貴州大學(xué)-2015-2016-機(jī)械類-機(jī)械設(shè)計期末試題及答案

PAGEPAGE1貴州大學(xué)2015-2016學(xué)年第二學(xué)期考試試卷A機(jī)械設(shè)計注意事項：請考Th按要求在試卷裝訂線內(nèi)填寫姓名、學(xué)號和年級專業(yè)。請仔細(xì)閱讀各種題目的回答要求，在規(guī)定的位置填寫答案。不要在試卷上亂寫亂畫，不要在裝訂線內(nèi)填寫無關(guān)的內(nèi)容。滿分100分，考試時間為120分鐘。題 號一二三四五總分統(tǒng)分人得 分得 分評分人一、 填空題（每空1分，共得 分評分人1、在緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計算式σ=1.3F0/(πd12/4)≤［σ］中1.3的含義是 。、 、 、磨粒磨損和塑性變形五種。3、帶傳動在工作時，打滑一般發(fā)生在 。4、已知某球軸承，其轉(zhuǎn)速為n，當(dāng)量動載為P=5000N，壽命為10000小時；若轉(zhuǎn)速不變，當(dāng)量動荷載增加到P′=10000N時，軸承壽命為 小時。5、由于蝸桿傳動的 較低，在工作時常產(chǎn)生大量的熱量，所以要進(jìn)行 計算。6、對受軸向荷載的緊螺栓聯(lián)接，為提高疲勞強(qiáng)度，可采取減小 剛度，增大 剛度來減小應(yīng)力幅。得 分評分人二判斷正誤（正確的打√錯誤的打×（共10,每題得 分評分人帶傳動必須限制帶速以免產(chǎn)生過大離心力因此在一般傳動裝置中帶傳動安裝在低速部分較為合適。 （ ）2、鏈傳動的運(yùn)動不均勻性，造成了平均傳動比不恒定。 （ ）帶傳動工作時產(chǎn)生彈性滑動的原因是由于帶的松邊與緊邊拉力不等（ ）4、在齒輪彎曲強(qiáng)度計算中，齒形系數(shù)YFa與模數(shù)有關(guān)，同一齒數(shù)的直齒齒輪和斜齒齒輪的齒形系數(shù)值相同。 （ ）5、一對圓柱齒輪傳動，如齒面接觸強(qiáng)度已足夠，而齒根彎曲強(qiáng)度稍不足時，則可以保持中心距不變適當(dāng)減少齒數(shù)增大模數(shù)。 （ ）按彎扭轉(zhuǎn)合成計算軸的計算應(yīng)力時要引入系數(shù)α這是考慮合成正應(yīng)力與切應(yīng)力的折算系數(shù)間關(guān)系。 （ ）7、在相同尺寸的條件下，6110軸承的承載能力比6210的軸承的承載能力高。（ ）8、N213軸承只能承受徑向荷載。 （ ）、選擇潤滑油時，要考慮速度、荷載和工作情況，對于荷載大，溫度高的軸承，宜選用粘度大的油荷載小速度高的的軸承宜選用粘度較小的油。 （ ）得 分評分人10、受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，其工作總拉力可用軸向工作載荷和殘余預(yù)緊力之和表示。 得 分評分人三、簡要回答分析題（30分）、一對齒輪傳動中，大、小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如許用應(yīng)力相等，則大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度是否相等？一對齒輪傳動的彎曲應(yīng)力是否相等7分）2、如圖所示傳動裝置如圖：（1）按所受荷載情況下，分別說明Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸各為什么軸？為什么？（6分）（2分別說明齒輪傳動12和齒輪傳動34的主要失效形式是什么（4分）3、螺紋升角的大小對自鎖和效率有何影響？為什么連接螺紋常采用三角螺紋而矩形或梯形螺紋多用于傳動？（6分）4、圖示為一帶傳動布置形式（小帶輪為主動輪）要求（1）在圖中標(biāo)出主動輪的合理的轉(zhuǎn)動方向（3）（2）繪出帶輪上σmx的位置及數(shù)字表達(dá)式（4分）得 分評分人四、計算題（得 分評分人12的參數(shù)Mn=33的參數(shù)Mn=5㎜，Z3=21。