中國石油大學(xué)機械設(shè)計期末復(fù)習(xí)題

機械設(shè)計第1頁共1頁《機械設(shè)計》課程綜合復(fù)習(xí)資料一、單選題1.當(dāng)轉(zhuǎn)軸受的徑向力大小方向不變時，其許用彎曲應(yīng)力應(yīng)選（）。A.[σ0]bB.[σ-1]bC.[σ+1]bD.[σ-0.5]b答案：B2.對于受循環(huán)變應(yīng)力作用的零件，影響疲勞破壞的主要應(yīng)力成分是（）。A.最大應(yīng)力σmaxB.平均應(yīng)力σmC.應(yīng)力幅σaD.最小應(yīng)力σmin答案：C3.若需在軸上安裝一對半圓鍵槽，則應(yīng)將半圓鍵槽布置在（）上。A.周向相隔180°B.周向相隔120°C.周向相隔90°D.軸沿同一直線答案：D4.在帶傳動中，主動輪圓周速度v1，從動輪圓周速度v2，帶速v，它們之間存在的關(guān)系是（）。A.v1=v2=vB.v1>v>v2C.v2<v1<vD.v1<v<v2答案：B5.當(dāng)帶的線速度v≤30m/s時，一般采用（）來制造帶輪。A.優(yōu)質(zhì)鑄鐵B.鑄鋼C.鋁合金答案：A6.齒輪抗彎曲計算中的齒形系數(shù)反映了（）對輪齒抗彎強度的影響。A.輪齒的形狀B.輪齒的大小C.齒面硬度D.齒面粗糙度答案：A7.用當(dāng)量彎矩法計算軸的強度時，公式中系數(shù)α是考慮（）。A.計算公式不準(zhǔn)確B.材料抗彎與抗扭的性能不同C.載荷計算不精確D.轉(zhuǎn)矩和彎矩的循環(huán)性質(zhì)不同答案：D8.驗算滑動軸承最小油膜厚度hmin的目的是（）。A.確定軸承是否能獲得液體潤滑B.控制軸承的發(fā)熱量C.計算軸承內(nèi)部的摩擦阻力D.控制軸承的壓強p答案：A9.寬徑比B/d是設(shè)計滑動軸承時首先要確定的重要參數(shù)之一，通常取B/d=（）。A.1～10B.0.1～1C.0.3～1.5D.3～5答案：C10.不完全液體潤滑滑動軸承，驗算pv≤[pv]是為了防止軸承（）。A.過度磨損B.過熱發(fā)生膠合C.產(chǎn)生塑性變形D.發(fā)生疲勞點蝕答案：B二、填空題1.螺紋升角增大，則聯(lián)接的自鎖性（），傳動的效率（）；牙型角增大，則聯(lián)接的自鎖性（），傳遞效率（）。答案：降低，提高，提高，降低2.在平帶或V帶傳動中，影響最大有效圓周力Fmax的因素是預(yù)緊力、包角和（）。答案：摩擦系數(shù)3.V帶傳動在工作過程中，帶內(nèi)應(yīng)力有（）、（）、（），最大應(yīng)力（），發(fā)生（）處。答案：拉應(yīng)力，離心應(yīng)力，彎曲應(yīng)力，，在緊邊開始繞入小帶輪4.帶傳動與齒輪傳動一起做減速傳動時，宜將帶傳動布置在齒輪傳動之（）；當(dāng)帶傳動水平布置時，宜將松邊布置在（）。帶傳動一周過程中，帶所受應(yīng)力要發(fā)生（）次變化，其中以（）變化最大，而（）不變化。答案：前一級，上，四，彎曲應(yīng)力，離心應(yīng)力5.帶傳動中，打滑是指（），多發(fā)生在（）帶輪上，剛開始打滑時，緊邊拉力F1與松邊拉力F2關(guān)系（）。答案：由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動，小，F(xiàn)1/F2=eμα6.兩軸相交的蝸桿傳動中，其正確嚙合的條件是（）。答案：7.普通圓柱蝸桿變位的主要目的是（），提高承載能力及傳動效率。蝸桿傳動變位后，蝸輪的分度圓直徑應(yīng)（）蝸輪節(jié)圓直徑；蝸桿只改變（）尺寸，而其余部分不改變。答案：湊傳動比和中心距，等于，節(jié)圓8.在普通蝸桿傳動設(shè)計中，除規(guī)定模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化外，還規(guī)定蝸桿分度圓直徑為標(biāo)準(zhǔn)值，其目的是（）。