西南交大 機(jī)械設(shè)計(jì) 期中試卷試題

1、班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 密封裝訂線 密封裝訂線 密封裝訂線西南交通大學(xué)20092010學(xué)年 第（二）學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)半期考試試卷A課程代碼： 2030100 考試日期：2010年 4 月30日 考試時(shí)間： 90分鐘（請(qǐng)考生注意，直接在每道題后作答，本試卷共5頁(yè)）題號(hào)一二三四五六七八總成績(jī)得分閱卷教師簽字： 一、 是非題：對(duì)者畫(huà)，錯(cuò)者畫(huà)×，請(qǐng)將答案填入題后的表格中。(每小題1.5分，共15分)1、矩形螺紋由于當(dāng)量摩擦系數(shù)大，強(qiáng)度高，所以是常用的聯(lián)接螺紋。2、采用螺紋聯(lián)接時(shí)，若被聯(lián)接件總厚度較大，且材料較軟，強(qiáng)度較低，而且需要經(jīng)常裝拆，宜采用雙頭螺柱聯(lián)接。 3、滾子鏈的鉸鏈磨損后，鏈條在傳動(dòng)

2、過(guò)程中易在小鏈輪上發(fā)生脫鏈。4、一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，若材料不同，則小齒輪和大齒輪的接觸應(yīng)力亦不同。5、軸轂聯(lián)接中采用普通平鍵聯(lián)接時(shí)，該鍵同時(shí)起周向固定和軸向固定的作用。6、滑鍵固定在輪轂上隨輪轂一同沿著軸上的鍵槽移動(dòng)。7、直齒錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算是以大端處的當(dāng)量圓柱齒輪為計(jì)算依據(jù)的。8、螺栓的最大應(yīng)力一定時(shí)，應(yīng)力幅越小，其疲勞強(qiáng)度越高。9、選用彈性模量大的帶材料，可以避免帶傳動(dòng)發(fā)生彈性滑動(dòng)現(xiàn)象。10、齒輪傳動(dòng)中，主動(dòng)齒輪齒面上產(chǎn)生塑性變形后，齒面節(jié)線附近被碾出溝槽。題一、答案填寫(xiě)表1、×2、3、×4、×5、×6、7、×8、9、×10、二、單項(xiàng)選

3、擇題：請(qǐng)將答案填入題后的表格中。 (每小題1.5分，共15分)1、機(jī)械設(shè)計(jì)這門學(xué)科，主要研究_ 的工作原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。A各類機(jī)械零件和部件    B通用機(jī)械零件和部件C專用機(jī)械零件和部件 D標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械零件和部件2、對(duì)于采用常見(jiàn)的組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的平鍵靜聯(lián)接，主要失效形式是_。A. 工作面的壓潰 B. 工作面過(guò)度磨損 C. 鍵被剪斷 D. 鍵被彎斷3、同精度的齒輪傳動(dòng)，動(dòng)載荷系數(shù)Kv與_有關(guān)。A. 圓周速度B. 齒輪在軸上相對(duì)于軸承的位置C. 傳動(dòng)超載D. 原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)器的性能和工作情況4、V帶的楔角等于_。A. 40° B. 35

4、76; C. 30° D. 20°5、帶傳動(dòng)采用張緊輪的目的是_。A. 減輕帶的彈性滑動(dòng)B. 提高帶的壽命C. 改變帶的運(yùn)動(dòng)方向D. 調(diào)節(jié)帶的初拉力6、螺栓聯(lián)接中，有時(shí)在一個(gè)螺栓上采用雙螺母，其目的是_。A. 提高強(qiáng)度 B. 提高剛度 C. 防松D. 減小螺紋牙受載7、受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接，設(shè)螺栓剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被聯(lián)接件的剛度，則螺栓中的總拉力接近_。A. F¢F B. <F¢F C. >F¢F D. F¢8、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的齒形系數(shù)只決定于_。A. 齒數(shù)zB. 模數(shù)m C. 齒寬系數(shù)fd9、一

5、對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)，通常把小齒輪的齒寬取值比大齒輪略大，其主要目的是_。A. 使小齒輪的強(qiáng)度比大齒輪略高一些B. 減小傳動(dòng)中的動(dòng)載荷C. 為了便于安裝，保證有效接觸寬度D. 避免沿齒向載荷分布不均勻10、在一定轉(zhuǎn)速下，要減輕鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷，應(yīng)_。A. 增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù) B. 減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)C. 增大鏈節(jié)距，減小鏈輪齒數(shù) D. 減小鏈節(jié)距，增大鏈輪齒數(shù)題二、答案填寫(xiě)表1、B2、A3、A4、A5、D6、C7、A8、A9、C10、D三、填空題：把答案寫(xiě)在題中的橫線上。(每空1分, 共15分)1、帶傳動(dòng)的主要失效形式有_ 和_ ，帶最大應(yīng)力發(fā)生在_。2、按防松原理分，螺栓聯(lián)接的防松