試求：為使軸Ⅱ所受的軸向力最小，齒輪3應(yīng)選取的螺旋線方向，并在圖（B）上標(biāo)出齒輪2和齒輪3的螺旋線方向（4分）在圖B上標(biāo)出齒輪2和3所受各分力的方向（用三分力表示（6分）如果使Ⅱ軸的軸上不受軸向外力，則齒輪3的螺旋角β3應(yīng)取多大值（忽略摩擦損失）？（5分）2、如圖所示的軸，A、B兩端用一對7212B型軸承支承面對面安裝作支承。已知F=600NFA=200（向左求兩軸承所受的軸向力A和B分別是多少（注：7212B軸承的派生軸向力Fs=1.14FR） （10分）3、起重機(jī)卷筒與大齒輪用8個普通螺栓連接在一起，如圖示。已知卷筒直徑D=400mm，螺栓分布圓直徑Do=500mm，接合面摩擦系數(shù)f=0.12，可靠性系數(shù)Kf=1.2，起重鋼索拉力G=50000N，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力]=10Ma，試計算該螺栓組的最小直徑（15分）得 分評分人五、結(jié)構(gòu)改錯題（得 分評分人指出軸系結(jié)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計表達(dá)的錯（不考慮潤滑方式軸承為兩端固定型式、部分倒角和圓角簡化不畫并在圖上標(biāo)示錯誤處指出5個或5個以上錯誤得10分，低于5個每個2分。貴州大學(xué)2015-2016學(xué)年第二學(xué)期考試試卷A機(jī)械設(shè)計答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（每空1分，共10分）1.將拉應(yīng)力放大30%表示扭轉(zhuǎn)應(yīng)力2.齒面點蝕 點面膠合 輪齒折斷3.小帶輪上4.80005.效率 熱平衡6.螺栓 被聯(lián)接件二、判斷正誤（共10分，每題1分）1.×2.×3.√4.×5.√6.√7.×8.√9.√10.√三、簡要回答分析題（30分）1.大、小齒輪的接觸應(yīng)力是相等的。（3分）接觸強(qiáng)度是相等的。（2分）彎曲應(yīng)力不相等。（2分）2.1）Ⅰ：轉(zhuǎn)軸（M+T） Ⅱ：轉(zhuǎn)軸（M+T）Ⅲ：心軸（M） Ⅳ：心軸（M）形斷3.①升角小、自鎖性較好、效率低，反之，自鎖性差、效率高。②三角形螺紋升角小，自鎖性好，而矩形或梯形螺紋則相反。4.(1)（2）四、計算題（40分）1.（1） （2）（3）∵ 且同一軸∴得2.解：PAGEPAGE101）求出A.B端所受的徑向力：（2分）(2分）2）求軸承上受的軸向力：①求軸上的派生軸向力(1分）(1分）②判斷壓緊端和放松斷

N(1分）為壓緊端： =6560N(1分）為放松端： =4560N(1分）3.解：該螺栓為受橫向載荷緊螺栓連接。1）求螺栓上受到橫向力(2分）(2分）分）2）由不滑移條件求預(yù)緊力(5分）（公式2分，代入值2分，計算結(jié)果1分）3）求最小直徑(5分）（公式2分，代入值2分，計算結(jié)果1分）五、結(jié)構(gòu)改錯題（10分）①鍵太長②此處鍵應(yīng)考慮零件定位，直徑應(yīng)略小于相鄰轂③軸承蓋應(yīng)用密封圈④軸承段直徑應(yīng)略大于左端軸⑤套筒太高了（大于軸承內(nèi)圈大徑）⑥軸頭長度應(yīng)略小于齒輪輪轂寬度⑦左軸承無定位⑧右軸承蓋應(yīng)與軸上零件有一定距離⑨左軸承左端軸應(yīng)有大一些直徑⑩左、右軸承蓋有調(diào)整墊片一、 填空題（每空1分，共10分）1、阿基米德蝸桿傳動正確的嚙合條件是：在中間平面內(nèi)，蝸桿的 和 ，應(yīng)分別等到于蝸輪的 和 。、 和破壞螺紋副三種。3、已知帶傳動的初拉力為F0，有效拉力為F，小帶輪上的包角為α1，摩擦系數(shù)為V，小帶輪直徑為 越大，帶越不易打滑； 越大， 越小，帶越易疲勞。4、在平鍵聯(lián)接中，鍵的 面是工作面。得 分評分人二、選擇題（共10,每空得 分評分人1、帶傳動工作時，產(chǎn)生彈性滑動是由于 。（1）帶與帶輪間的摩擦系數(shù)偏低； （2）帶的松邊與緊邊拉力不等；（3）帶繞過帶輪時產(chǎn)生離心力； （4）帶過載；2、設(shè)計帶傳動的基本準(zhǔn)則是保證帶在一定工作期限內(nèi) 。