機(jī)械設(shè)計(jì)試題及答案

1、機(jī)械設(shè)計(jì)試題（一）一、選擇題：本題共10個(gè)小題，每小題2分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。把所選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1一般工作條件下，齒面硬度hb350的閉式齒輪傳動(dòng)，通常的主要失效形式為 【 b 】a輪齒疲勞折斷 b. 齒面疲勞點(diǎn)蝕c齒面膠合 d. 齒面塑性變形2帶傳動(dòng)在工作時(shí)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，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(dòng)過(guò)載 3下列四種型號(hào)的滾動(dòng)軸承，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，自鎖性能最好的是 【 d】a粗牙普通螺紋 b

2、.細(xì)牙普通螺紋c梯形螺紋 d.鋸齒形螺紋 5在潤(rùn)滑良好的條件下，為提高蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率，可采用的方法為 【 c】a減小齒面滑動(dòng)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(gè)鍵時(shí)，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(dòng)過(guò)程中，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在 【d 】av帶離開(kāi)大帶輪處 b. v帶繞上大帶輪處 c v帶離開(kāi)小帶輪處 d.

3、 v帶繞上小帶輪處 9對(duì)于普通螺栓聯(lián)接，在擰緊螺母時(shí)，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(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量避免采用奇數(shù)，這主要是因?yàn)椴捎眠^(guò)渡鏈節(jié)后 【d 】a制造困難 b.要使用較長(zhǎng)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(gè)小題，每空1分，共20分。把答案填在題中橫線上。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 轉(zhuǎn)矩 的軸為傳動(dòng)軸。2代號(hào)62203的滾動(dòng)軸承，為 深溝球軸承 軸承，其內(nèi)徑為 17 mm。3在一般機(jī)械中的圓柱齒輪傳動(dòng)，往往使小齒輪齒寬b1 大于 大齒輪齒寬b2；在計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)，工作齒寬b

4、應(yīng)取 大齒輪齒寬b2 。4普通平鍵聯(lián)接的工作面是鍵的 兩側(cè)面 ；楔鍵聯(lián)接的工作面是鍵的 上下面 。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 基孔 制，軸承外圈與軸承座孔的配合采用 基軸 制。6不隨時(shí)間變化的應(yīng)力稱為 靜應(yīng)力 ，隨時(shí)間變化的應(yīng)力稱為 變應(yīng)力 ，具有周期性的變應(yīng)力稱為 循環(huán)變應(yīng)力 。7按照平面圖形的形狀，螺紋分為 三角形螺紋 、梯形螺紋 和 鋸齒形螺紋 等。1 8按照工作條件，齒輪傳動(dòng)可分為 開(kāi)式傳動(dòng) 和 閉式傳動(dòng) 兩種。9齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，軟齒面閉式傳動(dòng)通常先按 齒面接觸強(qiáng)度 設(shè)計(jì)公式確定傳動(dòng)尺寸，然后驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度。2 10直徑較小的鋼制齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接

5、近時(shí)，可以將齒輪和軸做成一體，稱為 齒輪軸 。三、簡(jiǎn)答題：本大題共6個(gè)小題，每題5分，共30分。把答案填在題中橫線上。1簡(jiǎn)述螺紋聯(lián)接的基本類型主要有哪四種？螺栓聯(lián)接、螺釘聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、緊定螺釘聯(lián)接。2提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的措施有哪些？1降低螺栓總拉伸載荷的變化范圍；2改善螺紋牙間的載荷分布；3減小應(yīng)力集中；4避免或減小附加應(yīng)力。3閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗主要包括哪三部分？閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗包括三部分：輪齒嚙合的功率損耗，軸承中摩擦損耗和攪動(dòng)箱體內(nèi)潤(rùn)滑油的油阻損耗。4簡(jiǎn)述帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)？適于中心矩較大的場(chǎng)合；帶具有良好的擾性，可緩和沖擊、吸收振動(dòng)；過(guò)載時(shí)帶與帶輪間會(huì)出現(xiàn)打滑，打滑雖使傳動(dòng)失效，

6、當(dāng)可防止損壞其他零件；5鏈傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？鏈板疲勞破壞；滾子套筒的沖擊疲勞破壞；銷軸與套筒的膠合；鏈條鉸鏈磨損；過(guò)載拉斷。6滾動(dòng)軸承的基本類型有哪些？調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、深溝球軸承、角接觸球軸承、推力圓柱滾子軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承等。4、 結(jié)構(gòu)改錯(cuò)1、圖示為一用對(duì)圓錐滾子軸承外圈窄邊相對(duì)安裝的軸系結(jié)構(gòu)。請(qǐng)按示例所示，指出圖中的其他結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤（不少于7處）（7分）（注：潤(rùn)滑方式、倒角和圓角忽略不計(jì)。）例缺少調(diào)整墊片解缺少調(diào)整墊片輪轂鍵槽不對(duì)與齒輪處鍵槽的位置不在同一角度上鍵槽處表達(dá)不正確（應(yīng)該局部剖視）端蓋孔與軸徑間無(wú)間隙多一個(gè)鍵齒輪左側(cè)軸向定位不可

