2005年机械设计试题答案
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班 级姓 名题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 分数一、 填空题(共24 分,每空1分)1)按照两表面间的润滑状况,可将摩擦分为 干摩擦 、 边界摩擦 、 流体摩擦 和 混合摩擦 。
2)当两个被联接件之一太厚,不宜制成通孔,且联接不需要经常装拆时,往往采用螺纹联接中的 螺钉 联接。
3)带传动中,带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态下,紧边拉力F 1与松边拉力F 2之间的关系为 112f F F e α=⋅ 。
4)滚动轴承的基本额定寿命L ,是指一批相同的轴承,在相同的条件 下运转,其中 90% 的轴承在疲劳点蚀前所能转过的总转数,单位为106r 。
5)非液体摩擦滑动轴承限制pv 值,主要是为了防止轴瓦 胶合 失效。
6)弹簧指数C= D/d ,C 越大,弹簧刚度越 小 。
7)当机构处于死点位置时,机构的压力角为 90° 。
8)有一紧螺栓连接,已知预紧力'F =1500N ,轴向工作载荷F =1000N ,螺栓的刚度C b =2000N/mm ,被连接件的刚度C m =8000N/mm ,则螺栓所受的总拉力F 0= 1700 N ,剩余预紧力''F = 700 N ,保证结合面不出现缝隙的最大轴向工作载荷F max = 1875 N 。
9)对于软齿面闭式齿轮传动,通常先按 齿面接触疲劳 强度进行设计,然后校核 齿根弯曲疲劳 强度。
10)蜗杆传动的失效形式主要是 齿面点蚀 、 齿面胶合 和 齿面磨损 ,而且失效通常发生在 蜗轮轮齿上 。
哈工大2005 年秋季学期机械设计基础(80学时)试题答案11)在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中,等速运动规律使凸轮机构产生刚性冲击,正弦加速度运动规律则没有冲击,等加速等减速、余弦加速度运动规律产生柔性冲击。
二、选择题(共11分,每小题1分)1)一阀门螺旋弹簧,弹簧丝直径d=2.5mm,因环境条件限制,其弹簧外径D2不得大于17.5mm,则弹簧指数不应超过c) 。
青岛科技大学2005年研究生入学考试试题考试科目: 机械设计(A 卷)(答案全部写在答题纸上)一、选择填空(每小题2分,共20分)1.蜗杆传动中,轮齿承载能力计算,主要是针对 来进行的。
A) 蜗杆齿面接触疲劳强度和蜗轮齿根弯曲疲劳强度B) 蜗轮齿面接触疲劳强度和蜗杆齿根弯曲疲劳强度C) 蜗杆齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度D) 蜗轮齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度2.齿轮传动的动载荷系数中,动载荷系数v K 的大小主要与 有关。
A) 制造精度 B) 齿轮模数 C) 端面重合度 D) 轮齿宽度3.滚动轴承基本额定动载荷所对应的基本额定寿命是 。
A) 710; B) 2.5×710 C) 610 D)5×6104.当轴上安装的零件要承受轴向力时,采用 来进行轴向定位,所能承受的轴向力较大。
A) 圆螺母 B) 紧定螺钉 C) 弹性挡圈5.离合器与联轴器的不同点为 。
A) 过载保护 B) 可以将两轴的运动和载荷随时脱离和接合C) 补偿两轴间的位移6.滚动轴承的内外圈及滚动体的表面硬度为 ;软齿面齿轮的齿面硬度为 。
A) 150HBS B)(20~32)HBS C) ≤350 HBS D) (60~65)HRC7. 某轴材料为45钢,两支点采用深沟球轴承支承,验算时发现轴的刚度不够,这时应 。
A )改为合金钢轴B )改为滚子轴承 C) 增加轴径 D) 改为滑动轴承8.带传动采用张紧轮的目的是 。
