2023年機(jī)械設(shè)計(jì)期末考試試題及答案

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一、挑選題(共20分，每小題2分)

1、通常，一個(gè)零件的磨損過程大致可分為三個(gè)階段，按先后挨次，它們依次是

()

A.強(qiáng)烈磨損、磨合、穩(wěn)定磨損

B.穩(wěn)定磨損，強(qiáng)烈磨損、磨合

C.磨合、強(qiáng)烈磨損、穩(wěn)定磨損

D.磨合、穩(wěn)定磨損、強(qiáng)烈磨損

2、設(shè)計(jì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，螺旋角β普通

在80～200范圍內(nèi)選取，β太小斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)不顯然，太大則會(huì)引起()。

A.大的切向力

B.大的軸向力

C.小的切向力

D.小的軸向力

3、若一滾動(dòng)軸承的壽命為1370000轉(zhuǎn)，則該軸承所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷()

基本額定動(dòng)載荷。

A.等于

B.小于

C.大于

D.無法推斷

4、在不徹低液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)中，除了限制軸承p值外，還要對(duì)軸承pv值

舉行驗(yàn)算，其主要目的是()。

A.限制軸承過渡磨損

B.限制軸承的溫升

C.保證軸承的強(qiáng)度

D.限制

軸承的質(zhì)量

5、通常，一部機(jī)器主要是由()三部分構(gòu)成的。

A.原動(dòng)部分，傳動(dòng)部分，執(zhí)行部分

B.原動(dòng)部分，傳動(dòng)部分，控制部分

C.輔助系統(tǒng)，傳動(dòng)部分，控制部分

D.原動(dòng)部分，控制部分，執(zhí)行部分

6、普通參數(shù)的閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是()。

A.齒面點(diǎn)蝕

B.輪齒折斷

C.齒面磨粒磨損

D.齒面膠合

7、在V帶傳動(dòng)中，小輪包角普通應(yīng)大于()度。

A.90

B.100

C.150

D.120

8、一齒輪傳動(dòng)，主動(dòng)輪1用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，從動(dòng)輪2用45號(hào)鋼正火，則它們的齒面接觸應(yīng)力()。

A.

H1H2B.

H1H2

C.H1

H2

D.無法推斷

9、蝸桿蝸輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，正確表達(dá)式是()。

A.d2

B.iz2

C.in2

D.id1

i

z1n1d2

d1

10、設(shè)計(jì)一對(duì)材料相同的軟齒面齒輪傳動(dòng)時(shí)，普通應(yīng)使大齒輪的齒面硬度

HBS2()小齒輪的齒面硬度HBS1。

A.大于

B.小于

C.等于

D.大于或等于

二、填空題(共10分)

1、在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，軸的最小直徑dmin是按初步確定的。(1分)

2、受軸向載荷的緊螺栓所受的總拉力是與之和。(1分)

3、在斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算中，考慮到實(shí)際承載區(qū)的轉(zhuǎn)移，斜齒輪傳動(dòng)的許

用接觸應(yīng)力可取為[H]1與[H]2。(1分)

1

4、一般螺紋的公稱直徑指的是螺紋的徑，計(jì)算螺紋危急截面時(shí)使

用的是螺紋的徑。(1分)

5、安裝于某軸單支點(diǎn)上的為32208的一對(duì)滾動(dòng)軸承，其內(nèi)徑___________mm,

軸承名稱為____________。(1分)

6、平鍵聯(lián)接的主要失效形式有：工作面（靜聯(lián)接），工作面(動(dòng)

聯(lián)接），個(gè)別狀況下會(huì)浮現(xiàn)鍵的剪斷。(1分)

7、在鏈傳動(dòng)中，鏈輪的轉(zhuǎn)速，節(jié)距，則傳動(dòng)的動(dòng)載荷越大。(1分)

8、閉式齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)齒輪的齒面硬度HBS＜350時(shí)，通常首先浮現(xiàn)

______________破壞，故應(yīng)按_____________強(qiáng)度舉行設(shè)計(jì)；但當(dāng)齒面硬度HBS＞350時(shí)，則易浮現(xiàn)___________破壞，按________________強(qiáng)度舉行設(shè)計(jì)。(2分)

