机械设计基础考研真题分析计算部分题目汇总
二 分析计算题 <部分题目为华南理工机械设计基础考研真题>
1如图所示的蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合，已知输出轴上的圆锥齿轮z4的转向心n4。
（1）为使中间轴上的轴向力能抵消一部分，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向； （2）在图上标出各轮轴向力的方向。
z2
z3
z4
n4 z1
2图示为某转轴由一对30307E型号的圆锥滚子轴承支承。轴承所受的径向负荷：R1=8000N， R2=5000N，轴上作用的轴向负荷Fa= l000N，载荷系数fp=1.2，轴承内部轴向力计算公式为S=R/2Y；e = 0.3；当A/R≤e时，X= 1，Y= 0，当A/R＞e时，X=0.4，Y= 1.9，试求： （1）两个轴承的轴向载荷A1、A2；
R1 R2 （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。
3已知普通螺栓联接的相对刚度C1/(C1+C2)=0.7，作用一工作载荷F=2000N，试求当剩余预紧力F=0、F=0.5F和F=F时，螺栓所受预紧力F′和总拉力F0。
4一V带传动传递的最大功率P=5kw，主动带轮的基准直径d1=180mm，转速n1=1000r/min，初拉力F0=1100N，试计算传动带的紧边拉力F1和松边拉力F2。
5图中所示轴承中，采用一对角接触球轴承（轴承的附加轴向力的计算式为S=0.7R），轴承的径向载荷分别为R1=15000N，
S2 S1 Fa R2=7000N，作用在轴上的轴向外加载荷
Fa=5600N，46312型轴承的e=0.68，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比
R1 A/R＞e时，X= 0.41，Y= 0.87， fp=1，R2 试计算：
（1）两个轴承的轴向载荷A1、A2； （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。
1
Fa
6如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。 1）小圆柱齿轮主动时，画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。
2）从轴承和轴受力情况分析，这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理？为什么？ 3）按图示方案设计完成后，如果误将蜗杆减速器放在高速级，而负载功率及转速均不变，分析可能会出现什么问题？
1—电动机 2、4—联轴器 3—斜齿圆柱齿轮减速器 5—蜗杆减速器 7受轴向力紧螺栓联接的螺栓刚度为C1=400000N/mm，被联接件刚度为C2=1600000N/mm，螺栓所受预紧力F′=8000N，螺栓所受工作载荷F=4000N。要求： 1）按比例画出螺栓与被联接件变形关系图（比例尺自定）； 2）用计算法求出螺栓所受的总拉力F0和剩余预紧力F〞。
8某单根V带传动，已知小轮包角α1=150°，若带与带轮间的当量摩擦因素μν=0.5，张紧力F0=280N，带速υ=7m/s，若不计离心力影响，试求该传动所能传递的最大功率P。
2
9如下图示，一钢制液压油缸，已知油压p=1.6N/mm，D=160 mm，采用8个螺栓进行联接。根据密封性要求，对于压力容器可取残余预紧力Qr=1.8Q（工作载荷）。另外，螺栓材料的屈服强度为?s=306，e
安全系数可取3。试计算其缸盖联接螺栓的直径d。
10一对角接触球轴承反安装（宽边相对安装）。已知：径向力FrI=6750N，FrII=5700N，外部轴向力FA=3000N，方向如图所示，试求两轴承的当量动载荷PI、PII，并判断哪个轴承寿命短些。注：内部轴向力Fs=0.7Fr，e=0.68，X=0.41、Y=0.87。
2
11一V带传动传递的功率P=10kw，带的速度v=12.5m/s，预紧力F0=1000N试求紧边拉力F1及松边拉力F2。
12图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器，各已知条件如图示。 1）为使Ⅱ轴的轴向力相互抵消一部分，试确定各齿轮的螺旋方向，请标在图上；
2）分别画出轴Ⅱ上齿轮2、3啮合点处的三个分力Fr、Fa、Ft（⊙表示垂直穿出纸面；?表示垂直进入纸面）
