機械設(shè)計期末考試題A卷答案.docVIP

1、一減速齒輪傳動，主動輪1用45號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪用45號鋼正火，則它們齒面接觸應(yīng)力的關(guān)系是 b 。a、；b、；c、。3、對于硬齒面閉式齒輪傳動，其齒面接觸承載能力較高，故通常先按 齒根彎曲疲勞 強度進(jìn)行設(shè)計，然后校核 齒面接觸疲勞 強度。4、蝸桿的 c 模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，蝸輪的 b 壓力角為標(biāo)準(zhǔn)壓力角。a、法面； b、端面；c、軸面。5、帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時，與的關(guān)系可用著名的歐拉公式表示為 。6、在蝸桿傳動中，當(dāng)需要自鎖時，應(yīng)使當(dāng)量摩擦角 b 蝸桿導(dǎo)程角。a、小于；b、大于；c、等于。7、計算蝸桿傳動的傳動比時，公式 c 是錯誤的。 a、；b、；c、；d、。8、蝸桿傳動的失效通常是發(fā)生在 蝸輪輪齒 上。9、設(shè)計圓柱螺旋彈簧時，其彈簧直徑d按 強度 條件確定，其工作圈數(shù)n按 剛度 條件確定。10、彈簧指數(shù)C D2/d ，C值越大，剛度越 小 。11、楔鍵聯(lián)接靠 摩擦力 傳遞轉(zhuǎn)矩，用于對中性要求不高的聯(lián)接。12、按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，代號為7210C的滾動軸承類型為 角接觸球軸承 軸承，其內(nèi)徑為 50 mm，寬度系列為 窄、系列，直徑系列為 輕 系列，C代表 公稱接觸角15，其精度為 P0 級。13、下列各種聯(lián)軸器中，能減緩振動和沖擊的是 f ；可實現(xiàn)兩軸線角位移最大的是 c ；常用于兩軸線對中性不好、低速情況下的是 d 和 e 。a套筒聯(lián)軸器；b. 凸緣聯(lián)軸器；c. 萬向聯(lián)軸器；d. 十字滑塊聯(lián)軸器；e. 齒輪聯(lián)軸器；f. 彈性柱銷聯(lián)軸器。二、問答題每題5分、計30分1、試分析影響帶傳動所能傳遞最大有效圓周力Fmax 的主要因素。（5分）與初拉力、包角和摩擦系數(shù)有關(guān)。（3）大、大、大，則產(chǎn)生的摩擦力大，傳遞的最大有效圓周力也大。（2）2、試說明齒形系數(shù)與齒輪的哪些參數(shù)有關(guān)，對齒根彎曲應(yīng)力有何影響？（5分）齒形系數(shù)反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應(yīng)力的影響，凡是影響齒廓形狀的參數(shù)如齒數(shù)、變位系數(shù)和分度圓壓力角都影響。(3)如果齒數(shù)增大、變位系數(shù)和分度圓壓力角增大，均可以使齒根增厚，齒形系數(shù)減小，減小。 (2)3、為提高輪齒的抗折斷能力，可采取哪些措施？（5分）可適當(dāng)增大齒根圓角半徑以減小應(yīng)力集中；（1）合理提高齒輪的制造精度和安裝精度；(1)正確選擇材料和熱處理方式；(2)以及對齒根部位進(jìn)行噴丸、輾壓等強化處理。(1)4、螺紋聯(lián)接防松的實質(zhì)是什么？按工作原理分，防松的方法有哪幾類？答：防松的實質(zhì)是防止螺紋副間的相對轉(zhuǎn)動。（2分）防松的方法有摩擦防松、機械防松、永久防松。（3分）5、什么是滾動軸承的基本額定動負(fù)荷？其方向是如何確定的？（5分）答：軸承工作溫度在100C以下，基本額定壽命L=1x1r時，軸承所能承受的最大載荷，稱為基本額定動負(fù)荷。