機械設(shè)計考試試題（卷）及答案匯總

...wd......wd......wd...裝訂線班級：學(xué)號：姓名：考試科目：機械設(shè)計考試時間：120分鐘試卷總分100裝訂線班級：學(xué)號：姓名：題號一二三四五總分得分評卷教師得分一、簡答題〔本大題共4小題，總計26分〕齒輪強度計算中，有哪兩種強度計算理論分別針對哪些失效假設(shè)齒輪傳動為閉式軟齒面?zhèn)鲃?，其設(shè)計準(zhǔn)那么是什么〔6分〕齒面的接觸疲勞強度和齒根的彎曲疲勞強度的計算，齒面的接觸疲勞強度針對于齒面的疲勞點蝕失效和齒根的彎曲疲勞強度針對于齒根的疲勞折斷。齒輪傳動為閉式軟齒面?zhèn)鲃樱湓O(shè)計準(zhǔn)那么是按齒面的接觸疲勞強度設(shè)計，校核齒根的彎曲疲勞強度。2、連接螺紋能滿足自鎖條件，為什么還要考慮防松根據(jù)防松原理，防松分哪幾類〔8分〕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。這種情況屢次重復(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。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)系防松。3、聯(lián)軸器和離合器的功用是什么二者的區(qū)別是什么〔6分〕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。二者區(qū)別是：用聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸在工作中不能別離，只有在停機后拆卸零件才能別離兩軸，而用離合器可以在機器運轉(zhuǎn)過程中隨時別離或接合兩軸。4、鏈傳動產(chǎn)生動載荷的原因是什么為減小動載荷應(yīng)如何選取小鏈輪的齒數(shù)和鏈條節(jié)距〔6分〕小鏈輪的齒數(shù)不宜過小和鏈條節(jié)距不宜過大。得分二、選擇題〔在每題假設(shè)干個選項中選出正確的選項填在橫線上。本大題共12小題，總計24分〕1、當(dāng)兩個被聯(lián)接件之一太厚，不易制成通孔且需要經(jīng)常拆卸時，往往采用B。A．螺栓聯(lián)接B．雙頭螺柱聯(lián)接C．螺釘聯(lián)接2、滾動軸承中，為防止軸承發(fā)生疲勞點蝕，應(yīng)進(jìn)展A。A.疲勞壽命計算B.靜強度計算C.極限轉(zhuǎn)速驗算3、阿基米德蝸桿的A參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。A.軸面B.端面C.法面4、一對相嚙合的圓柱齒輪的Z1＜Z2，b1>b2,其齒面接觸應(yīng)力的大小為A。A.σH1=σH2B.σH1>σH2C.σH1<5、V帶傳動設(shè)計中，限制小帶輪的最小直徑主要是為了____B___。A．使構(gòu)造緊湊 B．限制彎曲應(yīng)力C．限制小帶輪上的包角 D．保證帶和帶輪接觸面間有足夠摩擦力6、在齒輪抗彎強度的設(shè)計公式m≥中，應(yīng)代入_C__。A.B.C.與中大者D.與中小者7、鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)常選偶數(shù)，是為了使鏈傳動B。A．工作平穩(wěn)B．防止過渡鏈節(jié)C．鏈條與鏈輪磨損均勻8、滑動軸承中，含油軸承是采用B材料制成的。A．硬木B．粉末冶金C．塑料9、承受預(yù)緊力F′的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力F時，剩余預(yù)緊力為F″，其螺栓所受的總拉力Fo為__B。A．Fo＝F十F′B．Fo＝F十F″C．Fo＝F′十F″10、當(dāng)鍵聯(lián)接強度缺乏時可采用雙鍵。使用兩個平鍵時要求鍵D布置。A．在同一條直線上B．相隔90°C．相隔120°D．相隔180°11、以下零件的失效中，C不屬于強度問題。A．螺栓斷裂B．齒輪的齒面上發(fā)生疲勞點蝕C．蝸桿軸產(chǎn)生過大的彎曲變形D．滾動軸承套圈的滾道上被壓出深的凹坑12、帶傳動發(fā)生打滑總是___A____。A．在小輪上先開場 B．在大輪上先開場C．在兩輪上同時開場 D．不定在哪輪先開場得分三、分析題〔本大題共3小題，總計20分〕1.