長沙理工大學(xué)機械設(shè)計期末考試題庫含答案

1、長沙理工大學(xué)機械設(shè)計期末考試題庫含答案機械設(shè)計試卷3一選擇填空題（每空一分共20分）1在常用的螺紋連接中，自鎖性能最好的螺紋是 普通螺紋，其牙型角g =60°0 2普通平鍵連接工作時，平鍵的工作面是側(cè)面，平鍵的剖面尺寸bxh按軸徑從標(biāo)準(zhǔn)中查取。平鍵連接主要失效形式是壓潰。3帶傳動中，若q為主動輪圓周速度，5為從動輪圓周速度，9為帶速，則這 些速度之間存在的關(guān)系是4 V帶傳動中，V帶截面楔角W =40”，則V帶輪的輪槽角© 0應(yīng) 405在設(shè)計V帶傳動時，V帶的型號可根據(jù) 計算功率 和 小帶輪轉(zhuǎn)速 查選型圖 確定。6對于一對材料相同的鋼制軟齒面齒輪傳動，為使大小齒輪接近等強度，

2、常用 的熱處理方法是小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火 。心 軸。中間軸應(yīng)7根據(jù)軸的承載情況，自行車的前軸承受彎矩作用應(yīng)稱為 稱為 轉(zhuǎn)軸。d= 30 mm 。粘度降低（或減8代號為6206的滾動軸承，其類型是 深溝球軸承，內(nèi)徑9溫度和壓力是影響粘度的主要因素，若溫度升高，則少，若壓力升高，則粘度增加（或變大）。10 在下列聯(lián)軸器中，能補償兩軸的相對位移以及可緩沖吸振的是D0A凸緣聯(lián)軸器B齒式聯(lián)軸器C萬向聯(lián)軸器D彈性柱銷軸器11在蝸桿傳動中，規(guī)定蝸桿分度圓直徑的目的是減少蝸輪滾刀的數(shù)量，利于刀具標(biāo)準(zhǔn)化。12普通平鍵連接工作時，平鍵的工作面是 側(cè)面。二簡答題（共5題，每題6分）1簡述齒輪傳動的失效形式和開式齒

3、輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則答：失效形式包括：輪齒折斷（1分）、齒面疲勞點蝕（1分）、齒面磨損（1分）、齒面膠合（1 分）、輪齒塑性變形（1分）。開式齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則：按齒根彎曲疲勞強度進(jìn)行設(shè)計，然后考慮磨損 的影響將模數(shù)適當(dāng)加大。（1分）2以框圖形式說明轉(zhuǎn)軸的設(shè)計過程。轉(zhuǎn)軸設(shè)計程序框圖3簡述蝸桿傳動的正確嚙合條件。答：中間平面上，蝸桿軸向模數(shù)與蝸輪端面模數(shù)相等，均為標(biāo)準(zhǔn)值（2分）； 蝸桿軸面壓力角與蝸輪端面壓力角相等，且為標(biāo)準(zhǔn)值（2分）；蝸桿與蝸輪 輪齒的螺旋線方向相同并且蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角等與蝸輪分度圓柱上 的螺旋角。（2分）4簡述動載系數(shù)Kv和齒間載荷分配系數(shù)Ka的含義并各舉出兩個主要影響因

4、素。答：動載系數(shù)Kv是考慮由于齒輪制造精度、運轉(zhuǎn)速度等輪齒內(nèi)部因素引起的附加動載荷影響系數(shù)。（1.5分）影響Kz的主要因素有由基節(jié)和齒形誤差產(chǎn)生的傳動誤差、節(jié)線速度誤差和 輪齒嚙合剛度等。齒間載荷分配系數(shù)K.是考慮同時嚙合的各對輪齒載荷分配不均勻?qū)嘄X應(yīng) 力的影響系數(shù)。（1.5分）影響Kg的主要因素有輪齒制造誤差，特別是基節(jié)偏差、輪齒的嚙合剛度、重 合度和跑合情況等。三分析計算題1.如圖a、b分別為二級標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪減速器的兩種布置形式。已知齒輪2 模數(shù) m2=2.5mm Z2=57, p 2=13° ;齒輪 3 模數(shù) m3=3mm Z3=19;齒輪 4 輪齒 旋向為右旋。若主動軸

5、I轉(zhuǎn)向如圖所示，試：1)2)3)4)5)圖a、b兩種布置形式哪種布置合理？并分析為什么？（2分）為使中間軸n的受力合理，試確定齒輪 2輪齒旋向。（2分） 在你認(rèn)為齒輪布置合理的圖上，畫出各齒輪受力方向。（3分）為使軸n的外部軸向力為零，試計算出齒輪3的螺旋角p 3的值？ （ 7 分）若主動軸I轉(zhuǎn)向相反，軸n的軸向力還是否為零？（1分）【II11XSz15 XnrII5 XniH扌% S111=十11< 毗汽利X力"11II-1JI題5答勖圖a圖b1圖b布置形式合理（1分）。理由：將齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置，（1）可利用軸的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的綜合作用使齒輪的最大載荷降低；（2

6、）也可使載荷分布不均狀況得以改善（答對一個或兩個理由都得1分）。a、b所示：a、b兩圖中齒輪2皆為左旋。（2分，每畫對1個2）如本題答圖得1分）b所示：（總計6對分力總計3分。每畫對1對分力得0.5分）3）如本題答圖<|I Faz題5答圖b4）齒輪2、3的圓周力分別為:2Tii2T|2COSP3T11d3mn3Z3/COSp3mn3Z32T|2T|2 cos P 2Ft3 -mn2Z2Ft2 = ”d2（2分） 齒輪2、3的軸向力分別為：Fa3 = Ft3 tan P 3Fa2 = Ft2 tan p 2（2分）為使軸II的軸向力為零，應(yīng)滿足如下條件:Fa3 -（1分） 將（1）mn2Z