A) 调节带的初拉力 B) 提高带的寿命C) 改变带的运动方向 D) 减轻带的弹性滑动9.圆锥齿轮为了测量和计算方便标准模数取在 ,受力分析时模数取在 。
A) 分度圆锥面 B) 轮齿大端 C) 齿宽中点 D)锥距中点10.当采用铰制孔用螺栓联接承受横向载荷时,螺栓杆受到 作用。
A) 剪切和挤压 B )拉伸和剪切 C) 弯曲和挤压 D) 扭转和弯曲二、填空题(每空1分,共25分)1.在普通平健联接中,平健的工作面是 ,其最主要的失效形式是 ,平健的剖面尺寸(h b ⨯)按 从标准中选取。
2005机械设计考试题答案(A 卷)一.单项选择题(每小题2分,共20分)1④ 2② 3① 4② 5④ 6④ 7③ 8① 9④ 10③二、填空题(每小题2分,共20分) 11 被压溃,过渡磨损 12. 2800N ,1800N 13 1000N/1500N14 当量齿数/模数或齿的大小15 边界油膜不遭破坏,限制轴承的温升(发热)。
16 55mm ,角接触球轴承 17 功率,最小值 18动力粘度, 牛顿 19 基孔 , 基轴20 带传动, 链传动三、简答题(每小题5分,共20分)21.齿轮传动的失效形式主要有:轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形; 对闭式齿轮传动,通常以保证齿面接触疲劳强度为主,对开式齿轮传动,通常以保证齿根弯曲疲劳强度为主,对高速大功率的齿轮传动,还要保证齿面抗胶合能力的准则。
22由于带是弹性体,在工作过程存在拉力差,从而产生弹性滑动。
弹性滑动是带传动固有的物理现象,不能避免。
弹性滑动是从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度,降低传动效率,引起带的磨损。
23. 由弯矩所引起的弯曲应力属对称循环变应力;由转矩所引起的扭剪应力属脉动循环变应力 ;在轴的计算弯矩公式22)(T Mα+中系数α的含义是考虑两者循环特性不同的影响而引入的折合系数。
24.蜗杆传动由于效率低,发热大,所以闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。
可采用以下措施来改善散热条件:1)加散热片以增大散热面积;2)在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通 3)在传动箱内装循环冷却水管。
四、 分析与计算题(每小题10分,共30分)25.解:1)螺栓组受力分析 横向载荷N P 1500=旋转力矩mm N PL T .600000==由横向载荷产生的每颗螺栓的横向载荷为N P P P P P P P 5003/321====由旋转力矩产生的每颗螺栓的横向载荷为N rT P P P T T T 20003321====由受力分析可知,螺栓1受力最大,其值为 N P P F T P 250011=+=2.确定螺栓所受预紧力F 0F K f F s ≥0N F 200000= ( 5分)2)确定螺栓的小径 由强度条件P P2][3.1421σπσ≤⨯=dF ca螺栓许用应力为:MPa S s 120/][==σσ 所以,螺栓的螺纹小径为mm d 609.161≥ (5分)26.解:1) 轴承的径向载荷 N F F F r 1800300200030600010030030100211=⨯-⨯=-=N F F F r r 420018006000112=-=-= (3分)2) 轴承的轴向载荷派生轴向载荷 N F F r d 126018007.07.011=⨯==N F F r d 294042007.07.022=⨯==因为221d d F F F >+所以轴承的轴向载荷分别为 N F F d a 126011==N F F F d a 326020001260212=+=+= (3分) 3) 轴承的当量动载荷1P 、2P 轴承1,因为e F F r a ===7.01800126011,取X=1, Y=0N YF XF f P a r t 216018002.1)(111=⨯=+=轴承2,因为e