機(jī)械設(shè)計(jì)期末試卷及答案

1、1對(duì)受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接，在限定螺栓總拉力的情況下，提高螺栓疲勞強(qiáng)度的有效措施是_A_。A)增大被聯(lián)接件的剛度B)減小被聯(lián)接件的剛度C)增大螺栓的剛度2設(shè)計(jì)鍵聯(lián)接的幾項(xiàng)主要內(nèi)容是：a)按輪轂長度選擇鍵的長度；b)按使用要求選擇鍵的主要類型；c)按軸的直徑選擇鍵的剖面尺寸；d)對(duì)鍵聯(lián)接進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，一般順序是_B_。A)bacdB)bcadC)acbdD)cdba3.鏈傳動(dòng)中,限制鏈輪最少齒數(shù)的目的是為了_A_.A)減少傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷B)防止鏈節(jié)磨損后脫鏈C)使小鏈輪輪齒受力均勻D)防止?jié)櫥涣紩r(shí)輪齒加速磨損4.磨損尚無完善的計(jì)算方法，故目前設(shè)計(jì)開式齒輪傳動(dòng)時(shí)

2、，一般按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，用適當(dāng)增大模數(shù)的方法以考慮_C_的影響。A)齒面點(diǎn)蝕B)齒面塑性變形C)齒面磨損D)齒面膠合5.滑動(dòng)軸承的寬徑比愈小，則B。A)軸承溫升愈大B)摩擦功耗愈小C)承載能力愈大D)端泄愈小6.蝸桿傳動(dòng)中,輪齒承載能力的計(jì)算主要是針對(duì)_B_來進(jìn)行的.A)蝸桿齒面接觸強(qiáng)度和蝸輪齒根抗彎強(qiáng)度B)蝸輪齒面接觸強(qiáng)度和齒根抗彎強(qiáng)度C)蝸桿齒面接觸強(qiáng)度和齒根抗彎強(qiáng)度D)蝸輪齒面接觸強(qiáng)度和蝸桿齒根抗彎強(qiáng)度7若一對(duì)滾動(dòng)軸承的基本額定壽命為537000轉(zhuǎn)，則該軸承所受的當(dāng)量動(dòng)載荷A基本額定動(dòng)載荷。A)大于B)等于C)小于8自行車的中軸屬于A.A)轉(zhuǎn)軸；B)心軸；C)傳動(dòng)軸。9.帶、鏈、齒

3、輪組成的多級(jí)減速傳動(dòng)中，鏈傳動(dòng)應(yīng)放在B。A)高速級(jí)B)低速級(jí)C)高、低均可10聯(lián)軸器和離合器的根本區(qū)別是C。A)聯(lián)軸器只能用來聯(lián)結(jié)兩根軸，離合器還可用來聯(lián)結(jié)軸上的其它回轉(zhuǎn)零件B)聯(lián)軸器只能用來傳遞轉(zhuǎn)矩；離合器除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還可用作安全、定向或啟動(dòng)裝置C)要把聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)的兩軸分離，需要使機(jī)器停車進(jìn)行拆卸；離合器可在機(jī)器工作過程中隨時(shí)使兩軸接合或分離D)聯(lián)軸器可以采用彈性元件來緩沖吸振；離合器則沒有這種特性二、填空題（10分)1蝸桿傳動(dòng)，蝸桿頭數(shù)越多，效率越高。2滾動(dòng)軸承、，其中承受徑向載荷最大的是N2308；承受軸向載荷最大的是72308。3.在軸的初步計(jì)算中，軸的直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定的。4

4、.齒輪傳動(dòng)中輪齒的齒面點(diǎn)蝕，通常首先發(fā)生在節(jié)線附近靠近齒根處。三、簡答題（共8分)ABCD1圖示一V帶傳動(dòng)，小帶輪為主動(dòng)輪，轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針。A、C和B、D分別是V帶繞入點(diǎn)和繞出點(diǎn)。試問：1)在哪個(gè)點(diǎn)上帶速大于帶輪圓周速度？2)在哪個(gè)點(diǎn)上帶速等于帶輪圓周速度？3)在哪個(gè)點(diǎn)上帶速小于帶輪圓周速度？（4分)解：1）D點(diǎn)上帶速大于帶輪圓周速度（1分）2）A、C點(diǎn)上帶速等于帶輪圓周速度（2分）3）B點(diǎn)上帶速小于帶輪圓周速度（1分）2聯(lián)接螺紋既滿足的自鎖條件，為什么還要加防松裝置？試舉出兩種常用防松原理的防松裝置。（4分)螺紋聯(lián)接的自鎖作用只有在靜載荷下才是可靠的，在振動(dòng)和變載荷下，會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)松脫的現(xiàn)象，因

