關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)試題及答案-2023修改整理

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考試科目：機(jī)械設(shè)計(jì)考試時(shí)光：120分鐘試卷總分100分

一、簡答題（本大題共4小題，總計(jì)26分）

1、齒輪強(qiáng)度計(jì)算中，有哪兩種強(qiáng)度計(jì)算理論？分離針對哪些失效？若齒輪傳動(dòng)為閉式

軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？（6分）

齒面的接觸疲勞強(qiáng)度和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算，齒面的接觸疲勞強(qiáng)度針對于齒面的疲勞點(diǎn)蝕失效和齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度針對于齒根的疲勞折斷。

齒輪傳動(dòng)為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度。

2、銜接螺紋能滿足自鎖條件，為什么還要考慮防松？按照防松原理，防松分哪幾類？（8分）

由于在沖擊、振動(dòng)、變載以及溫度變化大時(shí)，螺紋副間和支承面間的摩擦力可能在眨眼減小或消逝，不再滿足自鎖條件。這種狀況多次重復(fù)，就會(huì)使聯(lián)接松動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)峻事故。因此，在設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)，必需考慮防松。按照防松原理，防松類型分為摩擦防松，機(jī)械防松，破壞螺紋副關(guān)系防松。3、聯(lián)軸器和離合器的功用是什么？二者的區(qū)分是什么？（6分）

聯(lián)軸器和離合器的功用是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。二者區(qū)分是：用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸在工作中不能分別，惟獨(dú)在停機(jī)后拆卸零件才干分別兩軸，而用離合器可以在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中隨時(shí)分別或接合兩軸。

4、鏈傳動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)載荷的緣由是什么？為減小動(dòng)載荷應(yīng)如何選取小鏈輪的齒數(shù)和鏈條節(jié)距？（6分）

小鏈輪的齒數(shù)不宜過小和鏈條節(jié)距不宜過大。

二、挑選題（在每題若干個(gè)選項(xiàng)中選出正確的選項(xiàng)填在橫線上。

本大題共12小題，總計(jì)24分）1、當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要常常拆卸時(shí)，往往采納B。A．螺栓聯(lián)接B．雙頭螺柱聯(lián)接C．螺釘聯(lián)接

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2、滾動(dòng)軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)舉行A。A.疲勞壽命計(jì)算B.靜強(qiáng)度計(jì)算C.極限轉(zhuǎn)速驗(yàn)算

3、阿基米德蝸桿的A參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。A.軸面B.端面C.法面

4、一對相嚙合的圓柱齒輪的Z1＜Z2，b1>b2,其齒面接觸應(yīng)力的大小為A。A.σH1=σH2B.σH1>σH2C.σH1<σH2

5、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了____B___。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

D．保證帶和帶輪接觸面間有足夠摩擦力

6、在齒輪抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式m

中，應(yīng)代入_C__。A.

[]11

1

FaSaFYYσB.

[]22

2

FaSaFYYσC.

[]11

1

FaSaFYYσ與

[]22

2

FaSaFYYσ中大者

D.

[]11

1

FaSaFYYσ與

[]22

2

FaSaFYYσ中小者

7、鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈傳動(dòng)B。

A．工作平穩(wěn)

B．避開過渡鏈節(jié)

C．鏈條與鏈輪磨損勻稱8、滑動(dòng)軸承中，含油軸承是采納B材料制成的。A．硬木B．粉末冶金C．塑料

9、承受預(yù)緊力F′的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力F時(shí)，剩余預(yù)緊力為F″，其螺栓所受的總拉力Fo為__B。

A．Fo＝F十F′

B．Fo＝F十F″

C．Fo＝F′十F″

10、當(dāng)鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足時(shí)可采納雙鍵。使用兩個(gè)平鍵時(shí)要求鍵D布置。A．在同一條直線上B．相隔90°C．相隔120°D．相隔180°11、下列零件的失效中，C不屬于強(qiáng)度問題。

A．螺栓斷裂

B．齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕

C．蝸桿軸產(chǎn)生過大的彎曲變形

D．滾動(dòng)軸承套圈的滾道上被壓出深的凹坑12、帶傳動(dòng)發(fā)生打滑總是___A____。A．在小輪上先開頭

B．在大輪上先開頭

C．在兩輪上同時(shí)開頭

D．不定在哪輪先開頭

三、分析題（本大題共3小題，總計(jì)20分）

1.如圖所示，1、2是一對蝸桿蝸輪傳動(dòng)，3、4是一對斜齒輪傳動(dòng)。已知1為原動(dòng)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的軸向力相互抵消一

