上海大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)試題B及答案200603

上海大學(xué)2005-2006學(xué)年冬季學(xué)期試卷B參考答案課程名:機(jī)械設(shè)計(jì)（一）學(xué)分:3學(xué),：姓名:院、系：機(jī)自學(xué)院一、是非題（正確“/”；錯(cuò)誤“X”，1分/題，10分）為提高緊螺栓的承載能力，通常選用擰入圈數(shù)較多的厚螺母聯(lián)接方式（X）在選用普通平鍵時(shí)，是通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定鍵的截面尺寸b和h的（X）題號(hào)一二三總分12345678得分TOC\o"1-5"\h\z綜合影響系數(shù)K。只對(duì)應(yīng)力幅有影響，而對(duì)平均應(yīng)力無(wú)影響 （/）當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的零件上受靜載荷作用時(shí)，其上也可能產(chǎn)生變應(yīng)力 （/只要合理設(shè)計(jì)，帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)是可以避免的 （X為了減?。ブ?，應(yīng)將齒輪制成鼓形齒 （/）螺紋的升角越大，其傳動(dòng)效率越高，自鎖性也越好 （X在圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算中，是按節(jié)點(diǎn)嚙合進(jìn)行接觸強(qiáng)度計(jì)算的 （/齒輪的齒形系數(shù)YFa與模數(shù)無(wú)關(guān)，與齒廓形狀有關(guān) （/所有可用作制成零件的材料，其疲勞曲線都具有無(wú)限壽命區(qū)域 （X二、選擇題1分/空，共15分）在斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)是 BA）分度圓直徑B）法面模數(shù)C）齒輪寬度D）端面模數(shù)在閉式軟齒面圓柱齒輪傳動(dòng)中，小齒輪的齒面硬度應(yīng)A大齒輪齒面硬度。A）大于，B）小于， C）等于，D）不確定小、大齒輪的彎曲應(yīng)力bF1、％2之間的關(guān)系是B 。A）%=%，B）%>% , C）%<% ，D）不確定螺紋的公稱直徑（管螺紋除外）是指它的—C.A）內(nèi)徑d1 ；B）中徑d2 ；C）外徑d在軸上需要兩個(gè)平鍵固定一個(gè)零件時(shí)，這兩個(gè)平鍵在圓周方向上應(yīng)相隔AA）180° B）90° C）120°D）135°在螺紋聯(lián)接中，廣泛使用的聯(lián)接是 A—聯(lián)接。A）螺栓B）螺柱C）螺釘 D）緊定螺釘材料的疲勞曲線通常是在C條件下經(jīng)疲勞試驗(yàn)得出的。A）脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 B）非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力C）對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 D）非脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，為降低應(yīng)力幅（設(shè)螺栓剛度為Cb，被聯(lián)接剛度為Cm）應(yīng)B。A）同時(shí)減小Cb及Cm B）減小Cb增大CmC）同時(shí)增大Cb及Cm D）增大Cb減小Cm閉式軟齒面齒輪的主要失效形式是 DA）壓潰 B）剪斷 C）磨損 D）點(diǎn)蝕8.V帶的楔角是AA）40° B）38° C）36° D）32°9.若采用兩只楔鍵聯(lián)接，則它們的分布是在周向相隔.AA)100° B)180°C)80°D)135帶傳動(dòng)正常工作時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2可由式B 表達(dá)，A）F1=F2 B）F1-F2=Fe C）F1/F2=efaD）F1+F2=F0帶傳動(dòng)采用張緊輪時(shí)，張緊輪應(yīng)布置在 BA）松邊內(nèi)側(cè)近小輪處 B）松邊內(nèi)側(cè)近大輪處C）松邊外側(cè)近小輪處 D）松邊外側(cè)近大輪處平鍵聯(lián)接能傳遞的最大扭矩為T(mén),現(xiàn)要傳遞的扭矩為1.5T,則應(yīng)一DA）把鍵長(zhǎng)L增大到1.5倍B）把鍵寬b增大到1.5倍C）把鍵高增大到1.5倍D）安裝一對(duì)平鍵當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不宜制成通孔，且聯(lián)接需要經(jīng)常拆裝時(shí)，往往采用A為雙頭螺柱聯(lián)接 B）螺栓聯(lián)接 C）螺釘聯(lián)接 D）緊定螺釘聯(lián)接某結(jié)構(gòu)尺寸相同的零件，當(dāng)采用，C材料制造時(shí)，其有效應(yīng)力集中系數(shù)最大。A）HT250B）20號(hào)鋼C）20CrMnMoD）45號(hào)鋼某截面形狀一定的零件，當(dāng)其尺寸減小時(shí)，其疲勞極限值將隨之AA）增高B）降低C）不變 D）不確定三、問(wèn)答題、作圖題和計(jì)算題（75分）：普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔用螺栓聯(lián)接主要失效形式分別是什么？試寫(xiě)出二者的計(jì)算準(zhǔn)則（10分）答：1）對(duì)于受拉普通螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強(qiáng)度。（4分）2）對(duì)于受剪鉸制孔用螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度，其中聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度對(duì)聯(lián)接的可靠性起決定作用。（6分）齒面點(diǎn)蝕一般發(fā)生在何部位？為什么？防止或減小點(diǎn)蝕的措施有哪些？（8分）答:1）點(diǎn)蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上（3分）2）提高齒輪材料的硬度，可以增強(qiáng)齒輪抗點(diǎn)蝕的能力。在嚙合的輪齒間加注潤(rùn)滑油可以減小摩擦，減緩點(diǎn)蝕，延長(zhǎng)齒輪的工作壽命（5分）帶傳動(dòng)中帶受哪些應(yīng)力作用？試寫(xiě)出其公式并畫(huà)出這些應(yīng)力的分布圖（設(shè)a=60mm,dd2=2dd1）（10分）答:（每個(gè)應(yīng)力及其公式1分;畫(huà)圖5分）試寫(xiě)出平鍵的失效形式和相應(yīng)計(jì)算公式？（6分）答：（每個(gè)失效形式1分；每個(gè)公式2分）1） 對(duì)于普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面被壓潰。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。2） 對(duì)于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動(dòng)聯(lián)接），其主要失效形式是工作面的過(guò)度磨損。通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件公式為：。=艾迎3<t]. . 、.pkld 2Tpx103導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件公式為：p=空空<lp」kld試寫(xiě)出疲勞損傷累積假說(shuō)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并且分別說(shuō)明在按何種順序加載應(yīng)力時(shí)數(shù)學(xué)表達(dá)式等號(hào)右面數(shù)值大于和小于1（6分）答： ^N二1 （2分）1）遞升的變應(yīng)力不易產(chǎn)生破壞，是由于前面施加的較小的應(yīng)力對(duì)材料不但沒(méi)

