機械設(shè)計試題及答案

1、一、填空題每空1分，計25分1、一減速齒輪傳動，主動輪 1用45號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪用45號鋼正火，則它們齒面接觸應(yīng)力白關(guān)系是 b oa、 H1 H2；b、 H1H2；C、 H 1 H 2 02、帶傳動中緊邊 拉力為E ,松邊拉力為F2 ,則其傳遞的有 效圓周力F為C 0a、F1F2；b、（F1F2）/2; c、F1F2；d、（F1F2）/2。3、對于硬齒面閉式齒輪傳動，其齒面接觸承載能力較高，故通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設(shè)計,然后校核齒面接觸疲勞強度。4、蝸桿的 c 模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，蝸輪的 b 壓力角為標(biāo)準(zhǔn)壓力角。a、法面；b、端面；c、軸面。5、帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時，F(xiàn)1

2、與F2的關(guān)系可用著名的歐拉公式表示為 F1 F2e f 1 o6、在蝸桿傳動中，當(dāng)需要自鎖時，應(yīng)使當(dāng)量摩擦角b蝸桿導(dǎo)程角。a、小于；b、大于；c、等于。7、計算蝸桿傳動的傳動比時，公式 c 是錯誤的。a、 i 1/ 2； b、i n1/n2； c、 i d2/d1 ； d、 i z2/z1。8、蝸桿傳動的失效通常是發(fā)生在蝸輪輪齒 上。9、設(shè)計圓柱螺旋彈簧時，其彈簧直徑d按 強度 條件確定，其工作圈數(shù)n按 剛度 條件確定。10、彈簧指數(shù)C= D 2/d , C值越大，剛度越 小 。11、楔鍵聯(lián)接靠摩擦力 傳遞轉(zhuǎn)矩,用于對中性要求不高的聯(lián)接。12、按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，代號為7210c

3、的滾動軸承類型為 角接觸球軸承軸承，其內(nèi)徑為50 mm ,寬度系列為 窄、系列,直徑系列為輕 系列,C代表 公稱接觸角15。,其精度為P0級。13、下列各種聯(lián)軸器中，能減緩振動和沖擊的是f;可實現(xiàn)兩軸線角位移最大的是/;常用于兩軸線對中性不好、低速情況下的是工和-e。a套筒聯(lián)軸器；b.凸緣聯(lián)軸器；c.萬向聯(lián)軸器；d.十字滑塊聯(lián)軸器；e.齒 輪聯(lián)軸器；f.彈性柱銷聯(lián)軸器。二、問答題每題5分、計30分1、試分析影響帶傳動所能傳遞最大有效圓周力Fmax的主要因素。（5分）Fmax與初拉力F。、包角1和摩擦系數(shù)f有關(guān)。（3）F0大、1大、f大，則產(chǎn)生的摩擦力大，傳遞的最大有效圓周力也大。（2）2、試說

4、明齒形系數(shù)Yf與齒輪的哪些參數(shù)有關(guān)，Yf對齒根彎曲應(yīng)力 F有何影響（5 分）齒形系數(shù)Yf反映了輪齒幾何形狀對齒根彎曲應(yīng)力F的影響，凡是影響齒廓形狀的參數(shù)如齒數(shù)z、變位系數(shù)x和分度圓壓力角都影響Yf。（3'）如果齒數(shù)z增大、變位系數(shù)x和分度圓壓力角 增大，均可以使齒根增厚，齒形系數(shù)Yf減小，f減小。（2 '）3、為提高輪齒的抗折斷能力，可采取哪些措施（5分）可適當(dāng)增大齒根圓角半徑以減小應(yīng)力集中；（T）合理提高齒輪的制造精度和安裝精度；（1 '）正確選擇材料和熱處理方式；（2 '）以及對齒根部位進行噴丸、輾壓等強化處理。（1 '）4、螺紋聯(lián)接防松的實質(zhì)是什么

5、按工作原理分，防松的方法有哪幾類答：防松的實質(zhì)是防止螺紋副間的相對轉(zhuǎn)動（2分）防松的方法有摩擦防松、機械防松、永久防松。（3分）5、什么是滾動軸承的基本額定動負荷其方向是如何確定的（5分）6答：軸承工作溫度在100oC以下，基本額定壽命 L=1x10r時，軸承所能承受的最 大載荷，稱為基本額定動負荷。（2分）對于向心軸承，其方向為徑向載荷；（1分）對于推力軸承，其方向為軸向載荷；（1分）對于角接觸軸承，其方向為載荷的徑向分量。（1分）6、簡述非液體摩擦徑向滑動軸承校核計算的主要內(nèi)容（5分）答：（1）驗算壓強：滑動軸承壓強 p0許用壓強p ; （2分）驗算 pv 值：pv<pv；（2 分）