7、2 / cos 為Fa2 二 Ftstan 為=Ft2 tan p2(2)sin P3式代入（2）式中整理得:msi nP2= P3 mn2Z2=arcsin(叫3'3 sin P 2)mn2Z2(1 分)3x19打=arcsin(-sin13J = 5.16 = 5?9'45?o82.5咒 57（1分）6）即使軸I反轉(zhuǎn)，軸II的軸向力仍為零。（1分）2（總15分）：如圖所示，一級斜齒圓柱齒輪減速器傳動裝置的小齒輪為懸臂 布置形式。該齒輪的軸系采用一對角接觸球軸承背對背安裝的支撐形式。已知： 軸承徑向載荷Fr1、Fr2方向如圖所示，大小分別為：Fr1=5500N Fr2=300

8、0N, 小齒輪軸向力A=1500N軸承內(nèi)部軸向力按 S=0.4Fr計算。1）分別計算圖該對軸承的軸向力 Fa1、Fa2o（8分）2）若該對軸承的壽命為8000小時，現(xiàn)將載荷加大一倍，將轉(zhuǎn)速減小一半，試計算后確定該對軸承能否滿足載荷及轉(zhuǎn)速改變后壽命至少2500小時的工作要求？ （ 7分）FnSi（1分）（1分）A向左。（3分）（1分）（1分）（1分）僅計算結(jié)果錯誤，只扣11）S1=0.4Fr1 = 0.4x5500 = 2200（N），方向向左； S2=0.4Fr2 = 0.4x3000 = 1200（N），方向向右；根據(jù)軸的轉(zhuǎn)向及小齒輪旋向判斷出：小齒輪軸向力S1+A = 2200+1500

9、= 3700 （N） > S2 = 1200 （N） 所以，F(xiàn)a2 = S1+A = 3700 NFa1 = S1 = 2200 N（以上步驟中公式正確、軸向力A方向判斷正確， 分。）2）（3分）（3分）Lh =106（fTC/f pP ）3/（60n） L'h=106（fTC/f p（2 P） ）3/（60n2）= 2Lh/8= 28000/8= 2000（小時）（1分）< 2500（小時）（沒有中間步驟和計算公式，只答不滿足，“蒙對的”結(jié)論：不滿足。給1分） 四結(jié)構(gòu)題M16的普通螺栓、六角頭M16的鉸制孔螺栓連接兩塊厚 采用彈簧墊圈，補畫出其余結(jié)構(gòu)線條，并注明那個是普

10、4分）。通螺栓連接，那個是鉸制孔螺栓連接（ 答案：1下圖分別用六角頭 度為20mm的鋼板，普通螺栓連接（2分）1,_11b111! 11h1J- !t11 11111鉸制孔螺栓連接（2分）2 （結(jié)構(gòu)設(shè)計題）指出齒輪軸系結(jié)構(gòu)圖中的錯誤（指出并改正 8處即可），說明 錯誤原因，并在中心線上方畫出正確結(jié)構(gòu)（16分）。已知：1）齒輪是油潤滑， 軸承是脂潤滑；2）軸承為深溝球軸承。1 丿 1:鍵槽的長度不能大于與其連接的聯(lián)軸器軸轂的長度；2:聯(lián)軸器沒有軸向定位；3 :沒有密封；4 :密封處的軸徑不能和軸承安裝處的軸徑相同；5:軸承端蓋作為軸承外圈的定位，其內(nèi)圈直徑不能小于軸承外環(huán)內(nèi)答案：任意標(biāo)出8處錯誤

11、，并在上部改正這8處錯誤（每處2分）。 錯誤 錯誤 錯誤 錯誤 錯誤6:套筒作為軸承內(nèi)圈的定位，其外徑不能大于軸承內(nèi)環(huán)外徑；7:螺栓連接處的畫法不對，包括螺紋畫法和光孔的畫法；8:沒有畫剖面線；9:用套筒對齒輪進(jìn)行軸向定位時，套筒不能同時與軸肩和齒輪接觸; 10:兩個鍵槽的位置應(yīng)在同一直線上，確保兩個鍵槽一次裝夾加工徑;錯誤 錯誤 錯誤 錯誤 錯誤11:軸肩作為軸承內(nèi)圈的定位，其直徑不能大于軸承內(nèi)環(huán)外徑;出來； 錯誤 錯誤12:同錯誤5； 錯誤13:沒有畫剖面線；錯誤14:軸的伸出長度不應(yīng)超過聯(lián)軸器，這樣無法實現(xiàn)兩個半聯(lián)軸器的 連接；錯誤15：聯(lián)軸器沒有實現(xiàn)軸向固定，可采用緊定螺釘或軸端擋圈固

12、定；錯誤16：齒輪是油潤滑，軸承是脂潤滑，因此應(yīng)該有兩個擋油環(huán)。一、簡答題1、齒輪強度計算中，有哪兩種強度計算理論？分別針對哪些失效？若齒輪傳 動為閉式軟齒面?zhèn)鲃樱湓O(shè)計準(zhǔn)則是什么？2連接螺紋能滿足自鎖條件，為什么還要考慮防松？根據(jù)防松原理，防松分 哪幾類？（ 8分）3、聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？二者的區(qū)別是什么？ （6分）4、鏈傳動產(chǎn)生動載荷的原因是什么？為減小動載荷應(yīng)如何選取小鏈輪的齒數(shù) 和鏈條節(jié)距？ （ 6分）二、選擇題1、當(dāng)兩個被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經(jīng)常拆卸時，往往采用。A .螺栓聯(lián)接B .雙頭螺柱聯(lián)接C.螺釘聯(lián)接2、 滾動軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點蝕，應(yīng)進(jìn)行 。A.