（1）不發(fā)生打滑； （2）不發(fā)生疲勞斷裂；（3）既不發(fā)生磨損又不發(fā)生打滑； （4）既不發(fā)生疲勞斷裂也不發(fā)生打滑；齒輪輪齒按接觸疲勞強(qiáng)度計算時，是針 （1輪齒折斷（2點蝕；（3）膠合。]，并 為計算點（）齒頂（2）節(jié)圓（3）齒根。]4、一般的轉(zhuǎn)軸，其彎曲應(yīng)力為 。（）對稱循環(huán)變應(yīng)力； （2）脈動循環(huán)變應(yīng)力； （、靜應(yīng)力。5、為提高蝸桿傳動的效率，可采用 。（1）單頭蝸桿； （2）多頭蝸桿； （3）大直徑蝸桿；、角接觸軸承承受向受負(fù)荷的能力，隨著接觸角α的增大 。（1）增大； （2）減少；（3）不變； （4）增大或減少隨軸承型號而定；有關(guān)[(1)分度圓；(2)模數(shù)；(3)齒數(shù)]同一齒數(shù)的直齒齒輪和斜齒齒輪的齒形系數(shù)F值 [不相同）]

1)相同；(2)8、帶傳動的中心距與小帶輪的直徑一定時，若增大傳動比，則小帶輪的包角 。得 分評分人得 分評分人四、簡要回答分析題（27分）軸按承受載荷的情況可分哪三類？試分析自行車的前軸中軸后軸的受載情況，說明它們各屬于哪類軸？（9分）2、在圖中標(biāo)出未注明的蝸桿（或蝸輪）的螺旋線方向，蝸桿轉(zhuǎn)向(A向)或蝸輪的轉(zhuǎn)向，并繪出蝸桿、蝸輪在嚙合點所受的力（用三分力表示（8分）、一受預(yù)緊力和工作載荷的緊螺栓聯(lián)接的力和變形如圖。若工作載荷為200N，由圖求螺栓上受的預(yù)緊力和所受總拉（并標(biāo)于圖上試取普通螺栓聯(lián)接材料為d1=8.765mm的普通螺栓是否合適（0分）受力50004000300020001000變形得 分評分人四、計算題（得 分評分人1、如圖所示為兩極斜齒圓柱齒輪減速器，已知：齒輪1的螺旋線線方向和軸Ⅱ的轉(zhuǎn)向，齒輪2的參數(shù)Mn=3㎜，Z2=57，β2=140；齒輪3的參數(shù)Mn=5㎜，Z3=21。試求：為使軸Ⅱ所受的軸向力最小，齒輪3應(yīng)選取的螺旋線方向，并在圖（B）上標(biāo)出齒輪2和齒輪3的螺旋線方向（4分）在圖B上標(biāo)出齒輪2和3所受各分力的方向（6分）3的螺旋角β3=應(yīng)取多大值（忽略摩擦損失）？（5分）70000ACFr1=1000N，（向左溫度系數(shù)ft=載荷系數(shù)d=試分別計算兩軸承的當(dāng)量動載荷p各為多少？并判定哪一個軸承的壽命較低？為什么？（15分）（注：70000AC型軸承 e=0.68 Fs=0.68Fr）3、兩板用兩根普通螺栓聯(lián)接如圖示。已知F=1800N，可靠性系數(shù)fs=1.2，接合面摩擦系數(shù)f=0.1螺栓許用拉應(yīng)力[σ]=100Mpa求此螺栓的最小直徑（10分）得 分評分人五、結(jié)構(gòu)改錯題（10分，每圖5分）試分析下圖中的結(jié)構(gòu)錯誤，并簡要說明理由（得 分評分人PAGEPAGE20貴州大學(xué)2015-2016學(xué)年第二學(xué)期考試試卷B機(jī)械設(shè)計答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題（每空1分，共10分）1.軸面模數(shù) 壓力角 端面模數(shù) 壓力角2.三角形 升角大易自鎖D4.左右側(cè)面二、選擇題（共10分，每空1分）） .） ） .） .2）） .） 8.（1）三、簡要回答分析題（30分）1.軸按承載分為：轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動軸。（3分）受M2）受M2）受2）2（作圖11分）（作圖1分，結(jié)果1分）2）校核螺紋（5分）（公式2分，代入值2分，計算結(jié)果1分）∴合適（1分）分）（公式2分，代入值2分，計算結(jié)果1分）∴合適（1分）四、計算題（40分）1.（1） （2）見圖（3）∵ 且同一軸∴得2.(1)求1、2軸承的軸向力①求派生軸向力.F=0.681000=680N(1分).F=0.68×3000=2040N(1分)②判斷“壓緊”和“放松”端(2分)(2分)(2分)（2）求變量動載荷1端 ∴X=0.41 分）∴(2分)（公式1分，結(jié)果1分）2端∴X=1 分）∴(1分)(1分)∴2軸承壽命較低（1分）3.