答案：減少蝸輪滾刀的數(shù)目，便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化9.在蝸桿傳動設(shè)計中，通常選擇蝸輪齒數(shù)是為了（），是為了防止（）。答案：保證傳動的平穩(wěn)性，蝸輪尺寸過大使得蝸桿軸太大，蝸桿軸剛度太小，變形太大10.蝸桿傳動中，設(shè)蝸桿導(dǎo)程角，分度圓周速度為，則其相對滑動速度為（），相對滑動速度使蝸輪蝸桿的齒面更容易產(chǎn)生（）。答案：，膠合和磨損11.說明下列型號軸承的類型、內(nèi)徑、公差等級、直徑系列和結(jié)構(gòu)特點：6306、51316、N316/P5、30206，并指出其中具有下列特征的軸承：（1）徑向承載能力最高和最低的軸承分別是（）和（）；（2）軸向承載能力最高和最低的軸承分別是（）和（）；（3）極限轉(zhuǎn)速最高和最低的軸承分別是（）和（）；（4）公差等級最高的軸承是（）；（5）承受軸向徑向聯(lián)合載荷能力最高的軸承是（）。答案：（1）N316/P5和51316，（2）51316和N316/P5，（3）6306和51316，（4）N316/P5，（5）3020612.若滾動軸承采用脂潤滑，則其裝脂量一般為軸承內(nèi)部空間容積的（）。答案：13.非液體摩擦滑動軸承的主要失效形式是（），在設(shè)計時應(yīng)驗算項目的公式為，，。答案：14.普通平鍵聯(lián)接的主要失效形式是壓潰或剪斷，導(dǎo)向平鍵的主要失效形式是（）。答案：磨損15.螺紋聯(lián)接的擰緊力矩等于克服螺紋副間的摩擦阻力距與（）之和。答案：螺母環(huán)形端面與被聯(lián)接件支撐面間的摩擦阻力距16.鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計鍵聯(lián)接時鍵的截面尺寸通常依據(jù)（）從標(biāo)準(zhǔn)選擇。答案：軸的直徑d17.能夠構(gòu)成緊鍵聯(lián)接的兩種鍵是楔鍵、（）。答案：切向鍵18.普通螺栓聯(lián)接受橫向載荷，螺栓中受拉應(yīng)力和（）作用。答案：剪切應(yīng)力19.V帶（三角帶）傳動中，常見的張緊裝置有定期預(yù)緊、自動張緊、（）。答案：張緊輪張緊20.若不計鏈傳動中的動載荷，則緊邊受到的拉力由工作拉力、離心拉力、（）三部分組成。答案：垂度拉力三、問答題1.采用雙鍵聯(lián)接時，兩個平鍵通常在軸的圓周上180°分布，兩個楔鍵常相隔90°~120°布置，而兩個半圓鍵則布置在軸的同一母線上，為什么？答案：兩個平鍵相隔180°布置是為了加工時便于分度和保證軸轂的同軸度，以及有利于軸的強度，也有助于平衡軸的受力。兩個楔鍵120°布置是為了減少對零件對中的影響。兩個半圓鍵沿軸的同一母線布置是為了減少半圓鍵槽對軸強度的削弱。2.花鍵聯(lián)接的主要失效形式是什么？如何進行強度計算？答案：失效形式有齒面的壓潰、磨損，齒根的剪斷、彎曲。主要失效形式有齒面的壓潰、磨損。靜聯(lián)接時：，動聯(lián)接時：3.在承受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接中，是否一定受剪切作用，為什么？答案：螺栓一定受剪切作用，擰緊螺母時，力矩并未消失，螺栓不僅受預(yù)緊力，還受螺紋力矩作用，在的作用下，螺栓受剪切作用。4.螺栓的性能等級為6.8級，與它相配的螺母的性能等級應(yīng)是多少？性能等級數(shù)字代表的含義是什么？答案：所配螺母等級應(yīng)為6級或6級以上。前面的6是按抗拉強度極限的1%，其抗拉強度極限的最小值是600MPa，后面的8是屈服極限與抗拉強度極限比值的10倍，其屈服極限σS為480MPa。5.緊螺栓聯(lián)接所受軸向變載荷在0~F間變化時，當(dāng)預(yù)緊力一定時，改變螺栓或被聯(lián)接件的剛度，對螺栓聯(lián)接的疲勞強度和聯(lián)接緊密性有何影響？