13、疲勞壽命計算B.靜強度計算C.極限轉(zhuǎn)速驗算3、 阿基米德蝸桿的 參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。4、為A.5、A.軸面B.端面C.法面一對相嚙合的圓柱齒輪的Z1 < Z2， b1>b2，其齒面接觸應(yīng)力的大?。═ H1= CT H2B. （T H1>C H2C. （T H1< H2V帶傳動設(shè)計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了 , A .使結(jié)構(gòu)緊湊B.限制彎曲應(yīng)力C .限制小帶輪上的包角 摩擦力D 保證帶和帶輪接觸面間有足夠6、在齒輪抗彎強度的設(shè)計公式存2丁1YaYa中，應(yīng)代入V弔百T Fa SaD YFa2YSa22KT12亠A.D.7、A.8A.9、YFa1YSa1珥1宗池81 與 F

14、aZSa? 中小者 片與兀鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈傳動 0工作平穩(wěn)B .避免過渡鏈節(jié)C.鏈條與鏈輪磨損均勻滑動軸承中，含油軸承是采用 材料制成的。硬木B .粉末冶金C.塑料承受預(yù)緊力F'的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力 F時，剩余預(yù)緊力為F，其 螺栓所受的總拉力Fo為0Fo= F 十 F'B . Fo= F 十 FC. ¥單與芒舉中大者丘f1 丘f2A.10、當(dāng)鍵聯(lián)接強度不足時可采用雙鍵。使用兩個平鍵時要求鍵A .在同一條直線上C.11、A.C.相隔120°下列零件的失效中， 螺栓斷裂蝸桿軸產(chǎn)生過大的彎曲變形凹坑12、帶傳動發(fā)生打滑總是A .在小輪上

15、先開始 C .在兩輪上同時開始 三、分析題C. Fo= F十 F布置。B.相隔90°D .相隔180°不屬于強度問題。B.齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點蝕D .滾動軸承套圈的滾道上被壓出深的B .在大輪上先開始D .不定在哪輪先開始1.如圖所示，1、2是一對蝸桿蝸輪傳動，3、4是一對斜齒輪傳動。已知 1 為原動件，4為輸出件，各輪轉(zhuǎn)向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪 2和斜齒輪 3的軸向力互相抵消一部分，試確定1、2、3、4各輪的旋向； 在圖上標(biāo)出2和3所受各力的方向。3、如圖所示為帶傳動簡圖。輪1為主動輪。試問：(1) 帶傳動的主要失效形式有哪些？帶傳動工作時為什么出現(xiàn)彈性滑動現(xiàn) 象

16、？能否避免彈性滑動？(5(2) 帶傳動工作時，帶處于圖中哪一點應(yīng)力最大？最大應(yīng)力Crmax=? 分) 四、計算題1、某軸由一對代號為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動載荷 C = 97.8 kN。軸承受徑向力Fr仁6000N，F(xiàn)r2 =16500N。軸的轉(zhuǎn)速 n =500 r/min，軸上 有軸向力Fa = 3000 N,方向如圖。軸承的其它參數(shù)見附表。動載荷系數(shù)fd = 1, 溫度系數(shù)ft= 1。試：(1)說明軸承代號的意義；SFa/Frw eFa/Fr> eeFr2YXYXY0.40100.41.511iSi(2)確定軸承的壽命。(以小時為單位)八、SjIfti Frjl2、

17、一牽曳鉤用2個M10(di=8.376mm)的普通螺栓固定于機體上，如圖所示。已 知接合面間摩擦系數(shù)f =0.15,可靠性系數(shù)Kf=1.2,螺栓材料強度級別為6.6級， 屈服極限cs=360MPa,安全系數(shù)S=3。試計算該螺栓組連接允許的最大牽引力 R max=? ( 6分)1a卒引力氏五、改錯題試分析如圖所示軸系結(jié)構(gòu)中的錯誤，并加以改正。（指出錯誤之處，并編上號, 簡述其錯誤原因，并改正之。）（至少改正 5處）1為了保證軸承內(nèi)圈與軸肩端面的良好接觸，軸承的圓角半徑r與軸肩處的圓角半徑ri應(yīng)有系。 r=ri； r>ri； r<ri2. 帶傳動中，主動輪上的滑動弧是發(fā)生在帶與帶輪的

18、。繞進(jìn)段退離段全部包圍弧段3. 計算軸的當(dāng)量彎矩公式中 M e -Jm2 + ©T）2中折算系數(shù)a，是考慮T對M的：類型不同方向不同應(yīng)力循環(huán)特大小不同性不同4. 帶傳動設(shè)計中，應(yīng)驗算小帶輪包角不要過小，這是為了 提高傳動壽命；減小對軸的壓力；減小結(jié)構(gòu)尺寸；提高摩擦力保證有一定承載能力5. 非液體滑動軸承，其潤滑狀態(tài)通常為： 。邊界潤滑流體膜潤滑混合潤滑邊界潤滑或混合潤滑6. 蝸桿傳動熱平衡計算的目的是為了控制溫升，防止 。蝸桿機械性能下降潤滑油變性或齒面膠合傳動效率下降蝸輪材料退火的措施。7. 為提高螺栓在變載荷作用下的疲勞強度，可采取 增大螺栓剛度適當(dāng)減小預(yù)緊力減小螺栓剛度減小被聯(lián)

