上海大学机械设计试卷A201306

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2、 有一双轮手推车如图所示。已知车上载荷Q=5000N(包括车身自重),轮轴材料采用Q235,设许用弯曲应力为[σ]=100MPa,试计算轮轴直径。(6分)

解:轴的受力图如解图所示,轴上作用力:

N 25002

50002Q Q Q 21===

= 2分 N 2500F F 21==

轴上最大弯矩:Nmm 105.2100F M 5

⨯=⨯= 1分

[][]mm 24.29100

1.0105.21.0M d d 1.0M W M 35

33

=⨯⨯=≥≤==σσσ得：由 2分 圆整后轮轴直径可取d=30mm 。 1分

3、图示为蜗杆—圆锥齿轮二级传动装置。(1)已知输出轴的转速方向如图,为了使Ⅱ轴上的轴向力尽量小,试判别蜗杆1、蜗轮2的转向与旋向。(2)已知T 1=16N 、m ,模数m 1=m 2= 4mm,q=10,Z 1=2,Z 2=80,当量摩擦系数f v =0、1,试确定:该蜗杆传动就是否有自锁能力;计算该蜗杆传动的啮合效率;计算蜗杆1、蜗轮2的各分力的大小并标出它们的方向。(16分)

解:1、蜗杆1、蜗轮2为右旋;转向如图、 3分

2、tg γ=Z 1/q =2/10 γ=11、31° 当量摩擦角ρv =argctg(0、1)=5、71° ∵γ＞ρv ∴没有自锁能力

效率η=tan γ/tan(γ+ρv )=0、6534=65、34% 4分 F t1=F a2=2T 1/d 1=2×16000/4×10=800N;

T 2=i 12×T 1×η=40×16×0、6534=418、176 N 、m

F t2=F a1=2T 2/d 2=2×418176/(4×80)=2613、6 N; F r1=F r2=F t2×tan20°=951、3 N 6分 各力方向如图 3分

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五、结构分析题:

1、如图所示为一对正安装的角接触球轴承支承的轴系,齿轮用油池润滑,轴承用油润

滑,轴端装有带轮,试指出图中10处标有序号的错误及不合理结构的原因。(注:不要考

虑图中的倒角及圆角)(10分)

答:1、带轮左侧轴向固定不可靠,安装带轮的轴段应比带轮的轮毂长度短2~3mm;

2、带轮无周向固定,应安装一平键;

3、带轮右侧无轴向定位,应在此设一轴肩;

4、轴承透盖中无密封装置,且与轴直接接触,缺少间隙;

5、左右轴承端盖与箱体间缺少调整轴承游隙的垫片;

6、左右箱体与轴承端盖接合处无凸台;

7、输油沟中的油无法引入轴承,应在轴承盖上开槽;

8、精加工面太长,且轴承装拆不便;

9、定位轴肩过高,影响轴承拆卸;

10、齿根圆小于轴肩,未考虑插齿加工齿轮的要求;

11、右边轴承左侧没有轴向定位,应在此处设计一挡油环,以阻挡过多的稀油进入轴承;

12、精加工面太长,且轴承装拆不便。答对1项1分,最多10分,答错不扣分。