9月份考试机械设计第三次作业

1、2014年9月份考试机械设计第三次作业一、简答题（本大题共30分，共 6 小题，每小题 5 分）1. 销的功用有哪些？2. 为什么对蜗杆的直径系数做出限制规定？3. 螺母材料选择与螺栓有何不同？为什么？4. 齿面点蚀通常发生在什么部位？为什么？5. 动压轴承与静压轴承在形成压力油膜的机理上有何不同？6. 闭式和开式传动的失效形式有哪些不同？二、分析计算题（本大题共70分，共 7 小题，每小题 10 分）1. 有一阿基米德蜗杆传动，已知比i=18，蜗杆头数z1=2，直径系数q=10，分度圆直径d1=80mm。试求：1）模数m、蜗杆分度圆柱导程角 、蜗轮齿数z2及分度圆柱螺旋角 ；2）蜗轮的分度圆

2、直径d2和蜗杆传动中心距a。2. 某轴系由一对正装的30205/P6圆锥滚子轴承支承，轴上径向载荷Fr=3000N，Fa=500N，尺寸关系如图所示，求两轴承的径向当量动载荷Pr1、Pr2。（30205轴承：内部轴向力FS=FR/(2Y)，e=0.35，当FA/FRe时，X=1，Y=0；当FA/FRe时，X=0.4，Y=1.7）3. 图示斜齿圆柱齿轮蜗杆传动，主动齿轮转动方向和旋向如图所示，要求II轴上的轴向力为最小，试分析：1）II轴、III轴的转向；2）齿轮2、蜗杆3和蜗轮4的旋向；3）齿轮2和蜗轮4所受各分力的方向。4. 如图所示，两根梁用8个4.6级普通螺栓与两块钢盖板相连接，梁受到的

3、拉力R=28kN，摩擦系数fs=0.2，安全系数S=1.2，防滑系数Kf=1.2，控制预紧力，试确定所需螺栓的小径d1。5. 如图所示，轴的支承为一对型号相同的圆锥滚子轴承，正装。已知：FR1=4000N，FR2=5500N，Fa=2500N，试求当量动载荷Pr1和Pr2各为多少？注：该轴承的有关参数如下： e=0.34，Y=1.5，S=FR/2Y；当FA/FRe时：X=1，Y=0；当FA/FRe时：X=0.4，Y=1.5。6. 如图所示一矩形钢板用两个M20的普通螺栓连接到机架上。已知作用于钢板的载荷F=2000N螺栓小径d1=17.29mm，板和螺栓材料为Q235，s=235MPa，不控制

4、预紧力的安全系数S=2.4，板与机架间摩擦系数fs=0.2，可靠性系数Kf=1.1，a=200mm，L=300mm，试校核螺栓连接的强度？7. 设有一A型普通平键连接。已知：轴的直径d=50mm，键宽b=14mm，键高h=9mm，键的公称长度L=90mm，键的许用切应力=90MPa，其许用挤压应力p=100MPa。试问：该键连接所能传递的最大转矩是多少？答案：一、简答题（30分，共 6 题，每小题 5 分）1. 参考答案：销具有零件间定位、连接和安全保护的功用。解题方案：介绍销的功用评分标准：2. 参考答案：为减小蜗轮滚刀数量而有利于刀具标准化，需对蜗杆的直径系数作出限制。解题方案：从蜗杆加工

5、方法入手答题评分标准：3. 参考答案：螺母材料的强度级别宜较螺栓略低，为了减少磨损、避免胶合。如螺纹牙有损伤，伤在螺母，更换方便。此外还有缓和螺纹牙间受力不均的作用。解题方案：从避免失效角度进行分析评分标准：4. 参考答案：齿面点蚀往往首先出现在靠近节线的齿根面上，然后向其它部位扩展。这是因为节线附近相对滑动速度低，不易形成油膜，摩擦力较大，在变应力作用下，易形成裂纹，而且，节线附近往往只有一对齿啮合，轮齿受力最大。解题方案：由齿面点蚀产生原理分析评分标准：5. 参考答案：动压滑动轴承在启动及停车时，由于转速低，带入楔形间隙的油量少，不能形成动压润滑油膜，其工作仍是非液体润滑状态。而静压轴承则可以始终处于液体润滑状态。解题方案：动压滑动轴承润滑原理分析评分标准：6. 参考答案：一般情况下，若设计正确、润滑条件良好，闭式软齿面的主要失效形式是疲劳点蚀，闭式硬齿面的主要失效形式是弯曲疲劳折断；高速大功率闭式传动易出现点蚀和胶合；开式传动主要失效形式是磨损。解题方案：分别介绍闭式和开式传动失效形式评分标准：二、分析计算题（70分，共 7 题，每小题 10 分）1. 参考答案：解题方案：评分标准：2. 参考答案：解题方案：评分标准：3. 参考答案：解题方案：从对蜗杆传动的受力分析