19、接件 剛度8. 只受預(yù)緊力作用的普通螺栓聯(lián)接，螺栓危險剖面上單元體的應(yīng)力狀態(tài)為。簡單拉伸純剪切拉扭組合拉彎組合9. 轉(zhuǎn)軸上載荷和支點位置都已確定后，軸的直徑可以根據(jù)來 進(jìn)行計算或校核。抗彎強度；扭轉(zhuǎn)強度；扭轉(zhuǎn)剛度； 彎扭合成強度10. 對液體動壓軸承需要足夠的供油量主要是為了 。補充端泄油；提高承載能力； 提高軸承效率； 減輕磨損二. 填空題1在帶、鏈和齒輪組成的多級傳動中，帶傳動宜布置在 級。2 . 需 成 對使 用 的 滾動 軸 承類 型有。3 .對于鏈速vv0.6m / s的低速鏈傳動，因其主要失效形式是鏈條的，故應(yīng)按強度條件進(jìn)行計算。聯(lián)聯(lián)接。 位置。，強度計算時4. 當(dāng)被聯(lián)接件之一很厚

20、、且該聯(lián)接需經(jīng)常拆卸時，應(yīng)采用接；當(dāng)用螺紋聯(lián)接件聯(lián)接軸和軸上零件時，常采用 5. 如需在同一軸段內(nèi)安裝一對平鍵時，應(yīng)將它們布置在 _6. 計算載荷Fea、名義載荷F和載荷系數(shù)K的關(guān)系式應(yīng)該用載荷。這主要是為7. 實際的軸多做成階梯形，了失效前的總工作轉(zhuǎn)%發(fā)生8. 滾動軸承額定壽命是指該型軸承有 數(shù)。9. 聯(lián)軸器只有在機器 時才能結(jié)合和斷開兩軸的聯(lián)接；在機器運行中要進(jìn)行軸的分離和接合，需要采用 。10. 閉式齒輪傳動的主要失效形式是、 、0三. 1如圖所示二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器，I、III軸分別為輸入和輸出 軸。已知1輪的轉(zhuǎn)向和螺旋線旋向，欲使II軸上兩輪的軸向力抵消一部分， 要求：1）畫

21、出2、3、4輪螺旋線旋向；2）畫出2、3輪的圓周力、軸向力和 徑向力的方向及2輪的轉(zhuǎn)向。輸出itX 2I X 3 I 4 XI輸人I I|l山輸人11nin2如圖所示螺栓聯(lián)接中采用兩個 M20的螺栓，其小徑di = 17. 294mm,螺栓許 用拉應(yīng)力G=16OMPa，被聯(lián)接件結(jié)合面的摩擦系數(shù) f = 0.20,可靠性系數(shù) Kf =1.2。試計算聯(lián)接容許傳遞的靜載荷 Q。3. 某礦車自重1噸，載重3噸，礦車的兩根同樣的車軸各支承在同樣的一對 車輪上，支承距 a=600mm，軌距b=900mm，若車軸材料的許用彎曲應(yīng)力 （T=70N/mm2，試畫出車軸的彎矩圖并確定車軸危險斷面的直徑 d。4.

22、一工程機械中的傳動裝置，根據(jù)工作條件決定采用一對圓錐滾子軸承，并兩軸承的軸向力Ai, A2（4分）兩軸承的徑向載荷系數(shù)X1, X2以及軸向載荷系數(shù)yi,y2 （4 分） 兩軸承的當(dāng)量動載荷Pi, P2 （4分）該軸承是否滿足壽命要求？ （ 2分）暫定軸承型號為 30308，已知軸承載荷 R1 = 2400N, R2 = 5000N，軸上的軸向 載荷Fa= 800 N，軸轉(zhuǎn)速n=500r/min，運轉(zhuǎn)中取載荷系數(shù)fp= 1.5,預(yù)期壽命L h =12000小時，試求：（1）（2）（3）（4）（注:30308軸承：額定動載荷C = 90800N，額定靜載荷Cor= 108000N,e=0.35,

23、y=1.7。AA當(dāng)一He時，x=0.4, y=1.7;當(dāng)一e 時，x=1, y=0）RR機械設(shè)計試卷2、填空題每空1分，計25分1、一減速齒輪傳動，主動輪1用45號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪用45號鋼正火，則它們齒面接觸應(yīng)力的關(guān)系是 。a、O' H1 叭2 ； b、b H1 =bH2 ； C、b H1 VbH2 °2、 帶傳動中緊邊拉力為F1，松邊拉力為F2，則其傳遞的有效圓周力 F為。a、F1+F2； b、（F1 -F2）/2 ； c、F1-F2 ； d、（FF2）/2。3、對于硬齒面閉式齒輪傳動，其齒面接觸承載能力較高，故通常先按強度進(jìn)行設(shè)計，然后校核 強度。4、 蝸桿的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模

