机械设计期末考试试卷-机自15级B卷(含答案)

1、四、简答题（共25分）第1页共10页四、简答题（共25分）第1页共10页20152016学年第一学期期末考试试题B卷考试科目：机械设计考试时间:120分钟试卷总分：100分考试方式：闭卷考试考生系：机械学院（注：答案集中填于1-4页答题纸）题号-一一二三四五六七八九十总分得分评卷教师一、填空题（每题1分，共20分）防止螺旋畐ij在受载时发生相对转动。正多边型、多边形。降低摩擦阻力、散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀。普通螺纹、a二60。轴径、压溃6.uu。12二、选择题（每题1分，共15分）题号12345678910CBBBAACACC题号1112131415BDCBD三、判断题（每题1分

2、，共10分）题号12345678910VXXVVXVVVV1（3分）答:机器的三个基本组成部分是：原动机部分、执行部分和传动部分。传动装置的作用：介于机器的原动机和执行部分之间，改变原动机提供的运动和动力参数，以满足执行部分的要求。2（3分）答:在相互连接方面，机器与零件有着相互制约的关系；在相对运动方面，机器中各个零件的运动需要满足整个机器运动规律的要求；在机器的性能方面，机器的整体性能依赖于各个零件的性能，而每个零件的设计或选择又和机器整机的性能要求分不开。3（5分）【答】带传动中的弹性滑动是由于带松边和紧边拉力不同，导致带的弹性变形并引起带与带轮之间发生相对微小滑动产生的，是带传动固有的

3、物理现象。带传动中由于工作载荷超过临界值并进一步增大时，带与带轮间将产生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。4（5分）答：预紧可夹紧被连接件，使连接接合面产生压紧力（即预紧力），它能防止被连接件的分离、相对滑移或接合面开缝。适当的预紧力，可提高连接的可靠性、紧密性。静载下，连接螺纹副中由于预紧和自锁，螺母和螺栓头部的支承面摩擦力可有效地放止连接松脱，但在冲击、振动及变载荷作用下或当高温、温度变化较大时，连接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或瞬时消失，使螺母松脱，导致连接失效。而螺纹连接一旦失效，轻者影响机器正常运转，重则机毁

4、人亡，因此，螺纹连接过程中不仅要有适当的预紧，还必须采取有效、合理的防松措施。5（4分）答：齿轮的强度计算准则有：（1）保证齿根弯曲疲劳强度；（2）保证齿面接触疲劳强度。在软、硬齿面搭配的设计中，大齿轮的齿面硬度要低于小齿轮是因为：对于金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为3050HBS或更多，当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差、且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高大齿轮齿面的疲劳极限。6.（5分）答：磨损图如右图所示。磨合磨损阶段：是指在机器使用初期，为改善机器零件的适应性、表面形态和摩擦相容性的磨损过程；稳定磨损阶段：磨损率保持

5、不变，属于正常工作阶段；失效磨损阶段：磨损率急剧增加，使工作条件迅速恶化，导致失效。五、综合题（共10分）第2页共10页第 页共10页第 页共10页1.（5分）解：处错误有四：（1）键的方向应与齿轮处的键在一条直线上；（2）联轴器上的键槽应贯通；（3）键的上表面与键槽间应有间隙；（4）此处应有局部剖面线。联轴器与轴端压板配合处应内凹，否则无法与另一关联轴器相联。半联轴器不应与透盖相接触；应有装密封圈透盖处应有装密封圈的槽，且密封圈槽与轴之间应有间隙。定位套壁厚太大，轴承内圈无法拆除。齿轮应比相配合的轴段长1-2mm；轴肩太高，轴承无法拆除。闷盖与箱体间应有密封圈。2.（5分）答：1）蜗轮的转向

6、n2：根据螺旋副的运动规律，确定蜗轮按逆时针方向转动如图。2）蜗轮轮齿螺旋线方向：根据蜗杆传动正确啮合条件丫=0，蜗轮的螺旋线方向应为左旋。3）各力的方向如图。六、计算题（共20分）1（6分）解：此螺栓联接受预紧力，横向载荷F由接合面之间的摩擦力来承担。已知摩擦面数目m=2，摩擦系数f=0.2螺栓数目Z=4，可靠性系数K二1.2,安全系数S=3，总载荷为静载荷F=28000N。V确定许用应力。因所用螺栓性能等级为4.6级，故可知其屈服强度b二240MPa，安全系数S=3，故许用应力b=b:S=2403=80MPa。sp1.2x280004x2x0.2确定单个螺栓的预紧力F：=21000NKFF

