上海工程技術(shù)大學(xué)期末機(jī)械設(shè)計(jì)A

2015?2016學(xué)年第一學(xué)期考試試卷主考教師：陸寧課程代碼010334學(xué)院 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程試卷A參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（本卷考試時(shí)間120分鐘）題號(hào)一一二四五六七八九十總得分題分101515104010得分、判斷題（本題共10小題，每小題1分，共10分，請(qǐng)用疑口求示正確與錯(cuò)誤）題號(hào)12345678910答案VVVXVVVXXX.變應(yīng)力不一定只由變載荷產(chǎn)生。（）.螺紋的螺旋開角愈小，螺紋的自鎖性能愈好。（）.平鍵是靠鍵的兩側(cè)面來(lái)傳遞載荷。（）.重要的螺栓連接不采用12mm以下直徑是因?yàn)樘?xì)的螺栓不能有效定位（）.帶傳動(dòng)轉(zhuǎn)速不能過(guò)高，否則會(huì)因離心力過(guò)大使得傳動(dòng)能力下降（）.齒輪嚙合的設(shè)計(jì)應(yīng)使得小齒輪比大齒輪的硬度高些（）.蝸桿傳動(dòng)，蝸桿頭數(shù)越少，傳動(dòng)效率越低。（）.選用滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑油時(shí)，轉(zhuǎn)速越高，選用油的粘度越高。（）.深溝球軸承不能承受軸向力（）.因?yàn)闈L動(dòng)摩擦系數(shù)小于滑動(dòng)摩擦系數(shù)，滾動(dòng)軸承比滑動(dòng)軸承更適合于高轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合、選擇題（本題共15小題，每小題1分，共15分）請(qǐng)將答案填寫在下表對(duì)應(yīng)空格內(nèi)題號(hào)123456789101112131415答案CBCDCAABBCCCACC

.影響零件疲勞強(qiáng)度的綜合影響系數(shù)K與等因素有關(guān)。A.零件的應(yīng)力集中、加工方法、過(guò)載B.零件的應(yīng)力循環(huán)特性、應(yīng)力集中、加載狀態(tài)C.零件的表面狀態(tài)、絕對(duì)尺寸、應(yīng)力集中 D.零件的材料、熱處理方法、絕對(duì)尺寸.零件的計(jì)算安全系數(shù)為之比。A.零件的極限應(yīng)力與許用應(yīng)力B.零件的極限應(yīng)力與工作應(yīng)力C.零件的工作應(yīng)力與許用應(yīng)力D.零件的工作應(yīng)力與極限應(yīng)力.當(dāng)兩個(gè)被連接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要經(jīng)常拆裝時(shí)，往往采用A.螺栓連接？B.螺釘連接？C.雙頭螺柱連接？D.緊定螺釘連接.平鍵聯(lián)接的可能失效形式有oA.疲勞點(diǎn)蝕 B.彎曲疲勞破壞C.膠合 D.壓潰、磨損、剪切破壞等.三角傳動(dòng)工作時(shí)，與帶輪輪槽接觸的是。A.帶的底面 B.帶的頂面 C.帶的兩側(cè)面.帶和齒輪組成的多級(jí)減速傳動(dòng)中，帶傳動(dòng)應(yīng)放在。A.高速級(jí) B.低速級(jí) C.高、低均可.設(shè)計(jì)中限制小帶輪的直徑Di>Dimin是為了。A.限制帶的彎曲應(yīng)力B.限制相對(duì)滑移量C.保證帶與輪面間的摩擦力D.帶輪在軸上安裝的需要.齒輪傳動(dòng)按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)di時(shí)，該式中的卜&應(yīng)該取。A.max1卜！1卜！2B.min\ ！ik！2C.卜！iD.卜！2.一對(duì)圓柱齒輪，在確定大小齒輪的寬度時(shí)，通常把小齒輪的齒寬做得比大齒輪的寬一A.使小齒輪的彎曲強(qiáng)度比大齒輪的高一些B.便于安裝，保證接觸線長(zhǎng)度C.使傳動(dòng)平穩(wěn)，提高效率D.使小齒輪的接觸強(qiáng)度比大齒輪的高一些.蝸桿傳動(dòng)比白表達(dá)式為。n2n2d1 n2 dn2 zi.蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是。A.齒面疲勞點(diǎn)蝕 B.齒根的彎曲折斷C.齒面的膠合和磨損D.