機械設計試題及復習資料

1、機械設計試題 A 標準答案一、填空（每空 1 分，共 20 分）1 在疲勞曲線上，以循環(huán)基數(shù)No為界分為兩個區(qū)：當N> No時，為（無限壽命區(qū)）區(qū)；當N v No時，為（有限壽命區(qū)）區(qū)。2 剛度是指機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（ 小 ）。3 潤滑油的 （ 油 ）性越好， 則其產(chǎn)生邊界膜的能力就越強； （ 粘度 ）越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越大。4 為改善潤滑油在某些方面的性能，在潤滑油中加入的各種具有獨特性能的化學合成物即為（ 添加劑 ）。5 正是由于（ 彈性滑動 ）現(xiàn)象，使帶傳動的傳動比不準確。帶傳動的主要失效形式為（ 打滑 ）和（ 帶

2、的疲勞破壞 ）。6 蝸桿傳動的主要缺點是齒面間的（ 相對滑動速度 ）很大，因此導致 傳動的（ 效率 ）較低、溫升較高。7 鏈傳動水平布置時，最好（ 緊邊 ）邊在上，（ 松邊 ）在下。8 設計中，應根據(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。9 徑向滑動軸承的半徑間隙與軸頸半徑之比稱為 （ 相對間隙 ）；而（ 偏心距 ）與（ 半徑間隙 ）之比稱為偏心率 。10 對于普通平鍵，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵聯(lián)接的強度按（ 1.5 ）個鍵計算。二、判斷題（每小題1分，共10分）（正確的劃“V”，錯誤的劃“X”）1 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。（

3、X ）2兩摩擦表面的粗糙度值越小， 則越容易實現(xiàn)液體動力潤滑。（ V ）3在計算轉(zhuǎn)軸的 強度時， 安全系數(shù)法比當量彎矩法更精確。（ V ）4相嚙合的 蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等， 旋向相反。（ X ）5 閉式齒輪傳動皆須首先按齒面接觸強度進行設計計算，確定傳動的幾何 尺 寸 ， 然 后 校 核 齒 根 彎 曲 疲 勞 強 度 。（ X ）6由于鏈傳動不需要張緊力， 故作用在軸上的 載荷較小 。（ V ）7 正是由于過載時產(chǎn)生“彈性滑動”，故帶傳動對傳動系統(tǒng)具有保護作用。 （ X ）8楔 鍵只能用于單向傳動 ， 雙向傳動 時， 必須采 用兩個楔鍵。（ X ）9 .性能等級為6.6 級的螺栓，

4、其屈服點s = 600 o10 機械零件的計算分為設計計算和校核計算，兩種計算的目的都是為了防止機械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效。（v ）三、簡答題（每小題 5 分，共 20 分）1 簡述為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象？答：因為在開式齒輪傳動中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點蝕的速度還快， 在點蝕形成之前， 齒面的材料已經(jīng)被磨掉， 故而一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn) 象。2 對于滾動軸承的軸系固定方式，請解釋什么叫“兩端固定支承”？答：兩端固定支承即為軸上的兩個軸承中，一個軸承的固定限制軸向一個方向的串動， 另一個軸承的固定限制軸向另一個方向的串動， 兩個 軸承的固定共同限制軸的雙向串動。3 簡述形成穩(wěn)定

5、動壓油膜的條件？答： 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、具有一定粘度的潤滑油；3 ）兩摩擦表面之間必須有足夠的相對運動速度。4 解釋名詞； 滾動軸承的壽命； 滾動軸承的基本額定動載荷。答：1 ）滾動軸承的壽命即滾動軸承中內(nèi)、外圈滾道以與滾動體，任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕之前， 兩套圈之間的相對運轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù)。 也可用恒定轉(zhuǎn)速下的運轉(zhuǎn)小時數(shù)表示；2)基本額定動載荷即基本額定壽命為106 轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的最大載荷。四、解：(1 ) F s1 0.68FR1 = 0.68 40002720 (N )1.5 分Fs2 0.68Fr2 = 0.68 2500170

6、0 (N)1.5 分(2) Fs2 Fx 1700 900 2600 ( N)V Fs1 2720 (N)故FA1Fs1 2720( N 3 分Fs1 Fx 2720 900 1820 (N) > Fs2 1700 (N)故FA2Fs1 Fx 1820( N 3 分，貝y x=1, 0。貝yFp1 fp(XTR1 Y1FA1) fp (1 4000 0 2720) = 4000 fp (N) 3 分>e,貝y X = 0.41 , Y= 0.87。貝Fp2fp(X2FR2 Y2FA2)fp (0.41 2500 0.87 1820)4 / 20(N)由于 Fpi > Fp2，