5、此需采用防松裝置。（2分）例：（1）摩擦防松，用彈簧墊圈。2）機(jī)械防松，用開口銷與六角開槽螺母。（2分）四、受力分析題（12分)在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中，1、5為蝸桿，2、6為蝸輪，3、4為斜齒圓柱齒輪，7、8為直齒錐齒輪。已知蝸桿1為主動(dòng)，錐齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖。為使各中間軸上齒輪的軸向力能互相抵消一部分。試問：(1)標(biāo)出蝸桿1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；(2)標(biāo)出斜齒圓柱齒輪3、4和蝸輪2、6的螺旋線方向；(3)畫出1、4、6、7輪的各分力圖。Fa7Fr7Ft7Ft6Fa6Fr6(1)標(biāo)出蝸桿1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向Fa4Ft4Fr4Ft1Fa1Fr1(1分)(2)標(biāo)出斜齒圓柱齒輪3、4和蝸輪2、6的螺旋線方向；（每個(gè)0.5分

6、，共2分）(3)畫出1、4、6、7輪的各分力圖。1、6每個(gè)力1分，共6分；4、7每個(gè)力0.5分，共3分五、用文字說明軸系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤所在。（答對(duì)5個(gè)為10分,答錯(cuò)一個(gè)倒扣1分)1） 軸肩過高，無法拆卸軸承2） 套筒頂不住齒輪（過定位），應(yīng)使輪轂的長度稍大于軸段長3） 鍵過長，套筒無法裝入4） 套筒過高，右側(cè)軸承拆卸困難5） 缺少調(diào)整墊片，無法調(diào)整軸承游隙6） 箱體端面加工面與非加工面沒有分開7） 精加工面過長且裝拆軸承不便8） 靜止件與轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸（軸與端蓋）9） 聯(lián)軸器空未打通10）缺少密封件七、計(jì)算題（14分)如圖所示為一對(duì)角接觸球軸承在兩個(gè)支點(diǎn)上的組合設(shè)計(jì)。已知：，作用在圓錐齒輪上的軸向力，

7、作用在斜齒輪上的軸向力，試確定危險(xiǎn)軸承的壽命為多少小時(shí)。（軸承基本額定動(dòng)載荷，派生軸向力，當(dāng)，；，)解：1）畫出派生軸向力方向如圖2），3）所以軸承2被壓緊，軸承1被放松。4）5）（4分）八、計(jì)算題（12分)一個(gè)單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器中，已知齒數(shù)z1=20,z2=60,模數(shù)m=4mm，齒寬系數(shù)d=0.5,；。若主、從動(dòng)輪的許用接觸應(yīng)力分別為，,載荷系數(shù)K=1.8，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.5,彈性系數(shù)ZE=189.8,試求該大齒輪輸出的轉(zhuǎn)矩T2。注：參考公式（1分）（1分）（1分）因?yàn)樗裕?分）（2分）取小值代入下面公式（2分）根據(jù)求出（2分）所以（1分）機(jī)械設(shè)計(jì)期末考試試卷得分一、選擇題：本題

8、共10個(gè)小題，每小題2分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。把所選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1在一般工作條件下，齒面硬度HB350的閉式齒輪傳動(dòng)，通常的主要失效形式為（）A輪齒疲勞折斷B.齒面疲勞點(diǎn)蝕C齒面膠合D.齒面塑性變形2帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，是由于（）A包角太小B.初拉力F0太小C緊邊與松邊拉力不等D.傳動(dòng)過載3在下列四種型號(hào)的滾動(dòng)軸承中，只能承受徑向載荷的是（）A6208B.N208C.3208D.52084下列四種螺紋中，自鎖性能最好的是（）A粗牙普通螺紋B.細(xì)牙普通螺紋C梯形螺紋D.鋸齒形螺紋5在潤滑良好的條件下，為提高蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率，可采