有使初始疲勞裂紋產(chǎn)生，而且對(duì)材料起了強(qiáng)化的作用，因此，此時(shí)上式等號(hào)右面數(shù)值大于1（2分）2）遞減的變應(yīng)力卻由于開(kāi)始作用了最大的變應(yīng)力，引起了初始裂紋，則以后施加的應(yīng)力雖然較小，但仍能夠使裂紋擴(kuò)展，故對(duì)材料有削弱作用，因此使上式等號(hào)右面的值小于1（2分）6?一鋼制零件受彎曲變應(yīng)力作用，最大工作應(yīng)力。 =250MPa，最小工作應(yīng)力maxOmin=-50MPa，材料性能Os=310MPa，O-1=280MPa，O0=360MPa，應(yīng)力按r=C規(guī)律增長(zhǎng)，綜合影響系數(shù)Ko=1.5試1）畫(huà)出零件的簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖（Om-Oa圖）2）從圖中求出零件的極限平均應(yīng)力、極限應(yīng)力幅和最大極限應(yīng)力3）求該零件的安全系數(shù)（分別用圖解法和解析計(jì)算法）（12分）。解1)見(jiàn)圖（5分）丑1^"2?max+解1)見(jiàn)圖（5分）丑1^"2?max+。min）3)7.2)\o"CurrentDocument"=4(250-50)=100MPa由圖量出：c'=104 ,b'=c'+c'=259MPamaxme O^QS=—ma^= =1.036(圖解法)\o"CurrentDocument"Sca=bmaxb]250 280ca—Kb+-Vb1.5X150+0.556x100下圖為兩級(jí)圓'錐和斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知傳遞功率n1=1600r/min(轉(zhuǎn)向氣如圖所示)，錐齒輪齒數(shù)Z，21，Z2=520模數(shù)2m=3mmJ齒寬小0)。’=155MPaae(5分)200-100=1.0(口用，ua解析計(jì)算法）（2分）.PT’KW"小錐齒輪轉(zhuǎn)速M(fèi)'?'me，O展b=25mm；斜齒圓柱齒輪齒數(shù)Z3=22，Z4=91，法面模數(shù)mn=4mmb=25mm；試：1）要使II軸上軸承所受軸向力為零，則斜齒圓柱齒輪螺旋角P為多少？2） 在圖上標(biāo)出斜齒齒輪螺旋角0旋向3） 在圖上標(biāo)出第II軸上兩齒輪的圓周力、徑向力和軸向力的方向；4）計(jì)算上述6個(gè)力的大小。（15分）解:2）見(jiàn)圖（2分）3）見(jiàn)圖（3分）1）（7分）

Fn&F=Zp0氣一號(hào)1/§2二—01.4羅之.廠8]（=d22^呻氣/^乎ZT^TZ1Z/.476d一mZ=3x21=363,R=d血b+1/2=63x（2.4762+1/2=84.115就軸的軸向合力為84,即占方一￡34）（3分）8.圖示框架用兩個(gè)M20的普通螺栓固定在廠房的鋼梁上。螺栓用測(cè)力扳手預(yù)緊，許用安全系數(shù)[S]=2，框架承受徑向載荷Q=40KN，螺栓與被聯(lián)接件的剛度分別為Cb及Cm，而且設(shè)Cm=4Cb。試求： |鋼梁 |1）螺栓的總拉力（取殘余預(yù)緊力為工作拉力的0.6倍）|2）作用在螺栓上的預(yù)緊力為多少?2）作用在螺栓上的預(yù)緊力為多少?3）該螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度是否滿足？（注：螺栓性能級(jí)別為5.8,d1=17.294mm）（8分）解:1）螺栓總拉力f2=f+f1?/F=Q/Z=40000/2=20000N,F1=0.6F=12000N?.?F2=20000+12000=32000N（2分）2） 作用在