机械设计期末考试题

1、机械设计试题一、选择填空题1. 在循环变应力作用下，下面应力中影响疲劳强度的主要因素是 。A. 最大应力max B.最小应力 min C.平均应力m D. 应力幅 a2蜗杆蜗轮传动中，其传动比i的计算错误的是 _。A. i = m/n 2 B. i=Z2ZiC. i=d2d 13. 对渐开线圆柱齿轮传动，其大小齿轮的分度圆直径不同，小齿轮 1齿面硬度较高，则大 小齿轮的齿面接触应力H1与H2关系为。A.接触应力H1> H2B.接触应力H讦H2 C.接触应力H1V H24. 在圆锥齿轮和圆柱齿轮的二级传动机构中，通常将圆锥齿轮安排在 A.高速级B.低速级 C.都可以5. 在转速一定的情况下

2、，要减轻链传动的不均匀性和动载荷，应A.增大链节距和链轮齿数B增大链节距，减小链轮齿数C.减小链节距和链轮齿数D.减小链节距，增大链轮齿数6. 齿轮的疲劳点蚀通常首先出现在 。7. 为提高轴的刚度，应采取 的措施。A.合金钢代替碳素钢 B.用球墨铸铁代替碳素钢C.提高轴表面质量D.增大轴径8. 蜗杆传动的材料配对为钢制蜗杆和青铜蜗轮，则在动力传动中应该由 的强度来决定蜗杆传动的承载能力。A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆和蜗轮 D. 蜗杆或 蜗轮9. 一组同型号的轴承在同样条件下运转，其可靠度为 时能够达到或超过的寿命称为滚动轴承的基本额定寿命。10. 普通平键工作中，其工作面是 ，其主要的失效形式是

3、和。11. 中等转速载荷平稳的滚动轴承正常失效形式为 o A.磨损 B. 胶合C.疲劳点蚀D.永久变形12. 同一 V带传动用在减速时（小带轮为主动轮）和用在增速时（大带轮为主动轮）相比较，若主动轮转速不变，则传动所传递的功率较大的是 o13. 带传动在工作过程中，带内所受的应力有松边应力、紧边应力、 和带的最大应力发生在 o14. 在轴的计算中，轴径的初步估算是按照 确定的。A.抗弯强度B. 抗扭强度 C.轴段的长度 D.轴段上零件的孔径15. 下列四种型号的滚动轴承，只能承受径向载荷的是 oA. 6208B.N208C.30208D.51208二. 分析简述题（共28分）1. 设计一对闭式

4、软齿面直齿轮传动，如果其它参数都一样，齿数与模数有两种方案：（a）m=4mm 乙=20, Z2=60; （b） m=2mmz1=40， Z2=120。试问：1）两种方案的接触强度是否相同？弯曲强度是否相同？2）若两种方案的弯曲强度都能满足，贝拠种方案比较好？为什么？（8分）4. 带传动的主要失效形式有那些？带传动工作时为什么会出现弹性滑动的现象？弹性滑动 会引起什么样的后果？弹性滑动可否避免？ （8分）三. 一轴用同一型号一对角接触球轴承支承。已知Fr1 = 2000N，Fr2 = 1000N， 该轴所受轴向载荷FA = 800N （指向轴承1 ），要求按正装情况：（1 ）画出结构示意图， 并

5、在图上标出内部轴向力Fs1、Fs2的方向；（2 ）计算轴承的轴向载荷Fa1、Fa2的 大小。（取 Fs=0.68Fr） （6 分）四. 如图所示为圆柱齿轮一蜗杆传动，已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向，求（1）标出齿轮2所受轴向力Fa2的方向,齿轮1的轮齿旋向；（2）为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆 3轮齿的旋向，并标出蜗 轮4的旋向和旋转方向；（3）在蜗杆蜗轮啮合处标出蜗杆所受的轴向力 Fa3,圆周力Ft3 和径向力Fr3的方向。（#表示垂直纸面向里，。表示垂直纸面向外）（12分）五. 有一储气罐，罐盖用12个M20的普通螺栓（小径d117.

6、294 mm ,）均布联接。安装时每个螺栓的预紧力F=18000N气罐内径D=400mm气压P=1MPa螺栓采用45钢，许用 拉应力c= 160Mpa螺栓的相对刚度C10.8，试求（1）单个螺栓的总拉力 F。C1 C2（2）试校核螺栓强度（取计算直径 dc=d1）。（12分）六、一深沟球轴承6214所受径向载荷Fr = 3600N轴向载荷Fa= 1300N转速n = 2900 r / min,载荷平稳，其基本额定动载荷 C= 60800N若预期寿命L' h = 8000小时，试校核该 轴承的寿命。（已知判断系数e= 0.22，当Fa/ Fr<e时，X= 1，Y= 0；当Fa/Fr