9、用的方法為（）A減小齒面滑動(dòng)速度sB.減少蝸桿頭數(shù)Z1C增加蝸桿頭數(shù)Z1D.增大蝸桿直徑系數(shù)q6在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數(shù)C是指（）A彈簧外徑與簧絲直徑之比值B彈簧內(nèi)徑與簧絲直徑之比值C彈簧自由高度與簧絲直徑之比值D彈簧中徑與簧絲直徑之比值7普通平鍵接聯(lián)采用兩個(gè)鍵時(shí)，一般兩鍵間的布置角度為（）A90B.120C.135D.1808V帶在減速傳動(dòng)過程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在（）AV帶離開大帶輪處B.V帶繞上大帶輪處CV帶離開小帶輪處D.V帶繞上小帶輪處9對(duì)于普通螺栓聯(lián)接，在擰緊螺母時(shí)，螺栓所受的載荷是（）A拉力B.扭矩C壓力D.拉力和扭矩10滾子鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)，這

10、主要是因?yàn)椴捎眠^渡鏈節(jié)后（）A制造困難B.要使用較長的銷軸C不便于裝配D.鏈板要產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力得分二、填空題：本大題共10個(gè)小題，每空2分，共20分。把答案填在題中橫線上。1軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受的軸為心軸，主要受的軸為傳動(dòng)軸。2代號(hào)62203的滾動(dòng)軸承，為軸承，其內(nèi)徑為mm。3在一般機(jī)械中的圓柱齒輪傳動(dòng)，往往使小齒輪齒寬b1大齒輪齒寬b2；在計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)，工作齒寬b應(yīng)取。4普通平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的；楔鍵聯(lián)接的工作面是鍵的。5為了便于互換及適應(yīng)大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)圈孔與軸的配合采用制，軸承外圈與軸承座孔的配合采用制。6不隨時(shí)間變化的應(yīng)力稱為，隨時(shí)間變化的應(yīng)力稱為，具有周期性的變應(yīng)力稱為

11、。7按照平面圖形的形狀，螺紋分為、和等。8按照工作條件，齒輪傳動(dòng)可分為和兩種。9齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，軟齒面閉式傳動(dòng)通常先按設(shè)計(jì)公式確定傳動(dòng)尺寸，然后驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度。10直徑較小的鋼制齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí)，可以將齒輪和軸做成一體，稱為。得分三、判斷題(每小題2分，共30分)1.用于薄壁零件聯(lián)接的螺紋，應(yīng)采用三角形細(xì)牙螺紋。（）2.滑動(dòng)螺旋中螺桿的直徑是根據(jù)螺桿的強(qiáng)度計(jì)算而確定的。（）3.采用兩個(gè)楔鍵時(shí)，常相隔90度120度。（）4.在材料和載荷性質(zhì)相同的情況下，動(dòng)聯(lián)接的許用壓力比靜聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力小。（）5.薄型平鍵聯(lián)接與普通平鍵聯(lián)接相比，承載能力相同。（）6.半圓鍵相配的軸上的鍵槽是

12、用圓盤銑刀加工的。（）7.帶傳動(dòng)接近水平布置時(shí)，應(yīng)將松邊放在下邊。（）8.鏈節(jié)距越大，鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不均勻性越小。（）9.傳遞同樣功率和轉(zhuǎn)速的帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的壓軸力大。（）10.設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)，鏈條的節(jié)數(shù)和鏈輪的齒數(shù)均應(yīng)選擇偶數(shù)。（）11.通用的閉式齒輪傳動(dòng)，當(dāng)齒輪的圓周速度v12m/s時(shí)，常采用浸油潤滑。（）12.對(duì)于硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)，若接觸強(qiáng)度校核不足，解決辦法是增大傳動(dòng)尺寸或提高齒面硬度。（）13.斜齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在法面上。（）14.齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)材料相同時(shí)，小齒輪和大齒輪的彎曲強(qiáng)度也相同。（）15.兩個(gè)具有一定楔形間隙并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的平板，當(dāng)流入足夠的潤滑油時(shí)，一定可形成油