齒面的塑性變形.轉(zhuǎn)軸工作時(shí)主要承受。A.純扭矩 B.純彎矩C.扭矩和彎矩 D.摩擦力矩.下列場(chǎng)合采用滑動(dòng)軸承，其中■是錯(cuò)誤的。A.軸向尺寸小B.剖分式結(jié)構(gòu)C.承受沖擊載荷D.旋轉(zhuǎn)精度高.在非液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承中,限制p值的主要目的是A.防止軸承襯材料過(guò)度磨損？??B防止軸承襯材料發(fā)生塑性變形C.防止軸承稱材料因壓力過(guò)大而過(guò)度發(fā)熱？??D防止出現(xiàn)過(guò)大的摩擦阻力矩.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命是指一批同規(guī)格的軸承在相同的試驗(yàn)條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中 軸承發(fā)生破壞時(shí)所達(dá)到的壽命。A.1%B.5%C.10%D.20%三、簡(jiǎn)答題（本題共3小題，每小題5分，共15分）簡(jiǎn)述提高螺紋連接強(qiáng)度的措施。TOC\o"1-5"\h\z（1）降低螺栓的應(yīng)力幅 （1分）（2）改善螺紋牙問(wèn)載荷分配不均 （1分）（3）減少應(yīng)力集中 （1分）（4）避免附加彎曲應(yīng)力 （1分）（5）采用合理制造工藝 （1分）簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)中發(fā)生彈性滑動(dòng)和發(fā)生打滑的原因。彈性滑動(dòng)是由于帶的拉力差使緊松邊帶的彈性變形不同而引起帶與帶輪間的微量滑動(dòng)； （3分）打滑是由于帶傳動(dòng)過(guò)載而引起，是帶傳動(dòng)的失效形式。 （2分）寫出軸承型號(hào)7208AC/P5中各位數(shù)字和字母的含義。 （1分） （1分） （1分） （1分） （1分）四、分析題（本題共2小題，每小題5分，共10分）.圖示蝸桿-斜齒輪傳動(dòng)，已知蝸桿為左旋，轉(zhuǎn)向如圖示，（1）畫出蝸輪的轉(zhuǎn)向；（2）欲使II軸的蝸輪2和齒輪3的軸向力抵消一部分，確定斜齒輪3、4的螺旋線方向；（3）分別求出蝸桿、蝸輪上所受軸向力的方向。TOC\o"1-5"\h\z（1）蝸輪轉(zhuǎn)向如圖示。 （1分）（2）斜齒3為左旋，4為右旋。 （2分）（3）蝸桿、蝸輪上各力方向如圖示 （2分）.寫出圖示6一N曲線中CD段的方程式（須說(shuō)明式中各參數(shù)的含義），寫出E點(diǎn)括號(hào)內(nèi)坐標(biāo)代號(hào)。CD段的方程式：仃rNN=C——（2分）式中：（TrN-有限壽命疲勞極限（TrN-有限壽命疲勞極限（1分）（對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)為N,應(yīng)力比為r）C和m均為材料常數(shù)。C和m均為材料常數(shù)。（1分）E（Nd,?。?分）五、計(jì)算題（本題共4小題，共40分）五、1.已知某鋼制零件材料的機(jī)械性能： （-1=480MPa,（s=700MPa,os=700MPa。零件疲勞極限的綜合影響系數(shù)K<=1.20已知作用在零件上工作應(yīng)力：cmax=450MPa,omin=150MPa,應(yīng)力變化規(guī)律為om=C（常數(shù)）。試求：（1）繪制該零件的極限應(yīng)力線圖，需注明各特殊點(diǎn)的代號(hào)及坐標(biāo)值（ 一二50Mpa/每小格）（4分）格）（2）用圖解法確定該零件的計(jì)算安全系數(shù)Scao（4分）（3）若設(shè)計(jì)安全系數(shù)S=2.5,該零件是否滿足強(qiáng)度的要求。（2分）（1）繪制出該零件的極限應(yīng)力線圖：分）A點(diǎn)坐標(biāo):仃1A0,——IKOJ，且一KCT480=400MPa,..A點(diǎn)坐標(biāo)為（0,400）1.2（1C點(diǎn)坐標(biāo):c2s,0）,：C點(diǎn)坐標(biāo)為（700,0）（1分）D點(diǎn)坐標(biāo):。0仃0萬(wàn)陽(yáng)1二二0 700-0=——=350MPa,2 22=_8°0_=292Mpa,d點(diǎn)坐標(biāo)為（350,292）;2K二21.2（1分）M-mG+仃

