上海大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)(一)試題B及答案200603

1、上海大學(xué)2005-2006 學(xué)年 冬 季學(xué)期試卷B參考答案成績(jī)課程名: 機(jī)械設(shè)計(jì)（一） 學(xué)分: 3 學(xué)號(hào): 姓名: 院、系： 機(jī)自學(xué)院 題號(hào)一二三四總分12345678得分一、是非題（正確“ ”;錯(cuò)誤“”，1分/題 , 10分）1. 為提高緊螺栓的承載能力，通常選用擰入圈數(shù)較多的厚螺母聯(lián)接方式 （ ）2. 在選用普通平鍵時(shí)，是通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定鍵的截面尺寸b和h的 ( )3. 綜合影響系數(shù)K只對(duì)應(yīng)力幅有影響，而對(duì)平均應(yīng)力無(wú)影響 （ ）4. 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的零件上受靜載荷作用時(shí)，其上也可能產(chǎn)生變應(yīng)力 （ ）5. 只要合理設(shè)計(jì)，帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)是可以避免的 （ ）6. 為了減小K值，應(yīng)將齒輪制成鼓形齒 （

2、 ）7. 螺紋的升角越大，其傳動(dòng)效率越高，自鎖性也越好 （ ）8. 在圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算中，是按節(jié)點(diǎn)嚙合進(jìn)行接觸強(qiáng)度計(jì)算的 （ ）9. 齒輪的齒形系數(shù)YFa與模數(shù)無(wú)關(guān)，與齒廓形狀有關(guān) （ ）10. 所有可用作制成零件的材料，其疲勞曲線都具有無(wú)限壽命區(qū)域 （ ）二、選擇題（1分/空，共15分）1在斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)是 B A） 分度圓直徑 B）法面模數(shù) C）齒輪寬度 D） 端面模數(shù)2在閉式軟齒面圓柱齒輪傳動(dòng)中，小齒輪的齒面硬度應(yīng) A 大齒輪齒面硬度。 A) 大于 ， B）小于 ， C）等于 ，D)不確定3小、大齒輪的彎曲應(yīng)力sF1、sF2之間的關(guān)系是 B 。 A）sF1=s

3、F2 , B）sF1sF2 , C) sF1sF2 ，D)不確定4螺紋的公稱(chēng)直徑(管螺紋除外)是指它的_C_. A）內(nèi)徑d1 ；B）中徑d2 ；C）外徑d 5在軸上需要兩個(gè)平鍵固定一個(gè)零件時(shí)，這兩個(gè)平鍵在圓周方向上應(yīng)相隔 A 。 A）180 B）90 C）120 D）135 6在螺紋聯(lián)接中，廣泛使用的聯(lián)接是 A 聯(lián)接。 A）螺栓 B）螺柱 C）螺釘 D）緊定螺釘7材料的疲勞曲線通常是在 C 條件下經(jīng)疲勞試驗(yàn)得出的。 A） 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 B） 非對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力 C） 對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力 D） 非脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 8承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，為降低應(yīng)力幅（設(shè)螺栓剛度為Cb，被聯(lián)接剛度為Cm）應(yīng) B 。

4、 A） 同時(shí)減小Cb及Cm B） 減小Cb增大Cm C） 同時(shí)增大Cb及Cm D） 增大Cb減小Cm9閉式軟齒面齒輪的主要失效形式是 D 。 A）壓潰 B）剪斷 C）磨損 D）點(diǎn)蝕8V帶的楔角是 A 。 A）40 B）38 C）36 D）329若采用兩只楔鍵聯(lián)接，則它們的分布是在周向相隔 A 。A）100 B）180 C）80 D）13510. 帶傳動(dòng)正常工作時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2可由式 B 表達(dá)，A)F1=F2 B)F1-F2=Fe C)F1/F2=ef D)F1+F2=F011帶傳動(dòng)采用張緊輪時(shí)，張緊輪應(yīng)布置在 B A)松邊內(nèi)側(cè)近小輪處 B) 松邊內(nèi)側(cè)近大輪處 C) 松邊外側(cè)近小輪

5、處 D) 松邊外側(cè)近大輪處12平鍵聯(lián)接能傳遞的最大扭矩為T(mén),現(xiàn)要傳遞的扭矩為1.5T,則應(yīng)_D_ A）把鍵長(zhǎng)L增大到1.5倍 B）把鍵寬b增大到1.5倍C）把鍵高增大到1.5倍 D）安裝一對(duì)平鍵13. 當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不宜制成通孔，且聯(lián)接需要經(jīng)常拆裝時(shí)，往往采用 A 。A)雙頭螺柱聯(lián)接 B)螺栓聯(lián)接 C)螺釘聯(lián)接 D)緊定螺釘聯(lián)接14某結(jié)構(gòu)尺寸相同的零件，當(dāng)采用 C 材料制造時(shí)，其有效應(yīng)力集中系數(shù)最大。A)HT250 B) 20號(hào)鋼 C)20CrMnMoD)45號(hào)鋼15某截面形狀一定的零件，當(dāng)其尺寸減小時(shí)，其疲勞極限值將隨之 A 。A)增高B)降低 C)不變 D)不確定三、問(wèn)答題、作圖

