武汉理工大学839机械设计2009年考研真题答案
本年份真题包括以下4种题型:12道填空题15个空,每个空2分,总计30分;10道简答题,每道题5分,总计50分;1道受力分析题,共计15分;2道计算题,共计30分;一道结构题,共计25分。
和往年考试题目对比,题型变化几乎没有,只是填空题的形式的出现的次数不多,但考察内容基本没变化。
一 填空题
1.磨损和胶合
【分析】该题主要考察非液体滑动轴承的失效形式,非液体滑动轴承由于在转动中没有液体的润滑和降温,分别会发生磨损和胶合,是零件损坏。在掌握失效形式的前提下还应该掌握在两种失效形式的计算准则。
2.好
【分析】该题主要考察螺纹连接应注意的事项,粗螺纹易装配,不易损伤,故用于经常装拆的场合。细牙螺纹易磨损,但其螺距小,自锁性高。本题的知识点并不经常出现,出现在课本小字的部分,说明在复习中应该了解全面,不能遗漏知识点。
3.预紧
【分析】该题主要考察普通螺栓的受力形式,普通螺栓受得横向载荷作用时,与横向载荷平衡的力是工作面之间的摩擦力,而摩擦力的压力就是由于预紧力形成的,这和绞制孔用螺栓要区别开来,在复习中,对于单个螺栓的受力形式有很多种,不同形式的螺栓受力形式不同,要认真总结归纳。
4.弹性滑动和打滑
【分析】该题主要考察带传动的缺点,带传动是依靠摩擦来传递运动的,传动比自然不能保证精确,在复习中不仅要知道带传动不能保证准确传动比的原因,还要了解弹性滑动和打滑发生的原因,以及他们之间的区别和预防措施。
5.能保证准确的传动比
【分析】该题主要考察带传动的另一种形式——同步带。应该了解同步带的形式,及优缺点。
6.偶数
【分析】该题主要考察链接数,在复习中还应注意掌握使用过度链接的缺点,这也是一个经常出现的考点。
7.高速,低速
【分析】该题主要考察带传动,链传动,齿轮传动三种基本传动装置的掌握,带传动,链传动,齿轮传动三种传动的方式由于结构不同,各种的传动特点也不一样,使用场合也不同。在复习要注意归纳总结,将特点、失效形式、计算准则分别作比较,系统掌握。
8.齿面接触疲劳强度,齿根弯曲疲劳强度。
【分析】该题主要考察齿轮的计算准则,齿轮由于开闭方式以及齿面硬度的不同,设计准则也是不同的,由于自身结构的不同,失效形式不同,最终导致计算准则的不同,因此在复习时要将失效形式与计算准则联系记忆,形成知识链。
9.铸锡磷青铜
【分析】该题主要考察蜗杆传动的材料选择,在选择材料是既要考虑到零件失效,还要准从经济性原则,在复习中要了解不同条件下材料的选择情况,还要扩展掌握蜗杆的材料选择,这部分知识点比较少,一般易掌握。
10.轴的直径
【分析】该题主要考察键的尺寸选择。键的尺寸主要包括键宽b和键高h,以及键的长度,键宽、键高依据轴的直径选择,长度则感觉轮毂长度选择。平键的内容很少主要包括平键的类型,和平键的尺寸,此外对强度校核做简单了解即可。
11.两端固定,一端固定、一端游动
【分析】该题主要考察滚动轴承的轴向固定,在复习时要掌握滚动轴承的三种固定方式和结构,以及他们的适用场合,和基本的结构图。
12.小径
【分析】该题主要考察花键的固定,这部分的内容比较少,包括矩形花键和渐开线花键,复习时把两者比较记忆,比较特点的不同,注意其适用场合的不同。
二 简答题
1.减小摩擦和磨损,降低工作表面的问题;
常见的润滑剂: ①液体(如水、油),②半固体(如润滑脂),
② 固体(如石墨、二硫化铜等),
③ 气体(如空气和其他气体介质)。
【分析】该 题主要考察润滑剂的作用和分类,润滑剂在很多传动机构中都会用到,例如蜗杆传动,齿轮传动,在不同传动机构中作用也不同,有的是依靠它来减低磨损,如齿轮 传动,轴承中,有的则是减低工作温度,如蜗杆传动中。在复习要把润滑剂的基本知识掌握,同时还要将每个传动中的润滑剂的作用区分记忆,理解掌握。
2.①整体断裂②过大的残余变形③零件的表面破坏④破坏正常工作条件下引起的失效
【分析】该题主要考察零件的失效形式,在部分内容在指点教材并没有明确给出,需要自己总结,或参考别的版本的机械设计,在复习中要掌握失效形成的原因,和使用的强度计算的计算准则。
3.平键的类型:普通平键,导键和花键。