F F r a >==78.04200326022,取X=0.41, Y=0.85N YF XF f P a r t 5392)326085.0420041.0(2.1)(222=⨯+⨯⨯=+= (2分)因为12P P >所以取轴承的当量动载荷为N P P 53922== 4)轴承寿命h P C f n L t h 130155392562001145060106010366=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ε (2分)27.解:1) 左旋(2分)2)如图(3分)kW P P 645.597.06223=⨯==η3)Ⅲ轴功率为:kW P P 645.597.06223=⨯==η总传动比为:489.152395207534123412=⨯==⋅=z z z z i i iⅢ轴转速为:min /98.61489.1596013r in n ===Ⅲ轴为:mm N n P T .86979398.61645.51055.91055.963363≈⨯⨯=⨯=齿轮4的分度园直径为:mm z m d n 73.3838cos 954cos 044=⨯==β作用在齿轮4啮合点圆周力为:N d T F t 36.453373.38386979322434=⨯==作用在齿轮4啮合点径向力为:N F F nt r 29.16658cos 20tan 39.4533cos tan 044=⨯==βα作用在齿轮4啮合点轴向力为:N F F t a 8.6368tan 39.4533tan 044=⨯==β (5分)2五、结构设计 ( 28和29各小题改正正确给2分,30和31小题各3分,共计10分) 28.30.②④③ 轴肩处过渡园角半径R5大于与之配合零件毂孔的倒角,轴上零件不能靠紧轴肩而到准确的定位,可减小轴肩处过渡园角半径增大零件毂孔的倒角。
2005年机械设计试题答案一、是非题(9小题, 每小题1分, 共9分。
正确的在()中写“T ”,错误的在( )中写“F ”)1.某转轴采用40钢(σS MPa =335),经校核其扭转刚度不够,可改选高强度合金结构钢40Cr ()σS MPa =785,以提高刚度。
(F )2. 用普通平键时,键的截面尺寸b ×h 和键长L 都是根据强度计算确定的。
(F )3. 强度计算主要有三种方法:扭转强度条件计算,按弯扭合成进行强度条件验算,按疲劳强度条件进行校核。
对于每一根轴都必须经过这三种方法依次计算过,才能保证安全可靠。
(F )4.变应力是由变载荷产生,也可能由静载荷产生。
(T )5. V 带横截面中两工作面之间的夹角为40°,所以带轮槽角也是40°。
(F )6. 同一减速器中,如果忽略效率不计,在工作过程中,则每个轴所传递的转矩是相等的。
(F )7. 紧的普通螺栓联接,其螺栓危险截面承受的只是拉应力。
(F )8. 螺纹的螺旋升角愈小,螺纹的自锁性能愈好。
(T )9. 计算蜗杆传动的啮合效率时,蜗杆和蜗轮齿面间的当量摩擦系数可根据两者的相对滑动速度选取。
(T )二、填空题〔每空1分,共12分〕1.从防松工作原理来看,弹簧垫圈属于 摩擦 防松;止动垫圈与园螺母配用属于 机械 防松措施。
2.已知某三线螺纹中径为9.5mm ,螺距为1mm ,则螺纹的导程为 3 mm 。
3.按国家标准GB/292-93规定,代号为7210C 的滚动轴承类型为 角接触球轴承 轴承,其内径为 50 mm ,直径系列为 轻 系列,C 代表 公称接触角15º,其精度为 P0 级。
4.平键的工作面为 两侧 面,工作时靠 轴槽、键及毂槽的侧面受挤压 来传递转矩。
5.V 带传动中带工作中最大应力产生在 紧边进入小带轮 处,其值为c b11max σσσσ++=。
三、问答题〔每题6分、计24分〕1.分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。
机密★启用前江苏大学2005年硕士研究生入学考试试题考试科目:机械设计考生注意:答案必须写在答题纸上,写在试题及草稿纸上无效。
