机械考研试题与答案

常用螺纹有哪几类哪些用于联接，哪些用于传动，为什么哪些是标准螺纹常用的有：三角螺纹，矩形螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹。三角螺纹用于联接，其余用于传动。因三角螺纹自锁性好，其它螺纹传动效率高。除矩形螺纹外，其余均为标准螺纹。何谓螺纹联接的预紧，预紧的目的是什么预紧力的最大值如何掌握螺纹联接的预紧是指在装配时拧紧，是联接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作〔防松力量。拧紧后，预紧应力的大小不得超过材料屈服极限σS80%。螺纹联接有哪些根本类型适用于什么场合螺纹联接有4〔如被联接件之一太厚不宜制成通孔，或没有足够的装配空间，又不需要常常拆卸的场合。双头螺柱联接：用于不能承受螺栓联接且又需要常常拆卸的场合。紧定螺钉联接：用于传递力和力矩不大的场合。紧螺栓联接的强度也可以按纯拉伸计算，但须将拉力增大30%，为什么考虑拧紧时的扭剪应力，因其大小约为拉应力的30%。提高螺纹联接强度的措施有哪些避开螺栓的附加载荷〔弯曲应力5〕承受合理的制造工艺。10圈〔使用过厚的螺母不能提高螺纹联接强度〕由于螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所担当的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为总载荷的1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度。联接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松依据防松原理，防松分哪几类或发生严峻事故。因此，在设计螺纹联接时，必需考虑防松。依据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。三、简答题．一刚性凸缘联轴器用一般螺栓联接以传递转矩T，现欲提高其传递的转矩，但限于构造不能增加螺栓的数目，也不能增加螺栓的直径。试提出三种提高转矩的方法。．一般螺纹分为粗牙和细牙螺纹，请问细牙螺纹有什么特点用于何处．常用螺纹联接的类型有哪几种应用场合是什么．什么是螺纹联接的紧联接和松联接．螺纹联接的防松方法常用的有几种工作原理是什么举例说明。．在紧螺栓联接的强度计算中，为什么将轴向拉力加大30%．一般螺栓和铰制孔螺栓靠什么传递横向载荷P3-48QP

