機械設(shè)計試卷答案

1、試卷一答案一、填空題：（每空1分，共15分） 1、干摩擦，邊界摩擦，混合摩擦，液體摩擦2、彈性滑動3、越大，越高4、打滑，疲勞破壞5、平均，瞬時6、靠近節(jié)線的齒根圓，硬度7、球，滾子二、選擇題：（每空1分，共20分）1、D；2、D；3、B；4、B；5、D；6、D；7、B；8、A；9、B；10、A；11、B；12、D；13、D；14、C；15、A；16、B；17、B;18、C；19、D；20、D三、簡答題（ 每題5分，共25分）1答：機械零件設(shè)計的基本要求：強度、剛度及壽命要求，結(jié)構(gòu)工藝性要求，可靠性要求，經(jīng)濟性要求，質(zhì)量小的要求。（3分）機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性：零件形狀簡單合理，合理選用毛坯類型

2、，鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性，切削加工工藝性，零部件的裝配工藝性，零部件的維修工藝性（2分）2答：因為帶的包角過小，容易導(dǎo)致帶傳動發(fā)生打滑失效。（2分）當(dāng)其它條件不變時，可以通過減小傳動比、加大中心距、增大小帶輪的基準(zhǔn)直徑以及使用張緊輪張緊裝置等手段來增大小帶輪的包角。（3分）3答：在二級圓柱齒輪傳動中，斜齒輪傳動放在高速級，直齒輪傳動放在低速級。（2分）其原因有三點：1）斜齒輪傳動工作平穩(wěn)，在與直齒輪精度等級相同時允許更高的圓周速度，更適于高速。2）將工作平穩(wěn)的傳動放在高速級，對下級的影響較小。如將工作不很平穩(wěn)的直齒輪傳動放在高速級，則斜齒輪傳動也不會平穩(wěn)。3）斜齒輪傳動有軸向力，放在高速級軸向力較小

3、，因為高速級的轉(zhuǎn)矩較小。（3分）4答：由于鏈傳動中整條鏈?zhǔn)菗闲泽w，單個鏈節(jié)是剛性體，鏈條繞上鏈輪時，鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合，形成正多邊形一部分。鏈條與鏈輪分度圓在運動中交替呈現(xiàn)相割和相切。（3分）傳動比：i=1/2=(R2cos)/(R1cos)，是變化的，所以瞬時傳動比不恒定。（1分）當(dāng)時，i=1，恒定（1分）5答：因為在沖擊、振動、變載以及溫度變化大時，螺紋副間和支承面間的摩擦力可能在瞬間減小或消失，不再滿足自鎖條件。這種情況多次重復(fù)，就會使聯(lián)接松動，導(dǎo)致機器不能正常工作或發(fā)生嚴(yán)重事故。因此，在設(shè)計螺紋聯(lián)接時，必須考慮防松。（2分）根據(jù)防松原理，防松類型分為摩擦防松，機械防松，破壞螺紋副關(guān)系防

4、松。（3分）四、計算題（每題10分，共40分）1.試分析圖所示齒輪軸系結(jié)構(gòu)的錯誤,并改正.圖中軸承用脂潤滑.解: 1軸上零件的固定與定位方面:（每方面2分,共10分）(1) 聯(lián)軸器軸向未定位,周向未固定(2) 齒輪周向未固定(3) 套筒對齒輪的軸向固定不可靠2轉(zhuǎn)動件與靜止件的關(guān)系方面:(1) 聯(lián)軸器與軸承蓋接觸(2) 軸與軸承透蓋接觸3零件的結(jié)構(gòu)工藝性方面:(1) 箱體兩端面與軸承蓋接觸處無凸臺,使端面加工面積過大(2) 軸承蓋外端面加工面積過大(3) 軸承蓋上缺轉(zhuǎn)角槽(4) 軸的兩端均伸春過長,增加了加工和裝配長度4拆裝和調(diào)整方面:(1) 軸上還缺臺階,軸承裝配不方便(2) 套筒過高,軸承無

5、法拆卸(3) 箱體兩端面與軸承蓋間缺少調(diào)整墊片,無法調(diào)整軸承間隙(4) 圖示為整體式箱體,不便軸承裝拆5潤滑與密封方面:(1) 軸與軸承透蓋間缺密封措施(2) 缺擋油環(huán)2解：1.計算旋轉(zhuǎn)力矩T(3分)2.計算螺栓所需要的預(yù)緊力（3分）由得所以3.確定螺栓直徑（4分）查GB1961981，取M30。3解：計算軸上軸向力F的大小。設(shè)軸上圓錐齒輪的軸向力為；軸上斜齒輪軸向力為。并按法則可判斷出兩軸向力方向相反，如圖所示。因為即（2分）所以（1分）（1分）則軸上總的軸向力為（1分）軸向力的方向與同向，如圖所示。（2）圓錐齒輪2和斜齒輪3所受各力的方向如圖所示。（5分）4解：（1）計算軸承上的軸向載荷：