7、=pZmf(3)确定螺栓的最小计算直径d1因螺栓受预紧力，故螺栓的最小计算直径为:11.3x4F,1.3x4x21000dp=20.85mm1兀b3.14x80故所用螺栓允许的最小直径为20.85mm。2(6分)解：对轴系进行受力分析，如下图所示:FaR、R分别为轴承1、轴承2所受的径向力，S、S分别为轴承1、2的内部派生轴向力。1212求轴承径向载荷R、R12分别对两支点处取矩，则根据力矩平衡有R=L1+L2F=40+200 x1640=1968NLr2002L40R=1F=x1640=328NLr2002求轴承内部派生轴向力S=0.68x1968=1338.24N，S=0.68x328=2

8、23.04N12因为S+F二223.04+40二263.04Nb2,其齿面接触应力的大小为AaH1=aH2BaH1aH2CaH1aH2为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取的措施。A增大螺栓刚度B适当减小预紧力8、9、C减小螺栓刚度D减小被联接件刚度普通平键的主要失效是.A.工作面被压溃或键被剪断C.工作面产生过度磨损带传动工作时，设小带轮为主动轮，A.进入大带轮处BB.工作面产生胶合破坏D.键被弯曲折断则带的最大应力发生在带离开大带轮处C.进入小带轮处D.离开小带轮处10、螺纹联接防松的根本问题在于A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的

9、刚度11、齿面硬度HBW350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为A.齿面磨损齿面点蚀齿面胶合轮齿折断12、带传动设计中，应验算小带轮包角不要过小，这是为了A提高传动寿命；B减小对轴的压力;13、C减小结构尺寸;D提高摩擦力保证有一定承载能力下列滚动轴承中角接触球轴承是：A、6210;B、N2218;C、7020AC;D、32307/P514、C.链传动以下各传动中，需要进行热平衡计算的是_A.直齿圆柱齿轮传动B.蜗杆传动15、利用键实现轴毂连接的结构中，定位精度最高的是:三、判断题（每题1分，共10分）1、（）带传动的最大有效圆周力与张紧力、包角和摩擦系数有关。2、（）蜗杆传动的失效通

10、常是发生在蜗杆上。3、（）楔键联接靠拉力传递转矩，用于对中性要求不高的联接。4、（）零件表面的疲劳是受到接触应力长期作用的表面产生裂纹或微粒剥落的现象。5、（）刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。零件材料的弹性模量越小，其刚度就越小。6、（）润滑油的粘度越大，则其内摩擦阻力就越小。7、（）普通平键按其结构可分为圆头、方头和单圆头三种。8、（）直齿圆锥齿轮规定大端参数取标准值。9、（）圆柱蜗杆传动按蜗杆螺旋面形状的不同分渐开线蜗杆和阿基米德蜗杆。10、（）带传动中，带速一定时，传递功率的大小取决于有效圆周力的大小。四、简答题（共25分）1、机器由哪三个基本组成部分组成？传动装置的作用

11、是什么？（3分）2在机械零件设计过程中，如何把握零件与机器的关系？（3分）3带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的？对带传动有何影响？（5分）4简述螺纹连接过程中预紧和防松的重要性。（5分）5齿轮的强度计算准则有几种？在软、硬齿面搭配的设计中，为什么大齿轮的齿面硬度要低于小齿轮？（4分）6以磨损量为纵坐标、时间为横坐标画图表示机械零件的正常磨损过程，在图中相应位置标示正常磨损过程经历的几个磨损阶段，简述各阶段磨损情况。（5分）五、综合题（共10分）1（5分）指出图中错误并简要说明理由。（至少找出5处）2.（5分）图示为一标准蜗杆传动，蜗杆主动螺旋线方向为左旋。试确定：1）蜗轮的转向及螺旋线方向；

12、2）作用在蜗杆、蜗轮上的各力的方向（在图中标出并辅以文字说明）。r轴承2轴承1Fa六、计算题（共20分）1.（6分）图示两根梁用8个4.6级（屈服强度b二240MPa）普通螺栓与两块钢盖板相联接,s梁受到的拉力F=28kN，摩擦系数f=0.2,控制预紧力，试确定所用螺栓的最小计算直径，取可靠性系数K二1.2，安全系数S=3。f2.（6分）一根轴用两个角接触球轴承支承，如图所示。L=40mm,L=200mm，轴端作用有12轴向力F二40N，径向力F二1640N。试分别求出两轴承所受的径向载荷R、R和轴向载ar12荷A、A，取轴承内部派生轴向力s=0.68R。123-（8分）有一直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。已