机械设计模拟题

一、回答下列问题

1、在进行轴系设计时，哪些情况下不能用滚动轴承，而只能用滑动轴承？

答：（1）转速太高；

（2）振动和冲击载荷太大；

（3）因装配原因而必须做成剖分式的轴承；

（4）轴承处径向空间尺寸受到限制的场合；

（5）在特殊情况下（如在水或腐蚀介质中）工作的轴承。

2、闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式与设计准则有何不同？

答：（1）闭式齿轮传动的失效形式主要是：齿面点蚀、轮齿折断；

设计准则如下：1）对于软齿面进行接触疲劳强度设计；然后进行弯曲疲劳强度校核；

2）对于硬齿面进行弯曲疲劳强度设计；然后进行接触疲劳强度校核。

（2）开式齿轮传动的失效形式主要是轮齿折断和齿面磨损；

设计准则是：进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。

3、请说明带传动中的弹性滑动与打滑现象（包括产生位置、移动程度、移动方向及产生原因）。

答：①弹性滑动：是带相对于带轮的微小移动，在主动带轮一侧，带相对于带轮向后移动；在从动带轮一侧，带相对于带轮向前移动；产生原因是带的弹性变形。

②打滑：是带相对于带轮的显著移动。产生于小带轮一侧，带相对于带轮向后移动。产生原因可能是载荷太大或带的预紧力太小等。

4、根据下列滚动轴承的代号，指出它们的类型、直径系列、内径尺寸、公差等级

（1）6312 （2）32207/P5

答：（1）6312—类型：6类（深沟球轴承）；直径系列：中系列（3）；内径尺寸：60mm（12）；公差等级：0级。

（2）32207/P5—类型：3类（圆锥滚子轴承）；直径系列：轻系列（2）；内径尺寸：35mm（07）；公差等级：5级（P5）。

二、计算题

1、 一厚度12mm δ=的钢板用4个普通螺栓固联在厚度的铸铁支架上，螺栓的布置如图所

示。已知螺栓材料为235Q ，[]95Mpa σ=，结合面间的摩擦系数0.15f =，可靠性系数 1.2f K =，载

荷12000F N ∑=,尺寸400l mm =，100a mm =。回答下列问题：

（1）受力最大的是哪个螺栓？

（2）求受力最大螺栓处所需承受的横向载荷；

（3）求螺栓所需的预紧力；

（4）求螺栓所需的最小直径。

2、 如下图所示，一对角接触球轴承面对面安装，已知F r1=8000N ，F r2=5200N, 派生轴向力为径向力的40%，

轴上的轴向载荷如图所示，求在下列两种情况下各轴承的派生轴向力和实际承受的轴向载荷。

（1） F A =2200N （2） F A =700N

解：① 轴承派生轴向力S 1和S 2方向见图

N F F r s 320080004.04.011=⨯==

N F F r s 208052004.04.022=⨯==

12s s A F F F >+

N F F F s A A 42802080220021=+=+=∴ N F F s A 208022==

② 12s s A F F F <+

N F F s A 320011==∴ N F F F A s A 2500700320012=-=-=

三、分析计算题

在图示二级斜齿圆柱齿轮减速器中，轴I 的转向及齿轮4的螺旋向如图所示，n 1=960r/min ，传递功率P 1=5kW ，201=z ，602=z 。忽略摩擦损失。

试求：

（1）轴Ⅱ、III 的转向（标于图上）；

（2）为使轴Ⅱ的轴承所承受的轴向力小，决定齿轮1、2、3的螺旋线方向（标于图上）；

（3）齿轮2、3所受各分力的方向（标于图上）；

（4）计算轴Ⅰ、Ⅱ所传递的扭矩。

答案：（1）轴Ⅱ、III 的转向已示于图中；

（2）各齿轮螺旋线方向已示于图中，即z 1为右旋，z 2、z 3为左旋；

（3）齿轮2、3所受各力F r2、F t2、F a2、F r3；F t3、F a3已示于图中；

（4）传递转矩T 1、2T ：

mm N n P T ⋅=⨯=⨯=49740960

51055.91055.961161 mm N Z Z T T ⋅=⨯=⋅=14922020

60497401212

四、结构分析题

1、指出图示轴系结构中的设计错误与不合理之处，并用文字加以说明（指出6处即可）

答：（1）箱体在两端轴承端盖处没有凸台，使得箱体侧壁加工范围太大；

（2）箱体与轴承端盖间没有调整垫片，不能调整轴承间隙；

（3）键槽太长，套筒无法装入；

（4）齿轮轴段太长，不能使套筒可靠压住齿轮；

（5）套筒右侧太高，使得轴承无法拆卸；

（6）右侧轴承端盖与轴之间没有间隙；

（7）半联轴器没有轴向定位（轴肩），没有周向固定（平键等）；（8）半联轴器孔没有打通。