哈尔滨工业大学机械考研班PP2

1、00年考题年考题 指出下面蜗杆轴系部件结构中的错误，并在图上改正。指出下面蜗杆轴系部件结构中的错误，并在图上改正。此轴系部件采用一端固定一端游动支撑，找出此轴系部件采用一端固定一端游动支撑，找出8处即可，处即可，同类性质的错误按一处处理计算分数，并在图的下部同类性质的错误按一处处理计算分数，并在图的下部分画出正确结构图。分画出正确结构图。第第1部分部分 结构设计部分结构设计部分00年考题及答案年考题及答案错误错误1: 右轴承无法拆卸。右轴承无法拆卸。错误错误2：右轴承未固定。：右轴承未固定。错误错误3: 联轴器处键槽位置应与齿轮上键槽在一条直线上。联轴器处键槽位置应与齿轮上键槽在一条直线上。错

2、误错误4: 轴承端盖处应有密封圈。轴承端盖处应有密封圈。错误错误5：轴承端盖不应与轴接触。：轴承端盖不应与轴接触。错误错误6：轴承套杯与箱体端面间应加调整垫片。：轴承套杯与箱体端面间应加调整垫片。错误错误7：齿轮右端固定存在过定位问题。：齿轮右端固定存在过定位问题。改正下列错误改正下列错误正确结构正确结构改正下列错误改正下列错误 指出下面轴承部件结构图中的错误，并说明指出下面轴承部件结构图中的错误，并说明其原因。其原因。（2）螺纹连接涉及的问题）螺纹连接涉及的问题A 螺纹连接类型螺纹连接类型螺栓螺栓普通普通铰制孔铰制孔 普通螺栓连接普通螺栓连接 铰制孔螺栓连接铰制孔螺栓连接双头螺柱双头螺柱螺钉

3、螺钉一个件较厚一个件较厚又要经常拆卸又要经常拆卸一个件较厚一个件较厚不希望经常拆卸不希望经常拆卸B 普通螺栓普通螺栓承受横向力承受横向力 其解决方案可以其解决方案可以作为办法，应用到作为办法，应用到受横向载荷的普通受横向载荷的普通螺栓连接组提高受螺栓连接组提高受载能力中。载能力中。加装套筒加装套筒采用键结构采用键结构采用销结构采用销结构C 与其他零件连接与其他零件连接轴承端盖连接轴承端盖连接联轴器连接联轴器连接型钢连接型钢连接用斜垫片用斜垫片有标准有标准2 轴毂连接轴毂连接（1）普通平键连接结构）普通平键连接结构画图画图改错改错附带强度计算附带强度计算圆头平键圆头平键A型型 方头平键方头平键C

4、 单圆头平键单圆头平键B强度公式要熟记强度公式要熟记绘制出利用绘制出利用A型普通平键实现轴毂连接的径向和型普通平键实现轴毂连接的径向和轴向结构图，并说明其工作原理和结构特点。轴向结构图，并说明其工作原理和结构特点。8f楔键连接楔键连接上下面工作，对中性差上下面工作，对中性差可传递单向轴向力可传递单向轴向力用于不要对中，低速，用于不要对中，低速，平稳载荷平稳载荷1. 如图所示，指出如图所示，指出齿轮轴向和周向固齿轮轴向和周向固定的错误，并画出定的错误，并画出正确的结构。正确的结构。 （3分）分）画出任意两种轴上零件的轴向固定方式（画出任意两种轴上零件的轴向固定方式（4）。）。（2）轴上零件轴向、

5、周向固定问题）轴上零件轴向、周向固定问题并说明其结构特点和工作原理并说明其结构特点和工作原理 轴长度比轮毂略短，轴肩与套筒组合实现轴向轴长度比轮毂略短，轴肩与套筒组合实现轴向固定，普通平键两侧面工作，实现周向固定传递固定，普通平键两侧面工作，实现周向固定传递转矩。转矩。3 滑动轴承结构滑动轴承结构1）轴承结构）轴承结构 径向滑动轴承分径向滑动轴承分整体式整体式剖分式剖分式止口垫片，轴瓦，油孔，螺栓连接，固定螺孔止口垫片，轴瓦，油孔，螺栓连接，固定螺孔（04年）年） 如图所示为剖分如图所示为剖分式滑动轴承的局部结构图，式滑动轴承的局部结构图，请指出图中结构错误并加以请指出图中结构错误并加以改正。