答案：螺栓的剛度降低或被聯(lián)接件的剛度增加，應(yīng)力幅會減小，殘余預(yù)緊力也會減小，螺栓聯(lián)接的疲勞強度增加，聯(lián)接的氣密性會降低，反之，疲勞強度降低，緊密性增加。6.V帶輪的基準(zhǔn)直徑以及V帶的基準(zhǔn)長度是如何定義的？答案：（1）基準(zhǔn)直徑D：與所配用V帶的節(jié)面寬度相對應(yīng)的帶輪直徑。（2）基準(zhǔn)長度：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度。7.影響帶傳動工作能力的因素有哪些？答案：（1）預(yù)緊力、包角和摩擦系數(shù)。增大、、均可使增大，從而提高帶的工作能力。（2）工作速度，在最佳工作速度下，可充分發(fā)揮帶的工作能力。（3）帶傳動形式和帶的材料。8.在閉式軟齒面圓柱齒輪傳動中，在保證彎曲強度的前提下，齒數(shù)選多些有利，為什么？答案：（1）齒數(shù)z越多，則重合度越大，嚙合長度越長，傳動越平穩(wěn)，從而降低齒輪傳動的振動和噪聲。（2）重合度越大，重合度系數(shù)越小，使齒輪的接觸應(yīng)力減小，可提高齒輪的接觸強度。（3）齒輪直徑一定，齒數(shù)越多，模數(shù)就越小，可減輕齒輪的質(zhì)量，減少切削量，節(jié)省工時和費用。（4）齒數(shù)多還能降低齒高，減小滑動系數(shù)，減少磨損，提高傳動效率和抗膠合能力。9.帶傳動中，若其它參數(shù)不變，只是小帶輪的轉(zhuǎn)速有兩種，且兩種轉(zhuǎn)速相差3倍，問兩種轉(zhuǎn)速下，單根帶傳遞的功率是否也相差3倍？當(dāng)傳遞功率不變時，為安全起見，應(yīng)按哪一種轉(zhuǎn)速設(shè)計該帶傳動？為什么？答案：傳動功率，與小帶輪的轉(zhuǎn)速無關(guān)，由于彈性滑動的存在，小帶輪的轉(zhuǎn)速相差3倍，帶的速度不會相差3倍，所以功率也不會相差3倍，，當(dāng)P一定時，小帶輪轉(zhuǎn)速小，速度v也小，帶傳遞的有效圓周力更大，故而要按小轉(zhuǎn)速設(shè)計。10.在設(shè)計帶傳動時，為什么要限制兩軸中心距的最大值amax和最小值amin？答案：（1）如果中心距a過大，結(jié)構(gòu)尺寸大；當(dāng)速度高時，帶會顫動，α1不穩(wěn)定。（2）帶長越短，在一定速度下，單位時間內(nèi)帶的應(yīng)力變化次數(shù)越多，這會加速帶的疲勞破壞，使帶的壽命降低；在傳動比一定條件下，中心距越小，小帶輪包角就越小，傳動能力下降，所以要限制最小中心距。11.在設(shè)計帶傳動時，為什么要限制小帶輪的包角α1？答案：小帶輪的包角小于大帶輪的包角，打滑往往從小帶輪開始的，小帶輪的包角愈小，帶傳遞的有效圓周力就愈小，所以要限制，通常要求。12.套筒滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，鏈號為08B、20A的鏈節(jié)距p等于多少mm？A或B分別表示什么？有一套筒滾子鏈的標(biāo)記是10A—2×100GB1243.1—83，試說明它表示什么含義？答案：08B：，B表示B系列。20A：，A表示A系列。10A—2×100GB1243.1—83：表示A系列節(jié)距p=15.875mm，雙排，100節(jié)的滾子鏈。13.鏈傳動設(shè)計中，主、從動輪齒數(shù)的選擇要受最小齒數(shù)zmin和最多齒數(shù)zmax的限制，為什么?答案：（1）齒數(shù)過少時，①增加傳動的不均勻性和動載荷；②增加鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角；③增加鉸鏈承壓面間的壓強。（2）齒數(shù)過多，脫鏈的可能性增大，縮短鏈的使用壽命。14.滾動軸承的常見失效形式有哪些？公式是針對哪種失效形式建立起來的？答案：常見失效形式有疲勞點蝕、塑性變形、磨損。