3 一滚子链标记为 20A 1 152GB T 1243 2006 可知这条滚子链是单排的 4 一齿轮传动装置如图所示 若轮 1 为主轮 则轮 2 每转一周同侧齿面只啮合 一次 且轮 2 的齿根弯曲应力可看成对称循环变应力 5 普通平键的截面尺寸主要根据传递的转矩大小确定 6 采用轴肩对轴上零件进行轴向定位时 应使轴肩高度 h 及轴肩处的过渡圆角 半径 r 均大于零件毂孔端部的倒角尺寸 C 7 在受轴向变载荷作用的紧螺栓连接结构中 若在两个被连接件结合面之间加 橡胶垫片 则可提高螺栓的疲劳强度 8 滚柱式定向离合器工作时 有时从动轴的转速可能超过主动轴转速 9 若被连接的两轴有较大的径向位移 则可选用双万向联轴器 c by Foxit Software Company 2004 Foxit PDF Editor 10 圆柱螺旋拉伸弹簧的簧丝直径是根据强度条件确定的 而圈数是根据刚度条 件确定的 五 问答题 25 分 每题 5 分 1 带传动的弹性滑动与打滑的区别 设计 V 带传动时为什么要限制小带轮的最 小直径 2 若一对圆柱齿轮相对轴承非对称布置 那么齿轮是靠近转矩轮输入端还是远 离转矩输入端布置好 说明原因 现有 A B 两对齿轮 A 对齿轮齿的面硬度 为 260 280 HBS B 对齿轮齿面硬度 52 HRC 设计时选择齿宽系数 d 试问哪对 齿轮的 d 应取小些 为什么 3 有一对标准直齿圆柱齿轮传动 查得齿形系数 YFa1 2 83 YFa2 2 41 YSa1 1 65 应力修正系数 Ysa1 1 65 YSa2 1 77 许用弯曲应力 Fp1 300 MPa Fp2 290 Mpa 已算得小齿轮齿根弯曲应力 F1 285Mpa 试问 两个齿轮的弯 曲疲劳强度是否均满足要求 按弯曲强度设计时YFaYSa Fp应代入小齿轮的还 是大齿轮的 4 液压摩擦动压向心滑动轴承的宽径比 L d 相对间隙 润滑油黏度对 轴承的承载能力及温升有何影响 液体摩擦动压向心滑动轴承正常工作时偏心 距 e 会等于 0 吗 为什么 5 轴的强度计算方法有 按扭转强度计算和按弯扭合成强度计算 这两种强度 计算方法有什么区别 各适用于什么场合 当量弯矩 22 Ca MMT 中的 的含义是什么 六 15 分 图示锥齿轮轴由一对圆锥滚子轴承支承 已知作用在锥齿轮上的圆周力 FT 5000 N 径向力 FR 1700 N 轴向力 FA 620 N 载荷有冲击力 取载荷系数 fp 1 1 尺寸如图 单位 mm 试确定 两轴承所受的径向载荷 Fr1 Fr2 c by Foxit Software Company 2004 Foxit PDF Editor 两轴承所受的轴向载荷 Fa1 Fa2 两轴承的当量动载荷 P1 P2 应按哪个轴承计算寿命 注 31 0e Y2 Fr S 当 Fa Fr e 时 X 1 Y 0 当 Fa Fr e 时 X 0 4 Y 1 9 七 10 分 如图所示一受拉零件用两个普通螺栓固定在一个立柱上 已知一拉力 Q 2400N 螺栓材料的屈服极限 s 240Mpa 取安全系数 S 2 5 装配的每个螺栓的预紧力 F 3000N 被连接件的刚度 C2 2C1 C1 为螺栓的刚度 为保证连接可靠 试确 定所需的螺栓直径 d1 并验证被连接件结合面是否会出现缝隙 c by Foxit Software Company 2004 Foxit PDF Editor 八 15 分 图示为带末输送装置中的两级蜗杆传动 滚筒与蜗轮 4 连接成一体 蜗杆 1 为输入构件 蜗 轮 2 的螺旋线方向如图所示 已知两级蜗杆传动的效率分别是 12 0 75 34 0 70 工 作时输送带的线速度 V 0 12 m s 有效拉力 F 15500 N 方向如图所示 1 若选用额定功率 P 3 Kw 的电动机驱动蜗杆 1 能否满足要求 2 要求蜗轮 2 与蜗杆 3 的轴向力方向相反 试确定蜗杆 1 的转动方向 n1 及蜗轮 2 的转 动方向 n2 并确定蜗杆 3 及蜗轮 4 的螺旋线方向 3 在受力点画出蜗杆 3 和蜗轮 4 的圆周力 Ft3