(2分)對于向心軸承，其方向為徑向載荷；（1分）對于推力軸承，其方向為軸向載荷；（1分）對于角接觸軸承，其方向為載荷的徑向分量。（1分）6、簡述非液體摩擦徑向滑動軸承校核計算的主要內(nèi)容？（5分）答：（1）驗算壓強：滑動軸承壓強p許用壓強p；（2分）驗算pv值：pvpv; （2分）驗算軸徑圓周速度v：vv。（1分）三、分析計算題1、如圖示，卷筒與齒輪用普通螺栓聯(lián)接在一起（螺栓個數(shù)Z=8），軸不旋轉(zhuǎn)，卷筒與齒輪在軸上旋轉(zhuǎn)，已知卷筒所受旋轉(zhuǎn)力矩T=107Nmm，螺栓分布直徑D0=500mm，卷筒與齒輪接合面間摩擦系數(shù)f=0.12，可靠性系數(shù)Kf =1.2，螺栓材料的屈服極限S=300Mpa，安全系數(shù)S=3。試設(shè)計該螺栓組的螺栓直徑。（10分）普通螺紋基本尺寸表（第一系列）公稱直徑d中徑d2小徑d1螺距p2422.05120.75233027.72726.2113.53633.40231.67044239.07737.1294.54844.72542.5875解：設(shè)螺栓受預(yù)緊力計算螺栓所需預(yù)緊力F（2分）（2分）計算許用應(yīng)力（2分）確定螺栓直徑d1（2分）選擇螺栓查表選取M36（d1=31.670mm28.768mm）（2分）2、如圖所示，a)、b)分別為斜齒圓柱齒輪的懸臂布置和對稱布置的支承形式。圖1)、2) 分別為一對角接觸球軸承背對背、面對面安裝支承形式。1） 請合理選擇斜齒輪不同布置形式下，一對角接觸球軸承的支承形式，你認(rèn)為正確的，在“”中打“”：圖a)所示懸臂布置宜采用： 圖1)； 圖2) （1分）圖b)所示對稱布置宜采用： 圖1)；圖2)。（1分）2） 根據(jù)1）中的選擇結(jié)果計算圖a）所示情況下，軸承的軸向力Fa1、Fa2。已知：軸承徑向載荷Fr1、Fr2、齒輪的軸向力A方向如圖所示，大小分別為：Fr1=4000N、Fr2=2000N，A=2000N。軸承內(nèi)部軸向力S=0.4Fr。（4分）解：S1=0.4Fr1 = 0.4x4000 = 1600(N) ，方向向左； （1分）S2=0.4Fr2 = 0.4x2000 = 800(N) ，方向向右； （1分）S2+A = 800+2000 = 2800 (N) S1 = 1600 (N) （1分）所以，F(xiàn)a1 = S2+A = 2800 N （1分） Fa2 = S2 = 800 N3） 若該對軸承的壽命為5000小時，現(xiàn)將當(dāng)量動載荷加大一倍，將轉(zhuǎn)速減小一半，試計算后確定該對軸承能否滿足載荷及轉(zhuǎn)速改變后壽命至少1000小時的工作要求？（4分）標(biāo)準(zhǔn)答案： 結(jié)論：此軸承能夠滿足壽命至少1000小時要求。3、在圖示傳動系統(tǒng)中，件1和2均為斜齒圓柱齒輪，件3為蝸桿，件4為蝸輪。已知齒輪1輪齒螺旋線方向為左旋，其轉(zhuǎn)向如圖所示，試回答下列問題：1）齒輪2的輪齒螺旋線方向是 旋。（1分）2）在圖中畫出齒輪1、齒輪2在節(jié)點A所受的軸向力和的方向。（2分）3）為使在軸上的齒輪2與蝸桿3的軸向力相互抵消一部分，蝸桿3的螺旋線方向應(yīng)該是 旋，并在圖中畫出蝸桿的旋向；在節(jié)點B處畫出蝸桿3所受的軸向力、圓周力和徑向力的方向，在節(jié)點B處畫出蝸輪4所受的圓周力和徑向力的方向，在圖中畫出蝸輪4的轉(zhuǎn)動方向。（8分）答：1）右旋。（1）2）齒輪1、齒輪2在節(jié)點A所受的軸向力和的方向如圖所示。(2)3) 右旋；（1） 畫出螺旋線方向(1)蝸桿3所受的三個分力、和的方向如圖所示；(3)蝸輪4所受的圓周力和徑向力的方向如圖所示；（2）蝸輪4的轉(zhuǎn)動方向如圖所示。