解：該螺栓為受橫向載荷的螺栓連接。（1）由不滑移條件求預(yù)緊力(2)求最小直徑∴最小直徑為13.374mm。五、結(jié)構(gòu)改錯題（10分）（1）r＞c∴無法實現(xiàn)零件的定位將r＜c即可（5分），5）1、提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施。(1)盡可能降低零件上的應(yīng)力集中的影響。)選用強(qiáng)度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強(qiáng)度的熱處理方法及強(qiáng)化工藝。)提高零件的面量)可地小消零表可發(fā)的始紋尺。2、常用螺紋有哪幾種類型?各用于什么場合?對連接螺紋和傳動螺紋的要求有何不同?答常用螺紋有普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。前兩種螺紋主要用于,后種紋要于對接紋要是鎖好,有夠連強(qiáng)對動螺紋的要求是傳動精度高,效率高,以及具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。3、連接螺紋都具有良好的自性什有還要松置?答:在沖擊振動或變載荷的作用下,螺旋副間的摩擦力可能減小或瞬時消失,這種現(xiàn)象多次重復(fù)后會使連接松脫,在高溫或溫度變化大的情況下,由于螺紋連接件和被連接件的材料發(fā)生蠕變應(yīng)松,使緊和擦逐減,終導(dǎo)連失效,以防裝。預(yù)的的于強(qiáng)接可性緊性,以止載被接間現(xiàn)隙發(fā)相對移。帶動的性動如發(fā)的?打又如發(fā)?兩有區(qū)對傳各生什影?滑先生哪帶上什么?答:在帶傳動中,帶的彈性滑動是因為帶的彈性變形以及傳遞動力時松、緊邊的拉力差造成的,是在上局滑彈滑是傳所有,是可免。彈滑使傳的動比當(dāng)傳的載大,超帶輪的大擦?xí)r將生滑,打時在上面滑打是傳的種效式,是以免打首發(fā)在帶上,因小輪帶包小與間能生最摩力小。、設(shè)帶動,為么限小輪小準(zhǔn)徑帶的小最速?:小輪基準(zhǔn)徑,將使V帶小輪的曲力大,使的用命降小輪基直過,也得傳的率小帶傳能沒得充利用,是種合的帶速v過,帶能遞功率過(為PFv),帶傳能沒有到分;帶速v過,離力使帶傳能下過,傳在利件工,當(dāng)免。與傳相比鏈動何缺?答與擦的傳相,鏈動彈滑和體滑現(xiàn)因能持確平傳比傳效高作于上徑壓較;在樣使條件,鏈傳動的整體尺寸小,結(jié)構(gòu)較為緊湊;同時,能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動;運(yùn)轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比;磨損后易發(fā)生跳齒;工作時有噪聲;不用載變很、速急反的動。8、為什么鏈傳動的平均傳動比是常數(shù),而在一般情況下瞬時傳動比不是常數(shù)?答:鏈傳動為鏈輪和鏈條的嚙合傳動,平均傳動比i12=i1/i2鏈傳動的多邊形效應(yīng),瞬時傳動比是變化的。9、齒輪的失效形式答:輪齒折斷,齒面磨損,齒面點蝕,齒面膠合,塑性變形。在行輪度算時,為么引載系數(shù)?載系數(shù)K由哪幾部分組成?各考慮了什么因素的影響?:齒上公載荷Fn是平和想條下來,而實工中,還當(dāng)慮原動機(jī)及工作機(jī)的不平穩(wěn)對齒輪傳動的影,以及齒輪制造和安裝誤差等造成的影響。這些影響用引入荷系數(shù)K來慮,=KAKvKK。KA為用系,用考慮動機(jī)工作機(jī)齒輪動的影Kv為載數(shù),用考齒的度速對載大小影K為間荷配數(shù),用于考慮載荷在兩(或多對)齒上分配不均的影Kβ為齒向載荷分布系,用于考慮載荷沿輪接線度向分不的響。11、在普通圓柱蝸桿中,為什么將蝸桿的分度圓直徑規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值?