maxmin2450150 =300MPa,；「a=^max2二min450-150=150MPa（2分）300307 …300307 … =1.35---（3450（2）計(jì)算安全系數(shù)Sca：M'點(diǎn)坐標(biāo)（300,307）,Sca=仃琰十仃的二max分）（3）Sca<S,該零件強(qiáng)度不夠（2分）2.柴油機(jī)缸蓋通過(guò)12個(gè)M22（d1之20mm）的普通螺栓固定在缸體上。已知：缸蓋承受的軸向工作載荷八在0與96KN之間作周期性變化，螺栓的許用拉應(yīng)力[a]=144MPa,固定在缸體上螺栓的相對(duì)剛度為0.9。要求：解：（2分）按預(yù)緊力F0為工作拉力F的1.2倍的情況，校核螺栓的靜強(qiáng)度。（6分）求疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)螺栓危險(xiǎn)剖面上的（max、 Omin° （4分）（1）求單個(gè)螺栓所受的工作載荷F:F=3max+Z=96000+12=8000（N）求螺栓所受的總載荷F2： F2=Fo+0.9F=1.2F+0.9F=16800（N）（2分）TOC\o"1-5"\h\zt>.xm4\aa、r 4MI.3MF2 4x1,316800 ._ /八求螺栓的計(jì)算應(yīng)力crca:caa= 2 = 2 =69.56Mpa<[er] （2二d12 二202分）螺栓靜強(qiáng)度足夠。F2二max=——A16800F2二max=——A16800-d2i4二minF0 960016800: =53.5MPa20249600 =30.6MPa--2024（2分）（2分）3,已知某直齒圓柱齒輪閉式傳動(dòng)，齒輪參數(shù)為：m=3mm,Z〔=24,b〔=72mm,Z2=77,b2=68mm,大小齒輪材料均為40Cr并經(jīng)表面淬火處理，［旬1=1080MPa,［旬2=1030MPa,[用1=[oF]2=437MPa,Ze=189.8TMPa,ZH=2.5,YFa1=2.65,YFa2=2.27,Ysa1=1.58,Ysa2=1.76,接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)Kh=1.72,彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)Kf=1.69,小齒輪轉(zhuǎn)速n〔=955r/min,小齒輪傳遞的功率P=35KW,試計(jì)算該對(duì)齒輪接觸強(qiáng)度是否滿足？（10分）可供選擇的公式：1,qh=ZeZh/"人利4］,2.仃尸=2燈丫產(chǎn)人］TOC\o"1-5"\h\zHEH 2 H 2,bd1u bm乙解：校核接觸強(qiáng)度P 35T1=9,55父106—=9,55父106M士-=3.5M105Nmm （2分）n1 955d1=mZ1=3x24=72mm （1分）b=68mm （1分）u=Z2/Z1=77/24=3.2 （1分）由kH1]>LH2]，所以取bH】=bH2]=1030MPa （1分）二h=2.5Ze2KT1u1二h=2.5Ze2KT1u12bd1 u=2.5189.821,723.51000003.21687223.2二1004,6MPa41030MPa（3分）故該對(duì)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。 （1分）4,斜齒輪安裝在軸承之間的中部，已知斜齒輪P=151分度圓直徑d=120mm,軸的徑向力Fr=1193N,軸向力Fa=849No采用一對(duì)70000型軸承，已經(jīng)算得軸承的徑向力分別為：Fr1=1615N,Fr2=1812N,軸的轉(zhuǎn)速 =1440r/min,載荷系數(shù)fp=1.1,若軸承的額定動(dòng)載荷C=28800N,試計(jì)算軸承的壽命。（10分）

內(nèi)部軸向力eFa/FVeFa/Fr>eXYXYFd=0.7Fr0.7100.410.85解:TOC\o"1-5"\h\zFdi=0.7Fr1=1131N,Fd2=0.7Fr2=1268M （2分）方向如圖示，M由Fd1+Fa=1131+849=1980N>Fd2=1268N （1分）則軸承2被“壓緊”，軸承1“放松”Fa1=Fd1=1131N,Fa2=Fd1+Fa=1980N （2分）（1分）區(qū):口二0.7=e,口=理會(huì)——Fr11651 Fr2（1分）所以P〔=fp（X[Fr1+丫￡1）=1.1m1615=1777N （1分）P2=fp（X2Fr2+Y2Fa2）=1.1^（0.41^1812+0.85^1980）=2669