24、數(shù)，蝸輪的 力角。a、法面；b、端面；C、軸面。5、 帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時，F(xiàn)1與F2的關(guān)系可用著名的歐拉公式表示為。6、在蝸桿傳動中，當(dāng)需要自鎖時，應(yīng)使當(dāng)量摩擦角 a、小于；b、大于；C、等于。7、計算蝸桿傳動的傳動比時，公式 是錯誤的。a、i二叫 /處；b、i = rr, /門2 ；c、d2 /d1 ；d、z2 /z,。8蝸桿傳動的失效通常是發(fā)生在 上。9、設(shè)計圓柱螺旋彈簧時，其彈簧直徑d按 工作圈數(shù)n 按條件確定。10、彈簧指數(shù)C=，C值越大，剛度越11、 楔鍵聯(lián)接靠傳遞轉(zhuǎn)矩，用于對中性要求不高的聯(lián)接。12、按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，代號為7210 C的滾動軸

25、承類型為，其內(nèi)徑為mm，寬度系列為 系列，直徑系列為系列，C代表，其精度為級。13、 下列各種聯(lián)軸器中，能減緩振動和沖擊的是；可實現(xiàn)兩軸線角位移最大的是 ；常用于兩軸線對中性不好、低速情況下的是 和。a.套筒聯(lián)軸器；b.凸緣聯(lián)軸器；C.萬向聯(lián)軸器；d.十字滑塊聯(lián)軸器；e.齒 輪聯(lián)軸器；f.彈性柱銷聯(lián)軸器。）二、問答題1、試分析影響帶傳動所能傳遞最大有效圓周力2、試說明齒形系數(shù)Yf與齒輪的哪些參數(shù)有關(guān)， 響？ （ 5分）3、為提高輪齒的抗折斷能力，可采取哪些措施？4、螺紋聯(lián)接防松的實質(zhì)是什么？按工作原理分， 分）.壓力角為標(biāo)準(zhǔn)壓蝸桿導(dǎo)程角。條件確定，其Fmax 的主要因素。（5分） Yf對齒根彎

26、曲應(yīng)力升有何影（5分）防松的方法有哪幾類？（5、 什么是滾動軸承的基本額定動負(fù)荷？其方向是如何確定的？（5分）56、簡述非液體摩擦徑向滑動軸承校核計算的主要內(nèi)容？ （5分）三、分析計算題1、如圖示，卷筒與齒輪用普通螺栓聯(lián)接在一起（螺栓個數(shù) Z=8）,軸不旋 轉(zhuǎn)，卷筒與齒輪在軸上旋轉(zhuǎn)，已知卷筒所受旋轉(zhuǎn)力矩T=107Nmm，螺栓分布直 徑Do=5OOmm,卷筒與齒輪接合面間摩擦系數(shù)f=0.12,可靠性系數(shù)Kf =1.2,螺 栓材料的屈服極限（T s=300Mpa,安全系數(shù)S=3。試設(shè)計該螺栓組的螺栓直徑。（10 分）普通螺紋基本尺寸表（第一系列）公稱直徑d中徑d2小徑d1螺距P2422.05120

27、.75233027.72726.2113.53633.40231.67044239.07737.1294.54844.72542.5875軸皆輪 螺栓聯(lián)接 卷筒2如圖所示，a）、b）分別為斜齒圓柱齒輪的懸臂布置和對稱布置的支承形式。 圖1）、2）分別為一對角接觸球軸承背對背、面對面安裝支承形式。圖町FnSi菱=4書圖1）I FhFrZ I圖2一對角接觸球軸承的支承形式,1）請合理選擇斜齒輪不同布置形式下， 你認(rèn)為正確的，在“”中打“2”圖a）所示懸臂布置宜采用：圖1）; 圖2）圖b）所示對稱布置宜采用：圖1）; 圖2）。 （2分）2） 根據(jù)1）中的選擇結(jié)果計算圖a）所示情況下，軸承的軸向力Fa

28、1、Fa2。已知：軸承徑向載荷Fr1、Fr2、齒輪的軸向力A方向如圖所示，大小分別為：Fri=4000N、Fr2=2000N, A=2000N。軸承內(nèi)部軸向力 S=0.4R。 （4分）3）若該對軸承的壽命為5000小時，現(xiàn)將當(dāng)量動載荷加大一倍，將轉(zhuǎn)速減 小一半，試計算后確定該對軸承能否滿足載荷及轉(zhuǎn)速改變后壽命至少 1000小時的工作要求？ （ 4分）3、在圖示傳動系統(tǒng)中，1和2均為斜齒圓柱齒輪，3為蝸桿，4為蝸輪。已 知齒輪1輪齒螺旋線方向為左旋，其轉(zhuǎn)向如圖所示，試回答下列問題：1） 齒輪2的輪齒螺旋線方向是 旋。（1分）2）在圖中畫出齒輪1、齒輪2在節(jié)點A所受的軸向力Fa1和Fa2的方向。（

29、2 分）3）為使在n軸上的齒輪2與蝸桿3的軸向力相互抵消一部分，蝸桿 3的螺旋 線方向應(yīng)該是旋，并在圖中畫出蝸桿的旋向；在節(jié)點 B處畫出蝸桿3所受的軸向力Fa3、圓周力Ft3和徑向力Fr3的方向，在節(jié)點B處畫出蝸輪4所受的圓周力 Ft4和徑向力Fr4的方向，在圖中畫出蝸輪4的轉(zhuǎn)動方向。（8分）ni = 960r / min，n =2.5m m，分度圓 n = 20，試計算：（2）大斜齒圓柱齒輪上三個分力的大小。（4分）"1XV7Zz四題4、一對標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，已知：輸入軸轉(zhuǎn)速 輸入功率P =3kW，齒輪齒數(shù)召=21，Z2=62,法向模數(shù)m 螺旋角P =8.849725”