7、 e 时， X 0.56，Y= 1.99） （12 分）机械设计试卷一、单项选择题1、 普通平键的截面尺寸是根据 按标准选择的。【】A.传递转矩的大小B.轮毂的长度C. 轴的直径2、 V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了 。【】A.限制弯曲应力B.使结构紧凑C.限制带轮包角3、 为了制造、测量方便，取三角带的 作为它的公称长度。【】A.内周长 B. 节线长 C. 外周长4、 角接触球轴承和圆锥磙子轴承的轴向承载能力随接触角的增大而_。【】A.增大B. 减少 C. 不便5、链传动中，链条的节数最好为 ，而链轮齿数为 。【】A.奇数，偶数 B.偶数，奇数C. 5的倍数，偶数6、 按纯扭矩

8、设计计算的轴径，一般作为轴的 直径。【】A.最细端 B. 最大 C. 平均7、 既传递转矩，又传递弯矩的轴称为 。【】A.心轴 B. 转轴 C. 传动轴&联接用的螺纹一般采用 螺纹，而传动用的螺纹一般采用 螺纹。【】A.三角形，梯形 B. 梯形，三角形 C. 其它，三角形9、非液体摩檫滑动轴承设计中，限制压强 p p的目的是A. 防止因压力过大而发热；B. 防止润滑油挤出，轴瓦过渡磨损；C. 防止因摩擦力矩大而起动难。10、 在滚动轴承的组合设计中，双支点单向固定方式适合于 。【】A.跨距小，温升小的轴；B.跨距大，温升大的轴；C.跨距大，温升小的轴。11、一对钢制标准齿轮啮合传动时，

9、两轮的 H1与H2， F1与F2。【】A.相等，不想等 B .相等，不一定 C .不一定，不一定12、当两轴具有一定的相对偏移量，且载荷较平稳，要求传递较大扭矩时，用。【】A .齿轮联轴器 B .凸缘联轴器 C .弹性柱销联轴器13、 滚动轴承寿命是在一定的可靠度下规定的，一般当可靠度是90%寸，能达到或超过的寿命称为滚动轴承的，所受载荷称为滚动轴承的。【】A .预期寿命，预期载荷B .最大寿命，最大载荷 C .额定寿命，额定动载荷14、 蜗杆传动的效率一般较其它传动低，这主要是因为在蜗杆传动中 。【】A.蜗轮速度很低 B .蜗杆头数很少 C .蜗轮蜗杆的相对滑动速度很大15、 有一汽缸盖螺栓

10、联接，若汽缸内气体压力在0 2Mpa之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为。【】A.对称循环变应力 B .脉动循环变应力 C .非对称循环变应力散热二、填空题16、齿轮传动的主要失效形式有： 17、闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，其主要原因是： 18、带传动中，弹性滑动与打滑的区别是： 19、 滑动轴承常用的材料有： 。20、论述链传动的主要特点：。四、计算题25、 如图所示，轴上装有一斜齿圆柱齿轮，轴支承在一对正装的7306AC轴承上。齿轮轮齿 上受到圆周力Fte=8100N,径向力Fre=3052N轴向力Fae=2170N,转速n=300 r/min，载荷系数 fp=1.2。试计算两个轴承

11、的基本额定寿命（以小时计）。（想一想：若两轴承反装，轴承的基本 额定寿命将有何变化?）（有关数据：7306AC，轴承 C 25600N，e 0.7。当 Fa / Fr e 时，X 0.41,Y0.85 ;当Fa /Fr e时，X 1,Y 0。内部轴向力 S 0.7F，3 ）26、 图示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数 Z1=Z2=20，Z3=60, Z4=2，Z5=40,轮1转向 如图所示，卷筒直径 D=136m。试求：（1）此时重物是上升还是下降？ 设系统效率n =0.68，为使重物上升，施加在轮1上的驱动力矩=10Nm，问重物的重量 是多少？2627五、改错题27、指出下面轴系结构图中

12、的错误并改正。28、图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正北京机械工业学院机械设计考题与答案一、是非题（有5小题，每题1分，共5分。正确在括号内写“T”错误在括号内写“F”1 双螺母防松结构中，如两螺母厚度不同，应先安装薄螺母，后安装厚螺母。（T ）2. 滚动轴承的轴向系数丫值越大，其承受轴向能力越大。（F ）3减速器的齿轮和滚动轴承可以采用不同的润滑剂。（T）4. 设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。（T ）5. 失效就是零件断裂了。 （ F ）二、选择题（有5小题，每题2分,共10分。在每小题的选项中，只有一项是符合题目要求的，把所选项的字母填在题中的横线

13、上）6. 温度对润滑油粘度的影响是随着温度的升高润滑油的粘度C 。A）提高B ）不变C ）降低7. 设计时键的截面尺寸通常是根据 D 从标准中选取。A）键传递的转矩 B ）轴的转速 C ）轮毂的长度 D ）轴的直径8. 下列四种叙述中_D_是正确的。A）变应力只能由变载荷产生 B ）静载荷不能产生变应力 C ）变应力是由静载荷产生D）变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生9. 从经济观点考虑，单件生产的齿轮减速箱的箱体最好采用C。A）灰铸铁铸造 B ）铸钢铸造 C ）钢板焊接10. 由下列不同材料制造的零件，其形状、尺寸、结构、表面加工情况和工作条件等完 全相同，其中有效应力集中系数最大的是

