上海大学机械设计一试题B及答案200603要点

1、上海大学2005-2006学年冬季学期试卷B参考答案课程名：机械设计一学分:31 .为提高紧螺栓的承载能力，通常选用拧入圈数较多的厚螺母联接方式X 2 .在选用普通平键时，是通过强度计算来确定键的截面尺寸b和h的x3 .综合影响系数K 0只对应力幅有影响，而对平均应力无影响V 4 .当转动的零件上受静载荷作用时，其上也可能产生变应力V 5 .只要合理设计，带传动的弹性滑动是可以防止的x 6 .为了减小KB值，应将齿轮制成鼓形齿V7 .螺纹的开角越大，其传动效率越高，自锁性也越好x 8 .在圆柱齿轮的强度计算中，是按节点啮合进行接触强度计算的V 9 .齿轮的齿形系数YFa与模数无关，与齿廓形状有

2、关，10 .所有可用作制成零件的材料，其疲劳曲线都具有无限寿命区域x 二、选择题1分/空，共15分1 .在斜齿圆柱齿轮的设计中，应进行标准化的参数是 B BA分度圆直径B法面模数C齿轮宽度D端面模数学号:姓名:院、系：机自学院成2 .在闭式软齿面圆柱齿轮传动中，小齿轮的齿面硬度应A A大齿轮齿面硬度。A大于 ，B小于 ，C等于，D不确定3.小、大齿轮的弯曲应力bi、GF2之间的关系是 B B。A0F1=CF2,BOF1CF2, CO=1CF2, D不确定4 .螺纹的公称直径管螺纹除外是指它的 C C.A内径d1; B中径d2; C外径d5 .在轴上需要两个平键固定一个零件时，这两个平键在圆周方

3、向上应相隔A A。A 180 B 90 C 120 D 1356 .在螺纹联接中，广泛使用的联接是A A 联接。A螺栓B螺柱C螺钉D紧定螺钉7 .材料的疲劳曲线通常是在C C 条件下经疲劳试验得出的。A脉动循环变应力B非对称循环变应力C对称循环变应力D非脉动循环变应力8 .承受轴向载荷的紧螺栓联接，为降低应力幅设螺栓刚度为Cb,被联接刚度为Cm应B B。A同时减小Cb及CmB减小Cb增大CmC同时增大Cb及CmD增大Cb减小Cm9 .闭式软齿面齿轮的主要失效形式是D D。A压溃B剪断C磨损D点蚀8 8. V带的楔角是A A 。A 40 B 38C 36D 329 9.假设采用两只楔键联接，那么

4、它们的分布是在周向相隔A A。A 100 B 180 C 80 D 1351010.带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2可由式 B B_表达，AF1=F2BF1-F2=FeCF1/F2=JDF1+F2=F。1111.带传动采用张紧轮时，张紧轮应布置在BA松边内侧近小轮处B松边内侧近大轮处C松边外侧近小轮处D松边外侧近大轮处1212.平键联接能传递的最大扭矩为T,现要传递的扭矩为1.51那么应一 D DA把键长L增大到1.5倍B把键宽b增大到1.5倍C把键高增大到1.5倍D安装一对平键1313.当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接需要经常拆装时，往往米用A AoA双头螺柱联接B螺

5、栓联接C螺钉联接D紧定螺钉联接1414 . .某结构尺寸相同的零件，当采用 C C 材料制造时，其有效应力集中系数最大。AHT250 B 20号钢C20CrMnMo D45号钢1515 . .某截面形状一定的零件，当其尺寸减小时，其疲劳极限值将随之一A。A增高B降低C不变D不确定导向平键联接和滑键联接的强度条件公式为:32T103 . I- -lPP二kl5.5.试写出疲劳损伤累积假说的数学表达式,并且分别说明在按何种顺序加载应力时数学表达式等三、问答题、作图题和计算题75分:1 1 . .普通螺栓联接和镀制孔用螺栓联接主要失效形式分别是什么？试写出二者的计算准那么答：1对于受拉普通螺栓，其主

6、要破坏形式是螺栓杆螺纹局部发生断裂，因而其设计准那么是保证螺栓的静力或疲劳拉伸强度。4 4 分2对于受剪镀制孔用螺栓，其主要破坏形式是螺栓杆和孔壁的贴合面上出现压溃或螺栓杆被剪 断，其设计准那么是保证联接的挤压强度和螺栓的剪切强度，其中联接的挤压强度对联接的可靠性 起决定作用。 6 6 分2 2 .齿面点蚀一般发生在何部位？为什么？防止或减小点蚀的措施有哪些？ 8 8 分答: :1点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上3 3 分2提高齿轮材料的硬度，可以增强齿轮抗点蚀的能力。在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀，延长齿轮的工作寿命5 5 分4 4.试写出平键的失效形式和相应计算公式？