30、，分度圓柱上的法面壓力角（1）輸入軸I上的轉(zhuǎn)矩；四、結(jié)構(gòu)題（10分）。由于結(jié)構(gòu)限1、如圖所示，已知圓錐滾子軸承安裝在零件1的軸承座孔內(nèi)制，設(shè)計時不能改變零件1的尺寸。試問：采用何種方法以便于軸承外 圈拆卸？并在右側(cè)圖上畫出零件1的結(jié)構(gòu)。（2分）2、寫出實現(xiàn)上零件軸向固定的四種方法，并畫出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖。（8 分）機械設(shè)計試卷5一、填空）的能力。零件材料的2. 剛度是指機械零件在載荷作用下抵抗（彈性模量越小，其剛度就越（）。3. 潤滑油的（）性越好，則其產(chǎn)生邊界膜的能力就越強；（:越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越大。4為改善潤滑油在某些方面的性能，在潤滑油中加入的各種具有獨特性能的 化學(xué)合成物即為（）。5

31、正是由于（）現(xiàn)象，使帶傳動的傳動比不準(zhǔn)確。帶傳動的主要失效形式為（）和（）。6蝸桿傳動的主要缺點是齒面間的（）很大，因此導(dǎo)致傳動的（）較低、溫升較高。）在下。）選擇聯(lián)軸器7 鏈傳動水平布置時，最好（）邊在上，（8. 設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速、（）和（的型號。9 .徑向滑動軸承的半徑間隙與軸頸半徑之比稱為（ （）與（）之比稱為偏心率E。10對于普通平鍵，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵聯(lián)接的強度按（ 個鍵計算。二、判斷題1. 十字滑塊聯(lián)軸器中的所有元件都是剛性元件，因此屬于剛性聯(lián)軸器。 （）2. 兩摩擦表面的粗糙度值越小，則越容易實現(xiàn)液體動力潤滑。3在計算轉(zhuǎn)軸的強度時，安全系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更

32、精確。4. 相嚙合的蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等，旋向相反。5閉式齒輪傳動皆須首先按齒面接觸強度進(jìn)行設(shè)計計算，確定傳動的幾何尺 寸，然后校核齒根彎曲疲勞強度。（）6. 由于鏈傳動不需要張緊力，故作用在軸上的載荷較小。（）7. 正是由于過載時產(chǎn)生“彈性滑動”，故帶傳動對傳動系統(tǒng)具有保護(hù)作用。 （）8. 楔鍵只能用于單向傳動，雙向傳動時，必須采用兩個楔鍵。（）9. 性能等級為6.6級的螺栓，其屈服點 J = 600MPa。（）10. 機械零件的計算分為設(shè)計計算和校核計算， 兩種計算的目的都是為了防止機械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效。（）1.2.3.4.、簡答題簡述為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點

33、蝕現(xiàn)象？對于滾動軸承的軸系固定方式，請解釋什么叫“兩端固定支承”？簡述形成穩(wěn)定動壓油膜的條件？解釋名詞：滾動軸承的壽命；滾動軸承的基本額定動載荷。FaFr四、（15分）某軸用一對同型號角接觸球軸承支承， 受力情況如圖所示。已知: 內(nèi)部軸向力 Fs = 0.68 Fr，e= 0.68。當(dāng)字 <e 時，X = 1, 丫 = 0;當(dāng) g >e 時,F RX = 0.41，丫 = 0.87o問哪個軸承的壽命低？F= 5KN，各有關(guān)幾何尺寸F smaxo五、（15分）如圖所示的螺栓組聯(lián)接，已知外載荷 如圖所示。試計算受力最大螺栓所受的橫向工作載荷F1Fx=900NFri=4000NFr2=2

34、500N題六、設(shè)計一個標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，傳動比i = 3.2，允許傳動比有不超過± 5%的誤差。通過強度計算已確定中心距a= 320mm，模數(shù)m3mm,取齒寬系數(shù)屮d = 1o試確定下列幾何尺寸：m、Z1、（模數(shù)系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、機械設(shè)計試卷一、填空（每空1分，共20分）1 .當(dāng)所受軸向載荷通過（）相等。2. 從結(jié)構(gòu)上看，帶輪由（）、輪輻和3. 在直齒圓柱齒輪傳動的接觸疲勞強度計算中，把一對輪齒的嚙合簡化為兩個（4 .按鍵齒齒廓曲線的不同，花鍵分為（）花鍵。5.請寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法：（）o6 .疲勞曲線是在（Z2、 di、 d2、 bi、 b

35、2o6 7、8、,)6）時，螺栓組中各螺栓承受的）三部分組成。以（）為計算點，）相接觸的模型。）花鍵和）和一定時，表示疲勞極限UyN與（）之間關(guān)系的曲線。7.理論上為（）接觸或（下，接觸處局部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力。8. 開式齒輪傳動的主要失效形式是：（ ）。9. 徑向滑動軸承的條件性計算主要是限制壓強、（）不超過許用值。10. 在類型上，萬向聯(lián)軸器屬于（軸器屬于（）聯(lián)軸器。、選擇填空（每空1分，共10分）下列磨損中，不屬于磨損基本類型的是（高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是（）。（3）磨合磨損；（4）磨粒磨損。1.2.）接觸的零件，在載荷作用）和）聯(lián)軸器，凸緣聯(lián)）;只在齒輪、滾動軸承等（1）粘著磨損；（