7、靠齒輪右側(cè)無(wú)軸向定位軸承安裝方向不對(duì)軸承外圈定位超高軸與軸承端蓋相碰2、請(qǐng)說(shuō)明圖示軸系結(jié)構(gòu)中用數(shù)字標(biāo)出位置的錯(cuò)誤（不合理）的原因。（5分）軸肩的高度超出了軸承內(nèi)圈的外徑；軸段的長(zhǎng)度應(yīng)該小于輪轂的寬度；螺紋軸段缺少螺紋退刀槽；鍵槽應(yīng)該與中間部位的鍵槽在同一母線上布置；鍵的長(zhǎng)度應(yīng)該小于軸段的長(zhǎng)度。機(jī)械設(shè)計(jì)考題與答案一、 是非題（有5小題，每題1分，共5分。正確在括號(hào)內(nèi)寫“t”，錯(cuò)誤在括號(hào)內(nèi)寫“f”）1雙螺母防松結(jié)構(gòu)中，如兩螺母厚度不同，應(yīng)先安裝薄螺母，后安裝厚螺母。（t ）2滾動(dòng)軸承的軸向系數(shù)y值越大，其承受軸向能力越大。（ f ）3減速器的齒輪和滾動(dòng)軸承可以采用不同的潤(rùn)滑劑。（t ）4設(shè)計(jì)蝸桿傳

8、動(dòng)時(shí)，為了提高傳動(dòng)效率，可以增加蝸桿的頭數(shù)。（ t ）5失效就是零件斷裂了。（f ）二、選擇題（有5小題，每題2分,共10分。在每小題的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，把所選項(xiàng)的字母填在題中的橫線上）6溫度對(duì)潤(rùn)滑油粘度的影響是隨著溫度的升高潤(rùn)滑油的粘度 c 。a）提高 b）不變 c）降低7設(shè)計(jì)時(shí)鍵的截面尺寸通常是根據(jù) d 從標(biāo)準(zhǔn)中選取。a）鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩 b）軸的轉(zhuǎn)速 c）輪轂的長(zhǎng)度 d）軸的直徑8下列四種敘述中 d 是正確的。a）變應(yīng)力只能由變載荷產(chǎn)生 b）靜載荷不能產(chǎn)生變應(yīng)力 c）變應(yīng)力是由靜載荷產(chǎn)生 d）變應(yīng)力是由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生9從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)考慮，單件生產(chǎn)的齒輪減速箱的箱體

9、最好采用 c 。a）灰鑄鐵鑄造 b）鑄鋼鑄造 c）鋼板焊接10由下列不同材料制造的零件，其形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)、表面加工情況和工作條件等完全相同，其中有效應(yīng)力集中系數(shù)最大的是 b 。a）ht200灰鑄鐵 b）40crni鋼 c）45鋼三、填空題（有5小題，20個(gè)空，每空1分,共20分。把答案填在題中橫線上）11對(duì)下列各種零件至少舉出一種常用材料的牌號(hào)，齒輪 45， 40cr ，滑動(dòng)軸承軸瓦 zqsn10-1， zqal9-4 ，蝸輪輪緣 zqsn10-1， zqal9-4 ，螺釘 q235，20 ，彈簧 65mn， 碳素彈簧鋼絲 ，彈簧墊圈 65mn ，滾動(dòng)軸承套圈 gcr15 ，滾動(dòng)軸承保持架

10、08f ，鍵 45 。12帶傳動(dòng)的失效形式為 打滑 和 疲勞破壞 。因此，其主要設(shè)計(jì)依據(jù)為 在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命 。13軸按承載分為 心軸 ， 轉(zhuǎn)軸 和 傳動(dòng)軸 。14螺紋聯(lián)接按防松原理可分為 摩擦防松 ， 機(jī)械防松 和 其它防松 。15灰鑄鐵齒輪常用于 開(kāi) 式傳動(dòng)中，這種齒輪的主要失效形式是 磨損 。四、問(wèn)答題（有5小題，每題4分,共20分）16什么是等強(qiáng)度設(shè)計(jì)？在設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用？答：一個(gè)機(jī)器的各零件或一個(gè)零件對(duì)于各種失效方式具有同樣的承載能力。在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有二：一是使各部分等強(qiáng)度，避免某些部分強(qiáng)度過(guò)大，浪費(fèi)材料；二是故意設(shè)置薄弱環(huán)節(jié)，過(guò)載時(shí)失效，使其它部分