FQ=Q

+F吗P3-49．螺栓的机械性能等级为的含义是什么P3-50．提高螺栓联接强度的措施有哪些五、构造分析题3-54．分析题3-55图所示的螺纹联接构造，找出其中的错误，简洁说明缘由，并画图改正。a b c图3．简答题〔仅供参考〕3-41．答：1〕转变材料，提高螺栓、螺母的强度级别。2〕改用铰制孔螺栓联接。3〕在被联接件之间参加减载零件，如减载销，减灾套等。3-42．答：细牙螺纹螺距小、螺纹升角小、自琐性好，强度高，但不耐磨损、易滑脱。〔如轴和管状件〕的联接、微调机构等等。3-434种类型：〔1〕螺栓联接：用于被联接件不太厚有足够〔2〕〔3〕螺钉联接：用于被联接件之一很厚，又不常常拆装的场合。〔4〕紧钉螺钉联接：用于固定两被联接件的相对位置，并且传动力和力矩不大的场合。3-44．答：装配时拧紧的螺纹联接为紧联接，反之为松联接。3-45．答：有3种。〔1〕摩擦防松：靠维持螺纹牙间不变的正压力来保证足够的摩擦力〔2〕机械防松：用机械固定的方法使螺纹副之间无相对运动。如止动垫圈。〔3〕破坏螺纹副：使螺纹副破坏，如冲点法。3-46．答：由于在拧紧螺栓时，螺栓是受拉伸和扭转复合作用，要考虑扭转力的作用，还要考虑补充拧紧，所以要轴向拉力加大30%。3-47．答：一般螺栓靠被联接件接合面的摩擦力传递载荷，铰制孔螺栓靠螺栓杆部被挤压和剪切来传递载荷。3-48F拉伸时，被联接件QP变小，成为剩余预紧力Q，所以工作总拉力QQF。P P3-49．答：强度极限 400 MPa。屈服极限 320 MPaB S3-50．答：5种：〔1〕改善载荷在螺纹牙间的安排，如：环槽螺母，目的是使载荷上移悬置螺母，使螺杆螺母都受拉。〔2〕减小螺栓的应力幅，如承受柔性螺栓，目的是减小联接件的刚度。〔3〕〔4〕避开附加弯曲应力，如承受凸台和沉头座。〔5〕承受合理的制造工艺，如：滚压、外表硬化处理等。5．构造分析题3-65 主要构造错误分析如下：铰制孔螺栓联接螺纹的大径应小于铰制孔协作直径弹簧垫圈的切口倾斜方向错误螺纹局部长度不够螺栓无法由下向上装入双头螺柱联接螺纹孔的的深度应大于螺杆拧入深度螺纹孔内没有光孔，深度应大于螺纹孔，否则螺纹不能加工上端螺柱的螺纹局部长度不够下端螺柱无螺纹局部不行能拧入被联接件2的螺纹孔上边的被联接件应当有通孔，其孔径应大于螺杆直径螺钉联接螺钉头的四周空间尺寸太小，更没有扳手空间，圆柱螺钉头也不能拧紧上面的被联接件必需为光孔，不能是螺纹孔下面的被联接件应有螺纹，光孔的直径应与螺纹小径近似一样，而不是等于螺纹大经缺少防松措施a b c解图第四章键和花键联接三、简答题4-21Ll之间有什么关系4-22．一般平键有那些失效形式主要失效形式是什么怎样进展强度校核如经校核推断强度缺乏时，可实行哪些措施4-23．平键和楔键联接在工作原理上有什么不同4-24．切向键是如何工作的主要用在什么场合4-25．平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接各自的失效形式是什么静联接和动联接校核计算有何不同4-26．