6、（4分）計算派生軸向力滾動軸承的配置為面對面，派生軸向力指向開口大的“大端”計算軸向載荷，與方向一致。軸系沒有移動趨勢，所以（2）計算軸承的當(dāng)量動載荷：（4分）由，則， ，則，取大值代入計算公式，（3）計算軸承的壽命：（2分）因為，所以軸承壽命不合格。試卷二答案一、填空題：（每空1分） 1、傳遞載荷 工作轉(zhuǎn)速 兩軸的對中性2、疲勞點蝕 塑性變形 塑性變形 靜強度3、不高 短軸4、傳遞功率 小輪轉(zhuǎn)速5、帶滯后于帶輪6、 60° 聯(lián)接 30° 傳動7、 螺旋升角小于當(dāng)量摩擦角8、拉應(yīng)力 離心應(yīng)力 彎曲應(yīng)力二、選擇題：（每題1分，共15分）1、A 2、B 3、A 4、D 5、B

7、6、C 7、D 8、A 9、A 10、C 11、D12、A 13、B 14、D 15、D三、簡答題（每題5分，共25分）1常用螺紋聯(lián)接的類型有哪幾種？應(yīng)用場合是什么？答：常用的螺紋聯(lián)接有4種類型：（1）螺栓聯(lián)接：用于被聯(lián)接件不太厚有足夠的裝配空間的場合。（2）雙頭螺栓聯(lián)接：用于被聯(lián)接件之一很厚，又經(jīng)常拆裝的場合。（3）螺釘聯(lián)接：用于被聯(lián)接件之一很厚，又不經(jīng)常拆裝的場合。（4）緊釘螺釘聯(lián)接：用于固定兩被聯(lián)接件的相對位置，并且傳動力和力矩不大的場合。2進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，主要考慮哪些方面的問題？（5分）答：1）軸和軸上零件有準(zhǔn)確的工作位置；2）軸上零件便于拆裝和調(diào)整；3)軸應(yīng)有良好的制造工藝性；4

8、）軸的受力合理，有利于提高強度和剛度；5）節(jié)省材料，減輕重量；6）形狀和尺寸有利于減少應(yīng)力集中。3二級圓柱齒輪減速器，其中一級為直齒輪，另一級為斜齒輪。試問斜齒輪傳動應(yīng)置于高速級還是低速級？為什么？答：在二級圓柱齒輪傳動中，斜齒輪傳動放在高速級，直齒輪傳動放在低速級。其原因有三點：1）斜齒輪傳動工作平穩(wěn)，在與直齒輪精度等級相同時允許更高的圓周速度，更適于高速。2）將工作平穩(wěn)的傳動放在高速級，對下級的影響較小。如將工作不很平穩(wěn)的直齒輪傳動放在高速級，則斜齒輪傳動也不會平穩(wěn)。3）斜齒輪傳動有軸向力，放在高速級軸向力較小，因為高速級的轉(zhuǎn)矩較小。4、帶傳動的張緊的目的，采用張緊輪張緊時張緊輪的布置要求

9、？答：張緊的目的：調(diào)整初拉力。采用張緊輪張緊時，張緊輪布置在松邊，靠近大輪，從里向外張。因為放在松邊張緊力??；靠近大輪對小輪包角影響較?。粡睦锵蛲馐潜苊怆p向彎曲，不改變帶中應(yīng)力的循環(huán)特性。5、平鍵和楔鍵聯(lián)接在工作原理上有什么不同？平鍵是通過兩個側(cè)面受擠壓和剪切來傳遞轉(zhuǎn)矩，而楔鍵是靠上下面受擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。四、計算題1、 主要結(jié)構(gòu)錯誤分析如下：(10分)1）軸左端的輪轂軸向定位不可靠，采用圓錐面軸向定位就不能再采用軸肩定位；2）左側(cè)軸承端蓋與軸之間沒有間隙，嚴(yán)重磨損；3）左側(cè)軸承端蓋與軸之間應(yīng)有密封措施；4）左側(cè)軸承端蓋處箱體沒有凸臺，加工面與非加工面沒有分開；5）兩個軸承反裝不能將軸上的軸向力

10、傳到機座，且支承剛度低，應(yīng)該為正裝；6）左側(cè)軸承裝配路線過長，裝配困難；7）左側(cè)軸承處軸肩過高，拆卸困難；8）右側(cè)軸承處套筒外徑過大，軸承拆卸困難；9) 右側(cè)軸承端蓋處也應(yīng)加調(diào)整墊片，只一側(cè)有調(diào)整墊片不能調(diào)整軸系的軸向位置。改正后的結(jié)構(gòu)如圖所示。2 解題要點：(10分)題7-61解圖1）各軸的轉(zhuǎn)向如題圖所示。2）2、3輪為左旋、4輪為右旋，如圖所示。3）齒輪2、3 所受各分力的方向如圖所示。計算齒輪2所受分力大?。?Nm mm N N= 905 N計算齒輪3所受分力大?。?Nm mm N N N4）為使軸不受軸向力，必須：|Fa2|=|Fa3|根據(jù)：得到：即： 忽略摩擦損失：T2 = T3，F(xiàn)