部分，

⑴試確定1、2、3、4各輪的旋向；

⑵在圖上標(biāo)出2和3所受各力的方向。（10分）

1、2、3輪左旋，4輪右旋

2、寫出一維雷諾方程的表達(dá)式，說明油膜承載的須要條件，并指出圖示四種狀況，哪一種能夠形成流體動(dòng)壓潤滑油膜？（5分）

A．

B．

C．

D．

形成動(dòng)力潤滑的須要條件：

1）相對運(yùn)動(dòng)的兩表面間必需形成楔形間隙；

2）被油膜分開的兩表面須有一定的相對滑動(dòng)速度，其方向應(yīng)保證潤滑油由大口進(jìn)，從小口出；

3）潤滑油須有一定的粘度，供油要充分。B能夠形成流體動(dòng)壓潤滑油膜

3、如圖所示為帶傳動(dòng)簡圖。輪1為主動(dòng)輪。試問：（1）帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？帶傳動(dòng)工作時(shí)為什么浮現(xiàn)彈性滑動(dòng)現(xiàn)象？能否避開彈性滑動(dòng)？

（2）帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶處于圖中哪一點(diǎn)應(yīng)力最大？最大應(yīng)力σmax＝？（5分）

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306h

hhxp

-=??ηυ

帶傳動(dòng)的主要失效形式有打滑和疲勞斷裂。彈性滑動(dòng)是由拉力差引起的，（只要傳遞圓周力，必定會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)）。彈性滑動(dòng)是正常的工作現(xiàn)象，不行避開。

圖中A點(diǎn)應(yīng)力最大，

四、計(jì)算題（本大題共2小題，總計(jì)20分）

1、某軸由一對為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動(dòng)載荷C=97.8kN。軸承受徑向力Fr1=6000N，F(xiàn)r2=16500N。軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min，軸上有軸向力FA=3000N，方向如圖。軸承的其它參數(shù)見附表。動(dòng)載荷系數(shù)fd=1，溫度系數(shù)ft=1。

試：（1）說明軸承的意義；

（2）確定軸承的壽命。(以小時(shí)為單位)（14分）

解：3：軸承類型，圓錐滾子軸承；02：尺寸系列（0：寬度系列，2：直徑系列）；12：內(nèi)徑系列，內(nèi)徑為60mm；公差等級為0級。

1）求內(nèi)部派生軸向力S1、S2的大小方向

20005.126000211=?==

YFSrN55005

.1216500222=?==YFSrN

方向如圖所示。

215000SNFSA<=+，1軸承被“壓緊”，2軸承被“放松”。

2）求軸承所受的軸向力

=-=AaFSF212500N550022==SFaN，

3）軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷

據(jù)：Fa1/Fr1=2500/6000=0.417＞e=0.40，得：X1=0.4，Y1=1.5

得分

SFa/Fr≤eFa/Fr

Y

F

r

2XYXY0.40

1

0.4

1.5

1

1maxbcσσσσ++=

P1=fd（X1Fr1+Y1Fa1）=0.4×6000+1.5×2500=6150N

據(jù)：Fa2/Fr2=5500/16500=0.33＜e，得：X2=1，Y2=0

P2=fd（X2Fr2+Y2Fa2）=16500N

P2＞P1，用P2計(jì)算軸承壽命。

4）計(jì)算軸承壽命

=

?

?

?

?

?

?

?

=

?

?

?

?

?

=

3

10

6

6

1016500

97800

500

60

10

60

10ε

P

C

n

L

h

12562h

2、一牽曳鉤用2個(gè)M10(d1=8.376mm)的一般螺栓固定于機(jī)體上，如圖所示。已知接合面間摩擦系數(shù)f=0.15，牢靠性系數(shù)Kf=1.2，螺栓材料強(qiáng)度級別為6.6級，屈服極限σs=360MPa，平安系數(shù)S=3。試計(jì)算該螺栓組銜接允許的最大牽引力Rmax=?（6分）

許用應(yīng)力:360/3=120MPa

預(yù)緊力為

由公式

4*1.3*

[]

F

d

σ

≥

π

求出預(yù)緊力：F′=5083.7N

最大牽引