6、（改正。（3分）分）止口问题：安装定位，工作不错动，磨损可止口问题：安装定位，工作不错动，磨损可补偿间隙；润滑问题；固定问题；连接问题补偿间隙；润滑问题；固定问题；连接问题2）了解推力轴承结构）了解推力轴承结构多环多环的的-机机座为座为剖分剖分结构结构3）了解滑动轴承轴瓦油沟结构）了解滑动轴承轴瓦油沟结构 有四方面要注意的有四方面要注意的问题：问题：（1）油沟应开在非承）油沟应开在非承载区。载区。（2）轴向开沟，）轴向开沟，80%，不要全长开。不要全长开。（3）周向油沟接近轴）周向油沟接近轴端，以免影响承载。端，以免影响承载。（4）竖直轴承周向油）竖直轴承周向油沟开在轴承上方。沟开在轴承上方。

7、不合理的油沟设计方案不合理的油沟设计方案整体轴瓦、剖分轴瓦油沟结构图整体轴瓦、剖分轴瓦油沟结构图4 带传动、齿轮传动结构带传动、齿轮传动结构1）带传动）带传动带与轮连接带与轮连接 如图所示为普通如图所示为普通V带与带轮的装配结构，指带与带轮的装配结构，指出图中错误，再画出正确结构，已知出图中错误，再画出正确结构，已知V带的两带的两工作面夹角工作面夹角 0为为40，说明带轮轮槽工作面，说明带轮轮槽工作面夹角夹角 0应满足的条件。应满足的条件。040带传动张紧：分两类带传动张紧：分两类定期张紧，定期张紧，调调中心矩中心矩，加，加张紧轮张紧轮自动张紧，自动张紧，摆动架张紧力随负载自动变化。摆动架张紧

8、力随负载自动变化。 带非完全弹性体带非完全弹性体，工作后伸长松弛，初拉，工作后伸长松弛，初拉力下降，传动能力下降乃至消失，要张紧。力下降，传动能力下降乃至消失，要张紧。 定期张紧，定期张紧，为防止过早松弛，初期张紧力为防止过早松弛，初期张紧力大，以防不到期松弛；大，以防不到期松弛； 自动张紧，自动张紧，可自动控制张紧力。可自动控制张紧力。从动轮张紧轮主动轮主动轮张紧轮从动轮通常张紧轮置于带的通常张紧轮置于带的松边松边。当张紧轮置于当张紧轮置于松边内侧松边内侧时，张紧轮应尽量靠近大带轮，以免小时，张紧轮应尽量靠近大带轮，以免小带轮上包角减小过多，带轮上包角减小过多，V带传动常采用这种装置；带传动

9、常采用这种装置；当张紧轮置于当张紧轮置于松边外侧松边外侧时，使带承受反向弯曲，会降低带的寿时，使带承受反向弯曲，会降低带的寿命，这种装置常用于增大包角或空间受限制时的传动。命，这种装置常用于增大包角或空间受限制时的传动。09年试题举例画出两种年试题举例画出两种张紧轮张紧并说明其特点张紧轮张紧并说明其特点 例例1 （06年改编）年改编）某一钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上，螺栓组由某一钢制吊架用螺栓组固定在水平钢梁上，螺栓组由4个个M16（d1=13.8353mm）的普通螺栓组成，每个螺栓的预紧力均为）的普通螺栓组成，每个螺栓的预紧力均为F=8000N，螺栓的相对刚度为，螺栓的相对刚度为0.2螺

10、栓材料的许用拉应力螺栓材料的许用拉应力=120Mpa，螺栓布置的形式及有关，螺栓布置的形式及有关尺寸如图所示。（尺寸如图所示。（20分）分）1) 试求吊架能承受的最大垂直拉力试求吊架能承受的最大垂直拉力Fmax=?；（；（不考虑结合不考虑结合面是否被压溃面是否被压溃）2) 若螺栓的强度足够，螺栓直径若螺栓的强度足够，螺栓直径d，预紧力，预紧力 和被连接件的和被连接件的刚度刚度Cm一定，为提高该螺栓组连接的一定，为提高该螺栓组连接的工作可靠性工作可靠性，选用细长的，选用细长的螺栓好，还是选用粗短的螺栓好？螺栓好，还是选用粗短的螺栓好？试用螺栓组连接的受力试用螺栓组连接的受力变变形图来说明。形图来