14、 B_。A） HT200灰铸铁 B ） 40CrNi 钢 C ） 45 钢三、填空题（有5小题，20个空，每空1分,共20分。把答案填在题中横线上）11 对下列各种零件至少举出一种常用材料的牌号，齿轮 45 , 40Cr ，滑动轴承轴瓦 ZQSn 10-1, ZQAI9-4 ，蜗轮轮缘 ZQSn10-1 ， ZQAI9-4 ，螺钉 逐5 ， 20 ，弹簧 65Mn 碳素弹簧钢丝，弹簧垫厂65Mn，滚动轴承套圈 GCr15 ，滚动轴承保持架08F ，键 45。12带传动的失效形式为打滑 和 疲劳破坏。因此,其主要设计依据为在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。13. 轴按承载分为

15、 心轴， 转轴 和 传动轴 。14. 螺纹联接按防松原理可分为摩擦防松 ，机械防松和其它防松 。15. 灰铸铁齿轮常用于开式传动中，这种齿轮的主要失效形式是磨损 。四、问答题（有5小题，每题4分,共20分）16. 什么是等强度设计？在设计中如何应用？答：一个机器的各零件或一个零件对于各种失效方式具有同样的承载能力。在设计中的应用有二：一是使各部分等强度，避免某些部分强度过大，浪费材料；二是 故意设置薄弱环节，过载时失效，使其它部分在过载时不致于损坏而得到保护。17. 什么是机械零件的失效？答：机械零件由于某种原因不能正常工作，叫失效。18. 滑动轴承计算中，计算p，pv，v各考虑什么问题？答：

16、p轴承磨损；pv发热；v 局部磨损。19. 齿轮传动中的载荷系数 CKKK.Kb, KKK.氐各为什么系数，各考虑什么因素对齿轮 传动的影响？答：齿轮传动中的载荷系数KmKKK. Kp中，Kx是使用系数，考虑外部因素引起附加动载荷 对齿轮传动的影响；是动载系数，考虑齿轮制造、安装误差等引起附加动载荷对齿轮传动 的影响；是齿间载荷分配系数，考虑多齿啮合间分配载荷的不均匀现象对齿轮传动的影响； Kp是齿向载荷分布系数，考虑载荷沿接触线分布不均的现象对齿轮传动的影响；20 .什么叫机械零件的计算准则？常用的机械零件的计算准则有那些？答：机械零件的计算准则就是为防止机械零件的失效而制定的判定条件，常用

17、的准则有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则等？五、分析题（有2小题，每题6分,共12分）21 . 一钢制液压油缸，缸内油压 P= 2.5MPa（静载），油缸内径D = 125mm缸盖由6个 M16的螺钉联接在缸体上.螺钉刚度Cb与缸体缸盖的刚度Cm之比为I/4，螺钉材料的性能等 级为5.6级，安全系数取S= 1.5，M16螺钉的小径d1=13.835mm若根据联接的紧密性要求，要求残余预紧力Q1.5F.试分析预紧力Q应控制在什么范围内才能满足此联接的要求 ？解1. 计算单个螺钉的工作拉力F （2分）油缸盖联接所受的载荷 F , =ppD/4，每个螺钉的工作拉力F= H/6

18、= px pD4/6 = 2.5p（125） 2/4/6 = 5113.27 N2. 计算允许的螺钉最大总拉力Q （2分）螺钉材料性能等级为 5.6级，s s = 300MPa许用应力s= Ss/S = 300/1.5 = 200MPa.由强 度条件 sca= 1.3Q/（ pd 2/4） < sQ<pd2s/4/1.3= p x 13.8352x200/4/1.3 = 23127.83 N3. 求预紧力Qp的允许范围（2分）1）按螺钉强度条件求允许的最大预紧力Q= Q十 Cb/ （Cb +Cm ） F< 23127.83 N Qp< 23127.83-0.2F = 2

19、3127.83-0.2 x 5113.27=22105.17 N2）按联接紧密性条件求最小的预紧力，根据联接紧密性要求，QA 1.5FQp = Q- Cm / ( Cb +Cm ) F=Q0.8F1.5F即Qp> 1.5F 十 0.8F = 2.3F = 11760.52 N由以上计算结果可知，预紧力 Q应控制为11760.52 N < QW 22105.17 N22传动装置，输入转矩为，输出转矩为T2,速比为i，总效率为，试证明T2= T1x i Xn答：设输入功率为P1 (kW，输出功率为R (kW，输入转速为n1 (r/min )，输出转速为 n2 (r/min )，/ T=

20、9.55 x 106x P/n(N.mm) P1= T1X n1/(9.55 x 106) P 2= T2X n2/(9.55 x 106)Vn = P2/ P 1=( T2 x n2/(9.55 x 106)/( T x n "(9.55 x 106)=T 2x n2/( T 1 x m)i= n 2/ n 1 n = T2/ T 1/i即 T 2=x i xn六、计算题（有2小题，每题6分,共12分）23. 一对46210角接触球轴承反安装，如 图1所示。已知轴承1和轴承2的径向载荷分 别为R=2000N,R=4000N,轴上作用的轴向载荷 Fa=800N（指向轴承2），轴承的派