11、t2 = 2T2/d2，F(xiàn)t3 = 2T3/d3則： 將上式整理得到：= 0.1463= 8.4139°= 8°24503、解題要點：(10分)1）先根據(jù)強度條件求出單個螺栓的許用拉力Q；2）在求許用工作載荷F。解：根據(jù)： ，解得： Q =20814 N依題意： 由： 2.6F = 20814，解得：F = 8005 N汽缸許用載荷： F = z F = 8F = 64043 N根據(jù)：解得： MPa4、解：(10分)1求內(nèi)部派生軸向力S1、S2的大小方向S1 = 0.68R1 = 0.68×8000 = 5440 NS2 = 0.68R2 = 0.68×

12、12000 = 8160 N，方向如圖所示。2求外部軸向合力FAFA= Fa2Fa1 = 50003000 = 2000 N，方向與Fa2的方向相同，如圖所示。3求軸承所受的軸向力A1、A2 S2 + FA = 8160 + 2000 = 10160 N，S2 + FAS1 = 5440 N，軸承1被壓緊。 A1= S2 + FA = 10160 N，A2 = S2 = 8160 N4軸承的當(dāng)量動載荷P1、P2據(jù)：A1/ R1 = 10160/8000 = 1.27e = 0.68，得：X1 = 0.41，Y1 = 0.87 P1 = fd（X1 R1 + Y1 A1）= 0.41×

13、8000 + 0.87×10160 = 12119 N據(jù)：A2/ R2 = 8160/12000 = 0.68 = e，得：X2 = 1，Y2 = 0 P2 = fd（X2 R2 + Y2 A2）= 8000 N試卷三答案 1 、填空題 1. 1 (2') 減小，增加 1. 2 (2') 車制蝸桿 、 銑制蝸桿 1. 3 (2') 1. 4 (1') 平帶 、 V帶 、 圓帶 、多鍥帶 1. 5 (1') 螺栓、螺釘、雙頭螺柱、緊定螺釘、螺母、墊圈 1. 6 (1') 定位 1. 7 (1') 普通平鍵、 半圓鍵 、 鍥鍵 2

14、、選擇題 2. 1 (4') c、a、b、b 2. 2 (1') （a） 2. 3 (1') （d） 2. 4 (3') （b），（d），（c） 2. 5 (1') （c） 3 、術(shù)語解釋 3. 1 (1') 軸轂聯(lián)接-軸和軸上零件周向固定形成的聯(lián)接稱之。 3. 2 (1') 巴氏合金-由錫、鉛、銻、銅等組成的合金。 3. 3 (1') 失效-機械零件在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的工作條件下不能完成規(guī)定的功能稱為失效。 3. 4 (1') 滾動軸承的基本額定壽命- 一批相同的軸承，在相同運轉(zhuǎn)條件下，其中90%的軸承不發(fā)生疲勞點蝕前

15、的總轉(zhuǎn)數(shù)。 3. 5 (1') 接觸角-軸承的滾動體與外圈接觸處的法線與軸承徑向平面的夾角。 3. 6 (1') 軸承反裝-兩端軸承外圈寬邊相對，稱為反裝或背對背安裝。 3. 7 (1') 開式齒輪傳動-齒輪完全暴露在外邊，外界雜物容易侵入，潤滑不良，工作條件差，輪齒容易磨損。 3. 8 (1') 調(diào)質(zhì)處理-淬火后經(jīng)高溫回火的熱處理過程，稱之。 3. 9 (1') 靜載荷-不隨時間變化或變化緩慢的載荷。 3. 10 (1') 帶傳動的彈性滑動-由于帶是彈性體，受拉產(chǎn)生變形，帶傳動運行時，帶與帶輪之間產(chǎn)生相對滑動，是不可避免的。 4 、簡答題 4.

16、 1 (5') 答：(1)載荷大?。簭较蛄?？軸向力？聯(lián)合力？(2)載荷性質(zhì)：滾子軸承承載能力大，抗沖擊能力強(3)轉(zhuǎn)速大?。呵蜉S承極限轉(zhuǎn)速高(4)是否調(diào)心？ (5)經(jīng)濟性：球軸承便宜，精度低便宜 4. 2 (5') 答：有三大部分（1）齒輪、軸及軸承組合，為傳動件，主要傳遞變換運動和動力（2）箱體，是傳動零件的基座（3）減速器附件，是考慮到減速器在制造、裝配及使用過程中的特點，為保證減速器正常工作而設(shè) 4. 3 (5') 答：（1）疲勞點蝕 滾動體與內(nèi)、外圈接觸表面上將產(chǎn)生脈動循環(huán)的接觸應(yīng)力，當(dāng)超過其極限時，形成疲勞點蝕（2）塑性變形 在重載或沖擊載荷作用下可能使?jié)L動體