需用计算器A.制造困难 B .要使用较长的销轴 C .不便于安装 D .链板要产生附加的弯曲应力9、在设计V 带传动中,选取小带轮直径应满足d d1≥d dmin ,是为了防止 。
A .带的弯曲应力过大B .小带轮上的包角过小C .带的离心力过大D .带的长度过长10、计算轴的当量弯矩时,若轴的弯曲应力按对称循环变化,而剪应力作脉动循环变,则应力折算系数α取 。
A .B .C .D .[][]b b 01σσ+[][]b b 10-σσ[][]b b 01σσ-[][]bb 11+-σσ(、、分别为静、对称循环和脉动循环应力状态时的许用弯曲应力)[]1+σ[]1-σ[]0σ11、在基本额定动载荷C 作用下,滚动轴承的基本额定寿命为106转时,其可靠度为 。
A .10℅B .80℅C .90℅D .99℅12、下列四种叙述中________是正确的。
A.变应力只能由变载荷产生B.静载荷不能产生变应力C.变应力是由静载荷产生D.变应力是由变载荷产生,也可能由静载荷产生。
13 、普通圆柱蜗杆传动的中间平面是指 。
A. 通过蜗轮轴线并垂直于蜗杆轴线的平面B. 垂直于蜗杆轴线并切于蜗轮分度圆的平面C. 垂直于蜗轮轴线并切于蜗杆分度圆的平面D. 通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面14、齿轮传动中,轮齿的齿面疲劳点蚀,通常首先发生在A .齿顶部分 B. 靠近节线的齿顶部分 C .齿根部分 D. 靠近节线的齿根部分15、在蜗杆传动中,将蜗杆分度圆d 1定为标准值是为了 。
A .使中心距也标准化B .为了防止蜗杆刚度过小C .为了提高加工效率D .为了减小蜗轮滚刀数目,便于滚刀标准化三、简答题(共22分)1、试述带传动中的弹性滑动和打滑现象是如何发生的?它们对传动有何影响?(8分)2、平键联接的失效形式有哪些?其设计准则如何?(6分)3、请写出流体动力润滑的基本方程并说明形成流体动力润滑的必要条件。
工机、制造专业 05 级《机械设计》课程考核试卷一、选择题(本大题共10小题,每题2分,共20分)1、平健联接的主要用途是使轴与轮毂之间。
A.沿轴向固定,并传递轴向力;B.沿轴向可作相对滑动并具导向作用;C.沿周向固定并传递扭矩;D.安装与拆卸方便。
2、采用螺纹联接时,当被连接件很厚不经常拆卸时,宜采用。
A.螺栓联接;B.螺钉联接;C.双头螺柱联接。
3、带传动传动比不准确的原因是。
A. 摩擦系数不稳定B. 有弹性滑动C. 小轮包角与大轮包角不等D.打滑现象存在4、在其它条相同的条件下,V带传动与平带传动相比,可以传递更大的功率,这是由于。
A.V带与带轮材料的组合具有较高的摩擦系数;B.V带的挠性良好并与带轮紧密贴合;C.V带的质量轻,离心力小;D.V带与轮槽工作面之间的摩擦是楔面摩擦。
5、在轴的初步计算中,轴的直径是按进行初步确定的。
弯曲强度;B.扭转强度;C.轴段长度;D.轴段上零件的孔径。
6、下列轴上定位方式哪种属于周向定位。
A.轴肩;B.弹性挡圈;C.键联接;D.轴承端盖。
7、某厂运输带由速度1440/min的电动机通过二套减速装置来驱动,其中a.双级直齿圆柱齿轮减速器;b. V带传动。
这二套减速装置的排列次序宜采用。
A.电动机a→b→运输带;B.电动机b→a→运输带;8、在润滑良好的情况下,耐磨性最好的蜗轮材料是。
A.铸铁;B.无锡青铜;C.锡青铜;D.黄铜。
9、对闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是为了。
A.防止润滑油受热后外溢,造成环境污染;B.防止润滑油温度过高后使润滑条件恶化;C.防止蜗轮材料在高温下机械能下降;D.防止蜗杆蜗轮发生热变形后,正确啮合受到破坏。
10、滚动轴承基本额定动载荷所对应的基本额定寿命是。
A.107;B.25⨯107;C.106;D.5⨯106。
二、填空题(本大题共12小题,每空1分,共20分)1、普通三角形螺纹的牙型角为____________度。