11、说明。F工作可靠性与连接紧密性是不同的概念工作可靠性与连接紧密性是不同的概念第第2部分部分 分析计算部分分析计算部分举例举例2 （习题（习题2.60红宝书）红宝书） 采用采用铰制孔螺栓铰制孔螺栓连接，两个半联轴器的许连接，两个半联轴器的许用挤压应力用挤压应力p为为75MPa， 与钢质材料的轴与钢质材料的轴分别采用普通平键单键连接，键宽与键高的分别采用普通平键单键连接，键宽与键高的尺寸分别为尺寸分别为b=12mm，h=8mm，长度，长度l=100mm，如图所示。，如图所示。1）求解所能传递的最大转矩。）求解所能传递的最大转矩。2）若不改变该联轴器的螺栓组连接，轴的）若不改变该联轴器的螺栓组连接，

12、轴的轴径和长度也不改变，提出轴径和长度也不改变，提出一种提高一种提高该联轴该联轴器所能传递的转矩的措施。器所能传递的转矩的措施。 举例举例2的变式题的变式题措施：可采用双键连接。措施：可采用双键连接。双键连接强度按双键连接强度按1.5个键计算，可将最大转个键计算，可将最大转矩提高至：矩提高至：T=1.5xT0。 但是，由于螺栓连接强度所限，主要但是，由于螺栓连接强度所限，主要依据依据连接强度最弱的连接确定，连接强度最弱的连接确定，通常可能在螺栓通常可能在螺栓与孔壁的挤压部位，与孔壁的挤压部位，可确定出一个可确定出一个最大的最大的T0。 最后结论：最后结论： 可采用双键连接，但最大只能提高至可采

13、用双键连接，但最大只能提高至T0 。 如图所示二级标准斜齿圆柱如图所示二级标准斜齿圆柱齿轮减速器。已知小齿轮齿轮减速器。已知小齿轮1 1为为输入端，转动方向如图；齿轮输入端，转动方向如图；齿轮2 2的模数的模数m mn n=2.5mm=2.5mm，齿数齿数Z24949，螺旋角螺旋角14.514.5，螺旋线方，螺旋线方向如图；齿轮向如图；齿轮3 3的模数的模数m mn n=4mm=4mm，齿数齿数Z318。试求：斜齿轮试求：斜齿轮3的螺旋角的螺旋角应应取多大值，才能使取多大值，才能使轴的轴轴的轴向力相互抵消？向力相互抵消？ （5分）分） 例例3（04）（10分）锥齿轮分）锥齿轮蜗杆传动重物提升机

14、构如图所蜗杆传动重物提升机构如图所示。已知：电动机轴转动方向和重物示。已知：电动机轴转动方向和重物Q的运动方向的运动方向如图。试求：如图。试求：（1） 在图中标出蜗杆螺旋线的方向，使电机轴转在图中标出蜗杆螺旋线的方向，使电机轴转向和重物运动方向符合已知条件；向和重物运动方向符合已知条件；（2）在啮合点处标出圆锥齿轮）在啮合点处标出圆锥齿轮1、2和蜗杆和蜗杆3及涡及涡轮轮4所受各力的方向。所受各力的方向。例例4例例5（15分）如图所示手动绞车采用分）如图所示手动绞车采用蜗杆传动，已知模数蜗杆传动，已知模数m=8mm，螺杆直径螺杆直径d1=80mm，蜗杆头数，蜗杆头数z1=1，蜗轮齿数，蜗轮齿数z