17、和滾道接觸處局部應(yīng)力超過材料的屈服極限而產(chǎn)生塑性變形出現(xiàn)凹坑 （3）磨損 當(dāng)軸承在多塵的惡劣條件下工作，或潤滑和密封不當(dāng)時，可能使?jié)L動體與套圈產(chǎn)生磨損 4. 4 (5') 4. 5 (5') 答：表面硬芯部韌。中碳鋼表面淬火、低碳鋼滲碳淬火或滲氮。 4. 6 (5') 答：（1）軸上零件有準(zhǔn)確的位置和可靠的相對固定 （2）良好的制造和安裝工藝性 （3）形狀、尺寸應(yīng)有利于減少應(yīng)力集中 5 、綜合題 5. 1 (10') 解：（1）確定每個螺栓預(yù)緊力F0由f=0.12，z=8，m=1，kf=1.2，得：N（2）計算雙頭螺柱的小徑d1 32.16mm 5. 2 (5&

18、#39;) 5. 3 (10') 5. 4 (5') 解：螺栓倒置，孔大于螺栓直徑，加墊圈 5. 5 (5') 解： 5. 6 (5') 解： N·mm N N試卷四答案 1 、填空題 1. 1 (4') 齒輪軸，實體式齒輪，腹板式齒輪，輪輻式齒輪 1. 2 (1') Y、Z、A、B、C、D、E 1. 3 (1') 錫、鉛、銻、銅 1. 4 (3') 15.875，1，86 1. 5 (1') 球 2 、選擇題 2. 1 (1') （b） 2. 2 (1') （c）（d） 2. 3 (1'

19、) （c） 2. 4 (4') （1）（b），（2）（e），（3）（c）（d），（4）（a） 2. 5 (3') （b），（d），（c） 3 、術(shù)語解釋 3. 1 (1') 點蝕-在交變接觸應(yīng)力反復(fù)作用下，形成的齒面麻點。 3. 2 (1') （滾動軸承的）額定壽命- 一批相同的軸承，在相同運轉(zhuǎn)條件下，其中90%的軸承不發(fā)生疲勞點蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)。 3. 3 (1') 膠合-摩擦表面在高速重載時拉出的溝槽。 3. 4 (1') 轉(zhuǎn)軸-同時承受轉(zhuǎn)矩和彎矩的軸。 3. 5 (1') 應(yīng)力集中-零件受載時，其剖面幾何形狀突然變化處的局部應(yīng)力要遠大于

20、其名義應(yīng)力。 3. 6 (1') （鏈傳動的）多邊形效應(yīng)-因鏈速的周期性變化引起的鏈傳動過程中鏈速的不均勻及有規(guī)律的振動，是鏈傳動固有的特性，是無法消除的，稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。 3. 7 (1') ZCuAl9Fe3-鋁鐵青銅。 3. 8 (1') 接觸角-軸承的滾動體與外圈接觸處的法線與軸承徑向平面的夾角。 3. 9 (1') 軸承正裝-兩端軸承外圈窄邊相對，稱為正裝或面對面安裝。 3. 10 (1') 帶傳動的打滑-帶傳動超過帶所能傳遞的最大拉力，帶和帶輪之間發(fā)生顯著的相對滑動，是可以避免的。 4 、簡答題 4. 1 (5') 答：輪齒折

21、斷（疲勞折斷、過載折斷）-齒根彎曲應(yīng)力和過載。齒面點蝕-齒面接觸應(yīng)力。齒面磨損-潤滑不良及灰塵等。齒面膠合-高速重載塑性變形-重載。對齒輪材料的基本要求：1 輪齒表層應(yīng)有叫高的硬度和良好的耐磨性能。2 輪齒芯部應(yīng)有足夠的強度和韌性，使齒根具有良好的彎曲強度和抗沖擊能力。應(yīng)有良好的加工工藝性能，使之易于達到所需的加工精度幾機械性能的要求。 4. 2 (5') 答：（1）對閉式、軟齒面齒輪，先按齒面接觸疲勞強度設(shè)計再按彎曲疲勞強度校核。（2）對閉式、硬齒面齒輪式或鑄鐵齒輪，先接齒根彎曲疲勞強度設(shè)計，后按齒面接觸疲勞強度校核。 （3）對于開式，按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計，m加大1015%（補償磨

22、損），一般不校核齒面接觸疲勞強度。 4. 3 (5') 答：(1)載荷大?。簭较蛄?？軸向力？聯(lián)合力？(2)載荷性質(zhì)：滾子軸承承載能力大，抗沖擊能力強(3)轉(zhuǎn)速大?。呵蜉S承極限轉(zhuǎn)速高(4)是否調(diào)心？ (5)經(jīng)濟性：球軸承便宜，精度低便宜 4. 4 (5') 答: 其特點是（1）可適用于兩軸中心距較大的傳動。（2）傳動帶具有良好的彈性，能緩沖和吸振，傳動平穩(wěn)，噪聲小。（3）過載時，帶和帶輪面間發(fā)生打滑，可防止其他零件損壞。（4）帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護均較方便。（5）帶傳動不能保證準(zhǔn)確的傳動比。對軸的壓力較大，帶的壽命較短。傳動外廓尺寸較大。 4. 5 (5') 4