6、題和計(jì)算題（75分）：1普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔用螺栓聯(lián)接主要失效形式分別是什么？試寫(xiě)出二者的計(jì)算準(zhǔn)則（10分）答: 1）對(duì)于受拉普通螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強(qiáng)度。(4分)2）對(duì)于受剪鉸制孔用螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度，其中聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度對(duì)聯(lián)接的可靠性起決定作用。(6分)2齒面點(diǎn)蝕一般發(fā)生在何部位？為什么? 防止或減小點(diǎn)蝕的措施有哪些？（8分）答:1)點(diǎn)蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上（3分） 2)提高齒輪材料的硬度，可以增強(qiáng)齒輪抗點(diǎn)蝕的能力。在嚙

7、合的輪齒間加注潤(rùn)滑油可以減小摩擦，減緩點(diǎn)蝕，延長(zhǎng)齒輪的工作壽命（5分）3帶傳動(dòng)中帶受哪些應(yīng)力作用？試寫(xiě)出其公式并畫(huà)出這些應(yīng)力的分布圖(設(shè)a=60mm , dd2=2dd1)(10分） 答:(每個(gè)應(yīng)力及其公式1分;畫(huà)圖5分)4試寫(xiě)出平鍵的失效形式和相應(yīng)計(jì)算公式？（6分）答:(每個(gè)失效形式1分; 每個(gè)公式2分)1）對(duì)于普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面被壓潰。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。2） 對(duì)于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動(dòng)聯(lián)接），其主要失效形式是工作面的過(guò)度磨損。通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件公式為：導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)

8、度條件公式為：5. 試寫(xiě)出疲勞損傷累積假說(shuō)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并且分別說(shuō)明在按何種順序加載應(yīng)力時(shí)數(shù)學(xué)表達(dá)式等號(hào)右面數(shù)值大于和小于1（6分）答: （2分）1） 遞升的變應(yīng)力不易產(chǎn)生破壞，是由于前面施加的較小的應(yīng)力對(duì)材料不但沒(méi)有使初始疲勞裂紋產(chǎn)生，而且對(duì)材料起了強(qiáng)化的作用，因此，此時(shí)上式等號(hào)右面數(shù)值大于1（2分）2） 遞減的變應(yīng)力卻由于開(kāi)始作用了最大的變應(yīng)力，引起了初始裂紋，則以后施加的應(yīng)力雖然較小，但仍能夠使裂紋擴(kuò)展，故對(duì)材料有削弱作用，因此使上式等號(hào)右面的值小于1（2分）6一鋼制零件受彎曲變應(yīng)力作用，最大工作應(yīng)力max=250MPa，最小工作應(yīng)力 min=-50MPa，材料性能s=310MPa，-1

9、=280MPa，0=360MPa，應(yīng)力按r=C規(guī)律增長(zhǎng)，綜合影響系數(shù)K=1.5 試 1）畫(huà)出零件的簡(jiǎn)化疲勞極限應(yīng)力圖(m-a圖) 2）從圖中求出零件的極限平均應(yīng)力、極限應(yīng)力幅和最大極限應(yīng)力 3）求該零件的安全系數(shù)(分別用圖解法和解析計(jì)算法)（12分）。 解 1） 見(jiàn)圖（5分）2) M(m e,a e)由圖量出： , （5分）3) （圖解法） （解析計(jì)算法）（2分）7. 下圖為兩級(jí)圓錐和斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知傳遞功率P=16KW，小錐齒輪轉(zhuǎn)速n1=1600r/min(轉(zhuǎn)向n1如圖所示)，錐齒輪齒數(shù)Z1=21，Z2=52，模數(shù)m=3mm,齒寬b=25mm ；斜齒圓柱齒輪齒數(shù)Z3=22，Z4=91，

10、法面模數(shù)mn=4mm 試：1）要使II軸上軸承所受軸向力為零，則斜齒圓柱齒輪螺旋角b為多少？ 2）在圖上標(biāo)出斜齒齒輪螺旋角b旋向3）在圖上標(biāo)出第II軸上兩齒輪的圓 周力、徑向力和軸向力的方向； 4）計(jì)算上述6個(gè)力的大小。(15分) 解: 2)見(jiàn)圖(2分)3) 見(jiàn)圖(3分)1) (7分) () II軸的軸向合力為0,即4) （3分）8圖示框架用兩個(gè)M20的普通螺栓固定在廠房的鋼梁上。螺栓用測(cè)力扳手預(yù)緊,許用安全系數(shù)S=2，框架承受徑向載荷Q=40KN，螺栓與被聯(lián)接件的剛度分別為Cb及Cm，而且設(shè)Cm=4Cb。試求： 1）螺栓的總拉力（取殘余預(yù)緊力為工作拉力的0.6倍） 2）作用在螺栓上的預(yù)緊力為多少？ 3）該螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度是否滿(mǎn)足？（注：螺栓性能級(jí)別為5.8，d1=17.294mm）（8分）解