36、2）表面疲勞磨損;在通過軸線的截面內(nèi)，（）的齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切的截面 內(nèi)，（）的齒廓一側(cè)為直線，另一側(cè)為曲線。（1）阿基米德蝸桿；（2） 法向直廓蝸桿；（3）漸開線蝸桿；（4）錐蝸桿。對于直齒圓柱齒輪傳動，其齒根彎曲疲勞強度主要取決于（）；接觸疲勞強度主要取決于（）。 （1）中心距和齒寬； （2）和模數(shù)； （3）中心距和齒數(shù)； （4）模數(shù)和齒寬。對于徑向滑動軸承，（）軸承具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點； 軸承必須成對使用。（1）整體式；（2）剖分式；（3）調(diào)心式；（4）調(diào)隙式。在滾子鏈傳動的設(shè)計中，為了減小附加動載荷，應(yīng)（）。（1）增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；（2）增大鏈節(jié)距并減小鏈輪齒數(shù)

37、；（3）減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；（4）減小鏈節(jié)距并增加鏈輪齒數(shù)。對中性高且對軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是（）聯(lián)接。（1）普通平鍵；（2）半圓鍵；（3）楔鍵；（4）切向鍵。、簡答題（每小題5分，共20分）畫圖表示機械零件的正常磨損過程，并指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪幾個 磨損階段？簡述Miner法則（即疲勞損傷線性累積假說）的內(nèi)容。簡述齒向載荷分布系數(shù)Kp和齒間載荷分配系數(shù)Kx分別考慮的是什么因素 對齒輪所受載荷的影響？試分析張緊力Fo對帶傳動正反兩方面的影響。四、（15分）已知某材料的力學(xué)性能為：4 = 350MPa, m = 9，N。= 53 106， 對此材料進(jìn)行對稱循環(huán)疲勞試驗，依次加載應(yīng)力為：

38、 （1） b 1 = 550MPa,循環(huán) 次數(shù) n1 = 53 104；（ 2）2 = 450 MPa,循環(huán)次數(shù) n2= 23 105；（3）3=400 MPa。3、4、5.6.1.2.3.4.其表面中心距求：發(fā)生疲勞破壞時， 6的循環(huán)次數(shù)n3=?五、（18分）圖示為一蝸桿軸用兩個角接觸球軸承支承。已知蝸桿所受軸向力*內(nèi)部軸向力Fs = eFR, e= 0.36。 *當(dāng)電< e時，F(xiàn) rFx = 580N，兩軸承的徑向力為：Fri = 935N, Fr2 = 1910N,載荷性質(zhì)系數(shù)fp =1.1。試計算兩個軸承的當(dāng)量動載荷。注：X = 1, Y = 0;當(dāng)F >e 時，X = 0

39、.41, Y = 0.87。F rFxFri0FR2六、（17分）圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳動系統(tǒng)。已知：1軸 為輸入軸，轉(zhuǎn)向如圖所示，輸出軸功率 Pa 5KW，轉(zhuǎn)速nm = 157rpm，各輪齒 數(shù)為：Z1=25, Z2=60, Z3=22，Z4=84，設(shè)效率為 100%。（1）在圖中標(biāo)出各輪轉(zhuǎn)向，并計算各軸的轉(zhuǎn)矩。為使2、3兩輪的軸向力方向相反，確定并在圖中標(biāo)出3、4兩輪的螺旋方向。（2） 在圖中標(biāo)出2、3兩輪在嚙合點處所受各分力（Ft、Fr、Fx）的方向。n 1一、選擇題：1.在一般工作條件下, 效形式為 【B】A .輪齒疲勞折斷B.齒面疲勞點蝕C.齒面膠合D.齒面塑性變形機

40、械設(shè)計試卷7齒面硬度 HB<350的閉式齒輪傳動，通常的主要失2 . 帶傳動在工作時產(chǎn)生彈性滑動，是由于 【C】A .包角a太小 B.初拉力Fo太小C.緊邊與松邊拉力不等 D.傳動過 載3 .在下列四種型號的滾動軸承中，只能承受徑向載荷的是 【B.】D. 5208能最好的是A . 6208B. N208C. 3208. 下列四種螺紋中，自鎖性 】D.鋸齒形螺紋在潤滑良好的條件下，為提高蝸桿傳動的嚙合效率，可采用的方法為】A .減小齒面滑動速度U s B.減少蝸桿頭數(shù)ZiC.增加蝸桿頭數(shù)ZiD.增大蝸桿直徑系數(shù)q在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數(shù)C是指 】A.彈簧外徑與簧絲直徑之比值

41、 B .彈簧內(nèi)徑與簧絲直徑之比值C .彈簧自由高度與簧絲直徑之比值 D .彈簧中徑與簧絲直徑之比值 普通平鍵接聯(lián)采用兩個鍵時，一般兩鍵間的布置角度為 】A . 90° B. 120°C.135°D.180°V 帶在減速傳動過程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在5.【A .粗牙普通螺紋B.細(xì)牙普通螺紋C.梯形螺紋8 .【D】A . V帶離開大帶輪處B. V帶繞上大帶輪處C. V帶離開小帶輪處D. V帶繞 上小帶輪處9. 對于普通螺栓聯(lián)接，在擰緊螺母時，螺栓所受的載荷是【B】A.拉力B.扭矩C.壓力D.拉力和扭矩10. 滾子鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)，這主要是因