9、安裝滾動(dòng)軸承時(shí)，其內(nèi)圈與軸徑普通是采納____________協(xié)作關(guān)系，以保證

兩者之間沒有相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)。(1分)

三、簡(jiǎn)答題(共20分，每小題5分)

1、圖1中，輪1為主動(dòng)輪。試問：

（1）帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶處于圖中哪一點(diǎn)的應(yīng)力最大？max？（2分）

（2）帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？（3分）

圖1

2

2、已知一轉(zhuǎn)軸工作時(shí)的平均應(yīng)力m200MPa，應(yīng)力幅a100MPa，試求該軸的

最大工作應(yīng)力max，最小工作應(yīng)力min，和循環(huán)特性r的大小。要求寫出完整的計(jì)

算公式。(5分)

3、螺紋聯(lián)接主要有哪幾種基本類型？試簡(jiǎn)述其特點(diǎn)及使用場(chǎng)合。（不要求畫圖）

(5分)

4、為什么點(diǎn)蝕主要發(fā)生在節(jié)線附近齒根面上？(5分)

四、分析題(共26分，第1題12分，第2題8分，第三小題6分)

1、如圖2所示機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，已知電機(jī)轉(zhuǎn)向，試分析：（在圖上畫出或?qū)懗觯?）為使II軸所受的軸向力最小，確定兩斜齒圓柱齒輪螺旋線的方向；

（2）確定蝸輪旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向；

（3）畫出II軸上斜齒圓柱齒輪受力的三個(gè)分力的方向；

（4）畫出II軸上錐齒輪受力的三個(gè)分力的方向。

3

圖2

2、試分析圖3所示卷揚(yáng)機(jī)中各軸所受的載荷，并由此判定各軸的類型（忽視軸

的自重和軸承中的摩擦）

圖3

3．圖4所示為三級(jí)減速裝置傳動(dòng)計(jì)劃簡(jiǎn)圖，要求總傳動(dòng)比i=50，這樣布置是否合理？為什么？試畫出合理的傳動(dòng)計(jì)劃簡(jiǎn)圖（不采納蝸桿傳動(dòng)）（6分）

4

單級(jí)圓柱齒輪

減速器

電機(jī)

F運(yùn)輸帶

滾筒

鏈傳動(dòng)V

帶傳動(dòng)

圖4

五、計(jì)算題(14分)

某傳動(dòng)裝置,按照工作條件打算采納一對(duì)角接觸球軸承(如圖5),暫定軸承

型號(hào)為7307AC。已知:軸承荷載,

Fr11000N，

r2ae

880N,

轉(zhuǎn)速

F3000N,F

n4000r/min,載荷系數(shù)fP1.5，溫度系數(shù)ft1，預(yù)期壽命Lh1500h。試問:所選軸承型號(hào)是否合適?(15分)

備用公式：Lh106ftC

fp(XFrYFa)

(),P

60nP

對(duì)于球軸承3

Fae

，

1

Fr12Fr2

圖5

5

六、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(10分)

圖6中所示軸系結(jié)構(gòu)有錯(cuò)誤和不合理的地方，請(qǐng)指出并說明緣由。

要求：請(qǐng)?jiān)趫D示中的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤處引出線并標(biāo)上序號(hào)，如1、2、3、

圖6

數(shù)據(jù)

派生軸

型號(hào)

C向力Fa/FreFa/Free

（N）

Fd（N）XYXY

7307AC334000.7Fr0.410.87100.7

6

參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

一、挑選題（每題2分，共20分）

1.D

2.B

3.B

4.B

5.A

6.B

7.D

8.C

9.B10.B

二、填空題(共10分)

1.軸的扭矩——————1分

2.殘余預(yù)緊力，工作拉力——————1分

3.平均值——————1分

4.大徑，小徑——————1分

5.40，圓錐滾子軸承——————1分

6.壓潰，過渡磨損——————1分

7.越高，越大——————1分

8.點(diǎn)蝕，接觸疲勞，輪齒折斷，彎曲疲勞——————1分

9.基孔制——————1分

三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）

1.答：（1）a點(diǎn)，max1cb1——————2分

（2）帶傳動(dòng)的主要失效形式有打滑和帶的疲勞破壞,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證帶傳動(dòng)不打滑的