花键有哪几种那种花键应用最广如何定心3．简答题4-21．l=L-bl=Ll=L-b/2。4-22．一般平键的失效形式有工作面被压溃180°布置两个平键，强度按个计算。4-23．平键是通过两个侧面受挤压和剪切来传递转矩，而楔键是靠上下面受挤压来传递转矩。4-24．切向键有两个斜度为1:100的摩擦力传递转矩。用于轴径大于100mm，对中性要求不高，而载荷很大的重型机械上。4-25．pp≤[p]。4-26．

≤[

]，动联p有矩形花键、渐开线花键。其中渐开线花键适用于载荷大、定心精度要求高、尺寸较大的场合，压力角为45°的渐开线花键用于载荷不大的薄壁零件联接。矩形花键应用较广。矩形花键联接承受小径定心，渐开线花键承受齿廓定心。第五章带传动失效形式和设计准则失效形式：打滑、疲乏破坏。设计准则：保证带传动不打滑，使带具有足够的疲乏寿命。确定小带轮直径考虑哪些因素(1)最小带轮直径，满足d1≥ddmin，使弯曲应力不至于过大；(2)带速，满足5≤v≤25m/s；传动比误差，带轮直径取标准值，使实际传动比与要求的传动比误差不超过3~5%；使小带轮包角≥120；传动所占空间大小。3．V带传动在由多种传动组成的传动系中的布置位置传动布置在高速级。假设放在低速级，由于传递的圆周力大，会使带的根数很多，构造大，轴的长度增加，刚度不好，各根带受力不均等。另外，V带传动应尽量水平布置，并将紧边布置在下边，将松边布置在上边。这样，松边的下垂对带轮包角有利，不降低承载力量。4．带传动的张紧的目的，承受张紧轮张紧时张紧轮的布置要求张紧的目的：调整初拉力。承受张紧轮张紧时，张紧轮布置在松边，靠近大轮，从里向外张。由于放在松边张紧力小；靠近大轮对小轮包角影响较小；从里向外是避开双向弯曲，不转变带中应力的循环特性。三、简答题5-41．简述带传动产生弹性滑动的缘由和不良后果5-42．为什么说弹性滑动是带传动固有的物理现象5-43．在一样条件下，V带传动与平带传动的传动力量有何不同为什么用什么措施提高带的传动力量。5-44．为什么带传动一般放在传动链的高速级，而不放在低速级5-45Vdd1≥dmin、1≥120°、5≤v≤25m/s5-46V带传动设计时，为什么要限制带的根数5-47．带传动的主要失效形式是什么设计准则是什么5-48V带传动中，影响带疲乏破坏的主要应力是哪些为什么5-49V带传动设计中，为什么要限制带的根数限制条件如何5-50．带传开工作中，带上所受应力有哪几种如何分布最大应力在何处5-51．当传递一样功率时，为什么V带传动作用在轴上的压力比平带传动小5-52i75-53V带传动中，当一根带失效时，为什么全部带都要更换5-54．为什么一般车床的第一级传动承受带传动，而主轴与丝杠之间的传动链中不能承受带传动5-55．为什么带传动的中心距都设计成可调的四、分析计算题带传动所传递的功率P= 试求紧边拉力F1和松边拉力F25-57．：VP=7kW，带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两FeF1。5-58P=6kW，主动轮直径dd1