2、紧螺栓联接按拉伸强度计算时,考虑到拉伸应力和扭转切应力复合作用,应将拉抻载荷增大至_______倍。
第5章 机械常用材料和制造公艺性
一、选择题
1.钢材受冷拉或冷挤压后,其______。
[华东理工大学2004研]
A .塑形降低,强度增高
B .塑形增高,强度降低
C .塑性和强度均降低
D .塑性降低,强度不变
【答案】A
2.某厂制造一钢零件时,采用了“渗碳→淬火→回火
”热处理工序,则该零件所用的材料只可能是______。
[上海大学2005研]
【答案】A
二、计算分析题
请在图5-3中标出、、。
[上海交通大学
2005研]
0τ1τ-S τ
图5-3
图5-4
解:、、如图5-4所示。
0τ1τ-S τ(1)为脉动循环应力时的扭转疲劳极限,即时对应的值;
0τmin 0τ=(2)为对称循环应力时的扭转疲劳极限,即的点;
1τ-max min ττ=-(3)为抗扭屈服极限,即,且为最大时的点。
s τmax min ττ=max τ。
2005年机械设计复试一.单项选择题(30分,每题2分)1.在螺栓联接的结构设计中,被联接件与螺母和螺栓头接触面处需要加工,这是为了----a.不损伤螺栓头和螺母b增大接触面积c防止产生附加偏心载荷d便于装配2.设计时键的剖面尺寸通常是根据-----从标准钟选取。
A键传递的转矩b轴的转速C轮毂的长度d轴的直径3.为了渐开线圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度的计算,一般以----------处的接触应力作为计算依据。
a.齿顶b.齿根c.节点4.滑动轴承的宽径比B/d愈小,则---------a.轴承温升愈大b.摩擦功耗愈小c.承载能力愈大d.端泄愈小5.半圆键联接具有-------特点A对轴强度削弱小 b.工艺性差c.调心性好d.承载能力大6.带传动正常工作时,小带轮上的滑动角---------小带轮的包角。
a.大于b.小于c.小于或等于d.大于或等于7.链传动中合理的链条长-------a.应等于奇数倍链节距b.应等于偶数倍链节距c.可以为任意值d.按链轮齿数来决定8.蜗杆传动,为了提高传动效率,在一定限度内可采用------a.较小的蜗杆直径系数b.较大的蜗杆分度圆上螺旋升角c.较小的模数d.较小的蜗杆头数9.一对齿轮啮合传力时,大,小齿轮上齿面的接触应力---------a.σH1=σH2b.σH1>σH2c.σH1<σH2d.不能判别大小关系10.工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称a.心轴b.传动轴c.转轴11.锥齿轮传动中的齿形系数按下述哪个参数查取a.Z/cosδb.齿数Zc.Z/cos^3δd.Z^3/cosδ12.渐开线齿轮的支承轴承后,中心距变大,这时传动比-----a.增大b.减小c.不变13.齿形联轴器属于a.刚性联轴器b.非弹性元件挠性联轴器c.可移式弹性联轴器14.硬齿面(HBS>350)闭式齿轮传动的主要失效形式是()a.齿面点蚀b.齿面磨损c.齿轮折断15.下述三种螺纹中,传动效率最高的是()a.M20×1b.M20×2/2c.T20×2二,简答题(每题4分,共40分)1.螺纹连接为什么要采用防松装置?分析两种防松装置的放松原理。
2005年机械设计试题答案
一、是非题(9小题, 每小题1分, 共9分。
正确的在()中写“T ”,错误的在( )中写“F ”)
1.某转轴采用40钢(σS M P a =335),经校核其扭转刚度不够,可改选高强度合金结构钢40Cr ()σS MPa =785,以提高刚度。
(F )
2. 用普通平键时,键的截面尺寸b ×h 和键长L 都是根据强度计算确定的。
(F )
3. 强度计算主要有三种方法:扭转强度条件计算,按弯扭合成进行强度条件验算,按疲劳强度条件进行校核。
对于每一根轴都必须经过这三种方法依次计算过,才能保证安全可靠。
(F )
