武科大機(jī)械設(shè)計(jì)考試試卷與答案

科技大學(xué)年機(jī)械設(shè)計(jì)考試資料一、填空（每空1分，共20分）1．當(dāng)所受軸向載荷通過(guò)（螺栓組形心）時(shí)，螺栓組中各螺栓承受的（軸向工作拉力）相等。2．從結(jié)構(gòu)上看，帶輪由（輪轂）、輪輻和（輪緣）三部分組成。3．在直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，以（節(jié)點(diǎn)）為計(jì)算點(diǎn)，把一對(duì)輪齒的嚙合簡(jiǎn)化為兩個(gè)（圓柱體）相接觸的模型。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，主要分為平鍵—、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等。5?請(qǐng)寫(xiě)出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法：（雙螺母）和（防松墊圈）。6.疲勞曲線是在（應(yīng)力比）一定時(shí)，表示疲勞極限與（循環(huán)次數(shù)）之間關(guān)系的曲線。yN7?滾動(dòng)軸承一般是由—外圈_、_圈_、_滾動(dòng)體—和保持架組成。按照承受載荷的方向或公稱接觸角的不同，滾動(dòng)軸承可分為—向心軸承—和—推力軸承。8理論上為（點(diǎn)）接觸或（線）接觸的零件，在載荷作用下，接觸處局部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力。開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是：（齒面的磨粒磨損）和（斷齒），固通常只進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。一般情況下，閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式點(diǎn)蝕_。潤(rùn)滑油在某些方面的性能，在潤(rùn)滑油中加入的各種具有獨(dú)特性能的化學(xué)合成物即為（添加劑）。由于（彈性滑動(dòng)）現(xiàn)象，使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。帶傳動(dòng)的主要失效形式為（打滑）和（帶的疲勞破壞）。蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是齒面間的（相對(duì)滑動(dòng)速度）很大，因此導(dǎo)致傳動(dòng)的（效率）較低、溫升較高。傳動(dòng)水平布置時(shí)，最好（緊邊）邊在上，（松邊）在下。軸承6308、N2308、72308，其中承受徑向載荷最大的是N2308；承受軸向載荷最大的是72308。中輪齒的齒面點(diǎn)蝕，通常首先發(fā)生在節(jié)線附近靠近齒根處。動(dòng)壓潤(rùn)滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)流體摩擦、邊界摩擦和干摩擦同時(shí)存在的現(xiàn)象，這種摩擦狀態(tài)稱為混合摩擦。導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是工作面的磨損，設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)限制工作面間的壓強(qiáng)來(lái)進(jìn)行耐磨性計(jì)算；半圓鍵的缺點(diǎn)是鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱較大，所以主要適用于軸端。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，型號(hào)7212C/DB軸承的類型為角接觸球軸承，寬度類型為窄系列，精度等級(jí)為P0，公稱接觸角a=15。穩(wěn)定磨損階段長(zhǎng)短代表了零件使用壽命的長(zhǎng)短螺栓螺柱螺釘性能等級(jí)中小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字代表材料的抗拉強(qiáng)度極限的1/100,小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字代表材料的屈服極限與抗拉極限之比的10倍二、選擇題下列磨損中，不屬于磨損基本類型的是（3）；只在齒輪、滾動(dòng)軸承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是（2）。（1）粘著磨損；（2）表面疲勞磨損；（3）磨合磨損；（4）磨粒磨損。對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于（4）；其表面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于（1）。（1）中心距和齒寬；（2）中心距和模數(shù)；（3）中心距和齒數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬。性高且對(duì)軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是（1）聯(lián)接。（1）普通平鍵；（2）半圓鍵；（3）楔鍵；（4）切向鍵。輪傳動(dòng)中，輪齒的齒面疲勞點(diǎn)蝕，通常首先發(fā)生在【D】A.