应用场合:普通平键适用于静连接,导键和花键使用动连接。
【分析】该题主要考察平键的类型和应用场合,这部分内容简单,易理解掌握,复习时不需要机械记忆,对结构有基本认识,基本就能够深刻记忆。
4.略
5.链节距,链轮齿数。
尽可能使用较小的连接件,较多的链轮齿数等措施,来降低链传动中的动载荷。
【分析】该题主要考察链传动的基本知识,链节距和链轮齿数作为链的基本参数贯穿整个链的一章,在链传动的动载荷分析,强度计算都收到这两个参数的影响,因此要将两个参数对链传动的影响深刻理解,并着重理解对动载荷的影响。
6.V带传动所受的应力有拉应力,离心拉应力,弯曲应力。
最大应力发生在紧边开始绕上小带轮处。应力分布图略见P212。
【分析】该题主要考察带传动的受力情况,这部分是带传动的重点,也是多年考试中经常遇到的问题,复习中要了解个应力的形成原因,以及计算公式和力的作用范围,了解最小应力发生处及原因,同时会画应力分布图。
7.低速级
与齿轮传动相比,在制造精度和传动比相同的情况下,蜗杆传动的摩擦发热大,效率比齿轮传动低,只适用于中小功率传动场合,故蜗杆传动应放在低速级。
【分析】该题主要考察蜗杆传动的特点,并与齿轮传动做比较。蜗杆传动效率低,发热量大的特点限制蜗杆传动的应用场合。在复习是注意将几种传动装置进行比较,这样有助于记忆,同时也能应对不同的考察方式。
8.(1)轮齿在节线附近啮合时,同时啮合的齿对数少,直齿轮仅一对齿啮合,表面接触应力大。
(2)轮齿在节线附近啮合时,齿面相对滑动速度较小,且速度方向有变化,齿面不易形成油膜,摩擦力大。
【分析】该题主要考察齿轮的失效形式中点蚀的发生,考察点较细。在复习中要注意扩展理解,理解齿轮几种失效形式,哪种齿轮易发生哪种失效形式,以及发生的位置及形成的原因。
9.蜗杆传动的传动比为i=z2/z1=n1/n2≠d2/d1因为对于蜗杆d=mq,不一定为整数,也不一定为蜗杆头数z1。动力传动中,蜗轮的齿数一般不大于80。因为防止蜗轮齿数过多,蜗轮直径过大,蜗杆的跨距增大,降低蜗杆的弯曲强度。
【分析】该题主要考察蜗杆传动比的内容,蜗杆传动和齿轮传动有很多相似的地方,但不同的地方也很多,这些不同的地方便是经常出现的考点,如传动比、失效形式等。
10.(1)轴瓦材料要求有足够的强度,良好的塑性、耐磨性、减摩性、耐腐蚀性,抗胶合能力强,良好的导热性,易跑合和制造。
(2)略
【分析】该题主要考察轴瓦材料的选择和要求,轴瓦作为轴承的主要成分,有重要的作用,一直都是考察的重点,在复习是应该对轴瓦的开油孔和油沟也有了解。
三 受力分析题
在图示直齿圆锥—斜齿轮传动中,已知齿轮1为主动,转动方向如图所示,如要求Ⅱ轴上轴向力最小:
(1) 标出齿轮2齿轮4在啮合点的三个分力的方向;
(2) 标出一对斜齿轮的螺旋线方向;
(3) 标出Ⅱ轴和Ⅲ轴的转动方向。
【解题】(1)齿轮2:圆周力垂直纸面向里:轴向力向上,径向力向左
齿轮4:圆周力垂直纸面向外:轴向力向上,径向力向右
(2)齿轮3右旋,齿轮4左旋
(3)Ⅱ轴和Ⅲ轴的转动方向如图:
【分析】该题主要考察齿轮传动中的力的方向的判定,主要是考察锥形齿轮力的方向判定,其主要特点就是径向力和轴向力方向相反,其次注意斜齿轮中力的方向,及轴对齿轮布置的要求。
四 计算题
1.图示为一液压油缸,油缸内径为D=160mm,油压为p=3N/mm2沿油缸圆周均匀分布八卦螺栓,螺栓材料许用压力[σ]=120Mpa,螺栓的相对刚度C1/(c1+c2)=0.9,预紧力F´=1.6F(F为轴向工作载荷),求所需螺栓的最小直径。
【解题】
【分析】该题主要考察单个螺栓的受力分析,以及依据强度计算,求螺栓的最小直径。考察到多次,不在强调。
2.图示一传动装置,选用圆锥滚子轴承,两轴承承受径向载荷,FR1=4000N,FR2=3000N,载荷平稳,常温工作,轴向外载荷Fa=2000N方向如图所示,试计算轴承的当量动载荷。(注:内部轴向力FN=FR/2Y,e=0.35,FA/FR≤e时,X=1,Y=0; FA/FR≥e时,X=0.4,Y=1.7)
【解题】(1)受力分析如图:
(2)计算派生轴向力的大小:
Fs1=Fr1/2Y=4000N/2×1.7=1176.47N
Fs2=Fr2/2Y=3000N/2×1.7=882.35N
(3)判断Fs2+Fa与Fs1的大小
Fs2+Fa=882.35+2000N=2882.35N>Fs1
轴承1被压紧,轴承2放松。
(4)计算轴向力
Fa1=Fs2+Fa=2882.35N
Fa2=Fs2=882.35N
(5)确定X、Y的值
Fa1/Fr1=0.72>e X=0.4,Y=1.7
Fa2/Fr2=0.29<e X=1,Y=0
(6)计算当量动载荷
Pr1=fp(X·Fr1+ Y·Fa1)=0.4×4000+1.7×2882.35=6499.99N
Pr2=fp(X·Fr2+ Y·Fa2)=3000N
五 结构题
图示为一滚动轴承支撑的轴系,试指出图中的结构性错误,并说明原因;并画出正确的实际结构性草图,尺寸比例不做要求。
【解题】1,缺少调整垫片;
2,轴上键槽应该开在同一母线上;
3,轴肩设计错误,轴承无法拆装;
4轴承装配方向一致,没有起到固定作用;
5,键槽开得过长;
6,齿轮所处轴段长度过长,出现过定位,齿轮定位不可靠;
7无需开键槽
8轴承端的端面处应减少加工面
武汉理工大学839机械设计2010年考研真题答案
本年份真题包括以下3种题型:10道简答题,每道题6分,总计60分;3道计算题,共计50分;1道结构设计题,总计40分。
和往年考试题目对比,题型变化很小,其中,题型变化最大的是结构设计题,难度较之前的经常考的改错有了增加。
一 简答题
1.r的变化范围为-1到1之间,典型的r值为-1,0,1。分别表示对称循环变应力,脉动循环变应力和静应力。通常的典型应力变化规律有:变应力循环特性不变、变应力平均应力不变、变应力最小应力不变。绝大多数转轴属于变应力循环特性不变应力。
【分析】该题主要考察对机构的基础理解和对应力的掌握,由于应力是零件强度计算和校核的基础,因此对应力的考察也比较多。主要考察的内容基本上全部包含在上题中。复习时应该牢固掌握。
2. ①螺栓连接:通常用于被连接件不太厚和两边有足够装配空间的场合。
②双头螺柱连接:用于经常装拆或结构上受限制不能使用螺栓连接的场合。
③螺钉连接:用于被连接件之一较厚且不经常装拆的场合。
④紧定螺钉连接:多用于轴与轴上零件的连接,可传递不大的力和力矩。
【分析】 该题主要考察螺纹连接的基础内容,主要是根据零件的的外形及应用场合进行分析,螺纹 连接包括螺栓和螺母以及之间的螺纹副等,这和螺纹的概念要区分开。复习时候应牢记螺纹连接的这四种分类,并理解各自的应用场合,防止将题目变形出现在选择题中。
3.①按扭转强度条件计算:适用于传动轴和转轴的初估直径;
④ 按弯扭合成强度条件计算:适用于转轴和心轴;
⑤ 按疲劳强度精确计算(安全系数计算):适用于各类主要的轴;
④按静强度计算(安全系数计算):适用于瞬时过载较大的轴。
【分析】 该 题主要考察轴的强度和刚度计算,几种强度计算方法之所以不同是由于轴的受力状态不一样,对于承受转矩的轴,按扭转强度计算;对于承受转矩和弯矩的轴,按弯 扭合成强度计算;对于需要精确计算的重要的轴要进行危险截面安全系数的计算包括疲劳强度和静强度的校核计算两项内容。这部分内容也应灵活掌握,防止变换题 型考察。
4.平带的工作面为与带轮接触的宽平面,V带的工作面为两侧面,在相同张进力下,V带传动较平带传动传动能力要大一些,因为V带产生楔形效应,当量摩擦系数大,产生的摩擦力也更大一些。
【分析】 该题主要考察两种主要带的形式,必须要对带有基础的了解才能对工作面有形象的认识,V带作为带的最重要的形式,也是实际在机械中应用的最重要的形式,其主要优点就是传动能力大,这是由于它的结构决定的,也就是工作面的位置和形状决定的。复习是还要对V带与同步带进行比较,举一反三。
5.链传动布置时两轴线应平行,两链轮应位于同一平面内,一般采用水平或接近水平布置,并使松边在下。高速重载情况下应该选用小节距、多齿数的链条。
【分析】 该题主要考察链传动的布置以及传动中的动载荷,链传动的布置应使传动的动载荷尽量避免链条与链轮的磨损以及传动尽量精确。对于动载荷,应掌握链传动中的动载荷形成的原因,以及降低动载荷影响的方法。详见课本234页。