7、故軸承1的壽命短五、解:106500 X F =5 X 105 X 500=2.5 X(N)在F作用下，各螺栓所受橫向力為1=(N)在T作用下,各螺栓所受橫向力也相等，為Fs2I 4 爲寫 5524.3( N)顯然，1、2兩螺栓所受的橫向力最大，為Fs max- F siFs22Fs1 Fs2 COS5 / 20r 22125025524.322 1250 5524.3 cos135(N)64694分六、解：(1 )由得取m =5()(應為標準值)2分則=128(1 )2分z2iz13.2z1(2)2分TZpA 、 聯(lián)立(1 )、( 2 )解得乙 30.47,z297.53取乙30 ,z298

8、 4 分di mzi 5 30 150 ()2分d2 mz25 98 490 ()2分bdd11 150 ()2分取b2 b 150 () ,b|b210 150 10 160 ()4 分注：本題主要考察：m是否為標準值？是否滿足11a(di d2)m(zi22Z2) ?各參數(shù)和尺寸取值圓整是否合理?機械設計試題 B 標準答案一、填空（每空 1 分，共 20 分）1 當所受軸向載荷通過 （ 螺栓組形心 ）時，螺栓組中各螺栓承受的 （ 軸 向工作拉力 ）相等。2 從結構上看，帶輪由（ 輪轂 ）、輪輻和（ 輪緣 ）三部分組成。3 在直齒圓柱齒輪傳動的接觸疲勞強度計算中，以（ 節(jié)點 ）為計算點，把一

9、對輪齒的嚙合簡化為兩個（ 圓柱體 ）相接觸的模型。4 按鍵齒齒廓曲線的不同，花鍵分為（矩形 ）花鍵和（ 漸開線 ）花鍵。5 請寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法： （ 雙螺母等 ）和（ 防松 墊圈等 ）。6 疲勞曲線是在（應力比）一定時，表示疲勞極限丫“與（循環(huán)次數(shù) ）之間關系的曲線。7 理論上為（ 點 ）接觸或（ 線 ）接觸的零件，在載荷作用下，接觸處局部產(chǎn)生的應力稱為接觸應力。8 開式齒輪傳動的主要失效形式是： （ 齒面的磨粒磨損 ）和（ 斷齒 ）。9 徑向滑動軸承的條件性計算主要是限制壓強、 （ 速度 ）和（ 值 ）不超過許用值。10 在類型上，萬向聯(lián)軸器屬于（ 無彈性元件的撓性 ）聯(lián)軸器

10、， 凸緣聯(lián)軸器屬于（ 剛性 ）聯(lián)軸器。二、選擇填空（每空 1 分，共 10 分）1 下列磨損中，不屬于磨損基本類型的是（ 3 ）；只在齒輪、滾動軸 承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是（ 2 ）。（ 1）粘著磨損；（2）表面疲勞磨損；（3 ）磨合磨損；（4）磨粒磨損。2 在通過軸線的截面內(nèi)， （ 1 ）的齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切 的截面內(nèi)，（ 3 ）的齒廓一側(cè)為直線，另一側(cè)為曲線。（ 1）阿基米德蝸桿；（2 ）法向直廓蝸桿；（ 3）漸開線蝸桿；（4 ）錐蝸桿。3 、對于直齒圓柱齒輪傳動，其齒根彎曲疲勞強度主要取決于（ 4 ）； 其表面接觸疲勞強度主要取決于（ 1 ）。（ 1）中心距和齒寬；（2）中

11、心距和模數(shù)；（ 3）中心距和齒數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬。4 、對于徑向滑動軸承， （ 1 ）軸承具有結構簡單，成本低廉的特點；（ 3 ）軸承必須成對使用。（ 1）整體式；（2）剖分式；（ 3）調(diào)心式；（4）調(diào)隙式。5 在滾子鏈傳動的設計中，為了減小附加動載荷，應（ 4 ）。（ 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)。6 對中性高且對軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是（1 ）聯(lián)接。（ 1）普通平鍵； （2）半圓鍵； （3）楔鍵； （4）切向鍵。三、簡答題（每小題 5 分，共 20 分） 1 畫圖表示機械零件的正常磨損過

12、程，并指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪 幾個磨損階段？ 答：主要經(jīng)歷三個階段：磨合磨損階段；穩(wěn)定磨損階段；劇烈磨損階段。2 簡述法則（即疲勞損傷線性累積假說）的內(nèi)容。答：在規(guī)律性變幅循環(huán)應力作用下，各應力對材料造成的損傷是獨立進 行的，并可以線性地累積成總損傷，當各應力的壽命損傷率之和等 于1 時，材料將會發(fā)生疲勞。3 簡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 因素對齒輪所受載荷的影響？答：系數(shù) K 考慮的是載荷沿齒向分布不均勻性對齒輪輪齒所受載荷的影響；系數(shù) K 考慮的是載荷在同時嚙合的齒對之間分配不均對齒輪輪齒所受載荷的影響。4 試分析張緊力 F0 對帶傳動正反兩方面的