42、為采用過渡鏈節(jié)后【】A .制造困難B.要使用較長的銷軸C.不便于裝配D.鏈板要產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng) 力二、填空題：的軸為心軸，主要受1. 軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受軸為傳動軸。mm。大齒輪齒寬2. 代號62203的滾動軸承，為 軸承，其內(nèi)徑為3. 在一般機械中的圓柱齒輪傳動，往往使小齒輪齒寬bi.b2;在計算齒輪強度時，工作齒寬 b應(yīng)取;楔鍵聯(lián)接的工作面是鍵4. 普通平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的的。制,5. 為了便于互換及適應(yīng)大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)圈孔與軸的配合采用 軸承外圈與軸承座孔的配合采用制。6不隨時間變化的應(yīng)力稱為 ，隨時間變化的應(yīng)力稱為具有周期性的變應(yīng)力稱為 。7. 按照平面圖形的形狀，螺紋分為等。

43、兩種。設(shè)計公式確定傳動8. 按照工作條件，齒輪傳動可分為 和9. 齒輪傳動設(shè)計時，軟齒面閉式傳動通常先按 尺寸，然后驗算輪齒彎曲強度。10. 直徑較小的鋼制齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪和軸做成一體，稱為。三、簡答題：本大題共3個小題，每題5分，共15分。把答案填在題中橫線 上。1. 簡述螺紋聯(lián)接的基本類型主要有哪四種？2. 簡述帶傳動的優(yōu)點？3. 鏈傳動的主要失效形式有哪些？四、計算題：Ks=1.2，螺栓材料的的許用應(yīng)力 試校核螺栓的強度。（10分）1下圖表示兩平板用2個M20的普通螺栓聯(lián)接，承受橫向載荷F=6000N, 若取接合面間的摩擦系數(shù)？ =0.2,可靠性系數(shù) （T=12

44、0N/mm2，螺栓的小徑 d1=17.294mm。2. 轉(zhuǎn)軸被支承在兩個型號為30208的圓錐滾子軸承上。已知：軸的轉(zhuǎn)速為970 r / min，軸承I及軸承n所受徑向負(fù)荷分別為Fr1=2000N及Fr n =3000N ,軸承基本額定動負(fù)荷Cr=34000N , e=0.38,軸向派生力Fd=Fr/ 2Y; Fa / Fr>e 時：X=0.4、丫=1.6 ; Fa / Fr < e 時，X=1、Y=0 ;軸向 外載荷FA=500N（方向如圖所示）。設(shè)載荷平穩(wěn)（fp=1），試計算軸承 1、2 的當(dāng)量動載荷 P1、P2。A Fdi去Fd2五、結(jié)構(gòu)改錯題：請用圓圈標(biāo)出錯誤的位置，碌I

45、8分計25分 可將摩擦分為a、Fo =F ' + F ；b、CBf°=f'+KfC、Fo = F + F "。一、選擇填空題每空1分，1、按照摩擦界面的潤滑狀態(tài)，和混合摩擦。2、 已知某三線螺紋中徑為9.5mm,螺距為1mm，則螺紋的導(dǎo)程為 mm。3、 螺紋連接防松的實質(zhì)就是 。按照防松方法的工作原理可將其分為三類，分別是 、和。4、 受軸向工作載荷的緊螺栓連接中，螺栓受到的總拉力Fo與預(yù)緊力F '、殘 余預(yù)緊力F 和工作拉力F之間的關(guān)系為。，導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式5、導(dǎo)向平鍵的工作面是是處,6、V帶傳動中帶工作中最大應(yīng)力產(chǎn)生在其值為。.采用7、

46、齒輪傳動中選取齒寬系數(shù)時，一般采用硬齒面齒輪時齒寬系數(shù) 軟齒面齒輪時齒輪懸臂布置時齒寬系數(shù)，齒輪相對于軸承對稱布置時的齒寬系數(shù) 的齒寬系數(shù)。a、大于；b、小于；C、等于。8 減速齒輪傳動，主動輪1用45號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪用45號鋼正火，貝U它 們齒面接觸應(yīng)力的關(guān)系是b H1b H 2，齒根彎曲應(yīng)力的關(guān)系是C F1升2a、 ；b、= ；c、。9、按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-1993規(guī)定，代號為32208的滾動軸承類型為 軸承，其內(nèi)徑為mm，其精度為級。;屬于可移式剛性聯(lián)軸10、下列各種聯(lián)軸器中，屬于彈性聯(lián)軸器的是器的是;屬于固定式剛性聯(lián)軸器的是和.a.萬向聯(lián)軸器；b.凸緣聯(lián)軸器；c套筒聯(lián)軸器；d彈性柱銷聯(lián)軸器。11、 聯(lián)軸器和離合器都是用來實現(xiàn)軸與軸之間的連接，傳遞運動和動力。但聯(lián) 軸器與離合器的主要區(qū)別在于。二、問答題每題6分、計30分1、分別說明普通螺紋、梯形螺紋的特點和應(yīng)用場合。2、分別說明硬齒面閉式齒輪傳動和閉式蝸桿傳動的主要失效形式與設(shè)計準(zhǔn) 則。3、什么是摩擦型帶傳動中的彈性滑動現(xiàn)象？可否避免？它對帶傳動有何影 響？4、 齒輪傳動中的載荷系數(shù) K為四個系數(shù)的乘積，K=KaKvKbKa，分別說明Kv 和KB的名稱及引入該系數(shù)是為了考慮了哪些方面的影響。5、寫出一維流體動壓基本方程（雷諾方程）并利用該方程說明形成流體動壓 潤滑的必要條件。三