石大遠(yuǎn)程在線考試《機(jī)械設(shè)計考試題》

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院期 末 考 試機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計學(xué)習(xí)中心：_ 姓名：_ 學(xué)號：_ 關(guān)于課程考試違規(guī)作弊的說明1、提交文件中涉嫌抄襲內(nèi)容（包括抄襲網(wǎng)上、書籍、報刊雜志及其他已有論文），帶有明顯外校標(biāo)記，不符合學(xué)院要求或?qū)W生本人情況，或存在查明出處的內(nèi)容或其他可疑字樣者，判為抄襲，成績?yōu)椤?”。 2、兩人或兩人以上答題內(nèi)容或用語有50%以上相同者判為雷同，成績?yōu)椤?”。3、所提交試卷或材料沒有對老師題目進(jìn)行作答或提交內(nèi)容與該課程要求完全不相干者，認(rèn)定為“白卷”或“錯卷”，成績?yōu)椤?”。一、題型課程設(shè)計，包含問答題、改錯分析題型及設(shè)計計算題，問答題共2題，每題

2、10分，共20分；改錯題1題，共30分；設(shè)計計算題1題，共50分。二、題目（1）學(xué)號末尾數(shù)為1、3、5的課程設(shè)計題目1、對軸瓦材料主要有哪些要求？（10分）2、傳動齒輪設(shè)計時，如何確定齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)。（10分）3、改錯分析題（30分）指出下圖結(jié)構(gòu)中的錯誤，并用文字說明。（本題至少有6處錯誤，每指出一處錯誤得5分）4、計算題（50分）試設(shè)計銑床中的一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動。已知：傳遞功率P=7.5KW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，傳動比i=2.08，兩班制，每年工作300天，使用壽命5年。提示：材料、精度等級選取，齒數(shù)計算，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，齒根彎曲疲勞校核。無需結(jié)構(gòu)設(shè)計。（2）學(xué)號

3、末尾數(shù)為0、4、6、8的課程設(shè)計題目1、螺紋連接有哪幾種基本類型？（10分）2、簡述一般傳動齒輪的失效形式、設(shè)計方法和步驟。（10分）1）齒輪折斷；2）齒面疲勞點(diǎn)蝕；3）；4）齒面磨損；5）齒面塑性變形。1.磨損失效的形式與原因（1）從微觀角度劃分 從微觀角度，根據(jù)不同的磨損機(jī)理，可將齒輪的磨損劃分為四個基本類型：、疲勞磨損和腐蝕磨損。主要是梨溝和微觀切削作用；與表面分子作用力和摩擦熱密切相關(guān)；疲勞磨損是在循環(huán)應(yīng)力作用下表面疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展的結(jié)果；而腐蝕磨損則是由環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用產(chǎn)生。在實(shí)際的磨損現(xiàn)象中，通常是幾種形式的磨損同時存在，而且一種磨損發(fā)生后往往誘發(fā)其他形式的磨損。例如，齒輪疲勞

4、磨損的磨屑在嚙合的兩齒面間移動，類似于研磨作用，會引起接觸齒面的，而磨粒磨損所形成的潔凈表面又可能增大分子的粘附力，從而引起，同時輪齒材料的分子由于氧化作用或與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，又可導(dǎo)致腐蝕磨損的產(chǎn)生。齒輪的就是一種典型的復(fù)合磨損。在過程中，可能出現(xiàn)粘著磨損、腐蝕磨損、磨粒磨損和疲勞磨損等多種磨損形式。隨著工況條件的變化，不同形式磨損的主次不同。（2）從宏觀角度劃分 從宏觀角度，根據(jù)不同的磨損損傷現(xiàn)象，齒輪的磨損主要包括：齒面磨損、擦傷、點(diǎn)蝕、裂紋、剝落和膠合。齒面磨損主要是由接觸的兩齒面的相對滑動引起的齒面耗損現(xiàn)象；擦傷是由于梨溝作用而在摩擦齒面上產(chǎn)生沿摩擦方向的溝痕和磨粒的現(xiàn)象；點(diǎn)蝕是

5、在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，由于金屬疲勞破壞而形成齒面凹坑的現(xiàn)象；剝落是齒面由于變形強(qiáng)化而變脆，在載荷作用下產(chǎn)生微觀裂紋隨后脫落的現(xiàn)象；裂紋主要是由于的反復(fù)作用或局部應(yīng)力過高而造成的材料局部破裂的現(xiàn)象。膠合是當(dāng)粘著效應(yīng)使表面粘結(jié)點(diǎn)具有較高的連接強(qiáng)度時，剪切破壞發(fā)生在層內(nèi)一定深度，而導(dǎo)致兩齒面咬死的嚴(yán)重磨損的現(xiàn)象。由于齒輪工作工程中，多種影響因素共同作用，因而也可能同時存在幾種的磨損損傷現(xiàn)象。2.設(shè)計時防止磨損失效的措施： 影響齒輪磨損性能的因素眾多，為了避免或減少齒輪使用過程中的磨損損傷，在設(shè)計和使用的過程中應(yīng)注意從1）材料性能，2）硬度，3）表面粗糙度，4）潤滑，5）載荷與速度，6）散熱，7）變