7、6分答：每个失效形式1分；每个公式2分1对于普通平键联接静联接，其主要失效形式是工作面被压溃。因此，通常只按工作面 上的挤压应力进行强度校核计算。2对于导向平键联接和滑键联接动联接，其主要失效形式是工作面的过度磨损。通常按工作面上的压力进行条件性的强度校核计算。1010 分3.3.带传动中带受哪些应力作用？试写出其公式并画出这些应力的分布图dd2=2ddi10分答:每个应力及其公式1分;画图5分带传动中存在的应力有技应力、离心应力和弯曲应力.设a=60mm ,离心拉应力:/A广紧边拉应力；=_4_松边拉应力：叫占_- 力 , 小轮穿Illi处应力 r .丝巴1 v疝，,大轮弯或处应力;ch?普

8、通平键联接的强度条件公式为：二-p32T 103kldP-P1试1)画出零件的简化疲劳极限应力图。m-。a 图2)3)解1)从图中求出零件的极限平均应力、极限应力幅和最大极限应力求该零件的平安系数分别用图解法和解析计算法1212 分。见图5 5 分2)二m二2；max二min1二(250 -50) =100MPa1-(-max2二min)=& (250 50)= 150MPa100一年200由图量出:二me二104； ： ae=155MPaae二max二me+ %=259MPa (5分)3)Sca1maxa259=1.036(图解法)2502二一二02 280 -360-=- =0.5

9、56360Sca =280K产a一 产m1.5 150 0.556 100= 1.0解析计算法2分7.7.下列图为两级圆锥和斜齿圆柱齿轮传动，传递功率P=16KW,小锥齿轮转速n=1600r/min转号右面数值大于和小于16 6 分z z ni i，=1 i=1i=1 Ni i1递升的变应力不易产生破坏，是由于前面施加的较小的应力对材料不但没有使初始疲劳裂纹产生，而且对材料起了强化的作用，因此，此时上式等号右面数值大于2递减的变应力却由于开始作用了最大的变应力，引起了初始裂纹，那么以后施加的应力虽然较小，但仍能够使裂纹扩展，故对材料有削弱作用，因此使上式等号右面的值小于12 2 分6.6. 一

10、钢制零件受弯曲变应力作用，最大工作应力 bmax=250MPa,最小工作应力bmin=-50MPa ,材料性能rs=310MPa,r-1=280MPa,0=360MPa ,应力按r=C规律增长，综合影响系数Kff=1.5答:(2(2 分)1(2(2 分)A(0,二W020M (/me, b，)仃3|M mB(10)2K向ni如图所小,锥凶轮凶数Zi=21 , Z2=52 ,模数m=3mm,齿宽b=25mm;斜齿圆柱齿轮齿数Z3=22, Z4=91 ,法面模数mn=4mm试：1要使II轴上轴承所受轴向力为零，那么斜齿圆柱齿轮螺旋角P为多少？2在图上标出斜齿齿轮螺旋角口旋向3在图上标出第II轴上两

11、齿轮的圆 周力、径向力和轴向力的方向；4计算上述6个力的大小。1515 分解：2见图2 2 分3见图3 3 分17 7 分F二Fa2 r1二Ft1tan: cos12Ti(1 -0.5R)d-tan： cos11二2T2tan :Fa3= Ft3tan2T1Z2sin :tan、1= Z1/Z2d= mZ= 3 21d3mnZ3Zi(d3 3二mn nZ3 3/cos21 /52 = 0.404 ,、1= 22=63, R = d1. u21/2R= b/ R = 25/84.115 = 0.3II轴的轴向合力为0,即Fa2= Fa32T1(1 - 0.5 0.3) 63 sin1= 0.22

12、4J = 12 .944 4)(3(3 分)tan 20cos 22T1T2F =丁乙/乙,u = Z2/Z=63% 2.476且3sin4 222166= 9.55 10 P/n1= 9.55 1016/1600 = 95500N.mm= T1Z2/Z1= 95500 52/21 = 236476N.mm= 52 /21 = 2.4761 /2 = 84.115Ft2Fr2= Fa1(1-0.5R)d1二Ft1tan二sin12 95500 -= 3566.760N (1 -0.5 0.3)63=3566.760 tan 20sin 22= 486.352 N2T2To-cFt3 =- =

13、cos ,.2 236476cos12.9440/ 4 / 22 = 5237 .887 Nd3mnZ3Fr3= Ft3tan :0/cos ： = 5237.887 tan 200/ cos12.9440= 1956 .120 NrnFa3= Fa2= Ft3tan ? =5237.887 tan 12.944o=1203.870 N8.8.图示框架用两个M20的普通螺栓固定在厂房的钢梁上。螺栓用测力扳手预紧，许用平安系数S=2,框架承受径向载荷Q=40KN ,螺栓与被联接件的刚度分别为Cb b及Cm,m,而且设Cm m=4Cb b。 试求：1螺栓的总拉力取剩余预紧力为工作拉力的0.6倍 桶梁2作用在螺栓上的预紧力为多少？13该螺栓联接的强度是否满足？注：螺栓性能级别为5.8,/ 蟋栓d1二17.294mm8 8分/解:1螺栓总拉力F2=F+FI夕 . F=Q/Z=40000/2=20000N , FI=0.6F=12000N“QF2=20000+12