北京机械工业学院机械设计考题与答案一、 是非题（有5小题，每题1分，共5分。

正 确在括号内写“T ”，错误在括号内写“F ”）2．滚动轴承的轴向系数Y 值越大，其承受轴向能力越大。

（ F 4．设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。

（ T ） 二、选择题（有5小题，每题2分,共10分。

在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线上）三12．带传动的失效形式为 打滑 和 疲劳破坏 。

因此，其主要设计依据为 在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命 。

13．轴按承载分为 心轴 ， 转轴 和 传动轴 。

14．螺纹联接按防松原理可分为 摩擦防松 ， 机械防松 和 其它防松 。

15．灰铸铁齿轮常用于 开 式传动中，这种齿轮的主要失效形式是 磨损 。

六、计算题（有2小题，每题6分,共12分）23．一对46210角接触球轴承反安装，如图1所示。

已知轴承1和轴承2 的径向载荷分别为R 1=2000N,R 2=4000N,轴上作用的轴向载荷F a =800N(指向轴承2)，轴承的派生轴向力S 的计算式S =0.68R ，e =0.68，X =0.41,Y =0.87。

轴承载荷有轻微冲击，载荷系数f F =1.2，工作温度不大于120°C 。

试求：(1) 轴承1和轴承2的轴向载荷A 1和A 2； (2) 轴承1和轴承2的当量动载荷P 1和P 2。

解:(1)计算轴承的轴向载荷 S 1=0.68R 1=0.68×2000=1360 N S 2=0.68R 2=0.68×4000=2720 N S 1、S 2方向见图2因为F a + S 2=800+2720=3520 N ＞S 1所以 轴承1“压紧”，A 1= F a + S 2=800+2720=3520 (2分) 轴承2“放松”，A 2= S 2=2720 N(2分) （2）计算轴承的当量动载荷轴承1 A 1/R 1=3520/2000=1.76＞e =0.68,则取 X 1=0.41,Y 1=0.87 P 1=f F (X 1R 1+Y 1A 1)图1 图2 第六大题第23小题答案图=1.2×(0.41×2000+0.87×3520)=3882.4 N (2分) 轴承2 A 2/R 1=2720/4000=0.68≤e =0.68,则取 X 2=1,Y 2=0 P 2=f F X 2R 2=1.2×1×4000=4800 N (2分) 24．已知V 带传动中，最大传递功率P =8kW ，带的速度v =10m/s ，若紧边拉力F 1为松边拉力F 2的2倍，此时小带轮上包角a 1=120°，求：（1）有效拉力F e ；（2）紧边拉力F 1；（3）当量摩擦系数f ˊ。

解:有效拉力F e =1000P /v =1000×8/10=800 N (2分) 又知:F 1-F 2= F e ,F 1=2F 2则紧边拉力 F 1=2 F e =1600 N (2分)根据欧拉公式10、在滚动轴承的组合设计中，双支点单向固定方式适合于 。

【 A 】A ．跨距小，温升小的轴；B ．跨距大，温升大的轴；C ．跨距大，温升小的轴。

11、一对钢制标准齿轮啮合传动时，两轮的21H H σσ与 ，21F F σσ与 。

【 B 】A ．相等，不想等B ．相等，不一定C ．不一定，不一定器二、填空题16、齿轮传动的主要失效形式有：轮齿折断;齿面磨损;齿面点蚀;齿面胶合;塑性变形 。

17、闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，其主要原因是：蜗杆传动由于效率低，所以发热量大。

在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。

所以必须根据单位时间内的发热量Φ1等于同时间内的散热量Φ2的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定的处于规定的范围内 。

18、带传动中，弹性滑动与打滑的区别是：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为带传动的弹性滑动。

这是带传动正常工作时固有的特性。

打滑是由于工作载荷过大带与带轮间的显著相对滑动，是带的失效形式之一，应当避免。

25、如图所示，轴上装有一斜齿圆柱齿轮，轴支承在一对正装的AC 7306轴承上。

齿轮轮齿上受到圆周力F te =8100N ，径向力F re =3052N ，轴向力F ae =2170N ，转速n=300 r/min ，载荷系数f P =1.2。