11、在過(guò)載時(shí)不致于損壞而得到保護(hù)。17什么是機(jī)械零件的失效？答：機(jī)械零件由于某種原因不能正常工作，叫失效。18滑動(dòng)軸承計(jì)算中，計(jì)算p，pv，v各考慮什么問(wèn)題？答：p軸承磨損； pv發(fā)熱； v局部磨損。19齒輪傳動(dòng)中的載荷系數(shù)k=kakvkk，kakvkk各為什么系數(shù)，各考慮什么因素對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響？ 答：齒輪傳動(dòng)中的載荷系數(shù)k=kakvkk中，ka是使用系數(shù)，考慮外部因素引起附加動(dòng)載荷對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；kv是動(dòng)載系數(shù)，考慮齒輪制造、安裝誤差等引起附加動(dòng)載荷對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；k是齒間載荷分配系數(shù)，考慮多齒嚙合間分配載荷的不均勻現(xiàn)象對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；k是齒向載荷分布系數(shù)，考慮載荷沿接觸線分布不均的現(xiàn)象

12、對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響； 20什么叫機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則？常用的機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則有那些？ 答：機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則就是為防止機(jī)械零件的失效而制定的判定條件，常用的準(zhǔn)則有強(qiáng)度準(zhǔn)則、剛度準(zhǔn)則、壽命準(zhǔn)則、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則、可靠性準(zhǔn)則等？五、分析題（有2小題，每題6分,共12分）21 一鋼制液壓油缸，缸內(nèi)油壓p2.5mpa(靜載)，油缸內(nèi)徑 d125mm，缸蓋由6個(gè)m16的螺釘聯(lián)接在缸體上.螺釘剛度 cb與缸體缸蓋的剛度 cm之比為l/4，螺釘材料的性能等級(jí)為5.6級(jí)，安全系數(shù)取s1.5，m16螺釘?shù)男絛1=13.835mm.若根據(jù)聯(lián)接的緊密性要求，要求殘余預(yù)緊力qp1.5f.試分析預(yù)緊力qp應(yīng)控制在什么范圍

13、內(nèi)才能滿足此聯(lián)接的要求? 解 1.計(jì)算單個(gè)螺釘?shù)墓ぷ骼?f（2分） 油缸蓋聯(lián)接所受的載荷 f=ppd2/4，每個(gè)螺釘?shù)墓ぷ骼f6ppd2/4/62.5 p(125)24/65113.27 n 2.計(jì)算允許的螺釘最大總拉力 q（2分） 螺釘材料性能等級(jí)為5.6級(jí)， ss300mpa，許用應(yīng)力s= ss/s300/1.5200mpa.由強(qiáng)度條件 sca1.3q/( pd2/4)sqpd2s/4/1.3 p13.8352200/4/1.323127.83 n 3.求預(yù)緊力 qp的允許范圍（2分） 1)按螺釘強(qiáng)度條件求允許的最大預(yù)緊力qqp十cb/（cb +cm ）f23127.83 n qp2

14、3127.83-0.2f23127.83-0.25113.27=22105.17 n 2)按聯(lián)接緊密性條件求最小的預(yù)緊力，根據(jù)聯(lián)接緊密性要求，qp1.5f qpqp- cm /（cb +cm ）f=qp-0.8f1.5f 即 qp1.5f十0.8f2.3fl1760.52 n 由以上計(jì)算結(jié)果可知，預(yù)緊力qp應(yīng)控制為l1760.52 n qp22105.17 n22一傳動(dòng)裝置，輸入轉(zhuǎn)矩為t1，輸出轉(zhuǎn)矩為t2，速比為i，總效率為，試證明t2= t1i答：設(shè)輸入功率為p1（kw），輸出功率為p2（kw），輸入轉(zhuǎn)速為n1（r/min），輸出轉(zhuǎn)速為n2（r/min）， t=9.55106p/n(n.mm

15、) p1= t1n1/(9.55106) p2= t2n2/(9.55106)= p2/ p1=( t2n2/(9.55106)/( t1n1/(9.55106) = t2n2/( t1n1) i= n2/ n1 = t2/ t1/i 即 t2= t1i圖1六、計(jì)算題（有2小題，每題6分,共12分）23一對(duì)46210角接觸球軸承反安裝，如圖1所示。已知軸承1和軸承2 的徑向載荷分別為r1=2000n,r2=4000n,軸上作用的軸向載荷fa=800n(指向軸承2)，軸承的派生軸向力s的計(jì)算式s=0.68r，e=0.68，x=0.41,y=0.87。軸承載荷有輕微沖擊，載荷系數(shù)ff=1.2，工作