6、位設(shè)計，8）轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)等方面考慮。3.其他失效形式：1）由于不夠而輪齒從齒根折斷。設(shè)計時可最大齒根圓半徑；最大軸的剛度使接觸線上載荷均勻；采用熱處理使輪芯具有足夠韌性；對齒根進(jìn)行表面的噴丸、滾壓強(qiáng)化處理。2）齒面塑性變形。設(shè)計時應(yīng)提高齒面硬度，采用高粘度或加有極壓添加劑的潤滑油。3、改錯分析題（30分）指出下圖齒輪軸承結(jié)構(gòu)中的錯誤，并用文字說明。例如：處未加調(diào)整墊片。（本題至少有6處錯誤，每指出一處錯誤得5分）錯誤如下圖所示：4、計算題（50分）試設(shè)計一帶式運(yùn)輸機(jī)的減速器高速級齒輪傳動。已知：此減速器為二級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，功率P1=5KW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min，小齒輪齒數(shù)

7、z1=24，齒數(shù)比u=4.8。該機(jī)器每日2班工作，工作壽命15年（每年300個工作日）。帶式運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。提示：材料、精度等級選取，齒數(shù)計算，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，齒根彎曲疲勞校核。無需結(jié)構(gòu)設(shè)計。(1)選擇材料與熱處理方式。所設(shè)計的齒輪傳動屬于閉式傳動，通常采用軟齒面的鋼制齒輪，查閱下表，選用價格便宜便于制造的材料；小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為260HBW，大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBW，硬度差45HBW較合適。常用齒輪材料及其力學(xué)性能類別材料牌號熱處理方法抗拉強(qiáng)度b/MPa屈服點(diǎn)s/MPa硬 度(HBW或HRC)優(yōu)質(zhì)碳素鋼35正火50027015018

8、0HBW調(diào)質(zhì)550294190230HBW45正火588294169217HBW調(diào)質(zhì)647373229286HBW表面淬火4050HRC50正火628373180220HBW合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr調(diào)質(zhì)700500240258HBW表面淬火4855HRC35SiMn調(diào)質(zhì)750450217269HBW表面淬火4555HRC40MnB調(diào)質(zhì)735490241286HBW表面淬火4555HRC20Cr滲碳淬火后回火6373925662HRC20CrMnTi10798345662HRC38CrMoAlA滲氮980834850HV鑄鋼ZC45正火580320156217HBWZG55650350169229 H

9、BW灰鑄鐵HT300300185278HBWHT350350202304HBW球墨鑄鐵QT600-3600370190270HBWQT700-2700420225305HBW非金屬夾布膠木1002535HBW(2)選擇精度等級。運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)械，速度不高，故選擇8級精度。(3)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計。本傳動為閉式傳動，軟齒面，因此主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，1)載荷因數(shù)K。圓周速度不大，精度不高，齒輪關(guān)于軸承對稱布置，按表取K=1.2。2)轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55×106P/n1=9.55×106×5/1440N·mm=33159.

10、7N·mm3)接觸疲勞許用應(yīng)力H，查得：H1lim1=610MPa, CrH1lim2=500MPa；接觸疲勞壽命系數(shù)ZN:按一年300工作日，單班每天8h計算，由公式N=60njth得N1=60×1440×10×300×8=2.07×109  N2=N1/i=2.07×109/4.6=4.5×108查曲線1，得ZN1=1(N1N0,N0=109)ZN2=1.034)計算小齒輪分度圓直徑d1   取d1=45mm。5)計算圓周速度v因v6m/s，故取8級精度合適。(

11、4)確定主要參數(shù)，計算主要幾何尺寸。1)齒數(shù)。取z1=20，則Z2=z1i=20×4.6=92。2)模數(shù)mm=d1/z1=45/20mm=2.25mm正好是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第二系列上的數(shù)值，可取(讀者也可按優(yōu)先選用原則選第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm)。3)分度圓直徑d1=z1m=20×2.25mm=45mmd2=z2m=92×2.25mm=207mm4)中心距=(d1+d2)/2=(45+207)/2mm=126mm5)齒寬bb=dd1=1.1×45mm=49.5mm取b2=50mm,b1=b2+5mm=55mm。(5)校核彎曲疲勞強(qiáng)度。1)復(fù)合齒形因數(shù)YFS

12、。得：YFS1=4.35，YFS1=3.98。2)彎曲疲勞許用應(yīng)力bb由彎曲疲勞極限應(yīng)力bblim:bblim1=490MPa，bblim2=410MPa。彎曲疲勞壽命系數(shù)YN:YN1=1(N1N0，N0=3 ×106)，YN2=1(N2N0，No=3×106)。彎曲疲勞的最小安全系數(shù)SFmin：按一般可靠性要求，取SFmin=1（3）學(xué)號末尾數(shù)為2、7、9或字母的課程設(shè)計題目1、齒輪傳動的特點(diǎn)及使用范圍有哪些？（10分）2、箱體，機(jī)構(gòu)架設(shè)計的一般要求有哪些？（10分）3、改錯分析題（30分）下圖為一齒輪減速器部分裝配圖，試指出結(jié)構(gòu)不合理及錯誤所在（不考慮圓角和鑄造斜度以及不計重復(fù)錯誤），并用文字說明原因。例如：精加工面過長且拆裝軸承不便。（本題至少10處錯誤，每指出一處錯誤得3分）4、計算題（50分）試設(shè)計一單級直齒圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動。已知，用電機(jī)驅(qū)動，傳遞功率10KW，小齒輪轉(zhuǎn)速n=1000r/min，傳動比i=4，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。使用壽命10年。提示：材料、精度等級選取，齒數(shù)計算，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，齒根彎曲疲勞校核。無需結(jié)構(gòu)設(shè)計。三、要求1、問答題寫出要點(diǎn)即可，字?jǐn)?shù)不超多200字。2、改錯題指出錯誤原因，并用文字表述。2、工程設(shè)計題要從材料、精度等級選取，齒數(shù)計算，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，齒根彎曲疲勞校核等幾方面設(shè)計，要求設(shè)計思路清晰，公式