6.闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是轮齿折断;
硬齿面齿轮一般按齿轮弯曲疲劳强度设计,按齿面接触疲劳强度校核;
设计中对配对的钢制软齿面齿轮硬度比硬齿轮低30~50HBS,甚至更高,原因是为了使大小齿轮的寿命比较接近。
【分析】 该题主要考察齿轮传动中齿轮的失效形式,闭式齿轮和开式齿轮的失效形式并不同,软齿面与硬齿面的失效形式也不同,失效形式不同自然计算准则也是不同的,对于复习中要注意总结这一点。对于轮齿的硬度的选择考察较少,但也应该了解掌握。
7.蜗杆传动设计计算时,由于蜗杆传动相对滑动速度大,效率低,发热量大,使得油的工作温度升高,齿面易发生胶合,为防止胶合发生,故要对蜗杆进行热平衡计算。
【分析】 该题主要考察蜗轮的热平衡计算,蜗杆传动的主要失效形式是胶合、点蚀和磨损。而胶合的主要原因就是因为传动的散热不好导致的,因此热平衡计算也显得尤为重要。此外还应该掌握蜗杆传动的几种散热的基本措施,这也是经常考的重点。
8.限制P值是为了保证摩擦表面之间留有一定的润滑剂,避免轴承过度磨损缩短寿命;限制pv值是为了防止轴承过热而发生胶合,对于压强小的轴承还会限制v的值,防止pv值过大,发生胶合。
【分析】该题主要考察轴承的计算准则,轴承的两种的主要失效形式(磨损和胶合)决定了它的计算准则的目的,那就是防止磨损和胶合,防止磨损主要是通过限制轴承间的压力而实现的,而防止胶合则是通过pv值来实现的。在复习中计算准则应与失效形式联系在一起掌握。
9.主要材料有铸铁,粉末冶金,铜合金,轴承合金。
轴承合金具有良好的抗胶合能力和耐腐性,但他的弹性模量和弹性极限都很低,机械强度比青铜,铸铁低很多,一般用于做轴承衬的材料。
铜合金用于高速重载,低速重载的轴承。
粉末冶金用于载荷平稳,低速和加油不方便的场合。
铸铁用作中低速不重要的轴承。
10.选用原则:低速刚度大的短轴选用刚性固定式联轴器;
低速刚度小的长轴选用刚性可移式联轴器;高速时选用弹性联轴器。
刚性联轴器分为刚性固定式联轴器和刚性可移式联轴器,刚性固定式联轴器用与所连两轴轴线对中准确,且工作中轴线不会发生相对位移的两轴连接,刚性可移式联轴器用于基础和机架刚性较差,工作中不能保证两轴轴线对中的两轴连接。
【分析】该题主要考察联轴器的分类以及应用,刚性联轴器和弹性联轴器的不同主要是由于应用场合的不同而区分的,也就是连接的两轴的轴线是否严格对中而区分的。考研中对于联轴器的考察内容很少,基本就涵盖在上题中了,答案可能和课本上在说法上有些不同,应以题目为准。
二 计算题
1.图示为二级圆柱斜齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角β1已标出,
(1)为使二轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角的旋向,并说明轮2、轮3所受轴向力、径向力及圆周力的方向。
(2)若已知第一级齿轮的参数为:Z1=19,Z2=85,Mn=5mm,α=20,中心距a=265mm,1轮的传动功率P=6.25kw,n1=275r/min。试求1轮上所受各力的大小。(20分)
【解题】 (1)第二级斜齿轮3右旋,斜齿轮4左旋
轮2的轴向力向右,径向力向下,圆周力垂直纸面向里
轮3的轴向力向左,径向力向上,圆周力垂直纸面向里
(2)
【分析】 该题主要考察齿轮传动的力的方向判定和计算。齿轮传动中主要是由于斜齿轮的存在,力的方向要根据斜齿轮齿的斜向来判定,掌握右手准则,判定方向基本就不会有什么问题。在计算时要掌握几个力的相互关系,主要是三角函数关系,并由功率推倒出力矩,然后计算切向力Ft。
2.如图所示,有一个轴承座,由4个螺栓连接,每个螺栓的预紧力F、=6000N,被连接件的刚度为螺栓刚度的4倍(4C1=C2),试求:
(1) 接合面不产生间隙时,轴承上能承受的极限载荷Q;
(2) 螺栓的直径d (螺栓许用应力[σ]=150mpa).