16、溫度不大于120c。試求： (1) 軸承1和軸承2的軸向載荷a1和a2； (2) 軸承1和軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷p1和p2。解:(1)計(jì)算軸承的軸向載荷s1=0.68r1=0.682000=1360 ns2=0.68r2=0.684000=2720 ns1、s2方向見(jiàn)圖2 因?yàn)閒a+ s2=800+2720=3520 ns1所以 軸承1“壓緊”，a1= fa+ s2=800+2720=3520 (2分) 軸承2“放松”，a2= s2=2720 n(2分) （2）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷軸承1 a1/r1=3520/2000=1.76e=0.68,則取 x1=0.41,y1=0.87 p1=ff(x1r

17、1+y1a1) =1.2(0.412000+0.873520)=3882.4 n (2分)軸承2 a2/r1=2720/4000=0.68e=0.68,則取 x2=1,y2=0 p2=ffx2r2 =1.214000=4800 n (2分) 24已知v帶傳動(dòng)中，最大傳遞功率p=8kw，帶的速度v=10m/s，若緊邊拉力f1為松邊拉力f2的2倍，此時(shí)小帶輪上包角a1=120，求：（1）有效拉力fe；（2）緊邊拉力f1；（3）當(dāng)量摩擦系數(shù)f。解:有效拉力fe =1000p/v=10008/10=800 n (2分) 又知:f1-f2= fe,f1=2f2 則緊邊拉力 f1=2 fe =1600 n

18、 (2分) 根據(jù)歐拉公式 得 當(dāng)量摩擦系數(shù)f=ln(f1/f2)/=ln2/(3.14120/180) =0.693/2.0933=0.331 (2分)七、結(jié)構(gòu)題（有4小題，每題分別為10分,2分，2分，2分，共16分）25圖3中為一對(duì)圓錐滾子軸承支承的軸系，齒輪油潤(rùn)滑，軸承脂潤(rùn)滑，軸端裝有聯(lián)軸器。試指出圖中的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤（在圖中錯(cuò)誤處寫出序號(hào)并在下半部改正，按序號(hào)簡(jiǎn)要說(shuō)明錯(cuò)誤的內(nèi)容）（每指出一處,并正確說(shuō)明錯(cuò)誤內(nèi)容和改正的,得1分,總分為10分）鍵的位置應(yīng)與齒輪處在同一直線上，而且結(jié)構(gòu)不正確；軸承蓋孔徑應(yīng)大于軸徑，避免接觸；此處不應(yīng)有鍵聯(lián)接；軸長(zhǎng)應(yīng)短于輪轂長(zhǎng)度，保證軸套壓緊齒輪；軸應(yīng)有軸環(huán)，使齒

19、輪定位；軸承應(yīng)正裝；軸不應(yīng)與軸承蓋相碰，且不需這么長(zhǎng)；左右兩軸承蓋與箱體間應(yīng)有調(diào)整墊片；兩軸承內(nèi)側(cè)應(yīng)加封油環(huán)；箱體加工面與非加工面未分開(kāi)。 26畫出v帶與帶輪槽的正確安裝圖； 27畫出普通螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)圖28畫出普通平鍵a型、b型、c型的形狀 26,27,28題答案:機(jī)械設(shè)計(jì)試題（二）一、填空題（25分）每空1分1、 滾動(dòng)軸承軸系一端固定一端游動(dòng)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(dòng)軸承應(yīng)采用 油潤(rùn)滑，而dn值小的滾動(dòng)軸承可采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。3、滑動(dòng)軸承保證液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的條件有 相對(duì)滑動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；被油膜分開(kāi)的兩表面必須有足夠的相對(duì)滑動(dòng)速度，其運(yùn)

20、動(dòng)方向必須使?jié)櫥痛罂谶M(jìn)小口出； 3潤(rùn)滑油必須有一定的粘度供油要充分。 4、混合摩擦（非液體摩擦）滑動(dòng)軸承計(jì)算應(yīng)校核 p、v、pv 值。5、列舉兩種剛性聯(lián)軸器的名稱，并說(shuō)明是否具有補(bǔ)償軸向。徑向或角向位移的能力： 套筒式聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）、凸緣式聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力） 。6、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(dòng)軸；承受彎矩和扭矩稱轉(zhuǎn)軸。7、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(qiáng)度計(jì)算用平均分度圓直徑。8、帶傳動(dòng)的主要失效形式為打滑和疲勞破壞。9、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(dòng)中，大小齒輪的接