21、生轴向力S的计 算式 S=0.68R, e=0.68，X=0.41, 丫=0.87。轴承 载荷有轻微冲击，载荷系数f f=1.2，工作温度不 大于120 C。试求：（1）轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A;（2）轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。解：（1）计算轴承的轴向载荷S=0.68R=0.68 x 2000=1360 N S=0.68R=0.68 x 4000=2720 NS、S2方向见图2因为 Fa+ 9=800+2720=3520 N> S所以轴承1 “压紧”，A1= Fa+ 5=800+2720=3520 （2 分）轴承 2 “放松” ，A2= S2=2720 N（2 分）（

22、2）计算轴承的当量动载荷轴承 1 A/R=3520/2000=1.76 > e=0.68,则取gio*RigRi图2第六大题第23小题答案图X1=0.41, 丫1=0.87P1=f f(XR+YA)=1.2 x (0.41 x 2000+0.87 x 3520)=3882.4 N (2 分) 轴承 2 A/ R=2720/4000=0.68 < e=0.68,则取X?=1, Y2=0P 2=f FX2R2=1.2 x 1x 4000=4800 N （2 分）24 已知V带传动中，最大传递功率P=8kW带的速度v=10m/s,若紧边拉 力F1为松边拉力F2的2倍，此时小带轮上包角1=

23、120，求：（1）有效拉力Fe；（2）紧边拉力F1； （3）当量摩擦系数f/。解：有效拉力 Fe =1000P/v=1000x 8/10=800 N （2 分）又知:Fl - F2= Fe, Fi=2F2则紧边拉力 Fi=2 Fe =1600 N（2分）FifeF2根据欧拉公式得 当量摩擦系数 f =ln（ F1/F2）/ a =ln2/（3.14 x 120/180）=0.693/2.0933=0.331 （2分）七、结构题（有4小题，每题分别为10分,2分，2分，2分，共16分）25. 图3中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴 器。试指出图中的结构错误（在图

24、中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误 的内容）（每指出一处，并正确说明错误内容和改正的，得1分，总分为10分）答:错误处见图3 （改正的图未示出 键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确； 轴承盖孔径应大于轴径，避免接触； 此处不应有键联接； 轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮； 轴应有轴环，使齿轮定位； 轴承应正装； 轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长； 左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片； 两轴承内侧应加封油环；箱体加工面与非加工面未分开。8机械设计试卷、单项选择题1普通平键的截面尺寸是根据按标准选择的。【C】A.传递转矩的大小B. 轮毂的长度 C. 轴的直径2、 V带传

25、动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了 。【A】A.限制弯曲应力B.使结构紧凑C.限制带轮包角3、 为了制造、测量方便，取三角带的 作为它的公称长度。【B】A.内周长 B. 节线长 C. 外周长4、 角接触球轴承和圆锥磙子轴承的轴向承载能力随接触角的增大而_。【A】5、链传动中，链条的节数最好为，而链轮齿数为。【B】A.奇数，偶数 B.偶数，奇数C. 5的倍数，偶数6、按纯扭矩设计计算的轴径，一般作为轴的直径。【A】A.最细端B.最大C.平均7、既传递转矩，又传递弯矩的轴称为。【B】A.心轴B.转轴C.传动轴&联接用的螺纹一般米用螺纹，而传动用的螺纹一般米用螺纹A.三角形，梯形B.梯

26、形，三角形C.其它,9、非液体摩檫滑动轴承设计中，限制压强p p的目的是。A.增大不便减少C.B.0【A三角形A.防止因压力过大而发热；B.防止润滑油挤出，轴瓦过渡磨损;C.防止因摩擦力矩大而起动难。10、在滚动轴承的组合设计中，双支点单向固定方式适合于 。【A】A.跨距小，温升小的轴；B.跨距大，温升大的轴；C.跨距大，温升小的轴。11 一对钢制标准齿轮啮合传动时，两轮的H1与H2， F1与F2 。【B】A.相等，不想等B .相等，不一定 C .不一定，不一定12、 当两轴具有一定的相对偏移量，且载荷较平稳，要求传递较大扭矩时，用 。【A】A .齿轮联轴器 B .凸缘联轴器 C.弹性柱销联轴

27、器13、 滚动轴承寿命是在一定的可靠度下规定的，一般当可靠度是90%寸，能达到或超过的寿命称为滚动轴承的，所受载荷称为滚动轴承的 。【C】A .预期寿命，预期载荷B .最大寿命，最大载荷 C .额定寿命，额定动载荷14、 蜗杆传动的效率一般较其它传动低，这主要是因为在蜗杆传动中 。【CA.蜗轮速度很低 B .蜗杆头数很少 C .蜗轮蜗杆的相对滑动速度很大15、有一汽缸盖螺栓联接，若汽缸内气体压力在 0 2Mpa之间循环变化，则螺栓中的应力变化规律为。【BA.对称循环变应力 B .脉动循环变应力 C .非对称循环变应力散热二、填空题16、 齿轮传动的主要失效形式有：轮齿折断 ；齿面磨损；齿面点蚀

