西南交大 機械設計 期中試卷試題

1、班 級 學 號 姓 名 密封裝訂線 密封裝訂線 密封裝訂線西南交通大學20092010學年 第（二）學期機械設計半期考試試卷A課程代碼： 2030100 考試日期：2010年 4 月30日 考試時間： 90分鐘（請考生注意，直接在每道題后作答，本試卷共5頁）題號一二三四五六七八總成績得分閱卷教師簽字： 一、 是非題：對者畫，錯者畫×，請將答案填入題后的表格中。(每小題1.5分，共15分)1、矩形螺紋由于當量摩擦系數(shù)大，強度高，所以是常用的聯(lián)接螺紋。2、采用螺紋聯(lián)接時，若被聯(lián)接件總厚度較大，且材料較軟，強度較低，而且需要經(jīng)常裝拆，宜采用雙頭螺柱聯(lián)接。 3、滾子鏈的鉸鏈磨損后，鏈條在傳動

2、過程中易在小鏈輪上發(fā)生脫鏈。4、一對齒輪傳動中，若材料不同，則小齒輪和大齒輪的接觸應力亦不同。5、軸轂聯(lián)接中采用普通平鍵聯(lián)接時，該鍵同時起周向固定和軸向固定的作用。6、滑鍵固定在輪轂上隨輪轂一同沿著軸上的鍵槽移動。7、直齒錐齒輪強度計算是以大端處的當量圓柱齒輪為計算依據(jù)的。8、螺栓的最大應力一定時，應力幅越小，其疲勞強度越高。9、選用彈性模量大的帶材料，可以避免帶傳動發(fā)生彈性滑動現(xiàn)象。10、齒輪傳動中，主動齒輪齒面上產(chǎn)生塑性變形后，齒面節(jié)線附近被碾出溝槽。題一、答案填寫表1、×2、3、×4、×5、×6、7、×8、9、×10、二、單項選

3、擇題：請將答案填入題后的表格中。 (每小題1.5分，共15分)1、機械設計這門學科，主要研究_ 的工作原理、結(jié)構和設計計算方法。A各類機械零件和部件    B通用機械零件和部件C專用機械零件和部件 D標準化的機械零件和部件2、對于采用常見的組合和按標準選取尺寸的平鍵靜聯(lián)接，主要失效形式是_。A. 工作面的壓潰 B. 工作面過度磨損 C. 鍵被剪斷 D. 鍵被彎斷3、同精度的齒輪傳動，動載荷系數(shù)Kv與_有關。A. 圓周速度B. 齒輪在軸上相對于軸承的位置C. 傳動超載D. 原動機及工作機器的性能和工作情況4、V帶的楔角等于_。A. 40° B. 35

4、76; C. 30° D. 20°5、帶傳動采用張緊輪的目的是_。A. 減輕帶的彈性滑動B. 提高帶的壽命C. 改變帶的運動方向D. 調(diào)節(jié)帶的初拉力6、螺栓聯(lián)接中，有時在一個螺栓上采用雙螺母，其目的是_。A. 提高強度 B. 提高剛度 C. 防松D. 減小螺紋牙受載7、受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接，設螺栓剛度遠遠大于被聯(lián)接件的剛度，則螺栓中的總拉力接近_。A. F¢F B. <F¢F C. >F¢F D. F¢8、標準直齒圓柱齒輪傳動，輪齒彎曲強度計算中的齒形系數(shù)只決定于_。A. 齒數(shù)zB. 模數(shù)m C. 齒寬系數(shù)fd9、一

5、對圓柱齒輪傳動，通常把小齒輪的齒寬取值比大齒輪略大，其主要目的是_。A. 使小齒輪的強度比大齒輪略高一些B. 減小傳動中的動載荷C. 為了便于安裝，保證有效接觸寬度D. 避免沿齒向載荷分布不均勻10、在一定轉(zhuǎn)速下，要減輕鏈傳動的運動不均勻性和動載荷，應_。A. 增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù) B. 減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)C. 增大鏈節(jié)距，減小鏈輪齒數(shù) D. 減小鏈節(jié)距，增大鏈輪齒數(shù)題二、答案填寫表1、B2、A3、A4、A5、D6、C7、A8、A9、C10、D三、填空題：把答案寫在題中的橫線上。(每空1分, 共15分)1、帶傳動的主要失效形式有_ 和_ ，帶最大應力發(fā)生在_。2、按防松原理分，螺栓聯(lián)接的防松