23、. 6 (5') 答：軸肩、軸環(huán)、擋環(huán)、螺母、套筒等。普通平鍵、導(dǎo)向平鍵、滑鍵、半圓鍵、鍥鍵、花鍵等，還有銷聯(lián)接、緊定螺釘、壓合聯(lián)接等 5 、綜合題 5. 1 (5') 解: 5. 2 (10') 解： 5. 3 (5') 解 5. 4 (10') 少鍵 少臺階 太高 太高 少鍵 應(yīng)短于 齒輪寬 少墊片 少墊片 少臺階 5. 5 (10') 解：（1）計算軸承支反力V面受力：，解得：H面受力：，解得：則（2）計算；當(dāng)時，軸向系數(shù)。（3）計算內(nèi)部軸向力、 N N（4）計算軸向負荷A1、A2因 故 軸承I緊，軸承II松。則 N N（5）求系數(shù)X1、Y

24、1，X2、Y2因為 所以 X1=0.4、Y2=1.60 ，X2=1、Y2=0（6）計算當(dāng)量負荷P1、P2 N N（7）計算軸承壽命Lh因兩個軸承型號相同，取負荷大者計算其壽命。對滾子軸承 h試卷五答案一、填空題：（每空1分，共15分） 1傳遞功率 小輪轉(zhuǎn)速2較小 初拉力3功率 較小4接觸應(yīng)力 節(jié)線附近齒根一側(cè)5低 好 1-66雙支點單向固定（全固式）單支點雙向固定（固游式）兩端游動（全游式）7固定心軸二、選擇題：（每空1分，共20分）1B，2D，3A，4A，5C，6C，7A，8D，9B，10D，11A，12C，13D，14A，15A，16D，17D，18A，19A，20C三、簡答題（ 每題5分

25、，共25分）1答：張緊的目的：調(diào)整初拉力。（2分）采用張緊輪張緊時，張緊輪布置在松邊，靠近大輪，從里向外張。因為放在松邊張緊力??；靠近大輪對小輪包角影響較??；從里向外是避免雙向彎曲，不改變帶中應(yīng)力的循環(huán)特性。(3分)2答：（每點1分）(1) 平均傳動比準(zhǔn)確，沒有彈性滑動；(2) 可以在環(huán)境惡劣的條件下工作（突出優(yōu)點）；(3) 中心距大，傳遞動力遠，結(jié)構(gòu)較小，沒有初拉力壓軸力??；(4) 瞬時傳動比不準(zhǔn)，工作中有沖擊和噪聲；(5) 只限于平行軸之間的傳動，不宜正反轉(zhuǎn)工作。3答：1）以免b1<b2時在齒面硬度較低的大齒輪齒寬上形成壓痕，以及補償哪個加工與裝配誤差。（3分）2）b=b2（2分）4

26、答：（5分）基本額定壽命：一批相同的軸承在相同的條件下運轉(zhuǎn)，當(dāng)其中10%的軸承發(fā)生疲勞點蝕破壞（90%的軸承沒有發(fā)生點蝕）時，軸承轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)L10（單位為106轉(zhuǎn)），或在一定轉(zhuǎn)速下工作的小時數(shù)L10h（單位為小時）。5答：聯(lián)軸器和離合器的功用是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。（2分）二者區(qū)別是：用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸在工作中不能分離，只有在停機后拆卸零件才能分離兩軸，而用離合器可以在機器運轉(zhuǎn)過程中隨時分離或接合兩軸。（3分）四、計算題（每題10分，共40分）圖1解題要點：1）各軸的轉(zhuǎn)向如圖所示。（4分）2）2、3輪為左旋、4輪為右旋，如圖所示。3）齒輪2、3 所受各分力的方向如圖所示。計算齒輪2

27、所受分力大?。海?分） Nm mm N N= 905 N計算齒輪3所受分力大小：（3分） Nm mm N N N解： 1求內(nèi)部派生軸向力S1、S2的大小方向（2分） N N方向如圖所示。2求軸承所受的軸向力A1、A2 （3分）公式歸納法：NN， 3軸承的當(dāng)量動載荷P1、P2（3分）據(jù)：A1/ R1 = 2500/6000 = 0.417e = 0.40，得：X1 = 0.4，Y1 =1.5 P1 = fd（X1 R1 + Y1 A1）= 0.4×6000 + 1.5×2500 = 6150 N據(jù)：A2/ R2 = 5500/16500 = 0.33 e，得：X2 = 1，Y

28、2 = 0 P2 = fd（X2 R2 + Y2 A2）= R2 = 16500 N P2P1，用 P2 計算軸承壽命。4計算軸承壽命（2分）12562 h3主要結(jié)構(gòu)錯誤分析如下：1兩側(cè)的軸承端蓋處沒有調(diào)整墊片，不能調(diào)整軸承游隙和軸系的軸向位置；(1分)2軸的兩端軸頸過長，與端蓋接觸嚴(yán)重磨損，浪費材料和加工時間、軸承裝拆麻煩；(1分)3齒輪沒有軸向定位，未將齒輪上的軸向力傳到機座，應(yīng)將軸承改為正裝；(1分)4兩軸承的內(nèi)、外圈沒有軸向固定，極易分離；(2分)5兩軸承的內(nèi)圈高度低于套筒，軸承拆卸困難；(2分)6兩個齒輪不能共用一個鍵，而且鍵過長，三個套不能裝配；(1分)7兩個齒輪間用套筒定位，不能

