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1、浙江工業(yè)大學(xué)期終考試命題稿2014/2015學(xué)年第1學(xué)期課程名稱機(jī)械設(shè)計(jì)使用班級(jí)12機(jī)械類各班教師份數(shù)10學(xué)生份數(shù)492命題人應(yīng)富強(qiáng)審核人秦寶榮命題總頁(yè)數(shù) 7頁(yè)每份試卷需用白紙 2 大張命題注意事項(xiàng):一、命題稿請(qǐng)用A4紙電腦打印,或用教務(wù)處印刷的命題紙,并用黑墨水書(shū)寫(xiě),保持字跡清晰,頁(yè)碼完整。二、兩份試題必須同等要求,卷面上不要注明A、B字樣,由教務(wù)處抽定A、B卷。三、命題稿必須經(jīng)學(xué)院審核,并在考試前兩周交教務(wù)處。浙江工業(yè)大學(xué)2014 /2015學(xué)年第 一 學(xué)期試卷課程 機(jī)械設(shè)計(jì) 姓名_班級(jí) 學(xué)號(hào)_題序1234567總評(píng)計(jì)分命題:1.一鉻鎳合金鋼制成的零件,在危險(xiǎn)剖面上的最大工作應(yīng)力為280,
2、最小工作應(yīng)力為-80,危險(xiǎn)剖面處的有效應(yīng)力集小系數(shù)1.32,尺寸系數(shù)0.85、表面狀態(tài)系數(shù)0.90,=1,該合金鋼的機(jī)械性能為:900,800,440及800,試:按比例繪制材料試件的極限應(yīng)力簡(jiǎn)化線圖;(7分)按rC情況,求該材料試件對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力幅,極限平均應(yīng)力;并標(biāo)出、的位置。(5分)共 7 頁(yè) 第 1 頁(yè)浙 江 工 業(yè) 大 學(xué) 考 試 命 題 紙2. 在圖示螺栓連接中采用兩個(gè)M20的普通螺栓,螺栓的性能等級(jí)為4.6,安全系數(shù)S=1.5,連接件接合面間摩擦系數(shù),防滑系數(shù),M20螺栓的小徑。計(jì)算該連接允許傳遞的靜載荷F;(6分)設(shè)F為20kN,若用兩個(gè)鉸制孔用螺栓連接(設(shè):連接的擠壓強(qiáng)度足夠
3、,螺栓的性能等級(jí)為4.6,=2.5),計(jì)算所需鉸制孔用螺栓的直徑;(6分)若連接采用兩個(gè)和計(jì)算所得直徑一樣大的普通螺栓,又要傳遞F為20kN的力,怎么辦?請(qǐng)?zhí)岢鼋鉀Q方案。(3分)解:(1)4.6級(jí)螺栓許用拉應(yīng)力 (1分)根據(jù),可得單根螺栓允許最大軸向拉力: (2分) 則最大允許橫向靜載荷F滿足: (2分)其中:k=2為螺栓個(gè)數(shù),i=2為摩擦面數(shù)。解得: F=19KN (1分)(2)題意明確擠壓強(qiáng)度足夠,則只需要按剪切強(qiáng)度計(jì)算,螺栓許用剪切強(qiáng)度為: (1分)由圖示可知,單根螺栓的任意一個(gè)剪切面的橫向載荷為F/4,(2分) 則剪切應(yīng)力需滿足: (1分)解得: (1分)則直徑d0最小取9mm (1分
4、)(3)增設(shè)減載結(jié)構(gòu)(如套筒、鍵等);或選用高性能等級(jí)的螺栓;或增大接觸面之間的摩擦系數(shù);或增加接觸面數(shù)量;或其他合理可行的措施。 (3分) 共 7 頁(yè) 第 2 頁(yè)浙 江 工 業(yè) 大 學(xué) 考 試 命 題 紙3. 圖示牙嵌離合器在左右兩半分別用鍵與軸、相聯(lián)接,在空載下,通過(guò)操縱可使右半離合器在軸上作軸向移動(dòng)。該軸傳遞的扭矩T4100Nm,軸徑,左半離合器的輪轂長(zhǎng)為110mm,右半離合器的輪轂長(zhǎng)為130mm,工作中有輕微沖擊,離合器及軸均為鋼制。試選擇左、右半離合器鍵的類型和尺寸bhL;(4分)確定左、右半離合器所選鍵的工作長(zhǎng)度 ;(4分)簡(jiǎn)述左、右半離合器所選鍵的主要失效形式。(4分)(1) 左
5、邊為C型平鍵,規(guī)格是(鍵長(zhǎng)應(yīng)小于110mm,其他長(zhǎng)度也行) -2右邊為A型平鍵,規(guī)格是(鍵長(zhǎng)應(yīng)小于190mm,其他長(zhǎng)度也行) 2(2) 左邊鍵的工作長(zhǎng)度 -2若鍵位于輪轂的中間,則右邊鍵的實(shí)際長(zhǎng)度為130-(190-180)/2 = 125mm,此時(shí)右鍵相當(dāng)于C型鍵,其工作長(zhǎng)度 -2(3)左鍵屬于靜聯(lián)接,其主要失效形式為工作面被壓潰。 -2分右鍵屬于動(dòng)聯(lián)接,其主要失效形式為工作面的過(guò)度磨損。 -2分評(píng)分說(shuō)明:鍵也可選用其他類型和規(guī)格,只要前后呼應(yīng),言之有理即可。 共 7 頁(yè) 第 3 頁(yè)浙 江 工 業(yè) 大 學(xué) 考 試 命 題 紙4.下圖是帶傳動(dòng)簡(jiǎn)圖,輪1為主動(dòng)輪,試問(wèn):帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些