(1) 要使结合面不产生间隙,剩余预紧力大于零,由
【分析】 该题主要考察螺栓组的计算。螺栓组的失效形式主要为其中的某个螺栓受拉过度,螺栓拉断,或结合面受力太大溃烂,或结合面产生间隙,本题就是考察最后一种,至于其他两种也是常考的形式,应该要掌握。第二问主要考察单个螺栓的强度计算。
3.某轴由一对7308AC轴承面对面支撑安装,轴的正中部作用有颈项载荷F=6000N,轴的右端作用有轴向载荷Fa=1000N,已知轴承载荷平稳(载荷系数fp=1),室温下工作(ft=1),轴承转速n=1000rpm,试求:
(1) 轴承1、2上的当量动载荷P1,P2为多少?
(2) 轴承1、2的寿命Lh1和Lh2各为多少?()
【分析】 该题主要考察轴承的计算,主要为轴承的载荷计算和寿命计算,公式都应该确定,题目的解题思路也很清晰,主要注意公式的记忆和单位的换算。
三 结构设计题(40分)
简要说明轴系部件设计时应该注意的事项。现有一轴向尺寸较长,工作温度较高,且轴向载荷较大的轴,采取一端固定、一端游动的固定方式。该轴一端在箱体内、另一端伸出箱体。画出该轴系固定端和游动端的实际结构草图。轴系的中间部分可以省略,尺寸、比例不做要求。
【解题】①设计时应注意密封,如密封圈、及密封圈处的间隙。
②调整问题,如调整垫片。
③键的设计,如键的长度, 键的上表面和轮毂槽面之间要留有间隙,多个键应在同一直线上。
④轴承安装时应恰当,如轴肩高度和套筒高度应低于轴承内圈,以方便拆卸,端盖顶紧轴承处要高于轴承外圈。
⑤齿轮的安装时要轴向定位可靠,即套筒和齿轮下的轴肩有间隙,才能把齿轮顶紧,注意齿轮挡油环的设计。
⑥设计时需保证定位准确。
⑦材料问题,考虑制造成本和加工工艺。
【分析】该题主要考察轴承的设计,属于每年都要考到的综合性大题,题目综合性很强,但难度不大,10年较之前不同的是考察的方式为轴承的设计而不是改错,这使难度略有增加,但只要掌握轴承设计的几个知识点,画图时应注意的容易出错,题目还是比较容易得分的。
武汉理工大学839机械设计2011年考研真题答案
本年份真题包括以下三种题型:15道填空题,每空2分,总计30分;10道简答题,每道题6分,总计60分;2道计算题,共计50分;1道改错题,共计20分。
和往年考试题目对比,题型变化很小,其中,题型变最大的是计算题的最后一题。
一 填空
1.齿面磨损 轮齿折断 弯曲疲劳强度 接触疲劳强度
【分析】该题主要考察开式齿轮的失效形式及强度计算准则,零件的失效形式决定了零件在设计中采取何种的计算准则,在复习时应系统化的掌握,同时理解记忆。这样既能简化记忆难度,有便于理解,举一反三。
2.功率曲线 静强度
【分析】该题主要考察链传动的计算准则,链传动在不同的工作情况下,失效形式不同,采取不同的计算准则,因此要学会分析失效形式并理解失效形式与计算准则间的关系。
3.细牙螺纹
【分析】该题主要考察螺纹类型,螺纹连接的主要作用是传动和连接,不同的牙型的作用场合也有差别,在复习是考生要注意区别,并了解这些区别间的原因。
4.粘着磨损 磨料磨损 接触疲劳磨损 腐蚀磨损
【分析】该题主要考察机械设计前面的基础知识,在设计总论中,知识点很少,也比较容易理解,但之前每年都会考到,因此在花一定的时间将这些内容掌握,不要再这部分上丢分。
5.普通平键 导键 滑键
【分析】该题主要考察间的分类,键的内容比较少,和其他的内容联系也比较少,因此考察一般比较简单,在复习时要系统掌握这一章,将几种键的外形有大致的印象,并了解工作原理和工作场合。
6.靠近节线附近的齿根表面
