东北大学机械设计1997

东北大学1997年攻读硕士研究生学位机械设计试题一，简要回答下列问题（每小题4分，共32分）1.V带传动中张紧轮装置放在什么位置？为什么？答：安装在松边内侧，使带只受单向弯曲应力以增加使用寿命，尽量靠近大带轮，以减小对包角的影响。2.闭式蜗杆传动包括那些计算？答：蜗轮齿面接触强度计算蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算蜗杆轴的强度计算蜗杆轴的刚度计算热平衡计算3.链传动的失效形式有那些？（蓝皮书上不一样）答：链板的疲劳破环套筒、滚子的冲击疲劳销轴与套筒的胶合链条铰链的磨损链条的多次冲击破坏链条的过载拉断4.刚性凸缘联轴器是如何保证两轴对中的？答：两种对中方法：1、用一个半连联轴器的凸肩与另一个半联轴器的凹槽相嵌合对中；2、用铰制孔用螺栓与孔略带过盈的紧密配合对中前者装拆时需要移动，后者装拆方便，但绞孔麻烦5.为了保证滑动轴承获得较高的承载能力油沟应做在什么位置？大小如何？答：油沟应做在上轴瓦（上轴瓦不承受载荷，下轴瓦承受载荷，承载区开油沟、油孔、油室会降低油膜的承载能力）油沟的轴向长度应比轴瓦宽度短，以免油从两端大量泄失。6.机械零件的胶合失效是如何产生的？答：金属表面接触时，实际上只有少数的凸起的峰顶在接触，因受压力大而产生弹塑性变形，使摩擦表面的吸附膜破裂，同时，因摩擦而产生高温，造成基体金属的焊接现象。当摩擦表面相对滑动时，切向力将黏着点切开呈撕脱状态，被撕脱的金属黏在摩擦表面上形成表面凸起，严重时会造成运动副咬死，这种由于黏着作用使材料由一个表面转移到另一个表面的现象称为胶合。7.机械零件上哪些位置易产生应力集中？答：过渡圆角、键槽、螺纹、横孔、配合边缘处、环槽处等8.一对齿轮传动，哪个齿轮齿面的接触应力大？哪个齿轮齿根的弯曲应力大？答：接触应力大小齿轮一样，弯曲应力小齿轮大。二（本题包括两个小题，每小题9分，共18分）1.试画出螺栓联结的结构图？解：图见课本（普通螺栓连接和铰制孔用螺栓连接分别画出）2.变载荷作用下的螺栓联结，在保证预紧力不变的条件下，通过改变螺栓和被联结件的刚度来降低应力幅，提高疲劳强度，试分别画出这两种情况下螺栓的载荷——变形图（写出作图步鄹）。三、（20分）有一减速器主动轴布置如图所示，V带轮作用在轴上的力Q=2020N，轴的转速n=1400r/min，斜齿圆柱齿轮的圆周力Ft=1780N，径向力Fr=662N，轴向力Fa=378N，齿轮分度圆直径d=42.94mm，载荷平稳，初步选用46307型轴承，试计算该对轴承的寿命L10h。（已知：ft=1，fd=1，fm=1.5，e=0.68，X=0.41，Y=0.87，c=32800N，s=0.63R）题三图解：（1）图见答案中：（2)NCOSQFRQFRYNQdFFRQdFaFRMRRXOYOotAIotAIooarAYorAYBBYAY4871506030202010017801506030cos10006030cos10015007911506030sin2020296.423781006621506030sin21001(06030sin210011500,得由得设顺时针为正）由面的变应力求NQFRRQIRFRIotAIBIoBtAI456-30cos2020178048730cos030cos0o得由(4)NRRRNRRRBZBYBAZAYA1227456113992948779122222222(5)R1=RAR2=RBhCpCfnLPPPNAYRXffPNRfAYRXfPYXAeRAYXAeRANFSANSASNFSNRSNRSthmddda51654)2011328001(14006010)(60102011)96387.0122741.0(5.11)(9299291)(87.0,41.0,78.012279630,1,63.092958596337858558521963378585773122763.063.058592963.063.0362610212222221111112222211111a1211212211计算取∵的影响，考虑的影响，忽略紧松轴右窜，四、（15分）图示为一斜齿圆柱齿轮——蜗杆传动，蜗杆主动。已知大齿轮4的螺旋线方向为右旋，转向如图所示，试画出：（1）各轴的转向（使Ⅱ轴受力最小）（2）蜗杆1，蜗轮2和小齿轮3的螺旋线方向；（3）蜗轮2和齿轮3的分力方向。题四图解：（1）各轴的转向如图所示：（2）用右手定则可以满足→蜗杆为左旋，轮为左旋（3）五、（15分）转轴受规律性非稳定对称循环变应力的作用，各级应力如图所示，工作时间th=500h，转速n=100r/min.已知轴材料的σ-1=300N/mm2,，m=9，No=107，kσ=1.9，εσ=0.75，β=1，许用安全系数[s]=1.5，求寿命系数KN,条件疲劳极限σ-1，校核轴的疲劳强度。其中σ1=160N/mm2,σ2=130N/mm2,σ3=100N/mm2解：6362513213213213211005.1175110060105.1250110060105.475110060601755007103725050071031075500710335007:10:3::,,)1(nnnnjLNhththtttttttnnnh得由得由求忽略不计得由将各应力等效对称化：123122121imm/253100mm/9.328130mm/8.40416053.2175.09.1)2(NKNKNKKkKmiai566521211121i1i''1082.8105.18.4049.328105.4)()()3('''nnnNKmmimVN求零件的寿命系数21'1''v1-'v1-mm/87.17753.230050.1)4(NKKKNCNNN求零件的条件疲劳极限不安全校核轴的疲劳强度：SKSN11.18.40430050.1)5(11'