21、觸應(yīng)力是 相 等的，大小齒輪的彎曲應(yīng)力是 不等的。二、選擇題（11分）每空1分1、滾動(dòng)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(dòng)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3、在b情況下，滑動(dòng)軸承潤(rùn)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(dòng)載荷4、兩相對(duì)滑動(dòng)的接觸表面，依靠吸附油膜進(jìn)行潤(rùn)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5、半圓鍵聯(lián)接當(dāng)采用雙鍵時(shí)兩鍵應(yīng)d布置。.在周向相隔o .在周向相隔o.在周向相隔o.在軸向沿同一直線6

22、、為了提高受軸向變載荷螺栓聯(lián)接的疲勞強(qiáng)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。7、彈簧的剛度為1，彈簧的剛度為2，兩彈簧并聯(lián)的剛度為c 。.1 .2. 2 .12（12）8、強(qiáng)度等級(jí)為.8級(jí)的螺栓材料d 。.9、鏈輪中心距已定，合理確定鏈傳動(dòng)的鏈長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)取b。.任意值.等于鏈節(jié)長(zhǎng)度的偶數(shù)倍 .等于鏈節(jié)長(zhǎng)度的奇數(shù)倍10、帶傳動(dòng)的兩帶輪直徑不相等，一般情況下，應(yīng)使哪個(gè)輪曹楔角較大b？.大輪.小輪.主動(dòng)論.從動(dòng)輪三、計(jì)算題（34分）1、（14分）圖示為手動(dòng)鉸車中所采用的蝸桿傳動(dòng)。已知m=8mm，d1=80mm ，z1=1，i=40，卷筒的直徑d=250mm，試計(jì)算：（1）欲使重

23、物上升1m，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿的轉(zhuǎn)數(shù)；（2）設(shè)蝸桿和蝸輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)為0.18，檢驗(yàn)該蝸桿傳動(dòng)是否滿足自鎖條件；（3）設(shè)重物重q=5kn，通過(guò)手柄轉(zhuǎn)臂施加的力f=100n，手柄轉(zhuǎn)臂的長(zhǎng)度l的最小值 (不計(jì)軸承效率) 。解：（1）重物上升1m時(shí)，卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)：n2=1000/d=1000(250x3.14)=1.27蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為：n1=i n2=40x1.27=50.96(圈)（2）蝸桿直徑系數(shù)q=d1/m=808=10導(dǎo)程角：=arctan=arctan=7.125o 當(dāng)量摩擦角：v=arctanfv= arctan=10.204o：因?yàn)椋?v所以 蝸桿傳動(dòng)滿足自鎖條件 （3）蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率

24、： 則： 2、（10分）一普通v帶傳動(dòng)傳遞功率為p = 7.5 kw，帶速?= 10 m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即f1=2f2，試求緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力。 = =750n所以 =2x750=1500n （2 分3、（10分）圖示為一剛性凸緣聯(lián)軸器，材料為q215鋼，傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為1400 n.m（靜載荷）。已知軸的材料為45鋼，工作時(shí)有輕微沖擊。試根據(jù)圖示和表為該聯(lián)軸器選擇平鍵，確定鍵的尺寸，并校核其強(qiáng)度（）。解:由軸徑55查下表,選取鍵b=16,h=10,鍵長(zhǎng)l=90鍵的工作長(zhǎng)度l=l-b=90-16=74mm鍵與聯(lián)軸器的接觸長(zhǎng)度k=0.5h=0.5x10=5mm由=100

25、可見(jiàn)聯(lián)接擠壓強(qiáng)度不夠，考慮到相差較大，所以應(yīng)采用雙鍵，相隔180布置 ，雙鍵的工作長(zhǎng)度l=1.5x74=111mm見(jiàn)的標(biāo)記為:鍵16x90機(jī)械設(shè)計(jì)課程試題（三）一、填空題(每空1分共24分)1.螺紋的公稱直徑是指螺紋的大 徑，螺紋的升角是指螺紋中 徑處的升角。螺旋的自鎖條件為 。2、三角形螺紋的牙型角600 ，適用于聯(lián)接 ，而梯形螺紋的牙型角300 ，適用于傳動(dòng) 。3、螺紋聯(lián)接防松，按其防松原理可分為摩擦 防松、機(jī)械 防松和永久 防松。4、選擇普通平鍵時(shí)，鍵的截面尺寸(bh)是根據(jù)軸徑d查標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定的,普通平鍵的工作面是側(cè)面 。5、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過(guò)大，若傳動(dòng)比過(guò)大將使包角 ，從而使帶的有效