6、驗算軸徑圓周速度v: v<v。（1分）三、分析計算題1、如圖示，卷筒與齒輪用普通螺栓聯(lián)接在一起（螺栓個數(shù)Z=8）,軸不旋轉(zhuǎn)，卷筒與齒輪在軸上旋轉(zhuǎn)，已知卷筒所受旋轉(zhuǎn)力矩 T=107Nmmi栓分布直徑D0=500mm 卷筒與齒輪接合面間摩擦系數(shù)f =,可靠性系數(shù) K =,螺栓材料的屈服極限（Ts=300Mpa安全系數(shù)S=30試設(shè)計該螺栓組的螺栓直徑。（10分）普通螺紋基本尺寸表（第一系列）公稱直徑d中徑d2小徑d1螺距p2433036442485解：設(shè)螺栓受預(yù)緊力F 計算螺栓所需預(yù)緊力 F'ZfF' D0KfT （2 分）2 2KfT2 1.2 107F 50000N （2

7、分）ZfD08 0.12 500 計算許用應(yīng)力300 100MPa （2 分）S 3確定螺栓直徑didi4 1.3 5000010028.768mm （2 分）選擇螺栓 查表選取M36 （&=>） （2分） 2、如圖所示，a）、b）分別為斜齒圓柱齒輪的懸臂布置和對稱布置的支承形式。圖1）、2）分別為一對角接觸球軸承背對背、面對面安裝支承形式。1）請合理選擇斜齒輪不同布置形式下，一對角接觸球軸承的支承形式，你認為正確的，在“口”中打：圖a）所示懸臂布置宜采用：同圖1） ; 圖2） （1分）圖b）所示對稱布置宜采用：圖1）;忸2）。（1分）2）根據(jù)1）中的選擇結(jié)果計算圖a）所示情況下

8、，軸承的軸向力Fa1、Fa2。已知：軸承徑向載荷 FM、Fr2、齒輪的軸向力A方向如圖所示，大小分別為：Fr1=4000N> Fr2=2000N, A=2000N 軸承內(nèi)部軸向力 S=。（4 分）解：S1= = = 1600（N）,方向向左； （1分）S2= = = 800（N） ，方向向右； （1 分）S2+A = 800+2000 = 2800 （N） > S1 = 1600 （N）（1 分）所以,Fa1 = S2+A = 2800 N（1 分）Fa2 = S2 = 800 N3）若該對軸承的壽命為5000小時，現(xiàn)將當(dāng)量動載荷加大一倍，將轉(zhuǎn)速減小一半，試計算后確定該對軸承能否滿

9、足載荷及轉(zhuǎn)速改變后壽命至少1000小時的工作要求（4分）標(biāo)準(zhǔn)答案：Lh 106（ kC fpP）3 （60n）（2分）L'h 106（ fTC fp（2P）3 （60n 2）（1 分）2Lh/82 5000/81250（小時）1000（小時）（1分）結(jié)論：此軸承能夠滿足壽命至少 1000小時要求。3、在圖示傳動系統(tǒng)中，件 1和2均為斜齒圓柱齒輪，件 3為蝸桿，件4為蝸輪。已知齒輪1輪齒螺旋線方向為左旋，其轉(zhuǎn)向如圖所示，試回答下列問題：1）齒輪2的輪齒螺旋線方向是 旋。（1分）2）在圖中畫出齒輪1、齒輪2在節(jié)點A所受的軸向力Fa1和Fa2的方向。（2分）3）為使在n軸上的齒輪2與蝸桿3的

10、軸向力相互抵消一部分，蝸桿 3的螺旋線方向應(yīng)該是 旋，并在圖中畫出蝸桿的旋向；在節(jié)點 B處畫出蝸桿3所受的軸向力Fa3、圓周力Ft3和徑向力Fr3的方向，在節(jié)點B處畫出蝸輪4所受的圓周力 八和徑向力Fr4的方向，在圖中畫出蝸輪 4的轉(zhuǎn)動方向。（8分）答:1）右旋。（1） 2）齒輪1、齒輪2在節(jié)點A所受的軸向力Fai和Fa2的方向如圖所示。（2）3）右旋；（1）畫出螺旋線方向（1 '）蝸桿3所受的三個分力Fa3、Ft3和Fr3的方向如圖所示；（3）蝸輪4所受的圓周力Ft4和徑向力Fr4的方向如圖所示；（2）蝸輪4的轉(zhuǎn)動方向如圖所示。（1 '）4、一對標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動如圖所示，已知：輸入軸轉(zhuǎn)速n1 960r/min ,輸入功率P 3kW 齒輪齒數(shù) 乙21, Z2 =62,法向模數(shù) mn 2.5mm分度圓螺旋角8.849725 ,分度圓柱上的法面壓力角n 20 ,試計算：（1）輸入軸I上的轉(zhuǎn)矩；（2）大