【分析】该题主要考察齿轮的失效形式。零件的结构特点和工作场合决定了失效形式,失效形式决定计算准则。几种齿轮的失效形式要牢固掌握,并了解预防措施。该题考察了齿面点蚀,是齿轮失效的一个细节,这也是最近几年改革的方向,考生在复习时要注意细节,不要似成相识。
二 简答题
1.减小摩擦和磨损,降低工作表面的温度。
常见的润滑剂有:液体润滑剂,半固体润滑剂,固体润滑剂,气体润滑剂
【分析】该题主要考察机械设计基础部分,润滑剂在机械设计中经常提到,主要出现在传动装置中,有的地方需要润滑剂作用,有的地方则避免出现润滑剂,用的重点也不相同,有的是要求润滑,有的则是需要润滑剂的降温功能,在复习中要灵活掌握。
2.断裂,表面压碎,表面点蚀,塑性变形,过量弹性变形,共振,过热和过度磨损。
【分析】该题主要考察机械设计总论中的零件失效,零件的失效是结构和计算准则的中间联系部分,不同零件的失效不同,在复习中要注意总结。
3.固定式:适用于工作温度不高的短轴;
固游式:适用于工作温度较高或较长的轴;
游动式:适用于能轴向双向移动的轴。
【分析】该题主要考察滚动轴承的布置方式,滚动轴承是机械设计中的难点,主要原因是包括了轴的内容,在设计计算中要考虑的因素比较多,因此在复习中要着重复习这一部分,注意细节。
4.略
5.①轮齿折断:多发生脆性材料轮齿根部;
②齿面点蚀:多发生在润滑条件良好的闭式软齿面齿轮传动;
③齿面胶合:多发生在高速重载、散热条件差的闭式软齿面齿轮传动;
④齿面磨料磨损:多发生开式齿轮传动;
⑤齿面塑性变形:低速过载、频繁启动的软齿面齿轮传动。
【分析】该题主要考察齿轮的失效形式,考察次数比较多,分析略。
6.静止时,轴和轴孔自然形成油锲,刚启动时,速度低、由于轴颈与轴承之间轴承沿轴承孔上爬,随着速度增大,被轴颈带起来的润滑油进入楔形间隙,并产生动压力将轴颈推开形成动压油膜。
【分析】该题主要考察动压油膜的形成过程,滑动轴承中最重要的内容就是动压油膜,很多知识点都与动压油膜相关,因此在掌握动压油膜的形成过程,理解动压油膜对滑动轴承的作用。
7.略
8.整体式径向滑动轴承的结构简单,易制造,装拆不方便,轴瓦磨损后间隙无法调整,多适用于低速重载或间歇工作的机械。
【分析】该题主要考察径向滑动轴承的特点,这个知识点比较独立,掌握即可。
9.摩擦放松:弹簧垫圈,对顶螺母,自锁螺母,
机械防松:槽型螺母和开口销,圆螺母用带齿垫圈,止动垫圈,串联钢丝,破坏及改变螺旋副放松:冲点法,粘接法。
【分析】该题主要考察螺纹连接的防松方式,螺纹连接的放松主要有三种形式,每种方式又有几种方法,在复习中药理清关系,知道每种方法属于何种放松方式,并了解其中的放松原理。
10.①改善螺牙间的载荷分布②减小螺栓的应力幅③采用合理的制造工艺
④避免附加弯曲应力⑤减小应力集中影响⑥氯化氮化喷丸等表面硬处理
【分析】该题主要考察提高螺栓连接强度的措施,螺栓连接也是机械设计中的重点部分,也是难点,设计公式比较多,也较难理解,在复习中要了解影响螺栓强度的因素,提高强度的方法,计算的准则。
三 计算题
1.图示为一液压油缸,油缸内径为D=150mm,油压为p=2Mpa,沿油缸圆周均匀分布6个螺栓,螺栓材料许用压力[σ]=110Mpa,危险截面直径de=14mm,螺栓的相对刚度C1/(c1+c2)=0.8,单个螺栓的预紧力F´=11000N,
(1)求螺栓的工作载荷。
(2)校验螺栓的强度是否满足要求。
【解题】(1)F·Z=P·πD2/4
则F= P·πD2/(4Z)=5890.49N
∴Fo=F′+ C1/(c1+c2) ·F=11000+0.8×5890.49=15712N
(2) σ=4×1.3Fo/πd12=132.67>[σ]
故不满足要求。
2.