公式是在疲勞點蝕的基礎(chǔ)上建立起來的。15.簡述平鍵聯(lián)接和楔鍵聯(lián)接的工作原理及特點。答案：平鍵：工作面為兩側(cè)面，零件靠兩側(cè)面的擠壓傳遞扭矩；平鍵聯(lián)接特點：結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，對中性好，但只能做軸上零件的周向固定；楔鍵：上下表面是工作平面，依靠鍵與輪轂的槽底之間，軸與輪轂之間的摩擦力來傳遞扭矩，并能軸向固定零件和傳遞單向軸向力，但在沖擊振動，變載荷下鍵易松動，僅用于對中性要求不高，載荷平穩(wěn)和低速場合。16.導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接有何不同？各用于什么場合？答案：導(dǎo)向平鍵：固定在軸上而輪轂可以沿著鍵移動，分為圓頭和方頭，用螺釘緊固在軸上?；I：固定在輪轂上而隨輪轂一同沿軸上的鍵槽移動，結(jié)構(gòu)依固定方式而定。軸向距離較大時采用滑鍵，導(dǎo)向平鍵用在鍵比較長的場合。17.簡述設(shè)計鍵聯(lián)接的主要步驟。答案：（1）根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點，使用要求，工作條件選擇鍵的類型及聯(lián)接方式；（2）平鍵：根據(jù)軸徑從標(biāo)準(zhǔn)中選截面尺寸參考輪轂長度選擇鍵的長度。花鍵：查出標(biāo)準(zhǔn)尺寸（Z、M）；（3）強度校核。18.鏈條節(jié)距的選用原則是什么？在什么情況下宜選用小節(jié)距的多排鏈？在什么情況下宜選用大節(jié)距的單排鏈？答案：在承載能力足夠條件下，應(yīng)選取較小節(jié)距的單排鏈，高速重載時，可選用小節(jié)距的多排鏈，一般，載荷大、中心距小、傳動比大時，選用小節(jié)距多排鏈；速度小，中心距大，傳動比小時選用大節(jié)距單排鏈。19.在不改變齒輪的材料和尺寸的情況下，如何提高輪齒的抗折斷能力？答案：采用合適的熱處理方法，使齒面具有足夠硬度，而齒芯具有足夠的韌性；減少齒根處的應(yīng)力集中；增大軸和軸承處得支撐剛度；對齒根表面進行噴丸、滾壓等強化處理。20.普通圓柱蝸桿主要有哪幾種類型？其中哪幾種蝸桿不便于磨削？答案：普通圓柱蝸桿主要有：阿基米德蝸桿、法向直廓蝸桿、漸開線蝸桿和錐面包絡(luò)圓柱蝸桿。其中前兩種蝸桿不便于磨削、精度低。后兩種蝸桿可以通過磨削的方法提高精度。

四、論述題1.在設(shè)計帶傳動時，為什么要限制帶的速度vmax和vmin以及帶輪的最小基準(zhǔn)直徑Dmin？答案：（1）根據(jù)，若功率P一定，當(dāng)v過小時，則力F過大，使帶的根數(shù)過多，故v不宜小于5m/s；當(dāng)v過大時，由于離心力過大，帶與輪間正壓力減小，摩擦力嚴(yán)重下降，帶傳動的最大有效拉力減小。容易造成工作拉力大于帶的最大摩擦力，產(chǎn)生打滑，且此時帶抖動嚴(yán)重，故v不宜大于25m/s，（2）帶輪直徑愈小，則帶的彎曲應(yīng)力愈大，而彎曲應(yīng)力是引起帶疲勞損壞的重要因素，所以帶輪直徑不能太小，應(yīng)滿足D1≥Dmin。2.如圖所示為滑鍵聯(lián)接，指出圖中有哪些錯誤？答案：3.如圖所示為一圓盤銑刀夾緊裝置，銑刀靠兩個圓盤夾緊并隨主軸轉(zhuǎn)動。已知最大切削力F=4000N，圓盤與銑刀間的摩擦系數(shù)，可靠性系數(shù)，軸的材料為45鋼，其他尺寸如圖所示，試計算軸端所需螺紋直徑。（提示：此題中有兩個接合面，壓板的壓緊力就是螺紋聯(lián)接的預(yù)緊力。）答案：中心主軸受力F=4000N，由T、接合面m=2和力矩平衡得：查表可知45鋼，，取S=1.5查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5782-2000，選用M30×2螺紋。4.如圖所示小圓錐齒輪軸系，請指出圖中的錯誤結(jié)