(1) 4、一對標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，已知：輸入軸轉(zhuǎn)速，輸入功率kW，齒輪齒數(shù)，=62，法向模數(shù)mm，分度圓螺旋角，分度圓柱上的法面壓力角，試計算：（1）輸入軸I上的轉(zhuǎn)矩；（2）大斜齒圓柱齒輪上三個分力的大小。（本題4分）解：輸入軸上的轉(zhuǎn)矩N.m kN kW (1)kN (1)二、問答題每題6分、計30分1、 分別說明普通螺紋、梯形螺紋的特點和應(yīng)用場合。答：普通螺紋自鎖性能好，強度高（2分），主要用于連接（1分）。梯形螺紋效率比矩形螺紋略低，但牙根強度較高，易于對中，磨損后可以補償（2分）；在螺旋傳動中應(yīng)用最普遍。（1分）2、 分別說明硬齒面閉式齒輪傳動和閉式蝸桿傳動的主要失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則。答：硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是齒根彎曲疲勞折斷 (1分) ；其設(shè)計準(zhǔn)則是按齒根彎曲疲勞強度進(jìn)行設(shè)計，然后校核齒面接觸疲勞強度 (2分)。閉式蝸桿傳動的主要失效形式是齒面膠合、點蝕和磨損（1分）；其設(shè)計準(zhǔn)則是按齒面接觸疲勞強度條件計算蝸桿傳動的承載能力，在選擇許用應(yīng)力時適當(dāng)考慮膠合和磨損的影響，同時應(yīng)進(jìn)行熱平衡計算（2分）。3、 什么是摩擦型帶傳動中的彈性滑動現(xiàn)象？可否避免？它對帶傳動有何影響？答：由帶的彈性變形而引起帶與帶輪之間的相對滑動現(xiàn)象稱為彈性滑動(2分)。彈性滑動是帶傳動中不可避免的現(xiàn)象（2分）。它會引起以下后果：從動輪的圓周速度總是落后于主動輪的圓周速度，并隨載荷變化而變化，導(dǎo)致此傳動的傳動比不準(zhǔn)確。損失一部分能量，降低了傳動效率，會使帶的溫度升高，并引起傳動帶磨損。（2分）4、 齒輪傳動中的載荷系數(shù)K為四個系數(shù)的乘積，K=KAKVKK，分別說明KV和K的名稱及引入該系數(shù)是為了考慮哪些方面的影響。答：動載系數(shù)（1分）K考慮由于齒輪制造精度、運轉(zhuǎn)速度等輪齒內(nèi)部因素引起的附加動載荷影響系數(shù)（2分）齒向載荷分布系數(shù)（1分）K考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)（2分）5、寫出一維流體動壓基本方程（雷諾方程）并利用該方程說明形成流體動壓潤滑的必要條件。答：一維流體動壓基本方程： （3分）形成流體動壓力的必要條件是：流體必須流經(jīng)收斂形間隙，入口處hh0，dp/dx0，壓力逐漸增大，出口處hh0，dp/dx； b、=； c、eFa/FreXYXY0.410.8710答：內(nèi)部軸向力方向如圖所示 （2分），S1=0.4Fr1=1200N (0.5分) S2=0.4Fr2=1600N (0.5分)因為A+S1S2 故 Fa1=S1=1200N (1分) Fa2=S1+A=3000N (1分)比較兩軸承受力，只需校核軸承2。Fa2/Fr2=0.75e (1分)P=XFr2+YFa2=0.41*4000+0.87*3000=4250N (1分) h (2分) 1、 滾動軸承軸系一端固定一端游動的固定方式常用在 跨距較大 或 工作溫度較高 情況下。2、dn值大的滾動軸承應(yīng)采用 油 潤滑，而dn值小的滾動軸承可采用 潤滑脂 潤滑。3、滑動軸承保證液體動壓潤滑的條件有 相對滑動的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；被油膜分開的兩表面必須有足夠的相對滑動速度，其運動方向必須使?jié)櫥痛罂谶M(jìn)小口出； 潤滑油必須有一定的粘度供油要充分 。 、混合摩擦（非液體摩擦）滑動軸承計算應(yīng)校核 P 、 V 、 PV 值。