4.变应力是由变载荷产生,也可能由静载荷产生。
(T )
5. V 带横截面中两工作面之间的夹角为40°,所以带轮槽角也是40°。
(F )
6. 同一减速器中,如果忽略效率不计,在工作过程中,则每个轴所传递的转矩是相等的。
(F )
7. 紧的普通螺栓联接,其螺栓危险截面承受的只是拉应力。
(F )
8. 螺纹的螺旋升角愈小,螺纹的自锁性能愈好。
(T )
9. 计算蜗杆传动的啮合效率时,蜗杆和蜗轮齿面间的当量摩擦系数可根据两者的相对滑动速度选取。
(T ) 二、填空题〔每空1分,共12分〕
1.从防松工作原理来看,弹簧垫圈属于 摩擦 防松;止动垫圈与园螺母配用属于 机械 防松措施。
2.已知某三线螺纹中径为9.5mm ,螺距为1mm ,则螺纹的导程为 3 mm 。
3.按国家标准GB/292-93规定,代号为7210C 的滚动轴承类型为 角接触球轴承 轴承,其内径为 50 mm ,直径系列为 轻 系列,C 代表 公称接触角15º,其精度为 P0 级。
4.平键的工作面为 两侧 面,工作时靠 轴槽、键及毂槽的侧面受挤压 来传递转矩。
5.V 带传动中带工作中最大应力产生在 紧边进入小带轮 处,其值为c b11max σσσσ++=。
三、问答题〔每题6分、计24分〕
1.分别说明普通螺纹、梯形螺纹的特点和应用场合。
(6分) 答:普通螺纹自锁性能好,强度高(2分),主要用于连接(1分)。
梯形螺纹效率比矩形螺纹略低,但牙根强度较高,易于对中,磨损后可以补偿(2分);在螺旋传动中应用最普遍。
(1分)
2.齿轮传动的主要失效形式有哪些?闭式和开式传动的失效形式有哪些不同? (6分)
答 :轮齿的主要失效形式有五种:轮齿折断、和疲劳点蚀、磨损、胶合和塑性变形,轮齿折断有疲劳折断和过载折断两种形式(3分)。
若设计正确、润滑条件良好,软齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是疲劳点蚀(1分)。
硬齿面闭式齿轮传动是弯曲疲劳折断(1分)。
开式齿轮传动是磨损(1分)。
3.什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象?可否避免?它对带传动有何影响?(6分) 答:由带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动(2分)。
弹性滑动是带传动中不可避免的现象(2分)。
它会引起以下后果:①从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度,并随载荷变化而变化,导致此传动的传动比不准确。
②损失一部分能量,降低了传动效率,会使带的温度升高,并引起传动带磨损。
(2分)
4. 图1所示两级圆柱齿轮减速器的可能两种布置方案中,哪一种方案更合理?为什么? (6分) 答:方案二更为合理(3分)。
原因之一是输入和输出的轴段长,原动机和工作机的振动和冲击对齿轮传动影响小(1分)。
原因之二是轴的扭转剪应力分布减弱了弯曲正应力的分布不均(2分)。
四、选择题:把正确的选项代号填入()中 (本题分5小题, 每小题2分, 共10分)
1.一减速齿轮传动,主动轮1用45号钢调质,从动轮用45号钢正火,则它们齿面接触应力的关系是 B 。
A.2H 1H σσ>
B.2H 1H σσ=
C.2H 1H σσ<
2.带传动中紧边拉力为1F ,松边拉力为2F ,则其传递的有效圆周力F 为 C 。
A.21F F +
B.2/)(21F F -
C.21F F -
D.2/)(21F F + 3.用普通螺栓来联接的凸缘联轴器,在传递扭矩时 D 。
A.螺栓的横截面受剪切 B.螺栓与螺栓孔接触面受挤压 C.螺栓同时受剪切与挤压 D.螺栓受拉伸与扭转
4.一对斜齿圆柱齿轮传动中, A 的计算值不应圆整。
方案一 方案二
图1
A. 分度圆直径
B. 齿轮宽度
C. 传动中心距a
D. 齿数z 5.蜗杆传动的传动比范围通常为D 。
A. i 12<1 B. i 12<1或i 12>1 C. i 12=1~8
