2009-2010學(xué)年第2學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)試題B及答案

1、20092010 學(xué)年第 2 學(xué)期試題（ b ）卷課程名稱機(jī)械設(shè)計(jì)考試日期年月日共三題學(xué)生姓名學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院班級學(xué)號一填空題（每小題2分，共 20 分）1失效是指。在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全工作的限度，稱為。2影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度最為重要的三個因素是、。3靜應(yīng)力下，零件材料有兩種損壞形式：。在變應(yīng)力條件下，零件的損壞形式是。4為了減小承受軸向載荷螺栓上的總拉伸載荷的變化幅度，采用減小剛度或增大剛度都可以。5圓柱蝸桿傳動正確嚙合條件。6在套筒滾子鏈中，內(nèi)鏈板與套筒、外鏈板與銷軸的配合為；滾子與套筒、套筒與銷軸的配合為。7切制蝸輪的滾刀，其必須與相應(yīng)的蝸桿相同，因此制定蝸桿分度圓直徑的標(biāo)

2、準(zhǔn)系列，目的是為了。8在表面潤滑情況下，將摩擦分為三種狀態(tài)：、。9滾動軸承型號為61213，軸承類型為，內(nèi)徑為。10帶傳動的設(shè)計(jì)依據(jù)是。二、選擇題（每題2 分，共 20 分）1. 在鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)中，鍵的長度主要根據(jù)來選定。a. 傳遞轉(zhuǎn)矩的大?。籦. 安裝和使用條件；c. 軸的直徑尺寸；d. 輪轂的長度。2. 若螺紋的直徑和螺旋副的摩擦系數(shù)一定，則擰緊螺母時的效率取決于螺紋的。a. 螺距和牙型角；b. 螺紋升角和螺紋頭數(shù)；c. 螺紋升角和牙型斜角；d. 螺距和升角。3. 在帶傳動中（減速傳動），帶內(nèi)應(yīng)力的最大值發(fā)生在在帶。a. 進(jìn)入大帶輪處；b. 離開大帶輪處；c. 進(jìn)入小帶輪處；d. 離開小帶

3、輪處。4. 滾子鏈傳動的最主要參數(shù)是。a鏈的排距；b. 鏈的節(jié)距；c. 滾子外徑；d. 銷軸直徑。第1 頁(共 4 頁)5. 在螺紋聯(lián)接中，當(dāng)有一個被聯(lián)接件太厚，并需要經(jīng)常裝拆時，宜選用。a螺栓聯(lián)接；b雙頭螺柱聯(lián)接；c螺釘聯(lián)接；d緊定螺釘聯(lián)接。6. 對于軟齒面的閉式齒輪，輪齒常見的失效形式是。a. 輪齒疲勞折斷; b. 齒面膠合 ; c. 齒面疲勞點(diǎn)蝕; d. 齒面塑性變形。7. 為了提高齒輪傳動的抗點(diǎn)蝕能力，可考慮。a. 采用閉式傳動；b. 提高齒輪的制造精度；c. 適當(dāng)增大傳動中心距；d. 保持傳動中心距而適當(dāng)增大齒輪模數(shù)。8. 安裝齒輪的軸，若剛度不足而使彎曲變形超過允許范圍，則會造成。

4、a嚴(yán)重的齒根應(yīng)力集中；b傳動的動載荷增大；c齒間載荷分配不均；d沿齒寬方向發(fā)生偏載。9. 蝸桿傳動的失效形式與齒輪傳動類似，其中最易發(fā)生的是。a. 膠合與磨損；b. 點(diǎn)蝕與磨損；c. 輪齒折斷與磨損；d. 塑性變形與膠合。10. 在相同的徑向負(fù)荷下，角接觸向心球軸承派生軸向力的大小主要取決于。a. 軸承的基本額定動負(fù)荷；b. 軸承的額定靜負(fù)荷；c. 軸承成對使用時的安裝方式；d. 軸承結(jié)構(gòu)。三、綜合題（共60 分）1. 設(shè) 帶 所 能 傳 遞 的 最 大 功 率3kwp， 已 知 主 動 輪 節(jié) 圓 直 徑1140mmd， 轉(zhuǎn) 速11420r / minn，小帶輪包角1160，帶和帶輪的當(dāng)量摩

5、擦系數(shù)0.5vf，試確定帶傳動的有效圓周力tf、緊邊拉力1f和張緊力0f。（8 分）2如題圖1 為圓柱齒輪蝸桿傳動，已知斜齒輪1 的轉(zhuǎn)動方向和斜齒輪2 的旋向。（10 分）（1）在圖中標(biāo)出齒輪1 的旋向、齒輪1 和齒輪 2 在嚙合點(diǎn)處的軸向力。（2）為使蝸桿軸上的齒輪2 與蝸桿 3 所產(chǎn)生的軸向里相互抵消一部分，試確定并標(biāo)出蝸桿3 輪齒的旋向，并標(biāo)出蝸輪4 輪齒的旋向及其轉(zhuǎn)向。（3）在圖中嚙合出標(biāo)出蝸桿和蝸輪所受各分力的方向。n11234題圖 1 第2 頁(共 4 頁) 1fr1fr2fa2題圖 2 3如題圖 2 所示的蝸桿軸， 選用一對正裝的7208ac 角接觸球軸承。 已知兩支點(diǎn)的徑向反力