28、；齿面胶合；塑性变形。17、闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，其主要原因是：蜗杆传动由于效率低，所以发热量大。在闭式传动中，如果产牛的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从 而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以必须根据单位时间内的发热量1等于同时间内的散热量2的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定的处于规定的范围内。18、带传动中，弹性滑动与打滑的区别是：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动， 称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。打滑是由于工作载荷过大带与 带轮间的显著相对滑动，是带的失效形式之一，应当避免。19、滑动轴承常用的材料有：轴承合金 ，如ZSnSb11

29、Cu6锡青铜，如ZCuSn10P1铸铁.HT200。20、论述链传动的主要特点：与带传动相比，链传动效率高，平均传动比准确，无滑动和打 滑现象；与齿轮传动相比，链传动制造与安装精度要求较低三、综合题21、比较以下几种传动的传动性能，并填入下表中（高、中、低等）齿轮传动蜗杆传动带传动链传动螺旋传动传递功率大小中大大效率高低中中高单级传动比中大中中-中心距小小大大-传动精度高高中中高022、请标出以下链传动的合理转动方向23、 图示为三级减速装置传动方案简图，要求总传动比i=50,这样布置是否合理？为什么？试 画出合理的传动方案简图（不采用蜗杆传动）。、：电动机和齿轮轴的减速连接应选用带传动，可缓

30、冲振动与噪音。：为保证准确的传动比，处的二级减速应选用圆柱齿轮，如选用斜齿轮，还可通过齿轮 旋向抵消轴向力。24、 图示传动中，已知小圆锥齿轮的转向，现想托起重物Q,问蜗杆的螺旋线方向如何？并 在图上标出蜗轮蜗杆和圆锥齿轮在啮合点各轮所受三个力的方向。23四、计算题25、如图所示，轴上装有一斜齿圆柱齿轮，轴支承在一对正装的7306AC轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力Fte=8100N,径向力Fre=3052N轴向力Fae=2170N转速n=300 r/min，载荷系数 fp=1.2。试计算两个轴承的基本额定寿命（以小时计）。（想一想：若两轴承反装，轴承的基本额定寿命将有何变化?)(有关数据：730

31、6AC ,轴承 C 25600N , e 0.7。当 Fa / Fr e 时,X 0.41,Y0.85 ;当时，X 1,Y0。 内部轴向力 S 0.7Fr ,3)1 10150£801解：求F"、Fr2FrHi 80 50 80 Fte 4984.62N，Fh 2 5050 80耳 3115.38N三2222FriFrvi FrHi 5014.1N，Frv24000.1N3°Fae 2509J求 Fa1、Fa2Fd1 eFr1 0.7 5014.13509.8N，Fd2 eFr2 0.7 4000.12800.1 NFa1 Fd13509.8 N，Fa2 Fd1F

32、ae 5679 N Fa1Fr1 0.7 e， x11，y10，RfP(x1Fr1y1Fa1)1.2 (1 5014.1)6016.6NR2f R(X2F r2y2 Fa2)1.2 (0.41 40000.85 5679)7761.5NLh/60n (CP)/60 300(/7761.5)26、图示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数 如图所示，卷筒直径 D=136mm试求：(1) 此时重物是上升还是下降？(2) 设系统效率n =0.68，为使重物上升，施加在轮 是多少？hZ1=Z2=20，Z3=60, Z4=2，Z5=40，轮 1 转向1上的驱动力矩T1=10Nm问重物的重量解:n4.411

33、3n5Z43， n n4 3n4， g 4n4n140220， n4n180n5，20広R aP5Fa2. Fr21.24 e x20.41 y20.8512w 一 n52 5w 2T1n1 aDn52 100.1836 0.68 8 103N因蜗杆右旋，所以重物上升。五、改错题(每小题5分，共10分)27、指出下面轴系结构图中的错误并改正。键的布置无法安装连轴器；端盖处应有轴肩；端盖与箱体间应有垫圈；端盖与 轴连接处应有密封圈；安装轴承处应有轴肩；套筒高度不能高于轴承内圈高度；与 齿轮配合的轴的长度应略小于齿轮宽度；轴承内圈应有定位轴肩；端盖卡紧端高度应 小于轴承内圈高度。#28、图中所示为

34、带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正131在常用螺旋传动中，传动效率最高的螺纹。【】A.三角形B.梯形C.锯齿形D.矩形2、两个被联接件不太厚时，宜采用 连接。【】A.双头螺柱B.螺拴C.螺钉D.紧定螺钉3、平键联接如不能满足强度条件要求时，可在轴上安装一对平键，使它们沿圆周相隔-o【】A. 90 度 B. 120 度 C. 135 度 D. 180 度4、设计链传动时链节数最好 o【】A.偶数B.奇数C.质数D.链轮齿数的整数倍。5、 蜗杆传动的主要失效形式是 o【 】A.齿面疲劳点蚀B.齿根的弯曲折断C.齿面的胶合和磨损D.齿面的塑性变形6、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要