6、方法有_、_及_。3、在由齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)組成的多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪傳動(dòng)一般放在_級(jí)；鏈傳動(dòng)一般放在_級(jí)。4、鋼制齒輪，根據(jù)熱處理工藝不同而分為_(kāi)齒面與_齒面，其中的齒面硬度值，前者為_(kāi)；后者為_(kāi)。5、鏈傳動(dòng)只有當(dāng)滿足 且 時(shí)，瞬時(shí)傳動(dòng)比才是常數(shù)，而瞬時(shí)鏈速仍然是 。四、如圖所示的帶傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。試：（15分）（1） 判斷并畫(huà)出電機(jī)轉(zhuǎn)向；（2） 標(biāo)出軸、軸轉(zhuǎn)向；（3） 要求軸軸向力最小，確定并畫(huà)出斜齒輪3的旋向；（4） 在圖上畫(huà)出錐齒輪2、斜齒輪4的圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa。五、 B型V帶傳動(dòng)中，已知：主動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑d1=180mm，從動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑d2=1

7、80mm，兩輪的中心距=630mm，主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速=1450 r/min，能傳遞的最大功率P=10kW。試求：（16分）（1）帶的緊邊拉力F1和松邊拉力F2的；（2）V帶中各應(yīng)力，并畫(huà)出各應(yīng)力、2、b1、b2及c的分布圖。附：V帶的彈性模量E=130200MPa；V帶的質(zhì)量q=0.8kg/m；帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)v=0.51；B型帶的截面積A=138mm2；B型帶的高度h=10.5mm。六、 一厚度=12mm的鋼板用4個(gè)螺栓固連在厚度1=30mm的鑄鐵支架上，螺栓的布置有（a）、（b）兩種方案，如圖所示。（24分）已知：螺栓材料為Q235，=95MPa、=96 MPa，鋼板P =320 MP

8、a，鑄鐵P1 =180 MPa，接合面間摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)Kf=1.2，載荷F=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。（1）試比較哪種螺栓布置方案合理？（2）按照螺栓布置合理方案，分別確定采用受拉（普通）螺栓聯(lián)接和受剪(鉸制孔)螺栓聯(lián)接時(shí)的螺栓直徑。題一、答案填寫(xiě)表1、×2、3、×4、×5、×6、7、×8、9、×10、題二、答案填寫(xiě)表1、B2、A3、A4、A5、D6、C7、A8、A9、C10、D五、解題要點(diǎn)：V帶傳動(dòng)在傳遞最大功率時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2的關(guān)系符合歐拉公式，即F1/F2=。帶速 有效圓周

9、力 V帶中各應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力 MPa離心力 N離心拉應(yīng)力 MPa彎曲應(yīng)力 MPa最大應(yīng)力 MPa各應(yīng)力分布如圖所示。六、解題分析：本題是螺栓組連接受橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩共同作用的典型例子。解題時(shí)，首先要將作用于鋼板上的外載荷F向螺栓組連接的接合面形心簡(jiǎn)化，得出該螺栓組連接受橫向載荷F和旋轉(zhuǎn)力矩T兩種簡(jiǎn)單載荷作用的結(jié)論。然后將這兩種簡(jiǎn)單載荷分配給各個(gè)螺栓，找出受力最大的螺栓，并把該螺栓承受的橫向載荷用矢量疊架原理求出合成載荷。在外載荷與螺栓數(shù)目一定的條件下，對(duì)不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的載荷是不同的，顯然使受力最大的螺栓承受較小的載荷是比較合理的螺栓布置方案。若螺栓組采用鉸制孔用螺栓

