《机械设计》试题及答案

1、?机械设计?试题A一、填空每空1分,共20分1,在疲劳曲线上,以循环基数No为界分为两个区：当NNo时,为区；当N<N0时,为区.2 .刚度是指机械零件在载荷作用下反抗的水平.零件材料的弹性模量越小,其刚度就越.3 .润滑油的性越好,那么其产生边界膜的水平就越强；越大,那么其内摩擦阻力就越大.4 .为改善润滑油在某些方面的性能,在润滑油中参加的各种具有独特性能的化学合成物即为.5 .正是由于现象,使带传动的传动比不准确.带传动的主要失效形式为和.6 .蜗杆传动的主要缺点是齿面间的很大,因此导致传动的较低、温升较高.7 .链传动水平布置时,最好边在上,在下.8 .设计中,应根据被联接轴的转

2、速、和选择联轴器的型号.9 .径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为而与之比称为偏心率名.10 .对于普通平键,考虑到载荷分布的不均匀性,双键联接的强度按个键计算.二、判断题每题1分,共10分正确的划,错误的划“X1 .十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件,因此属于刚性联轴器2 .两摩擦外表的粗糙度值越小,那么越容易实现液体动力润滑.3 .在计算转轴的强度时,平安系数法比当量弯矩法更精确.4 .相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等,旋向相反.5 .闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算,确定传动的几何尺寸,然后校核齿根弯曲疲劳强度.6 .由于链传动不需要张紧力,故作用在轴上的载荷

3、较小.7 .正是由于过载时产生“弹性滑动,故带传动对传动系统具有保护作用8 .楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键.9 .性能等级为6.6级的螺栓,其屈服点<Ts=600MPa.10 .机械零件的计算分为设计计算和校核计算,两种计算的目的都是为了预防机械零件在正常使用期限内发生失效.三、简做题每题5分,共20分1 .简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象?2 .对于滚动轴承的轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承？3 .简述形成稳定动压油膜的条件？4 .解释名词：滚动轴承的寿命；滚动轴承的根本额定动载荷.四、15分某轴用一对同型号角接触球轴承支承,受力情况如下图.：内

4、部轴向力Fs=0.68Fr,Fx=900Ne=0.68.当F-ae时,X=1,Y=0;当FAFrFr五、15分如下图的螺栓组联接,外载荷Fri=4000NFr2=2500N>e时,X=0.41,Y=0.87.问哪个轴承的寿命低?F=5KN,各有关几何尺寸如下图.试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷Fsmax六、20分设计一个标准直齿圆柱齿轮传动,传动比i=3.2,允许传动比有不超过±5%的误差.通过强度计算已确定中央距a=320mm,模数m>3mm,取齿宽系数5d=1.试确定以下几何尺寸：m、介z2、d、d2、b1、b2.模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、

5、7、8、?机械设计?试题A标准答案一、填空每空1分,共20分1,在疲劳曲线上,以循环基数N0为界分为两个区：当N?N0时,为无限寿命区区；当N<N0时,为有限寿命区区.2 .刚度是指机械零件在载荷作用下反抗弹性变形的水平.零件材料的弹性模量越小,其刚度就越小.3 .润滑油的油性越好,那么其产生边界膜的水平就越强；粘度越大,那么其内摩擦阻力就越大.4 .为改善润滑油在某些方面的性能,在润滑油中参加的各种具有独特性能的化学合成物即为添加剂.5 .正是由于弹性滑动现象,使带传动的传动比不准确.带传动的主要失效形式为打滑和带的疲劳破坏o6 .蜗杆传动的主要缺点是齿面间的相对滑动速度很大,因此导致

6、传动的效率较低、温升较周IO7 .链传动水平布置时,最好紧边边在上,松边在下.8 .设计中,应根据被联接轴的转速、转矩和直径选择联轴器的型号.9 .径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为相对间隙而偏心距与半径间隙之比称为偏心率名.10 .对于普通平键,考虑到载荷分布的不均匀性,双键联接的强度按1.5个键计算.二、判断题每题1分,共10分正确的划,错误的划“X1 .十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件,因此属于刚性联轴器.X2 .两摩擦外表的粗糙度值越小,那么越容易实现液体动力润滑.V3 .在计算转轴的强度时,平安系数法比当量弯矩法更精确.V4 .相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等,旋向

7、相反.X5 .闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算,确定传动的几何尺寸,然后校核齿根弯曲疲劳强度.x6 .由于链传动不需要张紧力,故作用在轴上的载荷较小.V7 .正是由于过载时产生“弹性滑动,故带传动对传动系统具有保护作用.X8 .楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键.X9 .性能等级为6.6级的螺栓,其屈服点仃s=600MPa.X10 .机械零件的计算分为设计计算和校核计算,两种计算的目的都是为了预防机械零件在正常使用期限内发生失效.,三、简做题每题5分,共20分1 .简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？答：由于在开式齿轮传动中,磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度