35、是为了- o【】A.使结构紧凑B.限制弯曲应力C.限制带轮包角D.限制速度7、滚动轴承在基本额定动载荷 C作用下，当基本额定寿命为106转时，其可靠度为o【】A.10% B. 80% C.90% D. 99%8、对齿面硬度W 350HBS的闭式齿轮传动，其主要失效形式是o【 】A.轮齿折断B.齿面点蚀C.齿面胶合D.齿面磨损9、既传递转矩又承受弯矩的轴称为【 】A.心轴B.传动轴 C. 转轴 D.曲轴10、为实现间歇运动， 可选用 o14【 】A.螺旋机构B.槽轮机构 C.带传动机构D.链传动机构二、判断题1选用滑动轴承的润滑油时，转速越高，选用油的粘度越高。2、蜗杆传动，蜗杆头数越少，传动效

36、率越低。3、平键是靠键的两侧面来传递载荷。4、链节距越大，链速也越不均匀。5、螺纹的螺旋升角愈小，螺纹的自锁性能愈好。6带传动中的弹性滑动是可以防止的。7、向心滑动轴承验算压强P的实质是控制轴承发热量。8增大齿轮的模数，可以提高齿轮的接触强度。9、键是一种标准零件。10、一般情况下，链传动瞬时传动比恒定。三. 填空题1、闭式软齿面齿轮传动，一般应按-强度进行计算，然后再校核-2、 闭式蜗杆传动因为 所以要进行热平衡计算。3、 十字滑块联轴器属于 联轴器。4、在蜗杆传动中，当蜗杆与蜗轮轴交角为900时，蜗杆的轴向力与蜗轮的 等，方向相反。5、 带速v 30m/s是一般用来制造带轮。( )( )(

37、 )( )( )( )( )( )( )( )-强度。大小相6、齿轮的齿形系数与有关，齿形系数越大，轮齿的弯曲强度7、带传动工作时，带的最大应力发生在 。8滚动轴承的额定寿命是指可靠性为的寿命。9、 非液体摩擦滑动轴承常见的失效形式为 和。10、 花键联接按其齿形不同，可分为 、花键联接。四、简答题1、链传动与带传动相比较有哪些优缺点？2、轴上零件的轴向固定方法有哪些？3、齿轮传动的失效形式有那些？对开，闭式齿轮传动设计准则有什么区别？4、剖分式滑动轴承由哪几个部分组成 ？五、分析与作图题1画出带传动的应力分布图，并在图上标出S 1, S 2(拉应力)，S c (离心应力)和S b1,S b2

38、(弯曲应力)，最大应力发生在什么部位？ S max =?2、图示蜗杆-斜齿圆柱齿轮传动，蜗杆主动，蜗杆转向及螺旋线方向如图，要求：(1) 画出U轴的转向及蜗轮2的螺旋线方向；(2) 要求U轴上轴向力抵消一部分，定出齿轮 3、4的螺旋线方向；在图上画出蜗轮2及齿轮4的各分力方向。33、分析图示结构设计的错误题（用数字标出并说明）4、试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图螺钉联接双楔键联接175000h，选用轴承型号7307AC，已查得C 33400N , e 0.7 , Sy六、计算题如图所示，已知轴承1径向载荷 R2100N，轴承2径向载荷R21200N，轴向外载荷Fa 900N，轴承转

39、速n 1500r/min，运转中有中等冲击fp 1.2，室温工作，预期寿命ALh0.7R 丘 e 时，x 1，一、填空题及选择填空题（27分，每空1分）1. 当动压润滑条件不具备，且边界膜遭破坏时，就会出现流体摩擦、 边界摩擦和干摩擦同时存在的现象，这种摩擦状态称为 混合摩擦。2. 一公称直径为d=16mn的螺纹副，螺纹头数n=2,螺距p=4mm,螺纹中径d2=D2=14mm牙侧角B =15o,螺纹副材料的当量摩擦系数f'=0.080.10,经计算该螺纹副_a_自锁性要求。a.满足b.不满足3. 导向平键连接的主要失效形式是工作面的磨损，设计时通过限制工作面间的压强来进行耐磨性计算；半

40、圆键的缺点是 键槽对轴强度削弱较大，所以主要适用于轴端。4. 作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为 © =40o，相应的V带轮轮槽的两侧面夹角则_b。a.大于40o b.小于40o c. 等于40o。5. 传动带所能传递的最大有效圆周力 Fmax与初拉力F。、带在小带轮上的包角a 1、带与带轮间的摩擦系数f等因素有关，它们的值越大，Fmax就越大。当传递的外载荷超过 最大有效圆周力下的承载能力时，带在带轮上发生打滑现象；而且在传动比大于1的情况下，打 - '*滑总是先从小带轮上开始的，其原因是 带在小带轮上的包角小于 大带轮上的包角 （或 带在大带轮上的包角大于小带轮上的包角