10、連接，則靠螺栓光桿部分受剪切和配合面間受擠壓來(lái)傳遞橫向載荷，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的剪切強(qiáng)度和連接的擠壓強(qiáng)度，可按相應(yīng)的強(qiáng)度條件式，計(jì)算受力最大螺栓危險(xiǎn)剖面的直徑。若螺栓組采用普通螺栓連接，則靠擰緊螺母使被連接件接合面間產(chǎn)生足夠的摩擦力來(lái)傳遞橫向載荷。在此情況下，應(yīng)先按受力最大螺栓承受的橫向載荷，求出螺栓所需的緊力；然后用只受預(yù)緊力作用的緊螺栓連接，受拉強(qiáng)度條件式計(jì)算螺栓危險(xiǎn)剖面的直徑d1；最后根據(jù)d1查標(biāo)準(zhǔn)選取螺栓直徑d，并根據(jù)被連接件厚度、螺母及墊圈厚度確定螺栓的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。解題要點(diǎn)：1螺栓組連接受力分析（1）將載荷簡(jiǎn)化將載荷F向螺栓組連接的接合面形心O點(diǎn)簡(jiǎn)化，得一橫向載荷F=12000N和一

11、旋轉(zhuǎn)力矩T=Fl=12000×400=4.8×106N·mm（圖解一）。（2）確定各個(gè)螺栓所受的橫向載荷在橫向力F作用下，各個(gè)螺栓所受的橫向載荷Fs1大小相同，與F同向。Fs1=F/4=12000/4=3000 N而在旋轉(zhuǎn)力矩T作用下，由于各個(gè)螺栓中心至形心O點(diǎn)距離相等，所以各個(gè)螺栓所受的橫向載荷FS2大小也相同，但方向各垂直螺栓中心與形心O的連線（圖解二）。對(duì)于方案（a），各螺栓中心至形心O點(diǎn)的距離所以 由圖解二（a）可知，螺栓1和2所受兩力的夾角a最小，故螺栓1和2所受橫向載荷最大，即對(duì)于方案（b），各螺栓中心至形心O點(diǎn)的距離為rb=a=100mm所以 由圖解

12、二b可知，螺栓1所受橫向載荷最大，即（3）兩種方案比較在螺栓布置方案（a）中，受力最大的螺栓1和2所受的總橫向載荷=10820N；而在螺栓布置方案（b）中，受力最大的螺栓1所受的總橫向載荷=15000N?？梢钥闯?，<，因此方案（a）比較合理。2按螺栓布置方案（a）確定螺栓直徑（1）采用鉸制孔用螺栓連接1）因?yàn)殂q制孔用螺栓連接是靠螺栓光桿受剪切和配合面間受擠壓來(lái)傳遞橫向載荷，因此按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)螺栓光桿部分的直徑ds： mm查GB27-88，取M12×60（ds=14mm>11.98mm）。2）校核配合面擠壓強(qiáng)度：按圖解三所示的配合面尺寸，有：螺栓光桿與鋼板孔間螺栓光桿與鑄鐵

13、支架孔間=故配合面擠壓強(qiáng)度足夠。（2）采用普通螺栓連接因?yàn)槠胀菟ㄟB接，是靠預(yù)緊螺栓在被連接件的接合面間產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞橫向載荷，因此首先要求出螺栓所需的預(yù)緊力F。由，得 N根據(jù)強(qiáng)度條件式可得螺栓小徑d1，即 mm查GB196-81，取M45（d1=40.129mm>38.8mm）。班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 密封裝訂線 密封裝訂線 密封裝訂線西南交通大學(xué)20092010學(xué)年 第（二）學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)半期考試試卷B課程代碼： 2030100 考試日期：2010年 4 月30日 考試時(shí)間： 90分鐘（請(qǐng)考生注意，直接在每道題后作答，本試卷共5頁(yè)）題號(hào)一二三四五六七八總成績(jī)得分閱卷教師簽字： 一、

14、 是非題：對(duì)者畫(huà)，錯(cuò)者畫(huà)×，請(qǐng)將答案填入題后的表格中。(每小題1.5分，共15分)1、矩形螺紋由于當(dāng)量摩擦系數(shù)大，強(qiáng)度高，所以是常用的聯(lián)接螺紋。2、采用螺紋聯(lián)接時(shí)，若被聯(lián)接件總厚度較大，且材料較軟，強(qiáng)度較低，而且需要經(jīng)常裝拆，宜采用雙頭螺柱聯(lián)接。 3、滾子鏈的鉸鏈磨損后，鏈條在傳動(dòng)過(guò)程中易在小鏈輪上發(fā)生脫鏈。4、一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，若材料不同，則小齒輪和大齒輪的接觸應(yīng)力亦不同。5、軸轂聯(lián)接中采用普通平鍵聯(lián)接時(shí)，該鍵同時(shí)起周向固定和軸向固定的作用。6、滑鍵固定在輪轂上隨輪轂一同沿著軸上的鍵槽移動(dòng)。7、直齒錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算是以大端處的當(dāng)量圓柱齒輪為計(jì)算依據(jù)的。8、螺栓的最大應(yīng)力一定時(shí)，應(yīng)力幅越