【解题】Fs1=0.7FR1=5500×0.7=3850N
Fs2=0.7FR2=3000×0.7=2100N
∴FA1=Fs1=3850N
FA2=Fs1+Fa=7350N
FA1/FR1=0.7>e, ∴P1=fp(XFR1+YFA1)=1.2(0.41×5500+0.87×3850)=6725.4N
同理FA2/FR2>e, ∴P2=fp(XFR2+YFA2)=1.2(0.41×3000+0.87×7350)=9149.4N
由于P1<P2,故只需校验轴承2即可,即
四 结构题
图示为一滚动轴承支撑的轴系,试指出图中的结构性错误,并说明原因;并画出正确的实际结构性草图,尺寸比例不做要求。
【解题】1,缺少调整垫片;
2,轴上键槽应该开在同一母线上;
3,轴肩设计错误,轴承无法拆装;
4轴承装配方向一致,没有起到固定作用;
5,键槽开得过长;
6,齿轮所处轴段长度过长,出现过定位,齿轮定位不可靠;
7无需开键槽
8轴承端的端面处应减少加工面
武汉理工大学839机械设计2012年考研真题答案
本年份真题包括以下7种题型:5道填空题,每空2分,总计20分;5道判断题,共计10分。5道选择题,每道题3分,总计15分;2道计算题,共计30分;1道画图题,共计20分;3道简答题,共计30分;1道改错题,共计25分。
和往年考试题目对比,题型变化很大,题目的考察重点较之前几年改变了很多,题型也新增加了判断和画图,题量也有所增加。其中,题型变化最大的是概念题型,考察的方式更细,更精,需要考生对机械设计有自己的理解,而不是依靠之前的机械记忆即可。
一 填空
1.压溃 磨损
【分析】该题主要考察键的失效形式,平键安工作场合不同分为静连接和动连接,作用的方式也不同,失效形式自然不同,静连接主要起固定作用,受挤压应力,其主要工作面受挤压应力,故失效形式为压溃,动连接主要受接触应力,主要失效形式为磨损。
2.紧边开始绕上小带轮处 皮带和小带轮
【分析】该题主要考察带传动中的受力情况。带传动主要受到拉应力、离心拉应力、弯曲应力,在不同的工作位置,力的大小不同,要掌握三种力的计算公式及带的应力分布。
3.模数 齿形
【分析】该题主要考察齿形系数的概念,齿形系数主要考察齿形对齿根弯曲应力的影响,表示轮齿的几何形状对弯曲应力的影响。它与模数无关,只要轮齿形状相关。本题考察比较细致,齿形系数也是比较难理解的概念,这正是试题改革的方向,需要理解记忆。
4.轴承所承受的载荷大小、方向和性质,转速高低,调心性要求,装拆方便及经济性要求;向心;推力
【分析】该题主要考察轴承不同的分类,滚动轴承依据安载荷方向和公称接触角不同分为向心轴承和推力轴承。在复习中要了解两种轴承的结构,布置特点,和受力情况。
5.小径
【分析】该题主要考察花键的固定,这部分的内容比较少,包括矩形花键和渐开线花键,复习时把两者比较记忆,比较特点的不同,注意其适用场合的不同。
二 判断题
1.错
【分析】该题主要考察蜗杆传动的失效形式,闭式蜗杆传动由于啮合齿面间的相对滑动速度大,效率低,发热量大,故主要失效形式为胶合,而磨损主要发生在开式蜗杆传动中。
2.错
【分析】该题主要考察动压油膜的形成。动压油膜形成除了上述原因外还是楔形间隙,对相对运动的速度、润滑油的黏度也有要求,在复习时一定要掌握牢固,并且会用图的形式来表示出动压油膜的形成过程。
3.错
【分析】该题主要考察联轴器的分类及应用场合,在复习中要掌握各类型的联轴器及其适用的场合。
4.对
【分析】该题主要考察轴的分类,轴按受得力矩分为转轴、心轴、传动轴。汽车前桥到后桥的轴即受到弯矩又受到转矩,故为传动轴。
5.错
【分析】该题主要考察链传动的特点。链传动,带传动,齿轮(蜗杆)传动时三种主要的传动形式,三种传动各有自己的优缺点和不同的工作场合,带传动相对于齿轮传动的优点是适用于远距离传动。
三 选择题
1.C
【分析】该题主要考察带传中V带型号的选择,属于V带的设计计算中的内容。主要包括V带的型号,带速的确定,带轮的直径,小带轮的包角,带根数等等。这些因素相互影响,要掌握不同因素的选择对带传动的精度的影响和易发生那些失效形式。
2.B
【分析】该题主要考察齿轮的失效形式及其预防措施,增大传动的中心距相当于采取正变位传动,是预防点蚀的一个重要措施,除此之外还有提高齿面硬度和润滑油黏度等。在复习时要掌握齿轮传动的各种的失效形式,并了解预防措施。
3.A
【分析】该题主要考察螺纹放松的三种方式及每种方式的几个方法。对顶螺母属于摩擦放松中一种,在复习中药掌握三种放松方式及各自的具体方法,理解原理,不要混淆。
4.A
【分析】该题主要考察万向联轴器的偏斜角的问题,万向联轴器是联轴器的一种,一轴固定时,另一轴可以沿任何方向偏斜。在复习是要掌握联轴器的分类,各种联轴器的工作原理及特点。
5.A
【分析】该题主要考察楔形键的工作面,在复习中要理解各个键的形状,了解工作面的位置。
四 计算题
1.有一V带传动,传动功率为P=3.2KW,带的速度为v=8.2m/s,带的根数z=4。安装时测得的预紧力F0=120N,不考虑离心力的影响。传递有效圆周力Fe=130N时,带传动是否打滑?为什么?