=100mm，转速1n1=1460r/min，包角1

150fv

0.51，试求最大有效圆周FFF2F0。5-53．V带传动中，当一根带失效时，为什么

图ee 15-59．如下图为一两级变速装置，假设原动机的转动为什么3．简答题5-41~5-52：参考答案从略，可参考本章内容。全部带都要更换V带和旧V带长度不等，当旧V带一起使用时，会消灭受力不均现象。V带因长度大而受力较小或不受力，V带因长度较小受力大，也会很快失效。5-54．带传动适用于中心距较大传动，且具有缓冲、吸振及过载打滑的特点，能精度，不能承受带传动。5-55．由于带在工作过程中受变化的拉力，其长度会渐渐增加，使初拉力减小。因此需要常常调整中心距，以调整带的初拉力。因此便将中心距设计成可调的。第六章链传动重要根本概念一些根本概念需要把握，分述如下。链传动的主要工作特点平均传动比准确，没有弹性滑动；可以在环境恶劣的条件下工作〔突出优点〕；中心距大，传递动力远，构造较小，没有初拉力压轴力小；瞬时传动比不准，工作中有冲击和噪声；只限于平行轴之间的传动，不宜正反转工作。链轮的齿形对链轮齿形的要求：保证链条顺当啮入和啮出；受力均匀；不易脱链；便于加工。目前的国家标准齿形：“三圆弧始终线”齿形。z1时应考虑的因素考虑动载荷的大小，小链轮齿数越少，链传动的多边形效应和动载荷越大；考虑大链轮齿数z2，为防止大链轮过早脱链应使：z2≤150；考虑链速，当链速高时，小链轮齿数z1应尽量取的多些；考虑链长为偶数，为了磨损均匀，链轮齿数应取奇数，并与链长互为质数；传动所占空间大小，尽量使构造紧凑。滚子链条的主要参数尺寸主要尺寸参数：节距、链长、排数。节距是最重要的参数。链条的链号表示其节距的大小，是英制单位，换算为标准计量单位为：p=“链号=“链号25.416 16 mm链传动的润滑方式选择假设链传动的润滑条件不能满足，其传动力量降低70~80%。链传动有推举的润滑方式，依据滑油应加在链条的松边，使之顺当进入需要润滑的工作外表。三、简答题1A的链条节距p等于多少有一滚子链标记为×，试说明它表示什么含义6-32．影响链传动速度不均匀性的主要因素是什么为什么在一般状况下链传动的瞬时传动比不是恒定的在什么条件下瞬时传动比才恒定6-33．链传动在工作时引起动载荷的主要缘由是什么能否避开如何减小动载荷6-34．链传动的许用功率曲线是在什么试验条件下得出来的假设设计的链传动与试验的条件不同要进展哪些修正6-35链的静强度较核6-36．为什么链传动的平均运动速度是个常数，而瞬时运动速度在作周期性变化。这种变化给传动带来什么影响如何减轻这种影响6-37．为什么链轮的节距越大、齿数越少链速的变化就越大6-38．链传动设计中，确定小链轮齿数时考虑哪些因素6-39．链传动产生动载荷的缘由是什么为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距6-40．链传动张紧的主要目的是什么链传动怎样布置时必需张紧第七章齿轮传动三、简答题失效形式各是什疲乏折断的力量，可实行哪些措施．齿面点蚀首先发生在什么部位为什么防止点蚀可实行哪些措施．齿轮传动设计中，为什么引入动载系数Kv减小动载荷的措施有哪些．一对齿轮传动，如何推断大、小齿轮中哪个齿面不易消灭疲乏点蚀哪个轮齿不易消灭弯曲疲乏折断理由如何圆柱齿轮的传动比又可比直齿圆柱齿轮选得大些．一对直齿圆柱齿轮传动中，大、小齿轮弯曲疲乏强度相等的条件是什么接触疲乏强度相等的条件又是什么．要设计一个由直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮组成的多级传动，它们之间的先后挨次应如何布置才合理为什么．设计圆柱齿轮传动时，常取小齿轮的齿宽b1大于大齿轮的齿宽b2，为什么在强度计算公式中，齿宽bb1b2．齿轮传动设计过程中，在确定小齿轮的齿数z1m时，要考虑哪些因素第九章 轴重点难点内容1．轴的构造设计轴的构造设计就是要合理地确定轴各局部的几何外形和尺寸各个轴肩、圆角和倒角的大小、键槽的位置等等。1〕轴上零件的布置；2〕轴上零件的定位和固定；3〕轴上零件的装拆工艺性；4〕轴的疲乏强度和刚度要求；5〕轴的加工工艺性等。