齒頂部分B.靠近節(jié)線的齒頂部分C.C.齒根部分D.靠近節(jié)線的齒根部分5．傳動(dòng)中，彈性滑動(dòng)【D】A.在緊力足夠時(shí)可以避免B.在傳遞功率較小時(shí)可以避免C.在小帶輪包角足夠大時(shí)可以避免D.是不可避免的6?設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑d三d，其主要目的是為了【B】1minA.使傳動(dòng)的包角不致于過(guò)小B.使帶的彎曲應(yīng)力不致于過(guò)大C.增大帶輪間的摩擦力D.便于帶輪的制造7.在下列四種型號(hào)的滾動(dòng)軸承中，只能承受軸向載荷的是【B】A.6208B.N2208C.3208D.52088?代號(hào)為1318的滾動(dòng)軸承，徑尺寸d為【A】A.90mmB.40mmC.19mmD.8mm9.下列哪種螺紋主要用于聯(lián)接？【D】A.矩形螺紋B.梯形螺紋C.鋸齒形螺紋D.三角形螺紋10?蝸桿傳動(dòng)中，輪齒承載能力的計(jì)算主要是針對(duì)__B—來(lái)進(jìn)行的.A）蝸桿齒面接觸強(qiáng)度和蝸輪齒根抗彎強(qiáng)度B）蝸輪齒面接觸強(qiáng)度和齒根抗彎強(qiáng)度C）蝸桿齒面接觸強(qiáng)度和齒根抗彎強(qiáng)度D）蝸輪齒面接觸強(qiáng)度和蝸桿齒根抗彎強(qiáng)度11.若一對(duì)滾動(dòng)軸承的基本額定壽命為537000轉(zhuǎn)，則該軸承所受的當(dāng)量動(dòng)載荷A基本額定動(dòng)載荷。A）大于B）等于C）小于三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）指出正常磨損過(guò)程通常經(jīng)歷哪幾個(gè)磨損階段？答：主要經(jīng)歷三個(gè)階段：磨合磨損階段；穩(wěn)定磨損階段；劇烈磨損階段。簡(jiǎn)述齒向載荷分布系數(shù)K和齒間載荷分配系數(shù)K分別考慮的是什么因素對(duì)齒輪所受載荷pa的影響？答：系數(shù)Kp考慮的是載荷沿齒向分布不均勻性對(duì)齒輪輪齒所受載荷的影響；系數(shù)K考慮的是載荷在同時(shí)嚙合的齒對(duì)之間分配不均對(duì)齒輪輪齒所受載荷的影響。a試分析緊力F°對(duì)帶傳動(dòng)正反兩方面的影響。答：緊力F0越大，則帶傳動(dòng)的承載能力就越大，但同時(shí)帶中所受的拉應(yīng)力也越大，從而降低帶的壽命；緊力越小，雖可減小帶中的拉應(yīng)力，提高帶的壽命，但帶傳動(dòng)的承載能力會(huì)降低。為什么開(kāi)式齒輪傳動(dòng)一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？答：因?yàn)樵陂_(kāi)式齒輪傳動(dòng)中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點(diǎn)蝕的速度還快，在點(diǎn)蝕形成之前，齒面的材料已經(jīng)被磨掉，故而一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象。簡(jiǎn)述輪齒的失效形式主要有哪五種？輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)中，打滑、彈性滑動(dòng)的含義。若帶所需傳遞的圓周力超過(guò)帶與輪面間的極限摩擦力總和時(shí)，帶與帶輪將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，TOC\o"1-5"\h\z這種現(xiàn)象稱為打滑。2分這種由于材料的彈性變形而產(chǎn)生的滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)。2分打滑應(yīng)當(dāng)避免，彈性滑動(dòng)不可避免。1分試說(shuō)明滾動(dòng)軸承代號(hào)6308的含義。6—深溝球軸承1分3—中系列1分08—徑d=40mm1分公差等級(jí)為0級(jí)1分i34i34游隙組為0組…………1分8．常用的螺紋緊固件有哪些？常用的螺紋緊固件品種很多，包括螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母、墊圈等。圖示一V帶傳動(dòng)，小帶輪為主動(dòng)輪，轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針°A、C和B、D分別是V帶繞入點(diǎn)和繞出D點(diǎn)。試問(wèn)：D1）在哪個(gè)點(diǎn)上帶速大于帶輪圓周速度？2）在哪個(gè)點(diǎn)上帶速等于帶輪圓周速度？3）在哪個(gè)點(diǎn)上帶速小于帶輪圓周速度？（4分）解：1）D點(diǎn)上帶速大于帶輪圓周速度（1分）2）A、C點(diǎn)上帶速等于帶輪圓周速度（2分）3）B點(diǎn)上帶速小于帶輪圓周速度（1分）2.聯(lián)接螺紋既滿足的自鎖條件，為什么還要v加防松裝置？試舉出兩種常用防理的防松裝置。（4分）螺紋聯(lián)接的自鎖作用只有在靜載荷下才是可靠的，在振動(dòng)和變載荷下，會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)松脫的現(xiàn)象，因此需采用防松裝置。（2分）例：（1）摩擦防松，用彈簧墊圈。2）機(jī)械防松，用開(kāi)口銷與六角開(kāi)槽螺母。按照軸所受載荷類型的不同，軸分為那幾種類型？并分別舉例說(shuō)明。