如以下列圖，1、2是一對蝸桿蝸輪傳動，3、4是一對斜齒輪傳動。1為原動件，4為輸出件，各輪轉(zhuǎn)向如以下列圖。為了使中間軸上蝸輪2和斜齒輪3的軸向力互相抵消一局部，⑴試確定1、2、3、4各輪的旋向；⑵在圖上標(biāo)出2和3所受各力的方向?！?0分〕1、2、3輪左旋，4輪右旋2、寫出一維雷諾方程的表達(dá)式，說明油膜承載的必要條件，并指出圖示四種情況，哪一種能夠形成流體動壓潤滑油膜〔5分〕A．B．C．D．形成動力潤滑的必要條件：1〕相對運動的兩外表間必須形成楔形間隙；2〕被油膜分開的兩外表須有一定的相對滑動速度，其方向應(yīng)保證潤滑油由大口進(jìn)，從小口出；3〕潤滑油須有一定的粘度，供油要充分。B能夠形成流體動壓潤滑油膜3、如以下列圖為帶傳動簡圖。輪1為主動輪。試問：〔1〕帶傳動的主要失效形式有哪些帶傳開工作時為什么出現(xiàn)彈性滑動現(xiàn)象能否防止彈性滑動〔2〕帶傳開工作時，帶處于圖中哪一點應(yīng)力最大最大應(yīng)力max＝〔5分〕帶傳動的主要失效形式有打滑和疲勞斷裂。彈性滑動是由拉力差引起的，〔只要傳遞圓周力，必然會產(chǎn)生彈性滑動〕。彈性滑動是正常的工作現(xiàn)象，不可防止。圖中A點應(yīng)力最大，得分四、計算題〔本大題共2小題，總計20分〕1、某軸由一對代號為30212的圓錐滾子軸承支承，其基本額定動載荷C=97.8kN。軸承受徑向力Fr1=6000N，F(xiàn)r2=16500N。軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min，軸上有軸向力FA=3000N，方向如圖。軸承的其它參數(shù)見附表。動載荷系數(shù)fd=1，溫度系數(shù)ft=1。試：〔1〕說明軸承代號的意義；〔2〕確定軸承的壽命。(以小時為單位)〔14分〕SFa/Fr≤eFa/Fr＞eeXYXY0.40100.41.5解：3：軸承類型代號，圓錐滾子軸承；02：尺寸系列代號〔0：寬度系列代號，2：直徑系列代號〕；12：內(nèi)徑系列代號，內(nèi)徑為60mm1〕求內(nèi)部派生軸向力S1、S2的大小方向NN方向如以下列圖。，1軸承被“壓緊〞，2軸承被“放松〞。裝訂線班級：學(xué)號：姓名：裝訂線班級：學(xué)號：姓名：NN，3〕軸承的當(dāng)量動載荷據(jù)：Fa1/Fr1=2500/6000=0.417＞e=0.40，得：X1=0.4，Y1=1.5P1=fd〔X1Fr1+Y1Fa1〕=0.4×6000+1.5×2500=6150N據(jù)：Fa2/Fr2=5500/16500=0.33＜e，得：X2=1，Y2=0P2=fd〔X2Fr2+Y2Fa2〕=16500NP2＞P1，用P2計算軸承壽命。4〕計算軸承壽命12562h2、一牽曳鉤用2個M10(d1=8.376mm)的普通螺栓固定于機體上，如以下列圖。接合面間摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)Kf=1.2，螺栓材料強度級別為6.6級，屈服極限σs=360MPa，安全系數(shù)S=3。試計算該螺栓組連接允許的最大牽引力Rmax=?〔6分〕許用應(yīng)力:360/3=120MPa預(yù)緊力為由公式求出預(yù)緊力：F′=5083.7N最大牽引力與預(yù)緊力關(guān)系公式為最大牽引力為R=1271N得分五、改錯題〔此題10分〕試分析如以下列圖軸系構(gòu)造中的錯誤，并加以改正?！仓赋鲥e誤之處，并編上號，簡述其錯誤原因，并改正之?！场仓辽俑恼?處〕指出錯誤之處，并編上號，簡述其錯誤原因〔略〕。改正為：2011年機械設(shè)計試題及答案一、填空題及選擇填空題〔27分，每空1分〕1．當(dāng)動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時，就會出現(xiàn)、和同時存在的現(xiàn)象，這種摩擦狀態(tài)稱為。2.一公稱直徑為d=16mm的螺紋副，螺紋頭數(shù)n=2,螺距p=4mm,螺紋中徑d2=D2=14mm,牙側(cè)角β=15o,螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f′=0.08~0.10,經(jīng)計算該螺紋副自鎖性要求。滿足b.不滿足3.