轴的构造设计应满足以下要求：1〕2〕轴上的零件要定位准确、固定牢靠；3〕轴上的零件能便利地装配和拆卸；4〕轴的加工工艺性要好；5〕要应力集中小、疲乏强度要高。重要根本概念直轴按承受载荷的性质分为三类传动轴：在工作中主要承受转矩，不承受弯矩或承受弯矩很小。心轴：在工作中只承受弯矩，不承受转矩。心轴又分为固定心轴和转动心轴。转轴：在工作中既承受弯矩，又承受转矩。轴的失效形式和设计准则断裂。设计准则：一般进展疲乏强度校核计算。对瞬时过载很大的轴，还应进展静强度校核。性计算。轴设计的主要内容和轴的设计步骤轴的设计包括两个主要内容：轴的构造设计和轴的强度计算。轴的设计步骤：1〕选择轴的材料；2〕估算轴的最小直径；3〕轴的构造设计；4〕轴的强度校核；5〕必要时进展轴的刚度计算和振动稳定性计算。提高轴的疲乏强度的措施减小应力集中；降低外表粗糙度；强化轴的外表，如碾压、喷丸、外表淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗等。轴的刚度条件指标和提高刚度的措施轴的刚度条件为：挠度：y≤[y]偏转角：θ≤[θ]扭转角：≤[]提高轴刚度的措施：增大轴的直径。留意，用合金钢代替碳素钢不能提高轴的刚度。三、简答题9-26．进展轴的构造设计时，主要考虑哪些方面的问题9-27．为提高轴的刚度，欲把轴的材料由4540Cr是否适宜为什么9-28金钢应留意什么问题9-29措施9-30．在多级齿轮传动中，为什么低速轴的直径要比高速轴的直径粗得多。四、分析计算题9-31．分析图a〕所示传动装置中各轴所受的载荷〔轴的自重不计〕，并说明各轴的类型。假设将卷筒构造改为图b〕、c〕所示，分析其卷筒轴的类型。图9-32按方案a〕设计的单级齿轮减速器，假设改用方案b〕，减速器的哪根轴的强度要重验算为什么假设方案a〕中的V带传动和方案b〕中的开式齿轮传动的传动比相等，两方案中电动机轴所受的载荷是否一样为什么。a〕 b〕图五、构造分析题9-34指出图中轴系的构造错误，并改正。题9-34图14．分析计算题答题要点：Ⅰ轴：只受转矩，为传动轴；Ⅱ轴：除受转矩外，因齿轮上有径向力、圆周力等，还受弯矩，是转轴；Ⅲ轴：不受转矩，只受弯矩，是转动心轴；Ⅳ轴：转矩由卷筒承受，轴不受转矩，只受弯矩，是转动心轴；卷筒构造改为图b，Ⅴ轴仍不受转矩，只受弯矩，轴不转动，是固定心轴；卷筒构造改为图c，Ⅵ轴除了受弯矩外，在齿轮和卷筒之间轴受转矩，是转轴；答题要点：1．方案b〕减速器中大齿轮轴需要重验算。由于与方案a〕相比，虽然减速器布置在高速级，此轴所受的转矩减小了。但轴的外伸端不再是联轴器，而是一个悬臂布置的齿轮，齿轮上肯定作用有圆周力和径向力。因此，此轴所受的弯曲应力增大了。2b〕中不再受弯矩了，由于带传动有压轴力，而联轴器没有。5．构造分析题9-34 存在问题：轴右端的带轮不能通过套筒用端盖轴向定位，转动零件与固定零件不能接触。轴与右端盖之间不能接触，应有间隙，并有密封措施。齿轮两侧都是轴环，无法安装到位。齿轮上的键槽没打通，且深度不够。这样的构造，键槽无法加工，也无法装配。右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长〔精加工面长，装拆困难。因轴肩过高，两个轴承拆卸困难。轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。题934图2第十章滑动轴承重要根本概念动压油膜形成过程随着轴颈转速的提高，轴颈中心的位置和油膜厚度的变化如图103所示。n=0n→∞，轴颈中心的运动轨迹为一半圆。利用此原理可以测量轴承的偏心距e，从而计算出最小油膜厚度h 。min动压油膜形成条件相对运动的两外表必需构成收敛的楔形间隙；两外表必需有肯定的相对速度，其运动方向应使润滑油从大口流入、从小口流出；润滑油必需具有肯定的粘度，且供油要充分。非液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计准则和验算内容，液体动压润滑轴承设计时也要进展这些计算失效形式：磨损、胶合设计准则：维护边界油膜不被破坏，尽量削减轴承材料的磨损。验算内容：P为防止过度磨损，验算：p=Bd