试计算两个轴承的基本额定寿命(以小时计)。

(想一想：若两轴承反装，轴承的基本额定寿命将有何变化?)f e F F α=21（有关数据：AC 7306，轴承N C 25600=，7.0=e 。

当e F F r a >/时，85.0,41.0==Y X ；当时，0,1==Y X 。

内部轴向力 r F S 7.0=，3=ε ）解：①求21r r F F 、 N F F F ae re rv 77.542)(8050801=-+=，N F F F ae re rv 250913080130502=+= N F F te rH 62.49848050801=+=，N F F te rH 38.31158050502=+=N F F F rH rv r 1.501421211=+=，N F F F rH rv r 1.400022222=+=②求21a a F F 、N eF F r d 8.35091.50147.011=⨯==，N eF F r d 1.28001.40007.022=⨯== N F F d a 8.350911==，N F F F ae d a 567912=+=③e F F r a ==7.011，11=∴x ，01=y ，N F y F x f P a r P 6.6016)1.50141(2.1)(11111=⨯⨯=+= e F F r a 〉=24.12241.02=∴x 85.02=yN F y F x f P a r P 5.7761)567985.0400041.0(2.1)(22222=⨯+⨯⨯=+=h P C nL h =⨯==∴εε)5.776125600(3006010)(6010663、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（ A ）。

A ．弹性柱销联轴器B ．凸缘联轴器C. 十字滑块联轴器D ．万向联轴器 1、一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm ，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（1d ＝13.835mm ）的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力[]180MPa σ=，螺栓的相对刚度/()0.5b b m c c c +=，按紧密性要求，剩余预紧力1F =1.83F ，F 为螺栓的轴向工作载荷。

试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压强max p 及每个螺栓连接所需的预紧力0F 。

1、计算每个螺栓允许的最大总拉力：212[].........................24 1.320815.............................1d F N σπ=⨯=分分2、 计算容器内液体最大压强212max max 2.8 (120815)7434.....................12.8/4 (112)1.82..............................1a F F F F F N D F p p MP π=+=====分分分分3、02...........................................2(208150.57434)17098......................1bb m C F F F C C N =-+=-⨯=分分2、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为1R F =2000N ，2R F = 4000N ，轴上作用的轴向外加载荷X F =1000N,轴承内部附加轴向力S F 的计算为S F =0.7R F ，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比A RF F ＞e 时，X= 0.41，Y= 0.87，当A RF F ≤e ，X=1，Y= 0，e = 0.68，载荷系数f p = 1.0，试计算：（1）两个轴承的轴向载荷F A1、F A2； （2）两个轴承的当量动载荷P 1、P 2。

解：（1）1122120.70.720001400............................10.70.740002800...........................1140010002400.........................1S R S R S X S F F N F F N F F F ==⨯===⨯=+=+=<分分分轴承1为压紧端，轴承2为放松端…………………………………1分1222800100018002800A A S F NF F N=-===…………………………………….2分(2)111111111222218000.90.68,0.41,0.87..........................12000()20000.410.8718002386 (12800)0.70.68,0.41,0.87 (14000)A R p R A A R F e X Y F P f X F Y F N F e X Y F ==>====+=⨯+⨯===>===分分22222()40000.410.8728004076..............1F R A P f X F Y F N =+=⨯+⨯=分分1左、右两边轴承端盖均无调整垫片2左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度3键过长4齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6右边轴承端盖与轴要留有间歇7右边轴承端盖与轴间要有密封圈8和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆9两端的轴承要设有挡油环10联轴器没有周向定位。

3. 试分析影响带传动承载能力的因素？初拉力Fo? 包角a? 摩擦系数f? 带的单位长度质量q? 速度v．11．在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么？1) 流体必须流经收敛间隙,而且间隙倾角越大则产生的油膜压力越大。

2) 流体必须有足够的速度；3) 流体必须是粘性流体。

19．试说明滚动轴承代号6308的含义。

6─深沟球轴承 3─中系列 08─内径d=40mm公差等级为0级游隙组为0组。