13、影響。答：張緊力Fo越大，則帶傳動的承載能力就越大，但同時帶中所受的拉應力也越大，從而 降低帶的壽命；張緊力越小，雖可減小帶中的拉應力，提高帶的壽命，但帶傳動的承載能力會降低。四、解：（1）由疲勞曲線方程mNC 1N0N1mN03505501068.6104N2mN。4505501068.2105N3mN040055010652.85 10根據(jù)法則5 108.6 102102.85 1058.2 10n3n34.98104935(N) 336.6(N)峙五、解：(1 ) Fs10.36Fr1 0.36Fs20.36Fr2 0.36 1910(N) 687.6(N)2分Fx687.6 580 1

14、267.6(N) > Fs1 336.6(N)FaiFs2 Fx 1267.6(N)Fs1 Fx 336.6 580243.4(N) V Fs2 687.6(N)故Fa2Fs2687.6(N)(3) > e,故X10.41 , Y1 0.87F P1f P (X 1 F R11.1 (0.41 935 0.87 1267.6)1634.78 (N)電68空10.36 e，故FR2 1910F P2fp(X2FR2 丫2FA2)1.1 (1 1910 0 687.6)2101 (N)六、示。解：（1 ）各軸轉(zhuǎn)向如圖所3分Z2乙i14Z1Z360 8425 229.16n n 皿 9.

15、16 1571438.12()1分L n 皿3.82157599.74 ()1分TP9550丄9550533.2 ()1分山1438.12Tn9550Pl9550579.6()1分n599.74T皿9550也9550304.1()1分n皿157(2 )3輪左旋，4輪右旋。3分(3)2、3 兩輪的各分力方向如圖所示。一4分例：如圖示的方形蓋板用四個 M16的螺釘與箱體相聯(lián)接，蓋板中心0點裝有吊環(huán)，已知=20,尺寸如圖示。要求：1 ）當取剩余預緊力F =0.6F （F為工作拉力）、螺釘材料的性能等級為 6.6級，裝配不控制預緊力時， 校核螺釘?shù)膹姸龋?）由于制造誤差，吊環(huán)由 O點移至對角線上 0點

16、, 且=5 2，問哪個螺栓的受力最大？并校核其強度。解：1 ）在作用，每個螺栓所受的軸向力（工作拉力）為：4=20/4=5單個螺栓所受的總拉力等于工作拉力與殘余預緊力之和F2 X 5=88000N由已知條件知，屈服極限為o360 ,查表得安全系數(shù)4 , di=14.9司=c4=360/4=901.3F2ca4d；1.3 800059.67 < c-14.924強度滿足要求M作用，其大小為:2）當移到O '點后，螺栓組增加一傾覆力矩X' =20 5.2 100.2 m N在傾覆力矩作用下，左上方被壓緊，1螺栓桿拉力減小；右下方被放松，3螺栓桿拉力增大，工作拉力最大。在傾覆力

17、矩作用下，3所受的拉力為：1000N螺栓3所受的工作拉力合力為:F3F F3 5000 1000 6000 N螺栓桿所受的總拉力為:F2 F" F30.6F3 F31.6F39600N1.3F21.3 960071.62-14.92強度滿足要求例已知一 V帶傳動，傳遞功率10帶速v = 12.5，現(xiàn)測得張緊力Fo=7OON。求緊邊拉力Fi和松邊拉力F2o解：Fe 100竺 100口 800v12.5例標出各圖中未注明的蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)動方向與螺旋線方向，繪出蝸桿 和蝸輪在嚙合點處的各分力方向（均為蝸桿主動）。解:蝸輪旋向與蝸桿導程角方向相同，轉(zhuǎn)動方向和受力方向如圖所示o圖（d ）參考前

18、面幾個判斷方法例 一對7210軸承,分別承受徑向負荷100005000N,軸上作用的 外加軸向負荷，方向如圖所示試求當2000N和1000N時,各軸承的內(nèi) 部軸向力、軸承的軸向負荷和當量動負荷P的大小設負荷系數(shù)12（0.68）題16-70圖（方向向右）（方向向左）解：當2000N時0.68x10000=6800 N0.68x5000=3400 N()(6800,1400)=6800 N(，)(3400,8800)=8800 N(2)對于軸承A, 0.68因而，1，0XX X =8160 N(3) 對于軸承B1.76>e 0.41 , 0.87(X X X )=1.2 (0.41 X 10000 +0.87 X 8800)=14107.2 N7、第十五章：軸的結構錯