29、固定齒輪與軸的相對位置，應(yīng)改為軸環(huán)；(1分)8兩齒輪的輪轂長度與軸頭箱等，也使齒輪軸向定位不可靠；(1分)改正后的結(jié)構(gòu)如圖解所示。4解題要點：1先根據(jù)強度條件求出單個螺栓的許用拉力Q；2在求許用工作載荷F。解：根據(jù)： ，解得： Q =20814 N（4分）依題意： 由： 2.6F = 20814，解得：F = 8005 N汽缸許用載荷： F = z F = 8F = 64043 N根據(jù)：解得：MPa試卷七答案 1 、填空題 1. 1 (2') 青銅，鑄鐵 1. 2 (2') 帶在帶輪上打滑，疲勞破壞 1. 3 (5') 鏈板的疲勞破壞、多次沖擊破斷、鏈條鉸鏈的磨損、銷軸

30、與套筒的膠合、靜強度拉斷 1. 4 (1') 軸徑 2 、選擇題 2. 1 (1') （a） 2. 2 (1') （d） 2. 3 (1') （d） 2. 4 (1') （b） 2. 5 (1') （c）（d） 2. 6 (1') （c） 2. 7 (3') （b），（d），（c） 2. 8 (1') （c） 3 、術(shù)語解釋 3. 1 (1') 止推軸承-只能承受軸向負荷的軸承。 3. 2 (1') 包角-帶與帶輪接觸弧所對的中心角。 3. 3 (1') 巴氏合金-由錫、鉛、銻、銅等組成的合金。 3

31、. 4 (1') 失效-機械零件在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的工作條件下不能完成規(guī)定的功能稱為失效。 3. 5 (1') 曲軸-軸上不同部位軸線不重合的軸。 3. 6 (1') 磨損-是兩個接觸表面相對運動的過程中，摩擦而引起零件表面材料喪失或轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。 3. 7 (1') （V帶的）節(jié)線-V帶運行繞過帶輪時發(fā)生彎曲，頂膠和底膠分別受到拉伸和壓縮。兩者之間既不伸長、也不縮短的周線，稱為節(jié)線。 3. 8 (1') 滲碳-滲碳是向鋼件表面層滲入碳原子的過程。 3. 9 (1') 靜載荷-不隨時間變化或變化緩慢的載荷。 3. 10 (1') 帶傳動的

32、彈性滑動-由于帶是彈性體，受拉產(chǎn)生變形，帶傳動運行時，帶與帶輪之間產(chǎn)生相對滑動，是不可避免的。4 、簡答題 4. 1 (5') 答：（1）x（22.5）mn時用齒輪軸（2）da200mm時用實體式（3）da=200500mm時用腹板式（4）da500mm時用輪輻式 4. 2 (5') 答：(1)小齒輪輪齒受載循環(huán)次數(shù)多于大齒輪輪齒 (2)小齒輪齒根較薄(YF大) 4. 3 (5') 答：(1)載荷大小：徑向力？軸向力？聯(lián)合力？(2)載荷性質(zhì)：滾子軸承承載能力大，抗沖擊能力強(3)轉(zhuǎn)速大?。呵蜉S承極限轉(zhuǎn)速高(4)是否調(diào)心？ (5)經(jīng)濟性：球軸承便宜，精度低便宜 4. 4

33、(5') 答：（1）軸肩與軸環(huán)：簡單可靠，可承受較大的軸向力 （2）套筒與圓螺母：可簡化軸的結(jié)構(gòu)，套筒太長是可用圓螺母，此時許切制螺紋，有應(yīng)力集中，對軸的疲勞強度影響較大 （3）彈性擋圈和緊定螺釘：結(jié)構(gòu)簡單，但只能承受較小的軸向力 （4）軸端擋圈和圓錐面：常用于軸端，錐面配合時，軸上零件裝拆方便，多用于軸上零件與軸的同心度要求較高或軸受振動的場合 4. 5 (5') 答：1）整體斷裂、2）過大的彈性變形或塑性變形、3）零件的表面破壞、4）破壞正常工作條件引起的失效。 4. 6 (5') 答：聯(lián)軸器和離合器是用來聯(lián)接兩軸，使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種部件。前者只有在運行停

34、止后用拆卸的方法才能把軸分離；后者則可在運動中隨時使兩軸分離或接合。凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器等。 5 、綜合題 5. 1 (10') 解：Fo= N MPa 5. 2 (10') 解：（1）軸太長，浪費（2）軸肩太高，不便于軸承的拆卸（3）無鍵和鍵槽（4）套筒太高，不便于軸承的拆卸（5）少一臺階，同時此段軸的長度應(yīng)小于齒輪輪轂的寬度（6）少一臺階，不便于軸承的裝拆（7）無密封結(jié)構(gòu)（8）無鍵和鍵槽 5. 3 (5') 解 5. 4 (5') 解：螺栓倒置，孔大于螺栓直徑，加墊圈 5. 5 (5') 解：（1）Pr