≤[p] MPa为防止温升过高而胶合，验算：Pv=

P nd

≤[pv]MPa

m/s为防止局部过度磨损，验算：V=

Bd 601000 ·nd601000≤[v]m/s生磨损，也需要进展上述三个条件的验算。对滑动轴承材料性能的要求除强度〔抗压、抗冲击〕外，还应有良好的减摩性〔摩擦系数小、耐磨性〔抗磨损、抗胶合〕、跑合性、导热性、润滑性、顺应性、嵌藏性等。液体动压润滑轴承的工作力量准则(1)保证油膜厚度条件：hmin≥[h]；(2)保障温升条件：t ≤[t]=10~30C。三、简答题10-41．滑动轴承主要适用于那些场合10-42．非液体摩擦滑动轴承的失效形式和设计准则各是什么10-43．非液体摩擦滑动轴承需要进展哪些计算其目的各是什么10-44．依据滑动轴承可能发生的失效形式，分析对轴瓦材料有哪些性能要求。10-45．在设计液体动压滑动轴承时，是否需要进展非液体摩擦轴承的计算，为什么10-46．试画出动压轴承的油膜形成过程。10-47．液体动压润滑轴承的工作力量准则有哪些10-48．提高液体动压润滑轴承承载力量的措施有哪些10-49．当液体动压润滑轴承的温升过高，降低其温升的措施有哪些10-50．何谓摩擦、磨损和润滑3．简答题10-41~10-46：参考答案从略，可参考本章内容。10-47．1〕保证油膜厚度条件：hmin＞[h]；2〕t≤t]10-48．增大宽径比；减小相对间隙；增大润滑油粘度；提高转速；降低轴颈和轴瓦的外表粗糙度10-49．减小宽径比；增大相对间隙；降低润滑油粘度；承受压力供油；轴承座增加散热和降温措施；10-50．摩擦是指两物体在发生相对运动〔或有相对运动趋势〕时，在接触外表上产生润滑是指在作相对运动的两物体接触外表之间参加润滑剂，以削减摩擦、降低磨损。第十一章滚动轴承滚动体和内、外圈所受的载荷和应力〔变接触应力环的变载荷〔接触应力〕。滚动轴承的失效形式〔又称正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上发生疲乏点蚀。当轴承转速很低(n≤10r/min)或只渐渐摇摆，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道外表发生塑性变形。滚动轴承的设计准则对于正常转开工作的轴承，进展针对疲乏点蚀的寿命计算。对于转速很低(n≤10r/min)或只渐渐摇摆的轴承，进展静强度计算。滚动轴承的根本额定寿命10%的轴承发生疲乏点蚀破坏〔90%的轴承没有发生点蚀〕时，轴承转过的总转数L10〔单位为106转〕，或在肯定转速下工作的小时数L10h〔单位为小时〕。滚动轴承的根本额定动载荷C是指轴承寿命L10恰好为1〔106转〕时，轴承所能承受的载荷。表示轴承的承载力量。对于向心轴承：C是纯径向载荷；对于推力轴承：C是纯轴向载荷；在使用中要留意C3条含义：90%106转、C的方向。例11-6试分析例11-6图1所示轴系构造中的错误，并加以改进。图中齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。例11-6图1存在问题分析：轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面错误轴系承受全固式构造，两轴承反装不能将轴向力传到机架，应当为正装。全固式构造中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉。端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙。转动零件与固定零件接触，不能正常工作方面错误轴右端的联轴器不能接触端盖，用端盖轴向定位更不行。轴与右端盖之间不能接触，应有间隙。定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触。轴的左端端面不能与轴承端盖接触。轴上零件装配、拆卸工艺性方面错误右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长〔精加工面长，装拆困难。套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难。因轴肩过高，右轴承拆卸困难齿轮与轴联接的键过长，套筒和轴承不能安装到位。轴上零件定位牢靠方面错误轴右端的联轴器没有轴向定位，位置不确定。齿轮轴向定位不行靠，应使轴头长度短于轮毂长度。齿轮与轴联接键的长度过大，套筒顶不住齿轮。加工工艺性方面错误两侧轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。联轴器轮毂上的键槽没开通，且深度不够，联轴器无法安装。润滑、密封方面错误

例11-6图2右轴承端盖与轴间没有密封措施。轴承用脂润滑，轴承处没有挡油环，润滑脂简洁流失。改进后如图例11-6图2所示。例11-7试分析例11-7图1所示小锥齿轮套杯轴系构造中的错误，并加以改进。例11-7图1存在问题分析：左轴承内圈轴向没有固定。套杯和机座间没有调整垫片，不能调整轴系的轴向位置。轴承端盖与套杯间没有调整垫片，不能调整轴承游隙。轴与轴承端盖接触，应有间隙。左轴承的外圈装拆路线长，装拆困难。套杯左端的凸肩过高，左轴承的外圈拆卸困难。轴上有两个键，位置都没有靠近装入端，使轮毂装入困难。齿轮轴向定位不行靠，应使轴头长度短于轮毂长度。轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。例11-7图2轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。右轴承端盖与轴间没有密封措施。改进后如图例11-7图2所示。例11-8例11-8图1中的构造错误，并加以改进。例11-8图1存在问题分析：两个轴承的外圈均未轴向固定。不能将轴上的轴向力传到机座。齿轮轴的轴向位置没有固定，受到轴向力时会发生窜动。左轴承内圈直径