机械设计入学考试试题17解答——上海大学硕士研究生攻读指南

17-1　是非题

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

17-2　单项选择题

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

17-3　简答分析题

1.答：GB——国家标准；GB/T——国家标准的推荐性标准；JB——机械行业标准；ISO——国际标准化组织标准。

2.答：蜗杆传动的相对滑动速度大，传动效率低，发热量大，若不能及时散热，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，故蜗杆减速器的设计中要进行热平衡计算。

3.答：（1）当阻力矩TⅡ增大时，应该采用齿轮1、2组成的传动。因为z2=3z1，当输入转矩为TⅠ时，输出转矩即为3TⅠ，可以满足阻力矩TⅡ增大的需要。

图2-17-1

1—电动机；2—带传动；3—圆柱齿轮传动；
4—链传动；5—联轴器；6—带式输送机

（2）设计时应按齿轮传动1、2进行强度计算。当输入转矩为TⅠ时，齿轮1、2所受的圆周力＞齿轮3、4所受的圆周力，故齿轮1、2所受的应力较大。

（3）

4.答：应该选用梯形牙，牙数一般取3～60个。当要求传递较大转矩时，应选取较少的牙数。

5.解：总传动比i=1450/30=48.33。根据常用传动机构的单级传动比常用值可取：i带=3.02，i圆柱齿轮=4，i链=4。

传动线路的设计如图2-17-1所示，这时的总效率为

η总=η带η圆柱齿轮η链=0.97×0.97×0.96=0.90

设计理由：带传动由于承载能力小，但传动平稳，能缓冲吸振，故应布置在高速级。链传动由于多边形效应，瞬时传动比不断变化，产生冲击、振动，而使转速不均匀，故宜布置在低速级。又由于传动系统无须改变方向，要求功率的损耗最小，故中间传动采用圆柱齿轮传动。

6.答：A-A′、B-B′、C-C′截面处层流流体流速u沿y方向变化曲线以及在M板上油膜压力分布曲线如图2-17-2所示。

图2-17-2

17-4　计算分析题

1.解：（1）由力-变形图可知：Cb=tan45°=1，Cm=tan60°=，F0=3800N。

由可得，螺栓的工作载荷

F2=F1+F=1500+3627.91=5127.91（N）

工作载荷F和螺栓所受总拉力F2的表示如图2-17-3a所示。

（2）螺栓的应力幅为

故安全。

（3）被连接件间不出现缝隙的极限为F1=0，故

图2-17-3

此时螺栓所受总拉力

F2=Fmax=5993.93（N）

最大工作载荷Fmax在 力-变形图上的表示如图2-17-3b所示。

2.解：（1）小带轮的包角为

由于α1=163.88°＞120°，故合格。

（2）带的最大功率

故Fec=759.19N。单根带的紧边拉力F1、松边拉力F2分别为(www.xing528.com)

（3）带工作时的带的应力分布如图2-17-4所示。

3.解：（1）Ⅱ、Ⅲ轴的转向如图2-17-5所示。

图2-17-4

图2-17-5

（2）为使中间轴Ⅱ上的轴向力为零，则齿轮z3为右旋，齿轮z4为左旋。

由已知条件得

所以有

则

故β3≈19.1°。

（3）斜齿圆柱齿轮3的分度圆直径为

齿轮3的圆周力、径向力和轴向力分别为

力的方向如图2-17-5所示。

4.解：（1）根据受力分析得

Fa1=0，Fa2=Fae=1450（N）

按轴承2的相对轴向载荷=0.04，查表1-17-2得e=0.24。由=0.25＞e，查表1-17-2得：X2=0.56，Y2=1.8。两轴承的当量动载荷分别为

P1=fpFr1=1.2×5800=6960（N）

P2=fp（X2Fr2+Y2Fa2）=1.2×（0.56×5800+1.8×1450）=7029.6（N）

因为P2＞P1，所以轴承2的寿命低。轴承2的寿命为

（2）由

由

故取轴承的当量静载荷P0=6960N。按轴承静载荷强度计算式

故轴承静载荷强度安全。

17-5　结构分析题

答：（1）先将毡圈13安装到轴承透盖12的密封圈槽内作为一个部件A，然后将套杯3安装在箱体5内，接着在外部依次将左端圆锥滚子轴承2、套筒4、右端圆锥滚子轴承6、圆螺母用止动垫圈7、圆螺母9以及部件A装入锥齿轮轴1内作为另外一个部件B，最后将部件B装入套杯3内，调整好轴承的间隙，拧紧螺钉8即可。

（2）该轴系的轴向固定方式属于两端固定支承方式，轴承间隙是靠圆螺母9进行调整的。

（3）调整轴的轴向位置是依靠调整垫片10进行调整的，从而使一对锥齿轮传动的锥顶重合。调整9时锥齿轮轴向位置也可变动，但可先调好轴承轴向间隙，再用调整垫片10调整轴的轴向位置。

（4）优点是支承刚度大，缺点是轴承间隙不容易调整。

（5）力是经过1、2、4、6、12和螺钉连接8传递到箱体5上的。