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：以下3點(diǎn)各點(diǎn)1分，舉例正確合計(jì)1分。（1）僅受彎矩M的軸——心軸，只起支撐零件作用，如自行車前軸。（2）僅受轉(zhuǎn)矩T的軸——傳動(dòng)軸，只傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動(dòng)軸。（3）既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸——轉(zhuǎn)軸，既起支撐又起傳運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩作用，如減速器的輸出軸11.普通孔與絞制孔的區(qū)別：普通孔：通孔加工精度要求低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，不受連接件限制，應(yīng)用廣泛鉸制孔：孔和螺栓桿采用基孔制過(guò)渡配合（H7/m6、H7/n6）,能精確固定被連接件的相對(duì)位置，能承受橫向載荷，孔的加工精度要求高四、（17分）圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。已知：1軸為輸入軸，轉(zhuǎn)向如圖所示，輸出軸功率P=5KW，轉(zhuǎn)速n=157rpm，各輪齒數(shù)為：z=25,z=60,z=22，z=84,,、＞IIIIII1234設(shè)效率為100％。II1）在圖中標(biāo)出各輪轉(zhuǎn)向，并計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩。2）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。II1）在圖中標(biāo)出各輪轉(zhuǎn)向，并計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩。2）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。3)解：（1）i14nI=in14III=3.82x157=599.74(rpm)P5T=9550」=9550x=33.2(Nm)In1438.12I

P5T=9550」=9550x=79.6(Nm)iin599.74()iiP5T二9550*二9550x二304.1(Nm)hin157iii3輪左旋，4輪右旋。2、3兩輪的各分力方向如圖所示。五、受力分析題(12)在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中，1、5為蝸桿，2、6為蝸輪，3、4為斜齒圓柱齒輪，7、8為直齒錐齒輪。已知蝸桿1為主動(dòng)，錐齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖。為使各中間軸上齒輪的軸向力能互相抵消一部分。試問(wèn)：(1)標(biāo)出蝸桿1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；(2)標(biāo)出斜齒圓柱齒輪3、4和蝸輪2、6的螺旋線方向；(3)畫(huà)出1、4、6、7輪的各分力圖。(1)標(biāo)出蝸桿1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(1分)(2)標(biāo)出斜齒圓柱齒輪3、4和蝸輪2、6的螺旋線方向；(每個(gè)0.5分，共2分)1、6每個(gè)力1分，共6分；1、6每個(gè)力1分，共6分；Ft14、Fa4Ft4JFr4六、用文字說(shuō)明軸系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤所在。(答對(duì)5個(gè)為10分,答錯(cuò)一個(gè)倒扣1分)1）軸肩過(guò)高，無(wú)法拆卸軸承2）套筒頂不住齒輪（過(guò)定位），應(yīng)使輪轂的長(zhǎng)度稍大于軸段長(zhǎng)3）鍵過(guò)長(zhǎng)，套筒無(wú)法裝入4）套筒過(guò)高，右側(cè)軸承拆卸困難5）缺少調(diào)整墊片，無(wú)法調(diào)整軸承游隙6）箱體端面加工面與非加工面沒(méi)有分開(kāi)7）精加工面過(guò)長(zhǎng)且裝拆軸承不便8）靜止件與轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸（軸與端蓋）9）聯(lián)軸器空未打通10）缺少密封件七、計(jì)算題（14分）如圖所示為一對(duì)角接觸球軸承在兩個(gè)支點(diǎn)上的組合設(shè)計(jì)。已知：F=2500N,F=1250N,r1r2作用在圓錐齒輪4上的軸向力F=500N，作用在斜齒輪3上的軸向力F=1005N，試確定a4a3危險(xiǎn)軸承的壽命為多少小時(shí)。（軸承基本額定動(dòng)載荷C=31900N，n=1000rmin，ft=1，f=1.2，e=0.4，派生tpFF軸向力F=°?4F，當(dāng)k<e，x=1，y=0；a>e，x=0.4，y=1.6）drFFrr22解：1）畫(huà)出派生軸向力F,F方向如圖G分）d1d22）F=0.4F=0.4x2500=1000N,F=0.4F=0.4x1250=500N，G分）TOC\o"1-5"\h\zd1r1d2r23）F+F=1000N,F+F=2005Na4d2a3d1F+F<F+Fa4d2a3d1

所以軸承2被壓緊，軸承1被放松。F=1000N,F二F+F-F二1505N(2分丿TOC\o"1-5