2007东北大学机械设计考研试题。
一、简答题(共60分,每小题5分)
1.机械零件主要的失效形式有哪些?针对这些失效形式有哪些相应的设计计算准则?
答案:(1)整体断裂,表面破坏(磨料磨损,胶合,点蚀,腐蚀磨损),过大的弹性变形量,塑性变形,功能失效。
2)强度准则,刚度准则,寿命准则,耐磨性准则,振动稳定性准则。
2.写出线性疲劳损伤累积理论的数学表达式,并解释式子中各符号的含义,方程的意义和应用场合。
答案:(1)
(2)符号含义:零件承受规律性非稳定变应力时,表示与当量应力相对应的工作循环次数,为与各应力相对应的材料发生疲劳破坏时的应力循环次数。
3)方程含义:当大于的各级应力对材料的寿命损伤率之和为1时,材料即发生疲劳破坏,此方程表示这种极限情况。
3.什么是调质处理?对钢的机械性能有什么作用?
答案:对钢件淬火后再进行高温回火的热处理方式;用来使钢件获得较高的韧性和强度。
4.带传动中,带所受的应力通常由哪几项构成?通常哪项应力影响最大?
答案:拉应力,弯曲应力,离心应力,其中弯曲应力影响最大。
5.对于闭式齿轮传动,有哪些常用的润滑方式?如何选择润滑方式?
答案:(1)浸油润滑 (2)喷油润滑。
当圆周速度大于10m/s时,采用喷油润滑,当小于10m/s时,采用浸油润滑。
6蜗杆传动的主要失效形式是什么?为什么要对连续工作的闭式蜗杆传动进行热平衡计算?
答案:(1)蜗杆齿面的胶合,点蚀,磨损。
(2)由于传动效率较低,发热量大,温升过高会使得润滑油的黏度降低,破坏润滑油膜,导致轮齿胶合,因此应进行热平衡计算。
7.与带传动相比,链传动有那些特点?
答案:优点:没有弹性滑动和打滑现象,平均传动比准确,传动效率较高,压轴力小,能在高温,多灰尘,湿度大且有腐蚀性的环境下工作,工况相同时,结构较为紧凑;
缺点:瞬时传动比不准确,传动不平稳,工作时有噪声,不适合在载荷变化很大和急速反向的传动中工作,只限于平行轴传动,制造成本较高。
8.滑动轴承形成流体动压润滑的充要条件是什么?
答案:(1)两摩擦表面必须相互成楔形;(2)两摩擦表面要具有一定的相对滑动速度,切速度方向应该使润滑油从大口流入,小口流出;(3)润滑油具有一定的黏度,且供油充分。
9.写出液体动压轴承工作能力准则的表达式,并解释其中各符号含义。
答案:(1)最小油膜厚度准则:流体动压润滑下,滑动轴承的工作时最小油膜厚度应大于许用油膜厚度。(2)温度准则:滑动轴承工作时的温升应小于许用温升。
10.选择联轴器类型时,主要考虑哪些因素?如何选择联轴器类型?
答案:(1)考虑因素:两轴的对中性,载荷大小和特性,工作转速,工作环境和温度,此外还应该考虑安装尺寸的限制及安装,维修方便等。
2)(a)当两轴严格保证对中时,可选择刚性固定联轴器,若两轴在工作中可能出现各种偏移时,应选择刚性可移式联轴器或者弹性联轴器。(b)当载荷平稳或变动不大时,可选择刚性可移式联轴器;对于启动频繁,高速且有振动的轴应选用弹性联轴器。
11.齿轮设计中,为什么要合理选择齿宽系数?
答案:齿宽系数增大,满足齿面接触强度时,可减小齿轮径向尺寸;但齿宽系数过大,不易保证加工精度,载荷沿齿宽方向分布不均匀越严重,因此,要合理选择齿宽系数。
12.受变载荷作用的紧螺栓联接,螺栓所受工作应力在0~f之间变化,在保持剩余预紧力不变条件下,采用哪些措施可减小螺栓的应力幅?
1)降低螺栓刚度(2)增大被联接件刚度(3)同时采用以上两种措施。
二.分析计算题(15分)
该题略,题目为单级的蜗轮蜗杆传动,该出主动轮转向,要求画出两轮的受力图(送分题)
标出蜗轮的转向,并给了蜗杆分度圆直径,转速,导程角,要求求出节点处相对滑动速度的值,三(10分)
对于普通碳素结构钢,优质碳素结构钢,合金结构钢,铸钢,灰口铸铁,球墨铸铁各写出一种牌号,并给出其应用实例(最少举出两种)
普通碳素结构钢:q235,拉杆,铆钉,垫片。
优质碳素结构钢:45,轴,齿轮。
合金结构钢: 40cr,重要的齿轮,轴,连杆。
铸钢zg310-570,机架,飞轮。
灰口铸铁:ht200,机体,底座,床身。
球墨铸铁:qt700-2,连杆,凸轮轴,齿轮轴,曲轴。
四.分析及叙述题。
1)过盈联接有哪些特点?常用装配方法有哪些?各适用于什么场合?
2)试分析影响带传动工作能力的因素有哪些?这些因素怎样影响带传动的工作能力?
答案。一, 优点:结构简单, 定心性好,对轴的疲劳强度削弱小,承载能力高,抗冲击载荷性能好;缺点:要求加工精度高,装配不方便。
常用的装配方法有压入法和温差法,过盈量和直径较小时常用压入法,过盈量和直径较大时用温差法。
二.影响应素有:1初拉力f:f越大,带与带轮的正压力越大,最大有效圆周力越大,但若f过大,带的磨损加剧,带内应力增大而造成带的松弛和寿命降低。
2.包角:最大有效圆周力随包角增大而增大。
3.摩擦系数f::f越大则最大有效圆周力越大。
4.带的单位长度质量q和带速v:q,v越大,有效圆周力越小。
五.计算题(30)
题目略。此题为一二级减速器传动部分,已知一轴转速,均为斜齿轮穿,各轮齿数,轮3直径,低速轴用30208圆锥滚子轴承,轴3上轮4所受轴向力和径向力均已知,略去切向力和轴向力对对轴产生力矩。求。
1) 标出各轮的旋向,低速轴所受轴向力的方向。
2) 计算低速轴承的寿命。
六.画图题(20)
画出第五题传动机构的中间轴结构图,尺寸自定,不用标住,轴上零件用双电划线表示,假定各齿轮与轴均采用键联接,两端采用深沟球轴承支承,轴承及齿轮均采用稀油润滑方式。
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