6、分別為：右14000rfn，左22000rfn；軸向載荷1500afn指向右軸承，蝸桿軸的轉(zhuǎn)速320 r/minn，要求工作壽命5000 hhl；工作時有中等沖擊1.5pf，軸承基本額定動載荷35.2knrc，基本額定靜載荷024.5knrc，試校核該軸承壽命。 （12 分）表 1 向心軸承當(dāng)量動載荷的x、y 值軸承類型0arfce arffearffex y x y 角接觸球軸承150.015 0.38 0.44 1.47 1 0 0.029 0.40 1.40 0.056 0.43 1.30 0.087 0.46 1.23 0.12 0.47 1.19 0.17 0.50 1.12 0.2

7、9 0.55 1.02 0.44 0.56 1.00 0.58 0.56 1.00 250.68 0.41 0.87 1 0 401.14 0.35 0.57 1 0 表 2 角接觸向心球軸承內(nèi)部軸向力fs軸承類型角接觸向心球軸承152540fs ref0.68fr1.14fr4. 在展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器中，已知：中間軸上高速級大齒輪的螺旋線方向?yàn)樽笮?，齒數(shù)151z，螺旋角115，法面模數(shù)3nm；中間軸上低速級小齒輪的螺旋線的方向也為左旋， 其齒數(shù)217z，法面模數(shù)5nm。試問：低速級小齒輪的螺旋角2應(yīng)為多少時，才能使中間軸上兩齒輪的軸向力相互抵消。（10 分）5. 有一非液體摩擦向心

8、滑動軸承，軸頸直徑60mmd，軸承寬度60mmb，軸瓦材料為zcual9fe3 ，其使用性能為215n/mmp，4m/s，212n/mmm/sp。當(dāng)載荷36000nf，轉(zhuǎn)速150r/minn時，校核該軸承是否滿足使用要求。（9 分）第 3 頁（共 4 頁）6指出題3.6 圖所示軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的錯誤（11 處） （不涉及強(qiáng)度） ，依次標(biāo)出序號，在答題紙上簡要說明錯誤的原因和改正措施（文字?jǐn)⑹黾纯桑?（ 11 分）題 3.6 圖第 4 頁（共 4 頁）09-10 學(xué)年第 2 學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)試卷b參考答案一、填空題：1. 機(jī)械零件由于某種原因而不能正常工作工作能力2. 應(yīng)力集中絕對尺寸表面狀態(tài)3.

9、斷裂或塑性破壞疲勞斷裂4. 螺栓被連接件5. 蝸桿軸向模數(shù)和軸向壓力角應(yīng)分別等于蝸輪端面模數(shù)和端面壓力角，旋向相同。6. 過盈配合間隙配合7. 直徑及齒形參數(shù)減少刀具數(shù)量并便于標(biāo)準(zhǔn)化8. 干摩擦邊界摩擦液體摩擦9. 深溝球軸承65mm 10. 保證帶不打滑及具有一定的疲勞壽命二、單項(xiàng)選擇：1、c 2. c 3. c 4. b 5. b 6. c 7. c 8. d 9. a 10. d 三、綜合題：1. 解：帶速11140142010.41 m/s60 100060 1000d n圓周力100010003288.46 n10.41tpf由12tfff和12fff e可得緊邊拉力111600.5

10、18011600.5180288.46383.35 n11ffeeffee松邊拉力21383.35288.4694.89 ntfff初拉力01211()(383.3594.89)239.12 n22fff2. 解：結(jié)果如圖所示fa1fa21234n1n4fa3ft4ft3fa4n23. 解: 軸承產(chǎn)生內(nèi)部軸向力如圖所示。由于軸承的接觸角25，其派生內(nèi)部軸向力為：110.680.6840002720nsrff220.680.6820001360nsrff1fr1fr2fa2fs1fs2因?yàn)?1150013602860n2720nassfff所以軸承1 位壓緊端，軸承2 為放松端，故122860n

11、aasfff，221360nasff判斷系數(shù)0.68e，因?yàn)?128600.715,4000arfef查表：110.41,0.87xy2213600.68,2000arfef查表：221,0xy。則當(dāng)量動載荷為：111110.4140000.8728604128.2nrapx fy f222221 20000 13602000nrapx fy f因?yàn)?2pp，則14128.2npp則軸承的壽命為：33663101035.2 109566.9 h5000h6060 320 1.5 4128.2rhhpcllnf p。（或者：3366606032050001.54128.228.4 kn35.2k

12、n1010phrncf plc）因此該軸承合用。4. 解：中間軸的受力分析如圖，軸向力互相抵消，即23aaff因222333tan,tanatatffff，故2323tantanttff。又因軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩322322ttddtff，故23333322232222/ costantantantan/costntnfdm zfdmz，因此3332225 17sinsinsin150.1438351nnmzmz，得：38 16 4。23中間軸fa2n2fa3左旋左旋高速級大齒輪低速級小齒輪5. 解：校核軸承使用條件：223600010 n/mm15 n/mm6060fppbd60 1500.47 m/s4 m/s60 100060 1000dn22100.47 n/mmm/s12 n/mmm/s601000fdnppbd由此可知，滿足使用條件。6. 答：軸頸太長，軸承難裝入，應(yīng)該使直徑略小一些；軸頸不能與軸