41、 ）。6. 齿轮传动的五种主要失效形式中，最严重、必须避免的失效形式 是轮齿折断;软齿面闭式齿轮传动最主要的失效形式是齿面疲劳点 蚀；高速重载齿轮传动易发生 热胶合;轮齿的塑性变形常发生在 齿面材料较软、低速重载、频繁起动的传动中。7. 下列齿轮参数中，对齿形系数 Yf没有影响的是_e。a.齿数b. 变位系数c. 齿顶高系数d.压力角e. 模数8. 按国家标准GB/292-93规定，型号7212 C/DB轴承的类型为 角接触球轴承,宽度类型为上 系列，精度等级为_P0_，公称接触角a = 15_o。9. 对于转动的滚动轴承，其主要失效形式是疲劳点蚀,对于不转动、低速或摆动的轴承，主要失效形式是

42、 局部塑性变形，对于高速轴承，发热以至胶合是其主要失效形式。10. 滑动轴承一般由轴颈、轴瓦、轴承座三者组成，其失效形式主要是胶合和磨损 ，主要发生在轴瓦 上。二、问答题（24分,每小题4分）1. 齿向载荷分布系数 氏的物理意义是什么？改善齿向载荷分布不均匀状况的措施有哪些？氐的物理意义一一考虑沿齿宽方向载荷分布不均匀对轮齿应力的影响系数。（2分）措施：（答出以下 7点中 3点以下者 1分，答出 3点以上者 2分）1）齿轮的制造和安装精度T2）轴、轴承及机体的刚度T3）齿轮在轴上的布置合理选择4）轮齿的宽度设计时合理选择5）采用软齿面通过跑合使载荷均匀6）硬齿面齿轮将齿端修薄、或做成鼓形齿7）

43、齿轮要布置在远离转矩输入端的位置。2. 试述齿轮传动的设计准则 评分标准：以下 4 点各点 1 分（1）软齿面闭式齿轮传动： 通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲 劳强度。（2）硬齿面式齿轮传动： 通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计，然后校核齿面接触疲劳 强度。（3）高速重载齿轮传动，还可能出现齿面胶合，故需校核齿面胶合强度。（4）开式齿轮传动： 目前多是按齿根弯曲疲劳强度进行设计，并考虑磨损的影响将模数 适当增大（加大 1015%）。3. 按照轴所受载荷类型的不同，轴分为那几种类型？并分别举例说明。评分标准：以下 3 点各点 1 分，举例正确合计 1 分。（1）仅受弯矩M的轴心

44、轴，只起支撑零件作用，如自行车前轴。（2）仅受转矩T的轴一一传动轴，只传递运动和转矩不起支撑作用，如汽车后轮传动轴。（ 3）既受弯矩又受转矩的轴转轴，既起支撑又起传运动和转矩作用，如减速器的输 出轴。4给出滚动轴承的当量静载荷 P0的定义。当量静载荷 是一个假想载荷，其作用方向与基本额定静负荷相同，而在当量静载荷作用 下，轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形 总量相同。（ 4 分）5同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？评分标准： 以下 6 点中， 答出 12 点 2 分，答出 34 点分 3 分，答出 56 点 4 分1）在高速重载下能正常工作，寿命

45、长；2）精度高；滚动轴承工作一段时间后，旋转精度J3）滑动轴承可以做成剖分式的 能满足特殊结构需要。如曲轴上的轴承；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击。5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。6）起动摩擦阻力较大。6在一些基本假设条件下，流体形成动压的必要条件是什么？ 评分标准：答出 1 点 2 分，答出 2点 3 分，答出 3 点 4分1）流体必须流经收敛间隙 , 而且间隙倾角越大则产生的油膜压力越大。2）流体必须有足够的速度；3）流体必须是粘性流体。三、分析计算题（ 29分, 第一小题 19 分，第二小题 10 分）1一重物匀速升降装置采用如图 a 所示的电机

46、+圆柱蜗杆传动系统，已知蜗杆传动的模数m=8mm蜗杆头数及分度圆直径分别为 Zi=1、di=80mm蜗轮齿数Z2=50,卷筒直径D=250mm 重物匀速升降的速度v=40m/min，最大载重量 W为4kN，工况系数Ka按1.0计，试分析、 计算提升重物时的下列问题：1） 该装置以40m/min的速度匀速升起重物1m时，蜗杆应转多少转？并在图中标明蜗杆的 转向、蜗轮轮齿旋向、节点位置处蜗杆及蜗轮的受力方向。（5分）2） 若蜗杆与蜗轮齿面间当量摩擦系数f ' = 0.18，该机构能否自锁？ （ 2分）3） 若重物W4kN,传动装置总的传动效率为 n =0.5，试计算出电机的输出转矩 Tm应