35、=Cr時： (106r)， h（2）Pr=0.5Cr時： (106r)， h（3）Pr=0.1Cr時： (106r)， h 5. 6 (5') 解： N·mm N N試卷八答案 1 、填空題(共20分) 1. 1 (2') 青銅，鑄鐵 1. 2 (5') a, b , c、d, a、e, b、c、d 1. 3 (1') Y、Z、A、B、C、D、E 1. 4 (2') 帶在帶輪上打滑，疲勞破壞 1. 5 (4') 鏈板的疲勞破壞、多次沖擊破斷、鏈條鉸鏈的磨損、銷軸與套筒的膠合、靜強度拉斷 1. 6 (2') B、C、D、E、（EX

36、）、G，B 1. 7 (1') 錫、鉛、銻、銅 1. 8 (1') 軸徑 1. 9 (2') 固定式，可移式 2 、選擇題（共8分） 2. 1 (4') c、a、b、b 2. 2 (2') a或b、d或c 2. 3 (1') （d） 2. 4 (1') （c） 3 、術(shù)語解釋（共7分） 3. 1 (1') 點蝕-在交變接觸應(yīng)力反復(fù)作用下，形成的齒面麻點。 3. 2 (1') （帶傳動的）彈性滑動-由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪面間的局部相對滑動，稱之。 3. 3 (1') （滾動軸承的）當(dāng)量負荷-為了計算軸承壽命

37、時能與基本額定動負荷在相同條件下相比較，需將實際負荷換算為一假定的負荷，此假定負荷稱之。 3. 4 (1') 彈簧失穩(wěn)-當(dāng)壓縮彈簧的自由高度H0過大時，可能產(chǎn)生側(cè)向彎曲謂之失穩(wěn)。 3. 5 (1') 軸轂聯(lián)接-軸和軸上零件周向固定形成的聯(lián)接稱之。 3. 6 (1') 膠合-摩擦表面在高速重載時拉出的溝槽。 3. 7 (1') 螺紋自鎖- 4 、簡答題（每題5分，共25分） 4. 1 (5') 答：(1)載荷大?。簭较蛄?？軸向力？聯(lián)合力？(2)載荷性質(zhì)：滾子軸承承載能力大，抗沖擊能力強(3)轉(zhuǎn)速大?。呵蜉S承極限轉(zhuǎn)速高(4)是否調(diào)心？(5)經(jīng)濟性：球軸承便宜

38、，精度低便宜 4. 2 (5') 答：（1）選材 （2）初步確定軸的直徑dmin （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （4）軸的強度校核 4. 3 (5') 答：（1）x（22.5）mn時用齒輪軸（2）da200mm時用實體式（3）da=200500mm時用腹板式（4）da500mm時用輪輻式 4. 4 (5') 答：1）整體斷裂、2）過大的彈性變形或塑性變形、3）零件的表面破壞、4）破壞正常工作條件引起的失效。 4. 5 (5') 5 、綜合題（每題10分，共40分） 5. 1 (10') 解：（1）計算；當(dāng)時，軸向系數(shù)。（2）計算內(nèi)部軸向力、 N N（3）計算軸向負

39、荷A1、A2因 故 軸承II緊，軸承I松。則 N N（4）求系數(shù)X1、Y1，X2、Y2因為 所以 X1=1、Y1=0，X2=0.4、Y2=1.48（5）計算當(dāng)量負荷P1、P2 N N（6）計算軸承壽命Lh因兩個軸承型號相同，取負荷大者計算其壽命。對滾子軸承 h 滿足設(shè)計預(yù)期壽命。 5. 2 (10') 5. 3 (10') 解: 5. 4 (10') 解：（1）確定每個螺栓預(yù)緊力F0由f=0.12，z=8，m=1，kf=1.2，得：N（2）計算雙頭螺柱的小徑d1 32.16mm試卷九答案一、填空題：（每空1分，共15分）1接觸應(yīng)力 節(jié)線附近齒根一側(cè)2齒面磨損 彎曲疲勞

40、模數(shù)3接觸角4上下面 壓潰5高 大6轉(zhuǎn)軸 傳動軸 心軸7剩余預(yù)緊力 工作拉力二、選擇題：（每空1分，共20分）1 C； 2 B； 3 B； 4 A； 5 D； 6 D； 7 B； 8 C； 9 C；10 A；11 B；12 A；13 A；14 B；15 A；16 A；17 A； 18 D；19 B；20 B；三、簡答題（每題5分，共25分）1普通平鍵的公稱長度L與工作長度l之間有什么關(guān)系？答：圓頭平鍵工作長度l = L- b；方頭平鍵的工作長度l = L；單圓頭平鍵l = L -b/2。2影響鏈傳動速度不均勻性的主要因素是什么？為什么在一般情況下鏈傳動的瞬時傳動比不是恒定的？在什么條件下瞬時傳