D. i 12=8~80
五、分析计算题(共25分)
1.已知V 带传动所传递的功率P=7.5kW ,带速v =10m/s ,现测得张紧力F 0=1125N ,试求紧边拉力F 1和松边拉力F 2各等于多少?(5分)
答:(1)有效圆周力1000750P
F V
=
=N 〔2分〕 (2)121202F F F
F F F -=+=
∴F 1=1500N F 2=750N 〔3分〕
2.如图2所示为一正装30212圆锥滚子轴承,轴向外载荷F A =500N ,径向载荷F r1=6000N ,F r2=1000N ,,试分别求两轴承的轴向力F a1、F a2。
(派生的轴向力F d =0.28F r ) (10分)
图 2
解 如图2所示
F d1=0.28F r1=0.28×6000=1680N ,方向向右 〔2分〕 F d2=0.28F r2=0.28×1000=280N,方向向左 〔2分〕
外部轴向力F A =500N 方向向左
图2
因F A + F d2=500+280=780N< F d1=1680N ,轴有向右窜动的趋势,故轴承2被压紧,轴承1被放松。
〔2分〕 轴承 1放松 F a1= F d1=1680N 〔2分〕
轴承 2压紧 F a2= F d1-F A =1680-500=1180N 〔2分〕
2.有一滑动轴承,其轴颈直径d=100mm ,B/d=1.4,[p]=8MPa ,[V]=3 m/s ,[pV]=15MPa.m/s ,转速n=500r/min ,问此轴承允许最大工作载荷为多少?(10分)
解:B d ==⨯=14
14100140 mm .. []F dB p ==⨯⨯=1001408112000 N 〔2分〕
V dn =⨯=
⨯⨯⨯=ππ/().601000100500
601000262m /s
〔2分〕
[]pV p ==⨯15262.
所以
p =
=15
2625725 MPa ..〔2分〕
由此得F =⨯⨯=5725
10014080150.N 〔2分〕 所以,允许最大工作载荷为80150N 〔2分〕。
六、结构题(20分)
1.指出图3中的结构错误,并在轴线下侧画出其正确结构图。
(14分)
图3
解 错误位置及正确结构图如图3所示。
其错误主要是:
(1)伸出轴端(左端)的轴肩端面与轴承盖外侧之间的距离太短。
(2)轴承端盖与轴之间应留有间隙。
(3)左端轴承内圈和套筒装不上,也拆不下来。
(4)左圆锥滚子轴承应反装。
(5)轴承外圈与轴承座孔内壁间应有间距。
(6)与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长度。
(7)轴肩太高,轴承内圈无法拆卸。
图3
评分标准:指出错误(7分),画出正确的下半部(7分)。
2.图4连接面受转矩作用,利用四个螺栓完成连接,重新布置螺栓组使其受力更为合理,并在右边画出铰制孔用螺栓连接结构示意图。
(6分)
图4
评分标准:螺栓位置(2分),铰制孔用螺栓连接(4分)。
七.Additional Question(10 Marks)
Find the equivalent dynamic load that a 30215 tapered roller bearing can carry at 1000r/min if the required rating life 10000 hours.The bearing is subjected to light shock and using an application factor of 1.0.
Answer:
ε
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=P C 60n 10L 6h
11.74100001010006080/L 1060n C/P 10
36
31h 6=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛= kN。