15、小，其疲勞強(qiáng)度越高。9、選用彈性模量大的帶材料，可以避免帶傳動(dòng)發(fā)生彈性滑動(dòng)現(xiàn)象。10、齒輪傳動(dòng)中，主動(dòng)齒輪齒面上產(chǎn)生塑性變形后，齒面節(jié)線附近被碾出溝槽。題一、答案填寫(xiě)表1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、二、單項(xiàng)選擇題：請(qǐng)將答案填入題后的表格中。 (每小題1.5分，共15分)1、機(jī)械設(shè)計(jì)這門學(xué)科，主要研究_ 的工作原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。A各類機(jī)械零件和部件    B通用機(jī)械零件和部件C專用機(jī)械零件和部件 D標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械零件和部件2、對(duì)于采用常見(jiàn)的組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的平鍵靜聯(lián)接，主要失效形式是_。A. 工作面的壓潰 B. 工作面過(guò)度磨損 C. 鍵被剪斷

16、D. 鍵被彎斷3、同精度的齒輪傳動(dòng)，動(dòng)載荷系數(shù)Kv與_有關(guān)。A. 圓周速度B. 齒輪在軸上相對(duì)于軸承的位置C. 傳動(dòng)超載D. 原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)器的性能和工作情況4、V帶的楔角等于_。A. 40° B. 35° C. 30° D. 20°5、帶傳動(dòng)采用張緊輪的目的是_。A. 減輕帶的彈性滑動(dòng)B. 提高帶的壽命C. 改變帶的運(yùn)動(dòng)方向D. 調(diào)節(jié)帶的初拉力6、螺栓聯(lián)接中，有時(shí)在一個(gè)螺栓上采用雙螺母，其目的是_。A. 提高強(qiáng)度 B. 提高剛度 C. 防松D. 減小螺紋牙受載7、受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接，設(shè)螺栓剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被聯(lián)接件的剛度，則螺栓中的總拉力接近_。A.

17、 F¢F B. <F¢F C. >F¢F D. F¢8、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的齒形系數(shù)只決定于_。A. 齒數(shù)zB. 模數(shù)m C. 齒寬系數(shù)fd9、一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)，通常把小齒輪的齒寬取值比大齒輪略大，其主要目的是_。A. 使小齒輪的強(qiáng)度比大齒輪略高一些B. 減小傳動(dòng)中的動(dòng)載荷C. 為了便于安裝，保證有效接觸寬度D. 避免沿齒向載荷分布不均勻10、在一定轉(zhuǎn)速下，要減輕鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷，應(yīng)_。A. 增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù) B. 減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)C. 增大鏈節(jié)距，減小鏈輪齒數(shù) D. 減小鏈節(jié)距，增大鏈輪齒數(shù)題二、答

18、案填寫(xiě)表1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、三、填空題：把答案寫(xiě)在題中的橫線上。(每空1分, 共15分)1、帶傳動(dòng)的主要應(yīng)力有_、_、和_，最大應(yīng)力發(fā)生在_。2、按防松原理分，螺栓聯(lián)接的防松方法有_、_及_。3、兩級(jí)齒輪傳動(dòng)中，其中一級(jí)為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，另一級(jí)為錐齒輪傳動(dòng)，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)一般放在_ _ 級(jí)；錐齒輪傳動(dòng)一般放在_ 級(jí)。4、鋼制齒輪，根據(jù)熱處理工藝不同而分為_(kāi)齒面與_齒面，其中的齒面硬度值，前者為_(kāi)；后者為_(kāi)。5、硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)，通常先按 _ _ _強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核 強(qiáng)度。四、簡(jiǎn)述題（每題6分，共12分）1) 試分析圖示兩級(jí)減速裝置方案中存在什么問(wèn)題為什么2) 斜齒圓柱齒輪的直徑d1、d2，模數(shù)mt、mn，壓力角at、an，齒頂圓直徑da1、da2，螺旋角b，中心距a等參數(shù)中，哪些應(yīng)圓整哪些應(yīng)該取標(biāo)準(zhǔn)值哪些不應(yīng)圓整五、受力分析（共15分）圖示為兩級(jí)斜齒輪減速器，已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。為使軸、軸上的軸向力互相抵消一部分，試確定1) 圖中各斜齒輪的螺旋線方向；（4分）2) 分別畫(huà)出圖中兩對(duì)斜齒輪、錐齒輪所受力的圓周力Ft、徑向力Fr和