13、膜壓力。（）得分四、簡答題：本大題共6個(gè)小題，每題5分，共30分。把答案填在題中橫線上。1簡述螺紋聯(lián)接的基本類型主要有哪四種？2提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施有哪些？3閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗主要包括哪三部分？4簡述帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)？5鏈傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？6滾動(dòng)軸承的基本類型有哪些？標(biāo)準(zhǔn)答案紙一、 選擇題：15：BCBDC610：DBDDD二、 填空題：1 彎矩，轉(zhuǎn)矩2 深溝球軸承，173 大于，大齒輪齒寬b24 兩側(cè)面，上下面5 基孔，基軸6 靜應(yīng)力，變應(yīng)力，循環(huán)變應(yīng)力7 三角形螺紋，梯形螺紋，鋸齒形螺紋8 開式傳動(dòng)，閉式傳動(dòng)9 齒面接觸強(qiáng)度10 齒輪軸三、判斷題1.（）2.（）3.（）4.（）5

14、.（）6.（）7.（）8.（）9.（）10.（）11.（）12.（）13.（）14.（）15.（）四、簡答題：1 螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。2 降低螺栓總拉伸載荷的變化范圍；改善螺紋牙間的載荷分布；減小應(yīng)力集中；避免或減小附加應(yīng)力。3 閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合的功率損耗，軸承中摩擦損耗和攪動(dòng)箱體內(nèi)潤滑油的油阻損耗。4 適于中心矩較大的場合；1分帶具有良好的擾性，可緩和沖擊、吸收振動(dòng)；1分過載時(shí)帶與帶輪間會(huì)出現(xiàn)打滑，打滑雖使傳動(dòng)失效，當(dāng)可防止損壞其他零件；2分結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉1分5 鏈板疲勞破壞；1分滾子套筒的沖擊疲勞破壞；1分銷軸與套筒的膠合；1分鏈條

15、鉸鏈磨損；1分過載拉斷。1分6 調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、深溝球軸承、角接觸球軸承、推力圓柱滾子軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等。0.5分一、填空題（共20分，每小題2分）：1非液體摩擦滑動(dòng)軸承驗(yàn)算比壓是為了避免邊界潤滑油膜破壞，驗(yàn)算pv值是為了防止軸承溫升過高。2與滾動(dòng)軸承相比較，下述各點(diǎn)中，A不能作為滑動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)。A徑向尺寸小B間隙小，旋轉(zhuǎn)精度高C運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低D可用于高速情況下3矩形螺紋和梯形螺紋主要用于傳動(dòng)，而三角形（普通）螺紋主要用于聯(lián)接。4影響鏈傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)不均性的主要參數(shù)除了節(jié)距、轉(zhuǎn)速外，還有齒數(shù)。5在軸的設(shè)計(jì)計(jì)算中，軸的最小直徑是按A初步確定的。A扭轉(zhuǎn)強(qiáng)

16、度B彎扭合成強(qiáng)度C抗彎強(qiáng)度D拉伸強(qiáng)度6高速重載齒輪傳動(dòng)，當(dāng)潤滑不良時(shí)，最可能出現(xiàn)的失效形式是A。A齒面膠合B齒面疲勞點(diǎn)蝕C齒面磨損D輪齒疲勞折斷7一對(duì)正確嚙合的標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪作減速傳動(dòng)時(shí)，如兩輪的材料、熱處理及齒面硬度均相同，則齒面的接觸應(yīng)力C。AH1H2BH1H2CH1=H2DH1H2H8在蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，蝸桿頭數(shù)z1選多一些，則D。A有利于蝸桿加工B有利于提高蝸桿剛度C有利于提高傳動(dòng)的承載能力D有利于提高傳動(dòng)效率9普通平鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核的內(nèi)容主要是A。A校核鍵側(cè)面的擠壓強(qiáng)度B校核鍵的剪切強(qiáng)度CA、B二者均需校核D校核磨損10在載荷具有沖擊、振動(dòng)，且軸的轉(zhuǎn)速較高，剛度較小時(shí)，一般選用C。A剛性