導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是，設(shè)計時通過限制來進(jìn)展耐磨性計算；半圓鍵的缺點是，所以主要適用于軸端。4.作為標(biāo)準(zhǔn)普通V帶工作面的兩側(cè)面夾角為φ=40o，相應(yīng)的V帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角那么。a.大于40ob.小于40oc.等于40o。5.傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力Fmax與、、等因素有關(guān)，它們的值越大，F(xiàn)max就越大。當(dāng)傳遞的外載荷超過時，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動比大于1的情況下打滑總是先從小帶輪上開場的，其原因是。6.齒輪傳動的五種主要失效形式中，最嚴(yán)重、必須防止的失效形式是；軟齒面閉式齒輪傳動最主要的失效形式是；高速重載齒輪傳動易發(fā)生；輪齒的塑性變形常發(fā)生在齒面材料較軟、低速重載、頻繁起動的傳動中。7.以下齒輪參數(shù)中，對齒形系數(shù)YF沒有影響的是。a.齒數(shù)b.變位系數(shù)c.齒頂高系數(shù)d.壓力角e.模數(shù)8.按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，型號7212C/DB軸承的類型為，寬度類型為，精度等級為，公稱接觸角α=o。9.對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承,其主要失效形式是；對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承，主要失效形式是；對于高速軸承，是其主要失效形式。10.滑動軸承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成，其失效形式主要是，主要發(fā)生在上。二、問答題〔24分,每題4分〕1.齒向載荷分布系數(shù)Kβ的物理意義是什么改善齒向載荷分布不均勻狀況的措施有哪些2.試述齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)那么。3.按在支撐軸上零件傳遞運動和動力時受到的載荷類型的不同，軸分為那幾種類型并分別舉例說明。4．給出滾動軸承的當(dāng)量靜載荷P0的定義。5．同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點6．在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動壓的必要條件是什么三、分析計算題〔29分,第一小題19分，第二小題10分〕1．一重物勻速升降裝置采用如圖a所示的電機+圓柱蝸桿傳動系統(tǒng)，蝸桿傳動的模數(shù)m=8mm，蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為z1=1、d1=80mm，蝸輪齒數(shù)z2=50，卷筒直徑D=250mm。重物勻速升降的速度v=40m/min，最大載重量W為4kN，工況系數(shù)KA按1.0計，試分析、計算提升重物時的以下問題：1〕該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時，蝸桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)并在圖中標(biāo)明蝸桿的轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒旋向、節(jié)點位置處蝸桿及蝸輪的受力方向。〔5分〕2〕假設(shè)蝸桿與蝸輪齒面間當(dāng)量摩擦系數(shù)f′=0.18，該機構(gòu)能否自鎖〔2分〕3〕假設(shè)重物W=4kN，傳動裝置總的傳動效率為η=0.5，試計算出電機的輸出轉(zhuǎn)矩Tm應(yīng)是多少〔2分〕4〕假設(shè)蝸輪軸采用如圖b所示的兩個角接觸軸承7209C支撐形式,L=100mm，蝸桿傳動效率η1=0.7，卷筒、聯(lián)軸器(連接蝸輪軸與卷筒軸)、蝸輪軸上軸承的效率合計為η2=0.8，軸承7209C的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為C=29800N、C0=23800N,其內(nèi)部軸向力S=0.4Fr，徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y分別為0.44和1.36，fT=1.0，fP=1.5，試計算軸承II的壽命Lh為多少小時〔10分〕2．