3)试通过齿轮受力分析绘出中间轴（Ⅱ轴）强度计算的受力简图。
13 某汽缸，缸内压力p在0~0.5MPa之间变化，汽缸内直径 D = 800mm，汽缸盖上用28个M16（d1 = 13.835mm）的普通螺栓联接，螺栓材料为45号钢，许用拉应力[σ]= 280 Mpa。采用铜皮石棉垫片密封，其螺栓相对刚度系数Cb/(Cb+Cm) = 0.8。为保证密封性要求，若采用残余预紧力Qp′为螺栓的工作压力F的1.5倍，试计算螺栓所需的预紧力Qp并校核螺栓的静强度。
14某通风机用的斜齿圆柱齿轮减速器中，有一轴颈直径d=60mm，转速n=1280r/min，已知两支承上的径向载荷R1=6000N， R2=5000N，轴向载荷A=1700N，并指向轴承1，（如下图示），负荷有轻微振动，要求轴承寿命Lh=6000h，试选择抽承的类型和型号。
（提示：建议用深沟球轴承，212型轴承：Cr=36800N，C0r=27800N，可取e=0.26，当A/R≤e时，X=1 Y=0，A/R>e时，X=0.56 Y=1.71， 312型轴承：Cr=62800N, C0r=38500N; 取e=0.23, A/R≤e时X=1 Y=0; A/R>e时，X=0.56, Y=1.92。
15有一受预紧力F′和轴向工作载荷F=1000N作用的紧螺栓联接，已知预紧力F’=1000N，螺栓的刚度Cb与被联接件刚度Cm相等。试计算该螺栓所受的总拉力F0=?残余预紧力F\在预紧力F′不变的条件下，若保证被联接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少？
3
16一水泵轴选用深沟球轴承支承，已知轴颈d=35mm，转速n=2900r/min，轴承所受的径向载荷Fr=2300N,轴向载荷Fa=540N，要求使用寿命Lh=5000h，试选择轴承型号。（注：可取e=0.22, 207轴承Cr=25500N， Cor=15200N, 307轴承Cr=33200N, Cor=19200N，A/R≤e时，X=1, Y=0，A/R>e时, x=0.56, Y=1.99，取fp=1.1, ft=1）
17已知一对渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，其参数为：齿数z1=18，z2=54，分度圆压
**
力角α=20°，齿顶高系数ha=1， 顶隙系数C=0.25，小齿轮1的齿顶圆直径da1=100mm，求模数m，标准中心距a，大、小齿轮的分度圆直径d1, d2,分度圆齿厚S，齿根圆直径df1、df2。
2
18某压力容器的盖与缸体用6个普通螺栓联接，缸内压强p=2N/mm，缸径D=150mm，根据联接的紧密性要求，每个螺栓的残余预紧力Q1P=1.6F，F为单个螺栓的工作拉力，螺栓材料为
2
35号钢，许用拉应力[σ]=150N/mm，试计算所需螺栓的小径d1。
19有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动如图示，请在图上作出：
（1）理论啮合线； （2）节圆；
(3) 啮合角。
20已知一对直齿圆锥齿轮传动，其主动轮所受三个分力的大小为圆周力Ｆt = 2220N , 径向力Ｆr = 640N , 轴向力Fa = 320 N , 求从动轮三个分力的大小。
4
21 3图(a)所示为直齿圆锥—斜齿圆柱齿轮两级减速器。
在图（ｂ）中 （1）分别标出这三个齿轮受力的作用点和三个分力（圆周力Ｆt、径向力Ｆr、轴向力Fa）的方向。（2）用文字说明斜齿圆柱齿轮是左旋齿轮还是右旋齿轮。
22图示某圆锥齿轮减速器的主动轴，由一对圆锥滚子轴承支承，已知轴承承受的径向载荷分别为Ｆr1 = 2500N , Ｆr2 =700N , 圆锥齿轮受轴向力Fx = 250N , 求轴承Ⅰ和Ⅱ所受轴向力Fa1和Fa2。并在图上标出轴承内部轴向力的方向。（轴承内部轴向力S=Ｆr/2Y, 轴承系数Y=1.6）
23图示某齿轮减速器的主动轴，其转速n = 3000 r / min , 由一对角接触球轴承支承，已知轴承承受的径向载荷分别为Ｆr1 = 1000N , Ｆr2 = 2100N ,外加轴向载荷Fx = 900N , 求轴承1和2所受轴向力Fa1和Fa2。并在图上标出轴承内部轴向力Fs的方向。（轴承内部轴向力Fs= 0.68Ｆr）
24根据给出的已知条件，
（1）在图a）中标出蜗轮的转向并用文字说明旋向；（2）在图b）中标出蜗杆的 转向；（3）在图c）中标出斜齿轮2轮齿的螺旋线方向，并用文字分别说明这两个齿轮是左旋齿轮还是右旋齿轮。
5