8、还快,在点蚀形成之前,齿面的材料已经被磨掉,故而一般不会出现点蚀现象.2 .对于滚动轴承的轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承？答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中,一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动,另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动,两个轴承的固定共同限制轴的双向串动.3 .简述形成稳定动压油膜的条件？答：1两摩擦外表之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2两摩擦外表之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3两摩擦外表之间必须有足够的相对运动速度；4最小油膜厚度处外表不平度顶峰不直接接触.4 .解释名词；滚动轴承的寿命；滚动轴承的根本额定动载荷.答：1滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外

9、圈滚道以及滚动体,任一元件出现疲劳点蚀之前,两套圈之间的相对运转总转数.也可用恒定转速下的运转小时数表示；2根本额定动载荷即根本额定寿命为106转时,轴承所能承受的最大载荷.四、解：1Fsi=0.68Fri=0.68父4000=2720N1.5分1.5分Fs2=0.68Fr2=0.68父2500=1700(N)(2)Fs2+Fx=1700+900=2600(N)<Fs1=2720(N)故FA1=Fs1=2720(N)Fs1-Fx=2720-900=1820(N)>Fs2=1700(N)故Fa2=Fs1-Fx=1820(N)FA1FR12720=0.68=e,贝Ux=1,4000丫=

10、0.FP1=fP(X1FR1+Y1FA1)=fPm(1x400卅0x2720=4000fP(N)FA2FR21820-=0728>e,贝UX=0.41,Y=0.87o2500FP2-fP(X2FR2Y2FA2)-fP(0.4125000.87182()=3500fp(N)由于FP1>FP2,故轴承1的寿命短.五、解：1将F向螺栓组形心平移,同时得转矩TT=500XF=5X105在F作用下,各螺栓所受横向力为3F=510=1250(N)3分在T作用下,各螺栓所受横向力也相等,为Fs2rT4r2T4r_2.5_106_4、802802=5524.3(N)显然,1、2两螺栓所受的横向力最

11、大,为Fsmax=Fs12Fs22-2Fs1Fs2COS：22=125025524.32-212505524.3cos135=6469(N)、"/-1/、2a2320六、斛：(1)由a=m(z1+z2)得z1+z2=2mm取m=5(mm)(应为标准值)2分2320z2=iz1=3.2z1那么z1+z2=128(1)2分(2)2分联立(1)、(2)解得z1=30.47,z2=97.53z1=30,z2=984分第5页d1=mz1=5父30=150(mm)d2=mz2=5父98=490(mm)2分b=ddi=1父150(mm)2分取b2=b=150(mm),b1=b2+10=150+10

12、=160(mm)4分1 .1,汪：此题王要考祭：m是否为标准值？是否满足a=(d1+d2)=m(z1+z2)?各参数和尺寸取2 2值圆整是否合理？(为便于装配和调整,将小齿轮B增加510mm)«机械设计?试题一、填空每空1分,共20分1 .当所受轴向载荷通过时,螺栓组中各螺栓承受的相等.2 .从结构上看,带轮由、轮辐和三局部组成.3 .在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中,以为计算点,把一对轮齿的啮合简化为两个相接触的模型.4 .按键齿齿廓曲线的不同,花键分为花键和花键.5 .请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：和.6 .疲劳曲线是在一定时,表示疲劳极限仃恻与之间关系的曲线.接触的

13、零件,在载荷作用下,接触处局部产生的应力称为和.和不超过许用值.联轴器,凸缘联轴器属于7 .理论上为接触或接触应力.8 .开式齿轮传动的主要失效形式是：9 .径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、10 .在类型上,万向联轴器属于联轴器.二、选择填空每空1分,共10分1.以下磨损中,不属于磨损根本类型的是只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是1粘着磨损；2外表疲劳磨损；3磨合磨损；4磨粒磨损.2.在通过轴线的截面内,的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内,的齿廓一侧为直线,另一侧为曲线.1阿基米德蜗杆；2法向直廓蜗杆；3渐开线蜗杆；4锥蜗杆.3、对于直齿圆柱齿轮传动,其齿根弯曲疲劳强度主

14、要取决于；其外表接触疲劳强度主要取决于.1中央距和齿宽；3中央距和齿数；4、对于径向滑动轴承,1整体式；3调心式；2中央距和模数；4模数和齿宽.轴承必须成对使用轴承具有结构简单,本钱低廉的特点;2剖分式；4调隙式.5 .在滚子链传动的设计中,为了减小附加动载荷,应1增大链节距和链轮齿数；2增大链节距并减小链轮齿数;3减小链节距和链轮齿数；4减小链节距并增加链轮齿数.6 .对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是联接.1普通平键；2半圆键；3楔键；4切向键三、简做题每题5分,共20分1 .画图表示机械零件的正常磨损过程,并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段?2 .简述Miner法那么即疲劳损伤线