條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命?！?分

2.maxma300MPa———(2分)

100MPa——(2分)

minma

rminmax100/3001/3————(1分)

3．(1)螺栓聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接——————(1分)

(2)螺栓聯(lián)接又有一般螺栓聯(lián)接的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，一般螺栓聯(lián)接特點(diǎn)是被聯(lián)接件上

的通孔和螺栓桿間有間隙，通孔的加工精度要求不高，結(jié)構(gòu)容易。鉸制孔用螺栓聯(lián)接采納基

孔制過渡協(xié)作，聯(lián)接精度高?！?1分)

雙頭螺柱聯(lián)接適用于結(jié)構(gòu)上不能采納螺栓聯(lián)接的場(chǎng)合，大部分是被聯(lián)接件被聯(lián)接件之一

比較厚，且不易制成通孔?！?1分)

螺釘聯(lián)接是螺栓直接擰入被聯(lián)接件的螺紋孔中，不用螺母，結(jié)構(gòu)上容易，緊湊。(1分)緊定螺釘聯(lián)接是利用擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住另一零件的表面或頂入相應(yīng)的

凹坑中，以固定兩個(gè)零件的相對(duì)位置。——————(1分)

4.答：緣由：（1）輪齒在節(jié)線附近嚙合時(shí)，相對(duì)滑動(dòng)速度低，潤(rùn)滑不良，摩擦力較大；

（2）節(jié)線附近通常惟獨(dú)一對(duì)齒接觸，輪齒受力較大，而逼近齒根面又比逼近

齒頂面受力要大；（3）潤(rùn)滑油進(jìn)入，齒根面上的疲勞裂紋簡(jiǎn)單擴(kuò)展。

7

12

tan0.92

tan11.31

0.920.6

tan(

v)

tan(11.31

5.71)

iz2/z1

40/2

2F'D'i

2FD

2

22

四、分析題(共26分，第1題12分，第2

題8分，第3小題6分)

故

F'

FD101000148

176.2

2D'i2350200.6

1．(1)

齒輪1右旋，齒輪2左旋——————3分

11－25（略）

(2)蝸輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，左旋———3分

11—26解：

(3)見圖(3)——————3分

11-22），滑動(dòng)速度

由表11-2查得d140

11183

(4)見圖(4)——————3分

401440

vs

d1n1

3.08m/s

601000cos601000cos111836

按照vs3.08

11-18查得v13

11-21），嚙合效率

1

tan

tan1118360.87

tan(

v

)

tan(111836

136)

11—27（略）11—28解：

圖(3)圖(4)

2.答：軸I只受轉(zhuǎn)矩，為傳動(dòng)軸（2分）；

軸II既受轉(zhuǎn)矩，又受彎矩，故為轉(zhuǎn)軸；（2分）軸III只受彎矩，且為轉(zhuǎn)動(dòng)的，故為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸；（2分）軸IV只受彎矩，且為轉(zhuǎn)動(dòng)的，故為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸。

（2分）

題解11—28圖

11—29解：3．

圖中的傳遞計(jì)劃不合理。應(yīng)將帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)，而將鏈傳動(dòng)布置在低速級(jí)，可采納以下幾種常用的傳動(dòng)計(jì)劃。

題解11—29圖

五、計(jì)算題(14分)

解：①作出派生軸向力的方向如圖所示，計(jì)算出其大小；

Fd10.7Fr10.71000700N

(1分)

8

F

d2

0.7Fr20.730002100N

(1分)

②計(jì)算軸承1、2

的軸向載荷

Fa1、Fa2

(5分)

（1分）

由于

F

aeF

Fd2所以軸承1壓緊端，軸承2為放松端，軸向載荷分離為：

Fa1=Fd2-F

ae

2100-880=1220N

Fa2

=F

d2

2100N

③計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量動(dòng)載荷由表查得e0.7，而

Fa1

1220

F

a2

21000.7=e，

F

r1

1.22>e

F

r2

30001000

所以

X1

0.41，Y1

0.87；X2

1，Y20。

故當(dāng)量動(dòng)載荷為

P1fP(X1Fr1YF1a1)1.5(0.411000

0.871220)2207