、列舉兩種剛性聯(lián)軸器的名稱，并說明是否具有補償軸向。徑向或角向位移的能力： 套筒式聯(lián)軸器（無補償能力）凸緣式聯(lián)軸器（無補償能力）。、軸按所受載荷性質(zhì)分類，只承受彎矩的稱 心 軸；只承受扭矩稱傳動軸；承受彎矩和扭矩稱轉(zhuǎn)軸。、直齒圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)z/cos；標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和壓力角在齒輪大端；受力分析和強度計算用平均分度圓直徑。、帶傳動的主要失效形式為打滑和疲勞破壞。、帶工作是截面上產(chǎn)生的應(yīng)力有 拉應(yīng)力 ， 彎曲應(yīng)力 ， 離心應(yīng)力 。10、在齒輪傳動中，大小齒輪的接觸應(yīng)力是 相 等的，大小齒輪的彎曲應(yīng)力是 不 等的。 得分二、選擇題（11分）每空1分一、 選擇題：1、滾動軸承內(nèi)圈與軸配合的正確標(biāo)注應(yīng)為 C 。 A .30H7/k6 B. 30H7 C .30k62、下列滾動軸承密封裝置，其中AC是屬于接觸式密封，而BD是屬于非接觸式密封。.氈圈密封.甩油環(huán).密封環(huán).縫隙密封、在B情況下，滑動軸承潤滑油的粘度不應(yīng)選得較高。.重載.高速.工作溫度.高承受變載或沖擊振動載荷、兩相對滑動的接觸表面，依靠吸附油膜進(jìn)行潤滑的摩擦狀態(tài)稱D。.液體摩擦.半液體摩擦.混合摩擦.邊界摩擦、半圓鍵聯(lián)接當(dāng)采用雙鍵時兩鍵應(yīng)D布置。.在周向相隔 .在周向相隔.在周向相隔.在軸向沿同一直線、為了提高受軸向變載荷螺栓聯(lián)接的疲勞強度，應(yīng)B。.增加螺栓剛度。.降低螺栓剛度。.降低被聯(lián)接件剛度。、彈簧的剛度為，彈簧的剛度為，兩彈簧并聯(lián)的剛度為C。. .（）、強度等級為.8級的螺栓材料D。.、鏈輪中心距已定，合理確定鏈傳動的鏈長時，應(yīng)取B。.任意值.等于鏈節(jié)長度的偶數(shù)倍.等于鏈節(jié)長度的奇數(shù)倍、帶傳動的兩帶輪直徑不相等，一般情況下，應(yīng)使哪個輪曹楔角較大B？.大輪.小輪.主動論.從動輪得分四、分析題（30分）每題10分1、在圖示軸的結(jié)構(gòu)圖中存在多處錯誤，請指出錯誤點，說明出錯原因，并加以改正。 11111611112111181111711113111151111411119111110 圖4-1 .無墊片；無間隙、無密封鍵太長無定位軸肩無軸肩 套筒高于內(nèi)圈高度軸和輪轂一樣長，起不到定位作用；無定位；無墊片采用反裝。 指出1處（0.5分）改正1處（0.5分）2、立式攪拌機由電動機遠(yuǎn)距離傳動如圖，連續(xù)工作，攪拌機轉(zhuǎn)速n = 30 r/min，電動機轉(zhuǎn)速nd = 1440 r/min，功率P = 5.5 kW。試設(shè)計傳動方案，畫出傳動簡圖，分配各級傳動比。各種傳動的單級傳動比常用值見下表。（10分）總傳動比:i=n/nD=1440/30=48 （2分）方案：電動機 帶傳動(i=3) 蝸桿傳動(i=16) （4分）-121、電動機 2、攪拌機圖4-2畫出方案圖（4分）各種傳動的單級傳動比常用值傳動類型傳動比傳動類型傳動比平帶傳動5圓柱齒輪傳動5V帶傳動6圓錐齒輪傳動3鏈傳動6蝸桿傳動8403、傳動力分析如圖所示為一蝸桿-圓柱斜齒輪-直齒圓錐齒輪三級傳動。已知蝸桿為主動，且按圖示方向轉(zhuǎn)動。試在圖中繪出：（1）各輪傳向。（2.5分）（2）使II、III軸軸承所受軸向力較小時的斜齒輪輪齒的旋向。（2分）（3）各嚙合點處所受諸分力、的方向。