47、是多 少？（ 2分）4） 若蜗轮轴采用如图b所示的两个角接触轴承 7209 C支撑形式，L=100mm蜗杆传动效 率n 1 = 0.7，卷筒、联轴器（连接蜗轮轴与卷筒轴）、蜗轮轴上轴承的效率合计为n 2 =0.8，轴承7209 C的基本额定动载荷和基本额定静载荷分别为 C = 29800N C0 = 23800N, 其内部轴向力S=0.4 Fr，径向载荷系数X和轴向载荷系数丫分别为0.44和1.36，t=1.0， fp=1.5，试计算轴承II的寿命Lh为多少小时？ （ 10分）20图弘重物升降装置传动系统简图(1 分)1 )蜗杆转：1*50/(3.14*D)=50/(3.14*0.25)=63

48、.69(蜗轮转速：40/( 3.14*0.25)=50.96r/min蜗杆转向(1分)、蜗轮轮齿旋向(1分)、蜗轮蜗杆受力分析方向如图所示(2分)。2)tanz1m/d1 1 8/80 0.1tan0.18tan tan3)结论：该机构满足自锁性条件。 写出公式得1.5分，结论正确得0.5分写出公式得1分，结论正确得1分。W 4kNT卷筒 Tw W D/24000 250/2500000 NmmTw5 105-w- -4.Tm2 10 Nmm炉=4测 i 0.550心询-Tw L>f2- 4000 x25O /2-50X00T,=乂 山=d 25 xlO'伽M-n它互=匕点

49、9;幻 LI = D 17257 H l0J 谄 5D x0.7屜翌竺匹土1"佃皿诂 £i,J?題 a8x501 e 480旳=孤=(.44643 x10 1 M耳丄鬥心 tuia= Rti t*±ia= 3.125 ytMi20* mIO 3 =1.13741 mIO3 N= 77 + J = V3-12；? +1.137411 xio 5 = -/L0i5932a xiaJ =3.3255 xlOJN轴胆的径向支反加氏7 =5歸"“心庆K肌=口那xlO212 X100柚飙的 f圣向支反恢=兀一良-1 21635 )x10J =2 10921 xl0s

50、 JT £>, =0.4fij = 0.4 1：21635 <103 =0.4S654 xlO5 JVE” =0.4, = 0 4 x2 10921 xlOJ = 0.S436S4 xlOJ J/i旳 -(P .-4S654 i 0 .44643 ) xlO3 - 0 .93297 xlO5JV> - .84384 xlO3 孔” =£ + 旳=0.93297 xlO只需计算轴敵J的寿命和叭17氏=才尺”=(0.44 xO.843S34 + 1 36 xO ?3297) xlO J = 1 64xlO3W匚=旦一心*翻.宀勢购炯60n60 xJ0.S)6

51、1 5xl.64xlOJ*000丄产200' ad图匚托架【圈中尺寸血位：mm）Mlmaxli26 106 227.54 227.526593.41(N)4）公式、步骤都正确得9分（其中：轴承寿命计算公式占 5分），计算结果正确得1 分。2图c所示为一托架，20kN的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连 接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为 0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连 接件都不会被压溃，试计算：1）该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F'至少应大于多少？（接合面的抗弯剖面模量 W=12.71X 10間 （7分）2） 若受力最大螺栓处

52、接合面间的残余预紧力F''要保证6956N,计算该螺栓所需预紧力 F '、所受的总拉力Fo0 （3分）1）（1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力情况分解成下图所示的受轴向载荷Q和受倾覆力矩M的两种基本 螺栓组连接情况分别考虑。（2分）（2）计算受力最大螺栓的工作载荷 F: （1分）Q使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为F1夕晋0 5000（N）倾覆力矩M使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，其值为:22i 1显然，轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大，均为:F F1F2 11593.41(N)（3）根据接合面间不出现间隙条件确定螺栓所需的预紧力F'

53、: （4分）预紧力F'的大小应保证接合面在轴线右侧不能出现间隙，即：侧边界=勺F 一 apQ -AF'% 二 2二4严220x(600 -200)8S00022000（畑）4Fl4 严4 2 F'b科胃二二I 丄kgu J欢 A 220 x (600 - 200)8800022000(1% =小=° 恥 20000 =第用A220x(500-200)如 叫市-220x(60tf-2OCP)v 2 卩口12F'° 注毗界二 bpP_ 右#_匚弼"iOO-0 1590 47" 0.05() >0.'.F'

54、 > (a. 1 59 + 0.476) X 22000 = 0.635 x 22000 = 13970()结论：为保证接合面不出现间隙卜螺栓的预囑力护至少应大于旳。讥2) 若 F'' =6956N 贝U： ( 3 分)F'=险)F = 6Q56 + 3.7x11SQ .41 = 15071 _43(.M死=F + F"=11593 .41+6955 =18548.41(/0四、结构题(20分)1试说明实现轴上零件轴向固定的五种方法，并分别画出相应于各种轴向固定方法的结构图;画出模锻轮坯、腹板式大齿轮在转轴的轴端实现轴向固定与周向固定的结构图(要求齿轮也要画出来)。(12分)评分标准：轴