26、拉力值減小。6、鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比是變量 ，其平均傳動(dòng)比是常數(shù) 。7、在變速齒輪傳動(dòng)中，若大、小齒輪材料相同，但硬度不同，則兩齒輪工作中產(chǎn)生的齒面接觸應(yīng)力相同 ，材料的許用接觸應(yīng)力不同 ，工作中產(chǎn)生的齒根彎曲應(yīng)力不同 ，材料的許用彎曲應(yīng)力不同 。8、直齒圓柱齒輪作接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)取節(jié)點(diǎn) 處的接觸應(yīng)力為計(jì)算依據(jù)，其載荷由一對(duì)輪齒承擔(dān)。9、對(duì)非液體摩擦滑動(dòng)軸承，為防止軸承過(guò)度磨損，應(yīng)校核p ，為防止軸承溫升過(guò)高產(chǎn)生膠合,應(yīng)校核pv 。10、撓性聯(lián)抽器按是否具行彈性元件分為無(wú)彈性元件 撓性聯(lián)軸器和有彈性元件 撓性聯(lián)軸器兩大類。二、單項(xiàng)選擇題(每選項(xiàng)1分,共10分)1.采用螺紋聯(lián)接時(shí),若被聯(lián)接件之厚度較大

27、，且材料較軟，強(qiáng)度較低，需要經(jīng)常裝拆，則一般宜采用b 。 a螺栓聯(lián)接； b雙頭螺柱聯(lián)接； c螺釘聯(lián)接。2.螺紋副在摩擦系數(shù)一定時(shí),螺紋的牙型角越大,則d 。a. 當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越好；b當(dāng)量摩擦系數(shù)越小，自鎖性能越差；c. 當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越差；d.當(dāng)量摩擦系數(shù)越大，自鎖性能越好；3、當(dāng)鍵聯(lián)接強(qiáng)度不足時(shí)可采用雙鍵。使用兩個(gè)平鍵時(shí)要求鍵d 布置。 a 在同直線上; b相隔900 ; c相隔1200； d相隔18004、普通平鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核的內(nèi)容主要是a 。a.校核鍵側(cè)面的擠壓強(qiáng)度;b.校核鍵的剪切強(qiáng)度；c.ab兩者均需校核；d校核磨損。5、選取v帶型號(hào)，主要取決于d 。a帶的

28、線速度 b帶的緊邊拉力 c帶的有效拉力 d帶傳遞的功率和小帶輪轉(zhuǎn)速6、為了限制鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷，在節(jié)距p和小鏈輪齒數(shù)z1一定時(shí),應(yīng)該限制a 。 a小鏈輪的轉(zhuǎn)速n1； b.傳動(dòng)的功率p； c.傳遞的圓周力。7、圓柱齒輪傳動(dòng)，當(dāng)齒輪直徑不變，而減小模數(shù)時(shí)，可以d 。a提高輪齒的彎曲強(qiáng)度； b.提高輪齒的接觸強(qiáng)度；c.提高輪齒的靜強(qiáng)度； d改善傳動(dòng)的平穩(wěn)性。8、當(dāng)轉(zhuǎn)速較低、同時(shí)受徑向載荷和軸向載荷，要求便于安裝時(shí)，宜選用b 。a深溝球軸承 b圓錐滾子軸承 c角接觸球軸承 9、溫度升高時(shí)，潤(rùn)滑油的粘度c 。a.隨之升高； b.保持不變；c隨之降低； d.可能升高也可能降低。10、圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑

29、d=6mm,旋繞比c=5,則它的內(nèi)徑d1等于b 。a、30mm, b、24mm, c、36mm, d、40mm三、計(jì)算題(38分)1、(15分)圖3-1示螺栓聯(lián)接中,采用兩個(gè)m20的普通螺栓，其許用拉應(yīng)力l60nmm2，聯(lián)接件接合面間摩擦系數(shù)f0.20，防滑系數(shù)ks1.2，計(jì)算該聯(lián)接件允許傳遞的靜載荷f?(m20的螺栓d117.294mm)(10分) 解：螺栓預(yù)緊后，接合面所產(chǎn)生的最大摩擦力必須大于或等于橫向載荷，假設(shè)各螺栓所需預(yù)緊力均為f0則由平衡條件可得 (4分)螺栓危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為于是得 (4分) (5圖3-12、 (13分)如圖3-2所示某電梯傳動(dòng)裝置中采用蝸桿傳動(dòng)，電機(jī)功率p=1