6、?為什么會(huì)出現(xiàn)彈性滑動(dòng)?是否可以避免?(6分)帶傳動(dòng)過(guò)程中哪一點(diǎn)應(yīng)力最大,最大應(yīng)力值為多少?(4分)若將該帶傳動(dòng)換成鏈傳動(dòng),則需要考慮的主要問(wèn)題是什么?為什么?(4分)(1)帶傳動(dòng)的主要失效形式為打滑和疲勞破壞。 -2帶的緊邊和松邊拉力不等,所以帶傳動(dòng)會(huì)出現(xiàn)彈性滑動(dòng)。 -2彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)的固有屬性,不可避免。-2(2) 最大應(yīng)力位于點(diǎn) -2 -2(3) 主要考慮的問(wèn)題:線速度的大小、速度波動(dòng)的大小、緩沖與吸振、過(guò)載保護(hù)。以上四點(diǎn)答出任意一點(diǎn)并說(shuō)明理由得4分 共 7 頁(yè) 第 4 頁(yè)浙 江 工 業(yè) 大 學(xué) 考 試 命 題 紙5. 如圖(a)所示的二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器,已知:電動(dòng)機(jī)功率P=3kW
7、,轉(zhuǎn)速n=970r/min;高速級(jí)mn1=2mm,z1=25,z2=53,;低速級(jí)mn2=3mm,z3=22,z4=50。試求:(1)為使軸II上的軸承所承受的軸向力較小,在圖上確定齒輪3、4的螺旋線方向;(4分)(2)繪出齒輪3、4在嚙合點(diǎn)處所受各分力的方向;(6分)(3)3取多大值才能使軸II上所受軸向力相互抵消?(4分)(4)如(b)圖示,設(shè)要求蝸桿軸的軸向力為最小時(shí),確定蝸輪輪齒螺旋線方向及蝸輪的回轉(zhuǎn)方向。(3分)(a) (b)5.(1)齒輪3 左旋,4右旋. 各2分(2)每力1分(3) 若要求軸II上齒輪2、3的軸向力能相互抵消,則必須滿足下式:Fa2=Fa3,即 1分由軸II的力矩
8、平衡,得,則 1分得 1分即當(dāng)時(shí),軸II上所受的軸向力相互抵消。 1分(4) 左旋 ,順時(shí)針 3分 共 7 頁(yè) 第 5 頁(yè)6.圖示斜齒輪軸系,兩端正裝兩個(gè)圓錐滾子軸承30206(查手冊(cè)得:C=24.8kN, e=0.36,Y=1.7);齒輪分度圓直徑d=45mm,F(xiàn)te=3000N,F(xiàn)re=1200N, Fae=900N;n=385rpm,中等沖擊=1.5。試計(jì)算兩滾動(dòng)軸承的壽命;(10分)若上述兩支承采用不完全流體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承,則應(yīng)進(jìn)行哪幾項(xiàng)驗(yàn)算?(6分)該斜齒輪軸系中軸既受彎矩又受扭矩,稱為什么軸?該軸還將向左或向右與其他零件聯(lián)接,若軸材料的A0=103或=45MPa,則軸的最小直徑可取多
9、大?(4分)1.計(jì)算徑向力Fr1、Fr2 水平平面 Rt1= Rt2=1500N垂直平面由于Fre產(chǎn)生的支反力:Rr1= Rr2 = 600N由于Fae產(chǎn)生的支座反力:Ra1= Ra2 = 202.5N垂直平面支反力之合力: RVI=397.5N, RV2=802.5 N(1分)(1分)2.計(jì)算軸向力Fa1、Fa2(2分)Fae + Fd1 =1356NFd2 =500N軸承1放松:軸向力 Fa1= Fd1 =456N (1分) 軸承2壓緊:軸向力 Fa2 = Fa1 + Fd1 =1356N(1分)3. 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P1=fPFr1=1.5*1552=2328N (1分)P2=fP (X Fr2 +Y Fa2 ) =1.5 (0.4* 1701+1.7* 1356)=4478N(1分)4.計(jì)算壽命(1分)(1分)驗(yàn)算平均壓力 p p,以保證強(qiáng)度要求。(2分)驗(yàn)算摩擦發(fā)熱pvpv,fpv是摩擦功耗,限制pv即間接限制摩擦發(fā)熱。(2分)驗(yàn)算滑動(dòng)速度vv ,p,pv的驗(yàn)算都是平均值??紤]到軸瓦不同心,受載時(shí)軸線彎曲及載荷變化等的因素,局部的
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