大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)考試試題及答案

1、試。題A四、（15分）某軸用一對(duì)同型號(hào)角接觸球軸承支承，受力情況如圖所示。已知：內(nèi)部軸向力 FS = 0.68 Fr , e= 0.68。當(dāng)?shù)〧rw e 時(shí)，X = 1, Y = 0;當(dāng)-L > e 時(shí)，X = 0.41, Y = 0.87。F R問(wèn)哪個(gè)軸承的壽命低?F<=900NFri=4000NFr2=2500N五、（15分）如圖所示的螺栓組聯(lián)接，已知外載荷F = 5KN，各有關(guān)幾何尺寸如圖所示。試計(jì)算受力最大螺栓所受的橫向工作載荷F smax。1.2.3.4.5.6.?。┨砑觿４蚧┖停◣У钠谄茐?） ）較低、溫升較高。一、填空（每空 1分，共20 分）在疲勞曲線(xiàn)上，以

2、循環(huán)基數(shù)N0為界分為兩個(gè)區(qū)：當(dāng)剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗（彈性變形）的能力。零件材料的彈性模量越小，其剛度就越（潤(rùn)滑油的（ 油）性越好，則其產(chǎn)生邊界膜的能力就越強(qiáng)；（粘度 ）越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越大為改善潤(rùn)滑油在某些方面的性能，在潤(rùn)滑油中加入的各種具有獨(dú)特性能的化學(xué)合成物即為（ 正是由于（ 彈性滑動(dòng)）現(xiàn)象，使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。帶傳動(dòng)的主要失效形式為（ 蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是齒面間的（相對(duì)滑動(dòng)速度 ）很大，因此導(dǎo)致傳動(dòng)的（ 效率7.鏈傳動(dòng)水平布置時(shí)，最好（緊邊）邊在上，（松邊）在下。&設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速、（轉(zhuǎn)矩）和（直徑）選擇聯(lián)軸器的型號(hào)9. 徑向滑動(dòng)軸承的半徑間隙與

3、軸頸半徑之比稱(chēng)為（10. 對(duì)于普通平鍵，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵聯(lián)接的強(qiáng)度按（1.5相對(duì)間隙）；而（偏心距）與（）個(gè)鍵計(jì)算半徑間隙）之比稱(chēng)為偏心率二、判斷題（每小題1分，共10分）（正確的劃“V” ，錯(cuò)誤的劃“X” ）十字滑塊聯(lián)軸器中的所有元件都是剛性元件，因此屬于剛性聯(lián)軸器。 兩摩擦表面的粗糙度值越小，則越容易實(shí)現(xiàn)液體動(dòng)力潤(rùn)滑。在計(jì)算轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度時(shí)，安全系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確。 相嚙合的蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等，旋向相反。1.2.3.4.5 .閉式齒輪傳動(dòng)皆須首先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算， （X ）由于鏈傳動(dòng)不需要張緊力，故作用在軸上的載荷較小。正是由于過(guò)載時(shí)產(chǎn)生“彈性滑動(dòng)&q

4、uot;，故帶傳動(dòng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)具有保護(hù)作用。楔鍵只能用于單向傳動(dòng)，雙向傳動(dòng)時(shí)，必須采用兩個(gè)楔鍵。性能等級(jí)為6.6級(jí)的螺栓，其屈服點(diǎn)s = 600MPa。.機(jī)械零件的計(jì)算分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，兩種計(jì)算的目 （V ）(X(V(V(X確定傳動(dòng)）的幾何尺寸，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度6.7.8.9.10V ）X ）X ）（X的都是為了防止機(jī)械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效三、簡(jiǎn)答題（每小題 5分，共20分）1. 簡(jiǎn)述為什么開(kāi)式齒輪傳動(dòng)一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？答：因?yàn)樵陂_(kāi)式齒輪傳動(dòng)中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點(diǎn)蝕的速度還快，在點(diǎn)蝕形成之前，齒面的材料已經(jīng)被磨掉，故而一般不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象。2. 對(duì)于滾動(dòng)軸承的軸系固

5、定方式，請(qǐng)解釋什么叫“兩端固定支承"？答：兩端固定支承即為軸上的兩個(gè)軸承中，一個(gè)軸承的固定限制軸向一個(gè)方向的串動(dòng)，另一個(gè)軸承的固定限制軸向另一個(gè)方向的串動(dòng)，兩個(gè)軸承 的固定共同限制軸的雙向串動(dòng)。簡(jiǎn)述形成穩(wěn)定動(dòng)壓油膜的條件？1）兩摩擦表面之間必須能夠形成收斂的楔形間隙；2）兩摩擦表面之間必須有充足的、具有一定粘度的潤(rùn)滑油；3）兩摩擦表面之間必須有足夠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。解釋名詞；滾動(dòng)軸承的壽命；滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷。1）滾動(dòng)軸承的壽命即滾動(dòng)軸承中內(nèi)、外圈滾道以及滾動(dòng)體，任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕之前，兩套圈之間的相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù) 下的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)表示；2）3. 答:4.答:也可用恒定轉(zhuǎn)速四、解:

6、基本額定動(dòng)載荷即基本額定壽命為10轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的最大載荷（1）Fs1 0.68Fr1 = 0.684000 2720( N)1.5分s2 0.68Fr2 =0.68 2500 1700( n1.5分Fs2F(N)<Fs12720 (N)故Fa1Fs12720(N ) 3分Fs1Fx27209001820 (N)>Fs21700 (N)故Fa2Fs1Fx 1820 (N) 3分Fa1Fr1則Fp10.684000P(X1Fr1e，則 X = 1, Y=o丫宀）(1400002720) =4000fP( N)Fa2空 0.7282500> e,貝y

7、 X = 0.41, Y = 0.87F r2 則 Fp2 f P(X 2 Fr2Y2FA2)fp (0.41 2500 0.87 1820)由于3500 fp( N)3分F P1 > Fp2 ，故軸承1的壽命短五、解：（1）將F向螺栓組形心平移，同時(shí)得轉(zhuǎn)矩T。54分T=500 X F= 5 X 105在F作用下，各螺栓所受橫向力為Fs1=Z1250 ( N)4在T作用下，各螺栓所受橫向力也相等，為Fs2工 Ts24r24r 4 JgO2 8022.5 106=5524 3 (N)顯然,1、2兩螺栓所受的橫向力最大，為FsmaxVFs/Fs2Fs1Fs2 cosV125025524.32

8、 21250 5524.3 cos135六、解:(1)由Z2聯(lián)立6469( N)a -m(z1 Z2)得2m =5 (mm)(應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值)2 320Zi2a 2 320Z2 一 Z2iz13.2z1=128(1)(1 )、(2)解得Z130.47Z297.53Z130z298d1 mz15 30150 (mm)d2 mz25 98490 (mm)b dd11 150 (mm)取 b2 b 150 (mm),bi b210150 10160 (mm)注：本題主要考察：m是否為標(biāo)準(zhǔn)值？是否滿(mǎn)足 a 1 (d1 d2) 1 m(z1 z2) ?各參數(shù)2 2和尺寸取值圓整是否合理?四、(15分)已知某

9、材料的力學(xué)性能為:61 = 350MPa, m= 9, N0 = 5X 10，對(duì)此材料進(jìn)行對(duì)稱(chēng)循環(huán)疲勞試驗(yàn)，依次加載應(yīng)力為：(1) 1 = 550MPa,循環(huán)次數(shù)n1 = 5x 104 ； (2)2 = 450 MPa,循環(huán)次數(shù)n2= 2x 105 ； ( 3)3=400 MPa。求：發(fā)生疲勞破壞時(shí),循環(huán)次數(shù)出=?六、(18分)圖示為一蝸桿軸用兩個(gè)角接觸球軸承支承。已知蝸桿所受軸向力Fx = 580N ,兩軸承的徑向力為：Fr1 = 935N , Fr2 = 1910N，載荷性質(zhì)系數(shù)fp = 1.1。試計(jì)算兩個(gè)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷。注：*內(nèi)部軸向力 Fs = eFR,e= 0.36。*當(dāng) W e

10、時(shí)，X = 1, Y = 0 ;當(dāng)也 > e 時(shí)，X = 0.41,F RF RY = 0.87。PLFr1FxIOFR2八、(17分)圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。已知：1軸為輸入軸,轉(zhuǎn)向如圖所示，輸出軸功率Pm= 5KW，轉(zhuǎn)速nm = 157rpm，各輪齒數(shù)為：乙=25, Z2=60,2Z3=22 , Z4=84，設(shè)效率為 100%。(1)在圖中標(biāo)出各輪轉(zhuǎn)向，并計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩。為使2、3兩輪的軸向力方向相反，確定并在圖中標(biāo)出3、4兩輪的螺旋方向。在圖中標(biāo)出2、3兩輪在嚙合點(diǎn)處所受各分力（Ft、Fr、Fx）的方向。1ni0Lji q機(jī)械設(shè)計(jì)試題B標(biāo)準(zhǔn)答案一、填空（每空1

11、分，共20分）當(dāng)所受軸向載荷通過(guò)（ 螺栓組形心）時(shí)，螺栓組中各螺栓承受的（軸向工作拉力 ）相等。從結(jié)構(gòu)上看，帶輪由（ 輪轂）、輪輻和（ 在直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中， 觸的模型。按鍵齒齒廓曲線(xiàn)的不同，花鍵分為（矩形請(qǐng)寫(xiě)出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法：（疲勞曲線(xiàn)是在（ 應(yīng)力比）一定時(shí)，表示疲勞極限 理論上為（點(diǎn)）接觸或（ 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是： 徑向滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算主要是限制壓強(qiáng)、無(wú)彈性元件的撓性1.2.3.4.5.6.7.8.9.10. 在類(lèi)型上，萬(wàn)向聯(lián)軸器屬于（二、選擇填空（每空1分，共10分）下列磨損中，不屬于磨損基本類(lèi)型的是（1）粘著磨損；（3）磨合磨損；在通過(guò)軸線(xiàn)