30、0kw，轉(zhuǎn)速n1970rmin，蝸桿傳動(dòng)參數(shù)z12；z260；直徑系數(shù)q8；總效率08，m8，右旋蝸桿，試計(jì)算：14分) (1)電梯上升時(shí)，標(biāo)出電機(jī)轉(zhuǎn)向； (2)標(biāo)出蝸桿所受各力的方向；(3)計(jì)算蝸輪所受各力大小。解：(1)電機(jī)轉(zhuǎn)向箭頭向上； (1分)(2)蝸桿受各力方向如圖 (3分) (3分) (3分) fr2ft2tan9845tan203583n (3分)3、 根據(jù)工作條件，決定在某傳動(dòng)軸上安裝一對(duì)角接觸向心球軸承(如圖所示)，已知兩個(gè)軸承受到的徑向載荷分別為fr11650n和fr2=3500n。外加軸向力fae1020n。 (1)若派生軸向力fd0.7fr，試計(jì)算兩個(gè)軸承實(shí)際受到的軸向

31、載荷fa1和fa2。 解：fd10.7fr10.71650=1155n 方向向右fd20.7 fr20.73500=2450n (2分) 方向向左 fd1十fae1155十10202175 fd2故軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。 fa1fd2-fae=2450-1020n =1430 (2分)fa2fd22450n (2分) 四、分析題(20分)1.(10分) 如圖4-1傳動(dòng)系統(tǒng)，要求軸、上的軸向力抵消一部分，試確定： 1)蝸輪6的轉(zhuǎn)向； 2)斜齒輪3、4和蝸桿5、蝸輪6的旋向； 3)分別畫出蝸桿5，蝸輪6嚙合點(diǎn)的受力方向。(1) 蝸輪6的轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍?2)齒輪3左旋，齒輪4右旋，蝸桿

32、5右旋，蝸輪6右旋；(4分)(3)蝸桿5嚙合點(diǎn)受力方向如圖(a)；蝸輪6嚙合點(diǎn)受力方向如圖(b)。(6分)機(jī)械設(shè)計(jì)試題（a卷）與答案一、填空題每空0.5分，24空計(jì)12分1、從防松工作原理來(lái)看，彈簧墊圈屬于摩擦防松；止動(dòng)墊圈與園螺母配用屬于機(jī)械 防松措施。2、平鍵的工作面為 兩側(cè) 面，工作時(shí)靠 軸槽、鍵及轂槽的側(cè)面受擠壓 來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。3、在下列各種聯(lián)軸器中，能補(bǔ)償兩軸間軸線偏移、但不能吸振緩沖的是 c、d、e ；既能補(bǔ)償兩軸間軸線偏移、又能吸振緩沖的是 f、g、h ；適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、頻繁正反轉(zhuǎn)的是 f、g ；可實(shí)現(xiàn)兩軸軸線角位移最大的是 c 。（a、套筒聯(lián)軸器；b、凸緣聯(lián)軸器；c、萬(wàn)向聯(lián)

33、軸器；d、十字滑塊聯(lián)軸器；e、齒輪聯(lián)軸器；f、彈性套柱銷聯(lián)軸器；g、尼龍柱銷聯(lián)軸器；h、輪胎聯(lián)軸器。）4、設(shè)計(jì)圓柱螺旋彈簧時(shí)，其彈簧絲直徑d按 強(qiáng)度 條件確定，其工作圈數(shù)n按 剛度 條件確定。5、蝸桿傳動(dòng)時(shí)的螺旋線方向應(yīng)與蝸輪螺旋線方向相同。蝸桿的導(dǎo)程 角應(yīng)等于與蝸輪的螺旋角。6、在傳動(dòng)比不變的條件下，v帶傳動(dòng)的中心距增大，則小輪的包角 增大 ，因而帶傳動(dòng)的承載能力 提高 。7、在工作中只受彎矩不受扭矩的軸叫做 心 軸，只受扭矩不受彎矩的軸叫做 傳動(dòng) 軸，同時(shí)受彎矩和扭矩的軸叫做 轉(zhuǎn) 軸。自行車前輪軸屬于 心 軸。8、非液體摩擦滑動(dòng)軸承是工作在混合摩擦狀態(tài)，驗(yàn)算pv值為了限制軸承的工作溫升不超

