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长沙理工大学2020年考研真题：814机械设计

科目名称：814机械设计

适用专业：080200机械工程

一、单项选择题(每小题2分，共20分)

1.在齿轮热处理加工中,轮齿材料达到___状态时，将有利于提高齿轮抗疲劳强度和抗冲击载荷作用的能力。

A、齿面硬、齿芯脆

B、齿面软、齿芯脆

C、齿面软、齿芯韧

D、齿面硬、齿芯韧

2.带传动的主要失效形式之一是带的___

A.松弛

B.颤动

C.疲劳破坏

D.弹性滑动

3.采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时,____

A、螺栓的横截面受剪切

B、螺栓与螺栓孔配合面受挤压

C、螺栓同时受剪切与挤压

D、螺栓受拉伸与扭转作用

4.带传动在工作时产生弹性滑动，是由于____

A.包角a太小

B.初拉力F0太小

C.紧边与松边拉力不等

D.传动过载

5.对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是为了防止温升过高而导致___。

A.材料的力学性能下降

B.润滑油变质

C.蜗杆受热变形过大

D.润滑条件恶化

6.设计键联接时，有以下主要内容:①按使用要求选择键的类型;②对键联接进行必要的强度校核计算;③按轴径选择键的剖面尺寸;④按轮毂宽度选择键的长度。在具体设计时，一般的顺序为____

A.①→③→④→②

B.①→③→②→④

C.③→④→②→①

D.①→④→②→③

7.按弯扭合成强度条件计算轴的应力时，公式中折合系数a是考虑

A.材料抗弯与抗扭的性能不同

B.弯曲应力和扭转切应力的循环特性不同

C.轴的结构设计要求

D.强度理论的要求

8.尺寸较大的青铜蜗轮，常采用铸铁轮芯配上青铜轮缘，这主要是为了____

A、使蜗轮导热性能好

B、切齿方便

C、节约青铜

D、使其热膨胀小

9.对于硬度小于350HBS的闭式齿轮传动，当采用同牌号的钢材制造时，一般采用的热处理方法是____

A、小齿轮淬火，大齿轮调质

B、小齿轮淬火，大齿轮正火

C、小齿轮调质，大齿轮正火

D、小齿轮正火，大齿轮调质

10.转速很高、只承受较小轴向载荷时，宜选用____

A、推力圆柱滚子轴承

B、推力球轴承

C、深沟球轴承

D、圆锥滚子轴承

二、填空题(每空1分，共20分)

1.按照承受载荷的不同，普通公共自行车的前轮轴、中间大链轮轴和后轮轴分别属于_____、_____和_____。

2.普通平键的主要失效形式为___，其剖面尺寸是根据_____来选择。

3.在齿轮强度计算中，影响齿面接触应力最主要的几何参数是___，影响齿根弯曲应力最主要的几何参数是______。

4.一个零件的磨损大致可分为三个阶段，即_____、_____、_____。

5.按照滑动轴承滑动表面间的润滑状态，可分为______轴承、_____和_____轴承。

6.验算非液体摩擦滑动轴承的pv值是为了防止____;验算轴承的速度v是为了防止______。

7.带传动中的弹性滑动是由于______而引起的。打滑是由于______而发生的。

8.联轴器为标准件，当选定类型后，可根据____、___和____从标准中选择所需的型号和尺寸。

三、分析题(总分15分)

在图示电动绞车系统中，件1和2均为斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。

已知蜗轮蜗杆均为右旋，并且设计时II轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力能够相互抵消一部分，试回答下列问题(共15分)

1.齿轮1的轮齿螺旋线方向是____旋。(2分)

2.在图中用箭头表示出重物上升时齿轮1和齿轮2的转动方向以及齿轮2在节点A所受的轴向力F_a2的方向。(3分)

3.重物上升时，在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力F_a3、圆周力F_t3和径向力F_r3的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力F_t4的方向。(4分)

4.若起重量W=50000N,蜗杆头数Z₃=2,蜗杆分度圆直径d₃=100mm,蜗轮齿数Z₄=60,模数m=5，卷筒直径D=300mm，传动效率η=0.75。试求节点B处F_a3和F_a4的大小。(6分)

四、简答题(总分40分)

1.蜗杆传动的功率损耗有哪几种?设计蜗杆传动时，为提高蜗杆传动效率，可以采取哪些具体措施?请列出效率公式。(10分)

2.滚动轴承的基本类型有哪些(至少列举7种)?能同时承受较大径向载荷和轴向载荷的滚动轴承类型有哪些?极限转速最高的是哪种类型的轴承?(10分)

3.说明零件标记的正确含义或给出正确标注:(1)A1000GB/T11544-1997;(2)08A-1--87GB/T1243--1997;(3)内径为40mm，03尺寸系列的深沟球轴承，0级公差，正常结构，0组游隙;(4)内径为35mm，19尺寸系列的角接触球轴承，5级公差，接触角为40°，0组游隙。(8分)

4.电动机通过三套减速装置驱动运输带，三套减速装置为:圆柱齿轮减速器、套筒滚子链传动和V带传动，其排列次序应如何?为什么?(6分)

5.承受轴向变载荷时，螺栓的损坏形式是什么?提高螺栓联接强度的措施有哪些?请列举5种措施。(6分)

五、计算题(每小题20分，总分40分)

1.一压力容器的螺栓组连接如下图所示。已知容器的工作压力p=12MPa,容器内径D=78mm，螺栓数目z=6，采用橡胶垫片。试确定螺栓直径的最小值。

已知参数与公式:1)剩余预紧力F=1.6F,F为工作拉力;2)连接件与被连接件刚度系数:C₁/(C₁+C₂)=0.9,C₂/(C₁+C₂)=0.1;3)预紧力F'=F"+C₂/(C₁+C₂)F;4)[σ]=230.77MPa.

2.一工程机械传动装置中的锥齿轮轴，采用一对30207圆锥滚子轴承(基本额定动载荷C_r=54.2kN，基本额静动载荷C_r0==63.5kN)支承，背靠背的反装，如下表所示。己知作用于锥齿轮上的径向力F_re=5000N，轴向力F_ae=1000N，其方向和作用位置如图所示。

轴的转速n1=1450r/min,运转中受轻微冲击(f_p=1.2)，常温下工作(f_t=1)，试求:

(1)轴承所受的径向载荷F_r1,F_r2;

(2)轴承1、2派生轴向力F_d1,F_d2;.

(3)轴承所受的轴向载荷F_a1,F_a2;

(4)轴承所受的当量动载荷P₁,P₂。

六、结构设计改错题(每处错误1.5分，总分15分)

下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。要求:在图中用圆圈0标注设计错误处，并编号;按序号列出错误，并用文字提出改正建议;只有文字说明在图中无对应编号不得分;有编号和文字说明，但无附图或附图编号错误不得分。可以在原试题图上作答，然后将图撕下来贴在答题纸上相应位置，务必粘贴牢固:也可以在答题纸上重新绘图作答。