解答上海大学机械设计硕士入学考试试题10

10-1　是非题

1.√；2.×；3.√；4.×；5.√；6.×；7.×；8.√；9.×；10.√；11.√；12.√；13.√；14.√；15.×。

10-2　单项选择题

1.B；2.C；3.A；4.A；5.B；6.B；7.D；8.C；9.C；10.B；11.A；12.A；13.D；14.C；15.A。

10-3　简答题

1.答：在图1-10-1所示的四种链传动的布置方式中，图b、d是合理的，图a、c是不合理的。这是因为链传动的紧边宜布置在传动的上面，这样可避免咬链或紧边与松边相碰撞。

2.答：（1）A0点的左侧称为弹性滑动区，A0点的右侧称为打滑区。

（2）在弹性滑动区，带传动处于正常工作状态，两曲线为近似线性关系，随着载荷的增加，滑动率逐渐增加，传动效率不断上升；过了A0点，两曲线表现为急剧变化，载荷增加很小，滑动率迅速增加，传动效率迅速下降。A0点称为临界点，它所对应的横坐标为带传动在不打滑情况下所能传递的最大有效载荷。

3.答：图1-10-3a采用两级圆柱齿轮减速器。由于采用闭式齿轮传动，故适用于较恶劣的环境下工作，使用和维护方便，适用于繁重、长期工作场合。缺点是机构尺寸较大。

图1-10-3b采用了蜗杆减速器，故只需一级传动就能满足传动比，结构紧凑，且反行程具有自锁性。缺点是传动效率较低，长期连续使用时不够经济。

图1-10-3c采用一级圆柱齿轮减速器和一级开式齿轮传动，成本较低。但由于有开式齿轮传动，故不适用于恶劣环境，使用寿命较短。

4.答：在载荷和材料一定时，影响齿轮接触强度的几何参数有直径d或中心距a、齿宽b、齿数比u和啮合角α，其中影响最大的是直径d或中心距a。

小齿轮在单对齿啮合区下节点处的接触应力σH最大。

由于点蚀常发生在节点附近，且该点齿廓曲率半径计算方便，故通常按节点来计算齿轮的接触应力。

5.（1）当轴颈中心和轴承中心重叠时，由于两者之间形成的间隙各处均等，不是楔形油隙，不符合形成动压润滑的条件，故不能承受载荷，F=0，hmin=0。

（2）因为Cp∝（χ，B/d），在轴承包角α给定时，这里B/d相同，所以Cp∝χ，又因为χ=e/δ，所以Cp∝e。而Cp =，当其他条件相同时，F∝e。偏心距越大，承载载荷就越大。所以轴颈中心处于O2点的承载力最大。

10-4 计算分析题

1.（1）

由φσ==0.25得

A点坐标为，即（0，200）；D点坐标为，即（320，160）；C点坐标为（σs，0），即（500，0）。零件的极限应力线图如图2-10-1所示。

图2-10-1

（2）设零件的危险截面的工作应力点为M，则

σmax==200（MPa），σmin==100（MPa）

根据零件的极限应力线图有，当r=C时，M点的极限应力点为M′点，故零件发生的失效形式为塑性变形，其安全系数为

当σm=C时，M点的极限应力点为M″点，故零件发生的失效形式为疲劳破坏，其安全系数为

2.解：（1）计算压板压紧力F0。由

（2）确定轴端螺纹直径。由

取螺栓M16（d1=13.835mm＞12.13mm）。

3.解：（1）根据n1方向可得n2方向向下，n3方向向上，如图2-10-2所示；根据锥齿轮的轴向力指向大端，可得Fa2方向向左，Fa3方向向右，又由于按题意有Fa4方向与Fa2方向相反，Fa6方向与Fa3方向相反，因此根据右手定则得蜗杆4和6的螺旋线方向均为右旋。

（2）蜗轮5和7在图示条件下的转向如图2-10-2所示。

（3）蜗轮7的圆周力，径向力和轴向力的方向如图2-10-2所示。

（4）两个蜗杆的导程角分别为

两个蜗杆传动的啮合效率分别为

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图2-10-2

（5）由得

由可得

要使重物上升1m，则两卷筒卷绕的绳索应为2m，就有：n5πD1+n7πD2=2000，即

解得n1=32.93转。

（6）因为γ4＞φv，γ6＞φv，所以该机构反行程不能自锁。

4.解：（1）传动装置的总效率为

η总效率==0.96×0.993×0.98×0.99×0.96=0.868

（2）电动机所需的工作功率为

（3）各轴的转速分别为

（4）各轴的功率分别为

P0=Pd=2.592（kW）

PⅠ=P0η带=2.592×0.96=2.488（kW）

PⅡ=PⅠη轴承η齿轮=2.488×0.99×0.98=2.414（kW）

PⅢ=PⅡη联轴器η轴承=2.414×0.99×0.99=2.366（kW）

（5）各轴的转矩分别为

5.解：两轴承的轴向派生力分别为方向如图2-10-3所示。

图2-10-3

由于Fd2+Fae=1111.1+900=2011.1（N）＞Fd1，所以，轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”。两轴承所受的轴向力分别为

Fa1=1111.1+900=2011.1（N），Fa2=1111.1（N）

因为=0.4022＞e，所以X1=0.40，Y1=1.8；因为=0.2778＜e，所以X2=1，Y2=0。两轴承的当量动载荷分别为

P1=fp（X1Fr1+Y1Fa1）=0.40×5000+1.8×2011.1=5620（N）

P2=fp（X2Fr2+Y2Fa2）=1×4000+0×1111.1=4000（N）

轴承的寿命为=155649.4（h）＞40000（h）所以30311轴承能替换7311AC轴承，满足其寿命的要求。

10-5　结构分析题

解：图1-10-10中标有序号的错误或结构不合理的原因主要是：①轴肩过高，轴承无法拆卸；

②静止件轴承盖与转动件轴直接接触，应有一定的间隙；

③缺少密封装置，应加密封件；

④键槽过长，轴承盖无法装入；

⑤为了增加连接的可靠性，在接缝处应安装紧定螺钉；

⑥此处应有间隙；

⑦键的非工作面与轮毅之间应有间隙；

⑧普通螺栓连接中，被连接件与螺杆之间应有间隙。