15、2=40，卷筒直，卷筒直径径D=200mm。求：。求：1）重物上升）重物上升1mm，手柄应转多，手柄应转多少圈？少圈？2）若此蜗杆与蜗轮机构能自锁，）若此蜗杆与蜗轮机构能自锁，求重物处于自锁时蜗轮蜗杆的轴求重物处于自锁时蜗轮蜗杆的轴向力。向力。3）标出重物上升时，蜗轮圆周）标出重物上升时，蜗轮圆周力力Ft2方向。方向。例例6（99）1、由一双速电动机驱动、由一双速电动机驱动V带传动，若电机输带传动，若电机输出功率不变，则出功率不变，则V带传动应按哪种转速设计，带传动应按哪种转速设计，为什么？按低速设计。为什么？按低速设计。2、在软齿面闭式齿轮传动设计中，如何选、在软齿面闭式齿轮传动设计中，如何

16、选择模数择模数m（mn）及小齿轮齿数）及小齿轮齿数z1？为什么？为什么？3、设计液体动压润滑滑动轴承时，为保证、设计液体动压润滑滑动轴承时，为保证轴承正常工作，应满足哪些条件？轴承正常工作，应满足哪些条件？ 4、非液体摩擦滑动轴承的设计问题，涉及非液体摩擦滑动轴承的设计问题，涉及失效形式，设计准则，计算内容，如为何失效形式，设计准则，计算内容，如为何验算验算p，v，pv值，计算公式。值，计算公式。5、液体动压润滑形成的条件，必要条件，充、液体动压润滑形成的条件，必要条件，充分条件，主要参数的选择及其影响。分条件，主要参数的选择及其影响。6、滑动轴承的常用材料种类、要求，为何设、滑动轴承的常用材

17、料种类、要求，为何设计中常采用轴瓦结构，轴瓦中油沟的设计计中常采用轴瓦结构，轴瓦中油沟的设计原则。原则。例例7 （08年）年）（1）合理确定斜齿轮）合理确定斜齿轮4、蜗杆、蜗杆5和蜗轮和蜗轮6的螺旋线方向；的螺旋线方向；（3分）分）（2）在啮合点处画出斜齿轮）在啮合点处画出斜齿轮4和蜗杆和蜗杆5所受轴向力和圆所受轴向力和圆周力的方向；（周力的方向；（2分）分）（3）在答题纸上标出蜗轮）在答题纸上标出蜗轮6的转动方向。（的转动方向。（1分）分） 图为某传动装置所用圆锥图为某传动装置所用圆锥齿轮齿轮-斜齿轮斜齿轮-蜗轮蜗杆传蜗轮蜗杆传动机构，已知主动轮动机构，已知主动轮1的的回转方向回转方向n1，

18、试回答下列，试回答下列问题：问题：例例8 如图如图a)、b)所示，分别为锥齿圆柱齿轮的所示，分别为锥齿圆柱齿轮的悬臂布置和对称布置的支承形式。图悬臂布置和对称布置的支承形式。图1)、2) 分别为一对圆锥滚子轴承背对背、面对面分别为一对圆锥滚子轴承背对背、面对面安装支承形式。安装支承形式。（1）在锥齿轮不同布置形式下，）在锥齿轮不同布置形式下，请合理选请合理选择择一对圆锥滚子轴承的支承形式。一对圆锥滚子轴承的支承形式。（2）根据合理的选择结果，）根据合理的选择结果，计算图计算图a）所示所示情况下，轴承的轴向力情况下，轴承的轴向力Fa1、Fa2。已知：已知：轴承径向载荷轴承径向载荷Fr1、Fr2、

19、齿轮的轴向力、齿轮的轴向力A方方向如图所示，大小分别为：向如图所示，大小分别为：Fr1=4000N、Fr2=2000N，A=2000N。轴承内部轴向力。轴承内部轴向力S=0.4Fr。（3）若该对轴承的寿命为）若该对轴承的寿命为4000小时，现将小时，现将当量动载荷加大一倍，将转速减小一半，当量动载荷加大一倍，将转速减小一半，试计算确定试计算确定该对轴承能否满足载荷及转速该对轴承能否满足载荷及转速改变后寿命至少改变后寿命至少2000小时的工作要求？小时的工作要求？2000h793.7h08.10/4000*2 5 . 0/2L)2PfCf(60n/210L)PfCf(60n10L3/1010h3