（5.5分）圖4-3 試 題 紙專 業(yè)：機電一體化 隊 別： 卷 型：A 卷課程名稱：機械設(shè)計 考試日期： 考試方式：閉卷學(xué)生學(xué)號: 學(xué)生姓名: 在試題紙上答題無效，教師命題時不需要留出答題空間 一、選擇題：本題共10個小題，每小題2分，共20分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。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HB350的閉式齒輪傳動，通常的主要失效形式為 【b 】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 【 c】A包角太小 B. 初拉力F0太小C緊邊與松邊拉力不等 D. 傳動過載 3在下列四種型號的滾動軸承中，只能承受徑向載荷的是 【 b 】A6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4下列四種螺紋中，自鎖性能最好的是 【 d 】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 【 c】A減小齒面滑動速度s B. 減少蝸桿頭數(shù)Z1C增加蝸桿頭數(shù)Z1 D. 增大蝸桿直徑系數(shù)q 6在圓柱形螺旋拉伸（壓縮）彈簧中，彈簧指數(shù)C是指 【 d 】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 【 b 】A90 B. 120 C.135 D.1808V帶在減速傳動過程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在 【 d 】AV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 【 d 】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)盡量避免采用奇數(shù)，這主要是因為采用過渡鏈節(jié)后 【 d 】A制造困難 B.要使用較長的銷軸C不便于裝配 D.鏈板要產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力二、填空題：本大題共10個小題，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上。1 1軸如按受載性質(zhì)區(qū)分，主要受 彎矩 的軸為心軸，主要受 的軸為傳動軸。2代號62203的滾動軸承，為 軸承，其內(nèi)徑為 mm。3在一般機械中的圓柱齒輪傳動，往往使小齒輪齒寬b1 大齒輪齒寬b2；在計算齒輪強度時，工作齒寬b 應(yīng)取 。4普通平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的 ；楔鍵聯(lián)接的工作面是鍵的 。5為了便于互換及適應(yīng)大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)圈孔與軸的配合采用 制，軸承外圈與軸承座孔的配合采用 制。6不隨時間變化的應(yīng)力稱為 ，隨時間變化的應(yīng)力稱為 ，具有周期性的變應(yīng)力稱為 。7按照平面圖形的形狀，螺紋分為 、 和 等。8按照工作條件，齒輪傳動可分為 和 兩種。9齒輪傳動設(shè)計時，軟齒面閉式傳動通常先按 設(shè)計公式確定傳動尺寸，然后驗算輪齒彎曲強度。10直徑較小的鋼制齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪和軸做成一體，稱為 。三、簡答題：本大題共6個小題，每題5分，共30分。把答案填在題中橫線上。1簡述螺紋聯(lián)接的基本類型主要有哪四種？2提高螺栓聯(lián)接強度的措施有哪些？3閉式蝸桿傳動的功率損耗主要