15、性累积假说的内容.3 .简述齿向载荷分布系数Kp和齿间载荷分配系数K仪分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响?4 .试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响.四、15分某材料的力学性能为：仃=350MPa,m=9,N0=5X106,对此材料进行对称循环疲劳试验,依次加载应力为：1CT1=550MPa,循环次数ni=5X104；2仃2=450MPa,循环次数5.n2=2x10；3仃3=400MPa.求：发生疲劳破坏时,仃3的循环次数n3=?六、18分图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承.蜗杆所受轴向力Fx=580N,两轴承的径向力为：FR1=935N,FR2=1910N,载荷性质系数fP=1.

16、1.试计算两个轴承的当量动载荷.注：*内部轴向力FS=eFR,e=0.36.*当且We时,X=1,丫=0;当旦e时,X=0.41,丫=0.87.FrFroL9FR1八、17分图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统.：I轴为输入轴,转向如下图,输出轴功率P5KW,转速n157rpm,各轮齿数为：z1=25,Z2=60,Z3=22,Z4=84,设效率为100%.（1） 在图中标出各轮转向,并计算各轴的转矩.（2） 为使2、3两轮的轴向力方向相反,确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向.in(3)在图中标出niK1E2、3两轮在啮合点处所受各分力(Ft、Fr、Fx)的方向.?机械设计?试题标准答

17、案一、填空每空1分,共20分1 .当所受轴向载荷通过螺栓组形心时,螺栓组中各螺栓承受的轴向工作拉力相等.2 .从结构上看,带轮由轮毂、轮辐和轮缘三局部组成.3 .在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中,以节点为计算点,把一对轮齿的啮合简化为两个圆柱体相接触的模型.4 .按键齿齿廓曲线的不同,花键分为矩形花键和渐开线花键.5 .请写出两种螺纹联接中常用的防松方法：双螺母等和防松垫圈等.6 .疲劳曲线是在应力比一定时,表示疲劳极限仃与循环次数之间关系的曲线.7 .理论上为点接触或线接触的零件,在载荷作用下,接触处局部产生的应力称为接触应力.8 .开式齿轮传动的主要失效形式是：齿面的磨粒磨损和断齿.

18、9 .径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、速度和pv值不超过许用值.10 .在类型上,万向联轴器属于无弹性元件的挠性联轴器,凸缘联轴器属于刚性联轴器.二、选择填空每空1分,共10分1 1粘着磨损；3磨合磨损；2 .在通过轴线的截面内,1直线,另一侧为曲线.1阿基米德蜗杆；3渐开线蜗杆；1.以下磨损中,不属于磨损根本类型的是3只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是2.2外表疲劳磨损；4磨粒磨损.的齿廓为直边梯形；在与基圆柱相切的截面内,3的齿廓一侧为2法向直廓蜗杆；4锥蜗杆.3、对于直齿圆柱齿轮传动,1.1中央距和齿宽；3中央距和齿数；4、对于径向滑动轴承,1整体式；3调心式；其齿根弯曲

19、疲劳强度主要取决于4;其外表接触疲劳强度主要取决于2中央距和模数；4模数和齿宽.1轴承具有结构简单,本钱低廉的特点；3轴承必须成对使用.2剖分式；4调隙式.5 .在滚子链传动的设计中,为了减小附加动载荷,应4.1增大链节距和链轮齿数；2增大链节距并减小链轮齿数；3减小链节距和链轮齿数；4减小链节距并增加链轮齿数.6 .对中性高且对轴的削弱又不大的键联接是1联接.1普通平键；2半圆键；3楔键；4切向键.三、简做题每题5分,共20分1 .画图表示机械零件的正常磨损过程,并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段?答：主要经历三个阶段：磨合磨损阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段.2 .简述Miner法那

20、么即疲劳损伤线性累积假说的内容.答：在规律性变幅循环应力作用下,各应力对材料造成的损伤是独立进行的,并可以线性地累积成总损伤,当各应力的寿命损伤率之和等于1时,材料将会发生疲劳.3 .简述齿向载荷分布系数Kp和齿间载荷分配系数K分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？答：系数K考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响；系数Kq考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响.4.答:试分析张紧力F0对带传动正反两方面的影响.张紧力F0越大,那么带传动的承载水平就越大,但同时带中所受的拉应力也越大,从而降低带的寿命;张紧力越小,虽可减小带中的拉应力,提升带的寿命,但带传动的承载水平会降低.四、解:(1)由疲劳曲线方程m二1N°aNi=8.6104)mN0(2)N2N3根据Miner法那么5104_48.610No1Ni21058.2104505106550寥5".6N2n3-=1N3%/512.851