【解题】带的极限有效拉力Felim,由公式
可得Felim=2×100×(1﹣)=133.2N
而有效拉力为Fe=130N<133.2N
故带传动不会打滑。
【分析】该题主要考察带传动的设计的应力计算。应掌握计算的几个公式以及其他的一些相关的量的计算。
2.有一轴部件,其轴承为向心角轴承,安装方式和尺寸关系如图所示,已知Fr=1000N,Fa=100N,轴承内部轴向力Fs=0.7FR,径向动载荷系数及轴向动载荷系数分别为X=0.5,Y=1。轴承的基本额定动载荷C=11.2KN.温度系数ft=1,载荷系数fp=1,试求当量动载荷及轴承的基本额定寿命。
本题Fa方向向左。
【解题】由FRI+FR2=1000N
200FR1=300FR2
得FRI=600N, FR2=400N
FS1=0.7 FR1=420N,方向向右
Fs2=0.7 FR2=280N,方向向左
∴Fa1=Fs1=420N Fa2=Fs1-Fa=320N
P1=fp(XFR1+YFa1)=0.5×600N+420N=720N
P2=fp(XFR2+YFa2)=0.5×400N+320N=520N
【分析】该题主要考察轴承的计算,主要为轴承的载荷计算,公式都应该确定,题目的解题思路也很清晰,主要注意公式的记忆和单位的换算。题目区别于之前几年的地方在于要先计算FR1和FR2,另外之前几年都要求计算轴承寿命,这部分也要掌握。
五 画图题
1.画出液体滑动轴承的压力分布图
【解题】图略,见课本p325.
【分析】该题主要考察液体滑动轴承的压力分布,之前这一部分主要考察的是动压油膜的形成过程或动压油膜的形成示意图,压力分布与动压油膜的形成密切相关,在复习时一定要掌握全面。
六 简答题
1.齿轮的主要失效形式有哪些,应该如何预防。
2.滑动轴承油孔的开口部位及原因。
【解题】滑动轴承的油孔和油沟应该开在非承载区,以免降低油膜的承载能力。
【分析】该题主要考察轴承中轴瓦油孔和油沟的开口部位及原因,之前一直没有考到这部分。考察的知识点比较细,这就要求我们在复习中不要落下知识点,细致复习。
3.轴的强度计算方法有哪些?各有何区别?各适应于什么范围?
【解题】 ①按扭转强度条件计算:适用于传动轴和转轴的初估直径;
②按弯扭合成强度条件计算:适用于转轴和心轴;
③按疲劳强度精确计算(安全系数计算):适用于各类主要的轴;
④按静强度计算(安全系数计算):适用于瞬时过载较大的轴。
【分析】 该 题主要考察轴的强度和刚度计算,几种强度计算方法之所以不同是由于轴的受力状态不一样,对于承受转矩的轴,按扭转强度计算;对于承受转矩和弯矩的轴,按弯 扭合成强度计算;对于需要精确计算的重要的轴要进行危险截面安全系数的计算包括疲劳强度和静强度的校核计算两项内容。这部分内容也应灵活掌握,防止变换题 型考察。
七 结构改错题
【解题】1,缺少调整垫片;
2,轴上键槽应该开在同一母线上;
3,轴肩设计错误,轴承无法拆装;
4轴承装配方向一致,没有起到固定作用;
5,键槽开得过长;
6,齿轮所处轴段长度过长,出现过定位,齿轮定位不可靠;
7无需开键槽
8轴承端的端面处应减少加工面
【分析】该题主要考察轴系的结构,是每年的压轴题目,主要的考察形式为改错或者结构设计,题目比较简单,但要求考生细心,对轴、轴承、键、联轴器的知识都要综合性的理解。