41、動比才恒定？答：由于鏈傳動中整條鏈?zhǔn)菗闲泽w，單個鏈節(jié)是剛性體，鏈條繞上鏈輪時，鏈節(jié)與鏈輪輪齒嚙合，形成正多邊形一部分。鏈條與鏈輪分度圓在運動中交替呈現(xiàn)相割和相切。傳動比：i=1/2=(R2cos)/(R1cos)，是變化的，所以瞬時傳動比不恒定。當(dāng)時，i=1，恒定3螺紋聯(lián)接有哪些基本類型？適用于什么場合？答：螺紋聯(lián)接有4中基本類型。螺栓聯(lián)接：用于被聯(lián)接件不太厚且兩邊有足夠的安裝空間的場合。螺釘聯(lián)接：用于不能采用螺栓聯(lián)接（如被聯(lián)接件之一太厚不宜制成通孔，或沒有足夠的裝配空間），又不需要經(jīng)常拆卸的場合。雙頭螺柱聯(lián)接：用于不能采用螺栓聯(lián)接且又需要經(jīng)常拆卸的場合。緊定螺釘聯(lián)接：用于傳遞力和力矩不大的場

42、合。4普通螺栓和鉸制孔螺栓靠什么傳遞橫向載荷？答：普通螺栓靠被聯(lián)接件接合面的摩擦力傳遞載荷，鉸制孔螺栓靠螺栓桿部被擠壓和剪切來傳遞載荷。5為什么蝸桿傳動只計算蝸輪輪齒的強度，而不計算蝸桿齒的強度？答：因為蝸桿材料的強度和硬度一般大于蝸輪材料的，故蝸桿傳動的失效主要發(fā)生在蝸輪的輪齒上。所以強度計算一般也就只計算蝸輪的了。四、計算題（每題10分，共40分）1解：1)求內(nèi)部派生軸向力S1、S2的大小方向S1 = 0.68R1 = 0.68×8000 = 5440 NS2 = 0.68R2 = 0.68×12000 = 8160 N，方向如圖所示。2)求外部軸向合力FAFA= Fa

43、2Fa1 = 50003000 = 2000 N，方向與Fa2的方向相同，如圖所示。3)求軸承所受的軸向力A1、A2 S2 + FA = 8160 + 2000 = 10160 N，S2 + FAS1 = 5440 N，軸承1被壓緊。 A1= S2 + FA = 10160 N，A2 = S2 = 8160 N4)軸承的當(dāng)量動載荷P1、P2據(jù)：A1/ R1 = 10160/8000 = 1.27e = 0.68，得：X1 = 0.41，Y1 = 0.87 P1 = fd（X1 R1 + Y1 A1）= 0.41×8000 + 0.87×10160 = 12119 N據(jù)：A2

44、/ R2 = 8160/12000 = 0.68 = e，得：X2 = 1，Y2 = 0 P2 = fd（X2 R2 + Y2 A2）= 8000 N2 解：主要結(jié)構(gòu)錯誤分析如下：1)兩側(cè)的軸承端蓋處沒有調(diào)整墊片，不能調(diào)整軸承游隙和軸系的軸向位置；2)軸的兩端軸頸過長，與端蓋接觸嚴(yán)重磨損，浪費材料和加工時間、軸承裝拆麻煩；3)齒輪沒有軸向定位，未將齒輪上的軸向力傳到機座，應(yīng)將軸承改為正裝；4)兩軸承的內(nèi)、外圈沒有軸向固定，極易分離；5)兩軸承的內(nèi)圈高度低于套筒，軸承拆卸困難；6)兩個齒輪不能共用一個鍵，而且鍵過長，三個套不能裝配；7)兩個齒輪間用套筒定位，不能固定齒輪與軸的相對位置，應(yīng)改為軸環(huán)

45、；8)兩齒輪的輪轂長度與軸頭箱等，也使齒輪軸向定位不可靠；改正后的結(jié)構(gòu)如圖所示。3解：根據(jù)不滑移條件： 所需夾緊壓力R： N所需預(yù)緊力： N螺栓材料的屈服極限MPa。許用應(yīng)力為： MPa根據(jù)強度條件：所需螺栓的小徑為：mm查粗牙普通螺紋基本尺寸標(biāo)準(zhǔn)GB196-81，選用M10的螺栓，其小徑mm。4解：(1) 各輪的轉(zhuǎn)向和2輪的螺向如圖所示。(2) 3輪為左旋、4輪為右旋，如圖所示。(3) 齒輪2、3 所受的各個分力如圖所示。(4) 求齒輪3所受分力： r/min Nm，3 =12.8386° mm N N N試卷十答案一、填空題：（每空1分，共15分） 1對稱2調(diào)心3 靜 兩側(cè) 側(cè)面受擠壓和剪切 工作面被壓潰4 臨界轉(zhuǎn)速 剛性軸 撓性軸5 固定心軸6 拉 扭剪 斷裂（拉斷或拉扭斷）7 奇 彎曲應(yīng)力二、選擇題：（每空1分，共20分）1A ； 2C； 3 B；4 A； 5 C；6 B；7 A；8A ；9C ；10D ；11C ；12