12、的截面內(nèi)，（1）阿基米德蝸桿；（3）漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿；1.2.3、4、5.6.,、1.答:2.答:3.答:4.答:輪緣）三部分組成。以（節(jié)點(diǎn)）為計(jì)算點(diǎn)，把一對(duì)輪齒的嚙合簡(jiǎn)化為兩個(gè)（圓柱體 ）相接）花鍵和（漸開(kāi)線(xiàn)）花鍵。雙螺母等）和定時(shí)，表示疲勞極限yn與線(xiàn)）接觸的零件，在載荷作用下，（齒面的磨粒磨損）和（速度）和（pv值）不超過(guò)許用值。）聯(lián)軸器，凸緣聯(lián)軸器屬于（剛性）聯(lián)軸器。（防松墊圈等）（循環(huán)次數(shù)）之間關(guān)系的曲線(xiàn)。 接觸處局部產(chǎn)生的應(yīng)力稱(chēng)為接觸應(yīng)力。 斷齒 ）3）;只在齒輪、滾動(dòng)軸承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是（2）表面疲勞磨損；（4）磨粒磨損。）的齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切的截面內(nèi)，（3 ）的齒

13、廓一側(cè)為直線(xiàn)，另一側(cè)為曲線(xiàn)。（2 ）法向直廓蝸桿；（4 ）錐蝸桿。對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于（1 ）中心距和齒寬；（3 ）中心距和齒數(shù)；對(duì)于徑向滑動(dòng)軸承，（1（1 ）整體式；（3 ）調(diào)心式；2 )。4 ）；其表面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于（1 ）o（2）中心距和模數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬。）軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的特點(diǎn)；（3 ）軸承必須成對(duì)使用。（2）剖分式；（4）調(diào)隙式。在滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)中，為了減小附加動(dòng)載荷，應(yīng)（4） O（1）增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；（2）增大鏈節(jié)距并減小鏈輪齒數(shù)；（3）減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；（4）減小鏈節(jié)距并增加鏈輪齒數(shù)。對(duì)中性高且對(duì)軸的削弱又不大的鍵

14、聯(lián)接是（1 ）聯(lián)接。（1）普通平鍵；（2）半圓鍵；（3）楔鍵；（4）切向鍵。簡(jiǎn)答題（每小題 5分，共20分）畫(huà)圖表示機(jī)械零件的正常磨損過(guò)程，并指出正常磨損過(guò)程通常經(jīng)歷哪幾個(gè)磨損階段？主要經(jīng)歷三個(gè)階段：磨合磨損階段；穩(wěn)定磨損階段；劇烈磨損階段。簡(jiǎn)述Miner法則（即疲勞損傷線(xiàn)性累積假說(shuō)）的內(nèi)容。在規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力作用下，各應(yīng)力對(duì)材料造成的損傷是獨(dú)立進(jìn)行的，并可以線(xiàn)性地累積成總損傷，當(dāng)各應(yīng)力的壽命 損傷率之和等于1時(shí)，材料將會(huì)發(fā)生疲勞。簡(jiǎn)述齒向載荷分布系數(shù) K 和齒間載荷分配系數(shù)K分別考慮的是什么因素對(duì)齒輪所受載荷的影響？系數(shù)K 考慮的是載荷沿齒向分布不均勻性對(duì)齒輪輪齒所受載荷的影響；系數(shù)K考慮

15、的是載荷在同時(shí)嚙合的齒對(duì)之間分配不均對(duì)齒輪輪齒所受載荷的影響。試分析張緊力F0對(duì)帶傳動(dòng)正反兩方面的影響。小帶中的拉應(yīng)力， 提-fV-+*咼帶的壽命，但帶傳解: (1)由疲勞曲線(xiàn)方程m3509N11N051068.610411m5509N2N045051068.210521m5509N3N040051062.8510535502 )根據(jù)Miner法則張緊力F0越大,則帶傳動(dòng)的承載能力就越大,但同時(shí)帶中所受的拉應(yīng)力也越大，從而減降低帶的壽命；張緊力越小, 動(dòng)的承載能力會(huì)降雖可低5 104105n3mN1N0mNo8.6 1048.2 105n32.85 1054.98 104 n2n3N1N2N3

16、333Fs10.36Fr1Fs1Fp1F P2六、解：i14Fs2Fa1Fx0.36Fr2Fs2 FxFs2Fx0.36 935( N) 336.6(N)0.36 1910(N)687.6(N) 一687.65801267.6(N)1267.6(N)336.6 580243.4(N)Fa2 Fs2 687.6( N)空空1.36Fr1 935(X1FR1 Y 1Fa1)1.1 (0.41 935> Fs1 336.6(N)Fs2 687.6(N)X10.41Yi 0 870.87 1267.6)1634.78( nFA2 687.6亠10.36 eF R2 f P (X 2 Fr21910Y2 Fa2 )1.1 (1 1910(1 )各軸