三峡大学825机械设计基础考研真题研试卷答案(2010)

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1、三峡大学2010年研究生入学考试试题答案考试科目：机械设计基础　　一、选择题（40分，每题2分）1、A2、C3、B4、C5、C6、C7、A8、C9、D10、B11、C12、D13、D14、D15、C16、C17、D18、B19、D20、B二、判断题(15分，每题1分)1、×　　2、√　　3、√　　4、×　　5、√　6、√　7、×　8、×　9、√　　10、×　11、×　　12、√　13、×　14、×　15√三、简答题(共25分,第小题5分)1、简述带传动为什么要限制小带轮的最小直径、最大传动比和带的根数？答：限制小带轮的最小直径是为了避免

2、小带轮上的弯曲应力过大；限制传动比的目的是为了避免小带轮上的包角太小；限制带的根数是为了避免带的载荷分配不均匀。2、按防松原理，螺纹联接的防松方法可分为哪几类？试举例说明。答：按防松原理，螺纹联接的防松方法可分为：（1）摩擦防松：保持螺纹副间的摩擦阻力以防松，如加弹簧垫圈，采用对顶螺母等。（2）机械防松：利用止动零件防止螺纹副间的相对转动，如槽形螺母和开口销等。（3）永久性防松：破坏及改变螺纹副关系，例如用冲点法和胶粘剂等。3、导向平键和普通平键各适用于什么场合，可能出现的失效形式是什么？其尺寸宽度b、高度h、长度l如何确定？6答：普通

3、平键主要用于轴与轴上零件的静联接，主要的失效形式为工作面的压溃；导向平键用于轴与同上零件的动联接，其主要失效形式为工作面上的过度磨损。其尺寸宽度b和高度h由轴颈确定，长度l如由轮毂宽度和相配轴段的长度决定。4、蜗杆传动为何要进行热平衡计算？答：因为蜗杆传动在啮合平面间会产生很大的相对滑动速度，摩擦损失大，效率低，工作时会产生大量的热。在闭式蜗杆传动中若散热不良，会因油温不断升高而使润滑失效，从而导致齿面胶合。5、现有一对啮合的大、小齿轮，问：（1）哪个齿轮的弯曲应力大？（2）若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为1，那么哪

4、一个齿轮齿根弯曲疲劳强度高？答：(1)因为小齿轮的齿根厚度较小，因此小齿轮齿根的弯曲应力较大。(2)大齿轮由于参与啮合的齿数较多，单个轮齿参与啮合的次数较之小齿轮要少，因此其弯曲疲劳强度高。四、分析题（15分）如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。1）小圆柱齿轮主动时，画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。2）从轴承和轴受力情况分析，这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理？为什么？解：(1)蜗轮的转向如图所示。6(2)不合理。因为蜗杆轴与大齿轮轴上的力无法抵消(蜗杆与大齿轮所受的轴向力方向相同，均箭头向右)。五、计算题

5、（共40分）1、计算图2所示机构的自由度，并判断机构是否具有确定的运动。（9分）（如有复合铰链、虚约束、局部自由度须明确指出）OABCDEFGHK解：（1）图中A处有局部自由度，D处存在复合铰，H（K）处为虚约束。（2）图中，可动构件n=7,　低副数Pl=9,　高副数Ph=1由F＝3n－2Pl－Ph得：F＝3×7－2×9－1＝21-18-1＝2（3）由图可见，不等于原动件的个数，因此该机构不具有确定运动。2、在图3所示轮系中，已知各轮齿数为Z1=20，Z2’=25，Z2=Z3=30，Z3’=20，Z4=75，试求(共10分)１、轮系的传

6、动比i1H。２、若n1=1000r/min，转臂Ｈ的转速nH=?解：(1)该轮系为复合轮系，由齿轮1-2组成定轴轮系，齿轮2′－3-3′-4－H组成行星轮系。定轴轮系中：在行星轮系中，设其转化轮系中各轮转向及系杆转动方向如图示，则其传动比为：6因此，该复合轮系的传动比为：系杆的转动方向同齿轮1。(2)当n1=1000r/min时，由得：3.图示螺栓联接中采用两个M20的普通螺栓（小径d1＝17.297mm）。已知其许用拉应力［σ］＝160Mpa，联接接合面间的摩擦系数f＝0.20，防滑系数Ks＝1.2，试计算该联接允许传递的最大静载荷F

7、max＝？。（9分）解：螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设各螺栓所受预紧力均为F0，则由平衡条件：由于该螺栓联接仅受横向载荷，则螺栓拉力F＝F0螺栓危险截面的强度条件为：代入F0得：4.6如图4所示，某轴采用一对反装的7211AC轴承支撑（轴承的附加轴向力的计算式为Fd=0.7Fr），已知作用在轴上的径向载荷分别为FR=3000N，轴向载荷Fae=500N，方向如图,载荷系数fp=1.2。试求两轴承各自所受的当量动载荷。(7211型轴承的e=0.7，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比Fa/Fr＞e时，X=0.4

8、1，Y=0.87，fp=1，当Fa/Fr≤e时，X=1，Y=0)（12分）图4解：(1)两轴承的受力分析如图所示，由力的平衡得：由　得：∵∴轴承2被压紧，轴承1被放松由此得：Fa1=Fd1=1400NFa2