圖c所示為一托架，20kN的載荷作用在托架寬度方向的對稱線上，用四個螺栓將托架連接在一鋼制橫梁上，螺栓的相對剛度為0.3，螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設(shè)被連接件都不會被壓潰、也不滑移，試計算:1)該螺栓組連接的接合面不出現(xiàn)間隙所需的螺栓預(yù)緊力F′至少應(yīng)大于多少〔接合面的抗彎剖面模量W=12.71×106mm3〕〔7分〕2〕假設(shè)受力最大螺栓處接合面間的剩余預(yù)緊力F′′要保證6956N，計算該螺栓所需預(yù)緊力F′、所受的總拉力F0?！?分〕四、構(gòu)造題〔20分〕1．試說明實現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫出相應(yīng)于各種軸向固定方法的構(gòu)造圖；畫出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉(zhuǎn)軸的軸端實現(xiàn)軸向固定與周向固定的構(gòu)造圖〔要求齒輪也要畫出來〕。〔12分〕2．圖d和圖e為凸緣聯(lián)軸器的兩個半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來的兩種形式的局部構(gòu)造，請將未畫出的其余局部補全，成為完整的構(gòu)造。〔5分〕3.現(xiàn)有成品一級標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器一臺，輸入軸與小齒輪采用普通平鍵連接，軸與小齒輪輪轂配合段軸頸直徑d=40mm，該軸段長度l=58mm，鍵槽長L=50mm,小齒輪輪轂鍵槽深t1=3.3mm。為得到比現(xiàn)有減速器更大的減速比，現(xiàn)在需要重新設(shè)計、更換該減速器的齒輪。重新設(shè)計得到的齒輪模數(shù)m=3.0mm,小齒輪齒頂圓直徑da1=69mm,齒根圓直徑df1=55.5mm，齒寬b1=60mm，如果采用該小齒輪，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)展分析：該減速器的輸入軸是否具有可以繼續(xù)使用的可能性〔3分〕一、選擇題：此題共10個小題，每題2分，共20分，在每題給出的四個選項中，只有一項為哪一項符合題目要求的。把所選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。1．在一般工作條件下，齒面硬度HB≤350的閉式齒輪傳動，通常的主要失效形式為【】A．輪齒疲勞折斷B.齒面疲勞點蝕C．齒面膠合D.齒面塑性變形2．帶傳動在工作時產(chǎn)生彈性滑動，是由于【】A．包角α太小B.初拉力F0太小C．緊邊與松邊拉力不等D.傳動過載3．在以下四種型號的滾動軸承中，只能承受徑向載荷的是【】A．6208B.N208C.3208D.4．以下四種螺紋中，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，為提高蝸桿傳動的嚙合效率，可采用的方法為【】A．減小齒面滑動速度υsB.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)6．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)采用兩個鍵時，一般兩鍵間的布置角度為【】A．90°B.120°C.135°D.180°8．V帶在減速傳動過程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在【】A．V帶離開大帶輪處B.V帶繞上大帶輪處C．V帶離開小帶輪處D.V帶繞上小帶輪處9．對于普通螺栓聯(lián)接，在擰緊螺母時，螺栓所受的載荷是【】A．拉力B.扭矩C．壓力D.拉力和扭矩10．滾子鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量防止