20、/10PT610h3/10PT610h第第3、4部分部分 填空题及简答题填空题及简答题1、摩擦磨损润滑部分、摩擦磨损润滑部分1）粘度的意义及其影响因素，各种粘度表达）粘度的意义及其影响因素，各种粘度表达的名称、单位，运动和动力粘度换算等的名称、单位，运动和动力粘度换算等2）摩擦的种类，边界摩擦和干摩擦的区别。）摩擦的种类，边界摩擦和干摩擦的区别。3）磨损的种类，机械磨损的过程有哪些，规）磨损的种类，机械磨损的过程有哪些，规律如何。律如何。4）润滑的作用及常见润滑剂的种类）润滑的作用及常见润滑剂的种类2、螺纹连接、螺纹连接1）螺栓组连接的受力分析内容，设计计算问）螺栓组连接的受力分析内容，设计计

21、算问题，方案选择，涉及简单的分析计算。如题，方案选择，涉及简单的分析计算。如例例2.12）螺旋传动效率）螺旋传动效率3）螺栓连接的预紧）螺栓连接的预紧防防松松4）改善螺栓连接的疲劳强度的措施等）改善螺栓连接的疲劳强度的措施等5）普通螺纹牙型种类，适用场合。）普通螺纹牙型种类，适用场合。6）紧螺栓连接强度计算的特点，公式中）紧螺栓连接强度计算的特点，公式中1.3的意义。的意义。7）螺栓的受力变形图各部分的意义。）螺栓的受力变形图各部分的意义。8）螺纹参数的定义，如公称直径、螺旋升角，）螺纹参数的定义，如公称直径、螺旋升角，自锁条件，效率公式及计算。自锁条件，效率公式及计算。9）紧螺纹连接的受力状

22、态，危险截面的载荷，）紧螺纹连接的受力状态，危险截面的载荷，应力及强度条件，计算特点。应力及强度条件，计算特点。10）螺纹牙型受力不均的原因，改善螺纹牙）螺纹牙型受力不均的原因，改善螺纹牙型受力的常用措施。型受力的常用措施。11）螺纹连接种类、适用场合及其选用。）螺纹连接种类、适用场合及其选用。12）螺旋传动的主要失效形式。）螺旋传动的主要失效形式。13）螺栓连接的预紧作用是什么，防松的目）螺栓连接的预紧作用是什么，防松的目的是什么？常用的防松方法和控制预紧力的是什么？常用的防松方法和控制预紧力的办法有几种的办法有几种.3、轴毂连接部分、轴毂连接部分1）普通平键的的工作原理，失效形式，强度）普

23、通平键的的工作原理，失效形式，强度计算准则，截面尺寸、长度尺寸如何确定。计算准则，截面尺寸、长度尺寸如何确定。2）轴的结构设计主要要求，举例表达轴上零）轴的结构设计主要要求，举例表达轴上零件的轴向、周向固定方法。件的轴向、周向固定方法。3）轴的种类，截面应力的分类，循环特性如）轴的种类，截面应力的分类，循环特性如何确定？转轴的设计计算方法，为何分为何确定？转轴的设计计算方法，为何分为3步进行？步进行？4）转轴的当量弯矩法应力公式中）转轴的当量弯矩法应力公式中的意义。的意义。5）平键与楔键的区别与联系）平键与楔键的区别与联系6）同一轴段安装）同一轴段安装2个键位置关系。个键位置关系。 7）几种轴

24、向定位方案承受受向力大小的比较。）几种轴向定位方案承受受向力大小的比较。8）轴的验算中强度不足采取措施有哪些？刚）轴的验算中强度不足采取措施有哪些？刚度不足又如何。度不足又如何。9）在轴的当量弯矩公式）在轴的当量弯矩公式 中，引入中，引入是为了消除是为了消除M与与T产生的应力产生的应力 。10）支承固定轴线齿轮传动的转轴，轴横截）支承固定轴线齿轮传动的转轴，轴横截面上某点的弯曲应力循环特性面上某点的弯曲应力循环特性 ；而其扭；而其扭转应力的循环特性转应力的循环特性 。12）导向平键的使用场合，失效形式？）导向平键的使用场合，失效形式？22()vMMT4、滑动轴承部分、滑动轴承部分1）非液体摩擦

