2007年东大机械设计真题及答案

2007年东大机械设计真题及答案

2007年东北大学机械设计考研试题一、简答题（共60分，每小题5分）1、机械零件主要的失效形式有哪些?针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则？2、写出线性疲劳损伤积累理论的数学表达式（Miner方程），并解释式中各符号的含义、方程的意义和应用场合。3、什么是调质处理？对刚的机械性能有什么作用？4、带传动中，带所受总的应力有哪几项应力构成？通常哪项应力影响大？5、对于闭式齿轮传动，有哪些常用的润滑方式？如何选择润滑方式？6、蜗杆传动的主要失效形式有哪些？为什么要对连续工作的闭式蜗杆传动进行热平衡计算？7、与带传动相比，链传动有哪些特点？8、滑动轴承形成流体动压润滑的充分且必要条件是什么？9、写出液体动压轴承工作能力准则的表达式，并解释式中各符号的含义？10、选择联轴器类型时，主要考虑哪些因素？如何选择联轴器的类型？11、齿轮传动设计中，为什么要合理选择齿宽系数Φa？12、受变载荷作用的紧螺栓联接，螺栓所受工作拉力F在0~F之间变化，在保持剩余预紧力不变的条件下，采用哪些措施可以减小螺栓的应力幅？二、分析及计算题（15分）根据图示的蜗杆标准传动，求：（1）在啮合点处分别画出蜗杆和蜗轮所受三个分力的方向（在分离体上标出）；（2）标出蜗轮的回转方向和涡轮的螺旋线方向；（3）如果蜗杆分度圆直径d1=45mm,转速n1=1440r/min,蜗杆分度圆导程角γ=30º求蜗杆传动节点处的相对滑动速度值。三、（10分）对于普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构金、铸钢、灰口铸铁、球墨铸铁各写出一种牌号，并给出其应用实例（至少举出两种）。四、分析及叙述题（15分）（1)过盈联接有哪些特点？常用装配方法有那几种？各适用在什么场合？n（1)试分析影响带传动工作能力的因素有哪些？这些因素怎样影响带传动工作能力？五、计算题（30分）图示为二级渐开线标准斜齿圆柱齿轮减速器传动机构。已知Ⅰ轴转速n1=1440r/min,转向如图；齿数z1=23,z2=75,z3=32,z4=70。低速轴Ⅲ轴径直径d=40mm,用两个30208型圆锥滚子轴承型号正安装支承。经计算，低速抽Ⅲ上齿轮4所受轴向力FA=880N,所受径向力FR=6000N,略去切向力和轴向力对轴产生的力矩。冲击载荷系数按fd=1.5,力矩载荷系数按fm=1.0,工作温度低于100ºC,低速轴外载荷为扭矩。求：（1）在图中标出各齿轮轮齿的旋向、低速轴所受轴向力FA的方向；（2）计算低速轴轴承的寿命。（30280型轴承基本额定动载荷C=59800N,轴向载荷影响判断系数e=0.37。A/R≦e时，径向和轴向载荷系数分别为X=1,Y=0；A/R≧e时，X=0.40,Y=1.6；派生轴向力S=R/2Y；轴承寿命指数ε=10/3）六、画图题（20分）画出第五题传动机构的中间轴Ⅱ的结构图(尺寸自定，不用标注），轴上零件用双点划线表示。假定轴上各齿轮与轴均采用键联接，两端采用深沟球轴承支承，轴承及齿轮均采用稀油润滑方式。07年机械设计真题答案一、简答题1.（1）整体断裂，表面破坏（磨料磨损、胶合、点蚀、腐蚀磨损），过大的弹性变形量，塑性变形，功能失效。（2）强度准则，刚度准则，寿命准则，耐磨性准则，震动稳定性准则。n2.（1）=1（2）符号含义：零件承受规律性非稳定变应力时，ni表示与当量应力σi相对应的工作循环次数，Ni为与各应力相对应的材料发生疲劳破坏时的循环次数。3.对钢件淬火后再进行高温回火的热处理方式；用来使钢件获得较高的韧性和强度。4.拉应力、弯曲应力、离心应力，其中弯曲应力影响最大。5.（1）浸油润滑，喷油（压力）润滑。（2）圆周速度v<10m/s时，采用浸油润滑；圆周速度v>10m/s时,采用喷油润滑方式。6.(1)蜗轮齿面的胶合、点蚀和磨损。（2）由于传动效率低，发热量大。温升过高会使润滑油粘度降低，破坏润滑油膜，导致轮齿胶合，因此应进行热平衡计算。7.优点：没有弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确；传动效率较高；压轴力小；能在高温、多灰尘湿度大及有腐蚀性的环境下工作；工矿相同时，结构较为紧凑。缺点：瞬时传动比不稳定，传动比不稳定；工作是时有噪音；不易在载荷变化很大和急速反向的传动中工作；只限于平行轴传动；制造成本较高。8.（1)两摩擦表面必须相互呈倾楔形；（2）两摩擦表面要具有一定的相对滑动速度，且速度方向应该使润滑油从楔形大口流入，小口流出；（3）润滑油具有一定的粘度，且供油充分。9.（1）最小油膜厚度准则hmin≧[h]：流体动压润滑条件下，滑动轴承的工作时的最小油膜厚度hmin应大于许用有膜厚度[h]。（2）温度准则Δt<[Δt]：滑动轴承工作时的温升Δt应小于许用温升值[Δt]。10.（1）考虑因素：两轴的对应性、载荷大小和特性、工作转速、工作环境及温度。此外还应考虑安装尺寸的限制及安装、维修方便等。（2）（A)当两轴严格保证对中性固定式联轴器；若两轴工作中可能出现各种偏移时，应选则刚性可移式联轴器或弹性联轴器。（B)当载荷较平稳或变动不大时，可选择刚性可移时联轴器；对于启动频繁、高速有震动的轴宜选用弹性联轴器。11.齿宽系数增大，满足齿面接触强度时，可减小齿轮的径向尺寸；但齿宽系数过大，不易保证加工精度，载荷沿齿宽方向分布不均匀越严重。因此，要合理地选择齿宽系数。12.（1）降低螺栓刚度CL（2）增n大被联接件刚度CF(3)或同时采用两种措施。二、分析及计算题（1）（2）（3）vs=三、(本题当年超纲）普通碳素结构钢Q235，拉杆、铆钉、垫片；优质碳素结构钢45，轴、齿轮；合金结构钢40Cr，重要的齿轮、轴、连杆；铸钢ZG310—570，机架、飞轮、箱体；灰口铸铁HT200，机体、底座、床身；球墨铸铁QT700—2，连杆、曲轴、凸轮轴、齿轮轴（或QT500—7，油泵齿轮、阀体）四、（1）优点：结构简单、定心性好、对轴的疲劳强度削弱小、承载能力高、抗冲击载荷性能好；缺点：要求加工精度较高，装配不方便。常用的装配方法有：压入法和温差法。过盈量和直径较小时常用压入法，过盈量和直径较大是常用温差法。（2）影响因素有：①初拉力F0。F0越大则带与带轮的正压力越大，最大有效圆周力Femax也越大。但F0过大，带的磨损加剧，带内应力增大而造成带的松弛和寿命降低。②包角α。Femax随包角增大而增大。③摩擦系数f。f大则Femax增大，F0越大则带与带轮材料、表面状态、工作条件有关。④带的单位长度质量g。g越大则带的离心力越大，使Femax下降。⑤带速v。v越大则带的离心力越大，使Femax下降。五、（1）见图n（2）低速轴转速：求径向力：