34、過(guò)許用值 。二、問(wèn)答題30分1、有一卷筒支座，采用普通螺栓組聯(lián)接在混凝土基座上，如圖所示。卷筒上作用一平行于螺栓組聯(lián)接接合面、垂直向下的載荷q。請(qǐng)回答 1）簡(jiǎn)述該螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)主要過(guò)程與內(nèi)容要求：簡(jiǎn)明扼要、不必寫出計(jì)算公式；5分2）該卷筒的支撐軸屬于哪類軸？2分3）圖中所示的兩種卷筒支撐方案，哪一個(gè)更合理？為什么？3分答 1）該螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)主要過(guò)程與內(nèi)容：將該螺栓組聯(lián)接受力簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化成受橫向載荷基本螺栓組聯(lián)接、受傾覆力矩基本螺栓組聯(lián)接；如圖所示0.50.51分 確定受力最大螺栓的工作載荷。按受傾覆力矩的基本螺栓組聯(lián)接，計(jì)算受力最大螺栓所承受的工作載荷；0.50.51分 確定預(yù)緊力。按受橫

35、向載荷的基本螺栓組聯(lián)接，根據(jù)接合面不產(chǎn)生相對(duì)滑移確定每個(gè)螺栓所需的預(yù)緊力；0.50.51分 檢驗(yàn)接合面上的擠壓應(yīng)力。上端邊緣是否出現(xiàn)間隙、下端是否被壓壞？ 0.50.51分 確定螺栓直徑。按受軸向載荷的單個(gè)緊螺栓聯(lián)接進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定螺栓直徑。 0.50.51分 2）心軸 2分 3）方案ii較方案i合理。1分根據(jù)相應(yīng)軸的彎矩圖如圖所示可知此結(jié)論。2分2、簡(jiǎn)述選擇蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪的齒數(shù)z2應(yīng)考慮哪些因素？答：蝸桿頭數(shù)通常取為1、2、4、6。當(dāng)傳動(dòng)比大或要求自鎖時(shí)可取頭為1，但傳遞效率低，當(dāng)傳動(dòng)比較小時(shí)，為了避免蝸輪輪齒發(fā)生根切，或傳遞功率大時(shí)，為了提高傳動(dòng)效率，可采用多頭蝸桿，但是蝸桿頭數(shù)過(guò)多

36、時(shí)，制造較高精度的蝸桿和蝸輪滾刀有困難。蝸輪齒數(shù)選擇。蝸輪的齒數(shù)不應(yīng)小于28，為了避免用蝸輪滾刀切制蝸輪時(shí)發(fā)生根切。但對(duì)于動(dòng)力傳動(dòng)，蝸輪齒數(shù)也不宜大于80。因?yàn)楫?dāng)蝸輪直徑d2不變時(shí)，蝸輪齒數(shù)越大，模數(shù)就越小，將削弱蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度；而如果模數(shù)不變，則蝸輪直徑將要增大，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸變大，蝸桿軸的支承跨距加長(zhǎng)，致使蝸桿的彎曲剛度降低，容易產(chǎn)生撓曲而影響正常的嚙合。3、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，影響齒向載荷分布系數(shù)的主要因素有哪些？4分答：影響齒輪載荷分布系數(shù)的主要因素：齒輪的制造和安裝誤差；齒輪相對(duì)軸承的布置；軸的彎曲變形與扭轉(zhuǎn)變形；齒寬b的大小選用不當(dāng)；齒面硬度等。4、什么是帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率？滑動(dòng)率如何計(jì)

37、算？答：由于彈性滑動(dòng)引起帶傳動(dòng)中從動(dòng)輪圓周速度低于主動(dòng)輪輪圓速度，其相對(duì)降低率通常稱為帶傳動(dòng)滑動(dòng)系數(shù)或滑動(dòng)率，用表示。2分其中：v1為主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速；v2為從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速。2分5、試寫出一維雷諾方程，并說(shuō)明形成液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的必要條件。答： （2分）流體具有粘性（）；有足夠的速度（）且流體從大口進(jìn)小口出；具有收斂性楔形間隙（）。（6分）三、分析計(jì)算題38分1、有一單個(gè)緊螺栓聯(lián)接，已知預(yù)緊力f7500n，軸向工作載荷f6000n，螺栓剛度cb200n/m，被聯(lián)接件剛度cm800n/m，要求：1）計(jì)算螺栓所受的總拉力f0和殘余預(yù)緊力f；4分 2）為使接合面不出現(xiàn)縫隙，軸向工作載荷最大值fmax是多少？2分3）若要使f0減小，又不增加螺栓個(gè)數(shù)，有哪些具體措施？2分要求：1、2）要有詳細(xì)的計(jì)算步驟答: 1）計(jì)算螺栓所受的總拉力f0和殘余預(yù)緊力f f0fcb（cbcm）f 2.5分 7500200（200800）6000 8700（n） 0.5分 ff0f870060002700（n） 1分 2）為使接合面不出現(xiàn)縫隙，必須使f0，