答:蝸輪滾刀與對應(yīng)的蝸桿具有相同的分度圓直徑,因此,只要有一種分度圓直徑的蝸桿,為了加工之嚙的,就有種應(yīng)蝸滾為限蝸滾的目,以便蝸滾的準(zhǔn),將桿分圓徑準(zhǔn),與準(zhǔn)數(shù)應(yīng)。12、蝸桿傳動設(shè)計中為何特別重視發(fā)熱問題?如何進(jìn)行熱平衡計算?常用的散熱措施有哪些?:因蝸傳效發(fā)量,易生合,因應(yīng)別視熱題通計單位時間的發(fā)熱量和單位時間的散熱量,可以求得熱平衡溫度值,要求熱平衡溫度值在允許的范圍如熱衡度高,就當(dāng)強(qiáng)熱力常的熱施有在體設(shè)散片增大散熱面積,在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇以加速空氣的流通,在箱內(nèi)加裝循環(huán)冷卻管路來降低潤滑油溫。13、驗算滑動軸承的壓力p、速度v、和壓力與速度的乘積pv,是不完全液體潤滑軸承設(shè)計中的內(nèi)容,對液體動力潤滑軸承是否需要進(jìn)行此項驗算,為什么?答:液體動力潤滑軸承在起動時仍處于不完全潤滑狀態(tài),因此,仍對軸瓦材料有要求,仍應(yīng)進(jìn)行壓力p,度v壓與度乘積pv驗。14、試說明液體動壓油膜形成的必要條件。答:形成動壓油膜的必要條件是:①相對滑動的兩表面間必須形成收斂的楔形間;②被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對滑動速度;③潤滑油須一的度油充。1、提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施。(1)盡可能降低零件上的應(yīng)力集中的影響。)選用強(qiáng)度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強(qiáng)度的熱處理方法及強(qiáng)化工藝。)提高零件的面量)可地小消零表可發(fā)的始紋尺。2、常用螺紋有哪幾種類型?各用于什么場合?對連接螺紋和傳動螺紋的要求有何不同?答常用螺紋有普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋等。前兩種螺紋主要用于,后種紋要于對接紋要是鎖好,有夠連強(qiáng)對動螺紋的要求是傳動精度高,效率高,以及具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。3、連接螺紋都具有良好的自性什有還要松置?答:在沖擊振動或變載荷的作用下,螺旋副間的摩擦力可能減小或瞬時消失,這種現(xiàn)象多次重復(fù)后會使連接松脫,在高溫或溫度變化大的情況下,由于螺紋連接件和被連接件的材料發(fā)生蠕變應(yīng)松,使緊和擦逐減,終導(dǎo)連失效,以防裝。預(yù)的的于強(qiáng)接可性緊性,以止載被接間現(xiàn)隙發(fā)相對移。帶動的性動如發(fā)的?打又如發(fā)?兩有區(qū)對傳各生什影?滑先生哪帶上什么?答:在帶傳動中,帶的彈性滑動是因為帶的彈性變形以及傳遞動力時松、緊邊的拉力差造成的,是在上局滑彈滑是傳所有,是可免。彈滑使傳的動比當(dāng)傳的載大,超帶輪的大擦?xí)r將生滑,打時在上面滑打是傳的種效式,是以免打首發(fā)在帶上,因小輪帶包小與間能生最摩力小。、設(shè)帶動,為么限小輪小準(zhǔn)徑帶的小最速?:小輪基準(zhǔn)徑,將使V帶小輪的曲力大,使的用命降小輪基直過,也得傳的率小帶傳能沒得充利用,是種合的帶速v過,帶能遞功率過(為PFv),帶傳能沒有到分;帶速v過,離力使帶傳能下過,傳在利件工,當(dāng)免。與傳相比鏈動何缺?答與擦的傳相,鏈動彈滑和體滑現(xiàn)因能持確平傳比傳效高作于上徑壓較;在樣使條件,鏈傳動的整體尺寸小,結(jié)構(gòu)較為緊湊;同時,能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動;運(yùn)轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比;磨損后易發(fā)生跳齒;工作時有噪聲;不用載變很、速急反的動。8、為什么鏈傳動的平均傳動比是常數(shù),而在一般情況下瞬時傳動比不是常數(shù)?答:鏈傳動為鏈輪和鏈條的嚙合傳動,平