17、固定式聯(lián)軸器B十字滑塊聯(lián)軸器C彈性聯(lián)軸器D安全聯(lián)軸器二、簡要回答題（共24分，每小題6分）1齒輪在什么情況下會(huì)發(fā)生膠合失效，采取哪些措施可以提高齒面抗膠合能力？2公式用于什么齒輪傳動(dòng)的什么強(qiáng)度計(jì)算？公式中各個(gè)參數(shù)的涵義是什么（各個(gè)參數(shù)指代什么）？3鏈傳動(dòng)的許用功率曲線是在哪些試驗(yàn)條件下得到的，在實(shí)際應(yīng)用中要進(jìn)行哪些修正？4何種聯(lián)軸器可以補(bǔ)償y方向的位移，使用中有何限制？為什么？1答：齒輪在齒面間壓力大，潤滑效果差，瞬時(shí)溫度過高時(shí)，易發(fā)生膠合失效。采取加強(qiáng)潤滑措施，采用抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油，在潤滑油中加入極壓添加劑，均可防止或減輕齒面膠合。2答：此公式用于錐齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。其中K載荷系

18、數(shù)；T1傳遞轉(zhuǎn)矩；Z1小齒輪齒數(shù)；u大、小齒輪齒數(shù)比；錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù)；齒形系數(shù)；應(yīng)力校正系數(shù)；彎曲疲勞強(qiáng)度許用值。3答：標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件：1)兩鏈輪安裝在水平軸上并共面；2）z119，鏈長節(jié)；3）載荷平穩(wěn)；4）按推薦方式潤滑；5）連續(xù)15000h滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；6）相對(duì)伸長量不超過3。在實(shí)際應(yīng)用中，在功率曲線上查得Po應(yīng)乘以修正系數(shù)：小齒輪齒數(shù)系數(shù)，鏈長系數(shù)，多排鏈系數(shù)，工作情況系數(shù)。4答：十字滑塊聯(lián)軸器可以補(bǔ)償方向位移。但選用時(shí)其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。因?yàn)閮奢S間有相對(duì)位移的情況下工作時(shí)，中間盤就會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動(dòng)載荷及磨損。三、如圖所示為一方形蓋板用4個(gè)螺栓與箱體聯(lián)接，蓋板中心O

19、點(diǎn)的吊環(huán)受拉力，尺寸如圖所示，螺栓材料的許用應(yīng)力。設(shè)螺栓殘余預(yù)緊力，F(xiàn)為螺栓所受的軸向工作載荷。試求螺栓所受的總拉力，并計(jì)算確定所需螺栓直徑？（13分）附：螺栓GB19681有關(guān)數(shù)據(jù)M108.376mmM1210.106mmM1613.835mm解：此螺栓的受力是屬于既受預(yù)緊力作用，又受軸向工作載荷F作用的情況。由已知條件可求出螺栓的總拉力：（3分）而軸向工作載荷F：(4分)（4分）由GB19681可得，選M12的螺栓（）（2分）四、如圖所示為兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，各輪齒數(shù)、主動(dòng)齒輪1的轉(zhuǎn)向示于圖中。已知齒輪3的模數(shù)，壓力角，螺旋角，忽略摩擦損失。試求：（15分）(1)空載時(shí)，用手撥動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)檢查齒輪嚙合情況，應(yīng)撥動(dòng)哪根軸?為什么？(2)設(shè)齒輪1的螺旋線方向?yàn)橛倚粝ＭX輪2與齒輪3各自所受的軸向力方向相反，則齒輪2、3、4應(yīng)具有的螺旋線方向(在圖中畫出)？(3)齒輪3所受的三個(gè)分力、的大小和方向？（須計(jì)算具體的數(shù)值，并畫圖示出方向）。解：（1）應(yīng)用手撥動(dòng)聯(lián)結(jié)電機(jī)的小齒輪軸。因忽略摩擦，各軸傳遞功率相同，而此軸轉(zhuǎn)速最高，轉(zhuǎn)矩最小，撥動(dòng)省力。（4分）（2）各個(gè)齒輪旋向和所受軸向力方向見圖（5分）（3）齒輪3所受的力