25、滑动轴承的设计问题，涉及失效）非液体摩擦滑动轴承的设计问题，涉及失效形式，设计准则，计算内容，如为何验算形式，设计准则，计算内容，如为何验算p，v，pv值，计算公式。值，计算公式。2）大直径推力轴承的设计特点，为何不宜采用）大直径推力轴承的设计特点，为何不宜采用实心式结构？实心式结构？3）滑动轴承的常用材料种类、要求，径向滑动）滑动轴承的常用材料种类、要求，径向滑动轴承的结构，为何设计中常采用轴瓦结构，轴承的结构，为何设计中常采用轴瓦结构，轴瓦中油沟的设计原则。轴瓦中油沟的设计原则。4）滑动轴承的工作过程。偏心率随转速的变）滑动轴承的工作过程。偏心率随转速的变化规律。化规律。5）液体动压润滑形

26、成的条件，雷诺方程及各）液体动压润滑形成的条件，雷诺方程及各参数的意义，必要条件，充分条件，主要参数的意义，必要条件，充分条件，主要参数，如长径比，相对间隙，偏心率，粘参数，如长径比，相对间隙，偏心率，粘度，摩擦系数等的选择及其对最小油膜厚度，摩擦系数等的选择及其对最小油膜厚度的影响。度的影响。6）影响最小油膜厚度的因素有哪些？如果油）影响最小油膜厚度的因素有哪些？如果油膜厚度不满足，采取的有效措施有哪些？膜厚度不满足，采取的有效措施有哪些？5、滚动轴承部分、滚动轴承部分1）滚动轴承的基本额定寿命，基本额定动载）滚动轴承的基本额定寿命，基本额定动载荷，当量动载荷的意义及其联系。荷，当量动载荷的

27、意义及其联系。2）为何要采用当量动载荷计算滚动轴承的寿）为何要采用当量动载荷计算滚动轴承的寿命，及其简单计算问题，命，及其简单计算问题，P，L10h。3）滚动轴承组合的支撑方式有几种，怎样选）滚动轴承组合的支撑方式有几种，怎样选择。择。4）滚动轴承的失效形式、计算准则，）滚动轴承的失效形式、计算准则，5）滚动轴承的选择原则。）滚动轴承的选择原则。6）常见滚动轴承的的代号组成意义。）常见滚动轴承的的代号组成意义。7）常见滚动轴承的代号，公称接触角定义，）常见滚动轴承的代号，公称接触角定义，承载特性，适合转速，载荷大小、轴向力承载特性，适合转速，载荷大小、轴向力承受情况等。承受情况等。8）单个滚动

28、轴承的寿命和基本额定寿命。）单个滚动轴承的寿命和基本额定寿命。9）滚动轴承的寿命计算。）滚动轴承的寿命计算。10）调心轴承，承受轴向载荷的轴承，兼而）调心轴承，承受轴向载荷的轴承，兼而有之的、双向轴向载荷的，纯推力的型号有之的、双向轴向载荷的，纯推力的型号记牢。记牢。 6、带传动部分、带传动部分1）带传动的工作原理，失效形式，设计准则。）带传动的工作原理，失效形式，设计准则。2）带传动的应力种类，最大应力发生部位，）带传动的应力种类，最大应力发生部位，计算公式，绘图表达。计算公式，绘图表达。3）带传动的特点，弹性滑动与打滑的主要区）带传动的特点，弹性滑动与打滑的主要区别，弹性滑动能否避免，影响

29、后果（传动比，别，弹性滑动能否避免，影响后果（传动比，磨损，效率降低）。磨损，效率降低）。4）带传动的中心矩对传动性能的影响。）带传动的中心矩对传动性能的影响。5）带传动的主要参数，如带的线速度、传动）带传动的主要参数，如带的线速度、传动比、最小带轮直径，包角，摩擦系数等选择比、最小带轮直径，包角，摩擦系数等选择对传动性能的影响。对传动性能的影响。6）带传动的种类，）带传动的种类，V带比平带的优点，双速带带比平带的优点，双速带传动的设计方法传动的设计方法7）其他条件不变，带速增加两倍，传递功率）其他条件不变，带速增加两倍，传递功率将增加还是减小？将增加还是减小？8）提高带传动能力的有效措施是（包角、初）提高带传动能力的有效措施是（包角、初拉力、摩擦系数）。增大包角的措施。拉力、摩擦系数）。增大包角的措施。9）V带的型号、根数和小带轮直径的选