6、方法有_、_及_。3、在由齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動組成的多級傳動系統(tǒng)中，齒輪傳動一般放在_級；鏈傳動一般放在_級。4、鋼制齒輪，根據(jù)熱處理工藝不同而分為_齒面與_齒面，其中的齒面硬度值，前者為_；后者為_。5、鏈傳動只有當滿足 且 時，瞬時傳動比才是常數(shù)，而瞬時鏈速仍然是 。四、如圖所示的帶傳動錐齒輪傳動斜齒輪傳動系統(tǒng)。試：（15分）（1） 判斷并畫出電機轉(zhuǎn)向；（2） 標出軸、軸轉(zhuǎn)向；（3） 要求軸軸向力最小，確定并畫出斜齒輪3的旋向；（4） 在圖上畫出錐齒輪2、斜齒輪4的圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa。五、 B型V帶傳動中，已知：主動帶輪基準直徑d1=180mm，從動帶輪基準直徑d2=1

7、80mm，兩輪的中心距=630mm，主動帶輪轉(zhuǎn)速=1450 r/min，能傳遞的最大功率P=10kW。試求：（16分）（1）帶的緊邊拉力F1和松邊拉力F2的；（2）V帶中各應力，并畫出各應力、2、b1、b2及c的分布圖。附：V帶的彈性模量E=130200MPa；V帶的質(zhì)量q=0.8kg/m；帶與帶輪間的當量摩擦系數(shù)v=0.51；B型帶的截面積A=138mm2；B型帶的高度h=10.5mm。六、 一厚度=12mm的鋼板用4個螺栓固連在厚度1=30mm的鑄鐵支架上，螺栓的布置有（a）、（b）兩種方案，如圖所示。（24分）已知：螺栓材料為Q235，=95MPa、=96 MPa，鋼板P =320 MP

8、a，鑄鐵P1 =180 MPa，接合面間摩擦系數(shù)f=0.15，可靠性系數(shù)Kf=1.2，載荷F=12000N，尺寸l=400mm，a=100mm。（1）試比較哪種螺栓布置方案合理？（2）按照螺栓布置合理方案，分別確定采用受拉（普通）螺栓聯(lián)接和受剪(鉸制孔)螺栓聯(lián)接時的螺栓直徑。題一、答案填寫表1、×2、3、×4、×5、×6、7、×8、9、×10、題二、答案填寫表1、B2、A3、A4、A5、D6、C7、A8、A9、C10、D五、解題要點：V帶傳動在傳遞最大功率時，緊邊拉力F1和松邊拉力F2的關系符合歐拉公式，即F1/F2=。帶速 有效圓周

9、力 V帶中各應力：緊邊拉應力 MPa離心力 N離心拉應力 MPa彎曲應力 MPa最大應力 MPa各應力分布如圖所示。六、解題分析：本題是螺栓組連接受橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩共同作用的典型例子。解題時，首先要將作用于鋼板上的外載荷F向螺栓組連接的接合面形心簡化，得出該螺栓組連接受橫向載荷F和旋轉(zhuǎn)力矩T兩種簡單載荷作用的結(jié)論。然后將這兩種簡單載荷分配給各個螺栓，找出受力最大的螺栓，并把該螺栓承受的橫向載荷用矢量疊架原理求出合成載荷。在外載荷與螺栓數(shù)目一定的條件下，對不同的螺栓布置方案，受力最大的螺栓所承受的載荷是不同的，顯然使受力最大的螺栓承受較小的載荷是比較合理的螺栓布置方案。若螺栓組采用鉸制孔用螺栓

10、連接，則靠螺栓光桿部分受剪切和配合面間受擠壓來傳遞橫向載荷，其設計準則是保證螺栓的剪切強度和連接的擠壓強度，可按相應的強度條件式，計算受力最大螺栓危險剖面的直徑。若螺栓組采用普通螺栓連接，則靠擰緊螺母使被連接件接合面間產(chǎn)生足夠的摩擦力來傳遞橫向載荷。在此情況下，應先按受力最大螺栓承受的橫向載荷，求出螺栓所需的緊力；然后用只受預緊力作用的緊螺栓連接，受拉強度條件式計算螺栓危險剖面的直徑d1；最后根據(jù)d1查標準選取螺栓直徑d，并根據(jù)被連接件厚度、螺母及墊圈厚度確定螺栓的標準長度。解題要點：1螺栓組連接受力分析（1）將載荷簡化將載荷F向螺栓組連接的接合面形心O點簡化，得一橫向載荷F=12000N和一

11、旋轉(zhuǎn)力矩T=Fl=12000×400=4.8×106N·mm（圖解一）。（2）確定各個螺栓所受的橫向載荷在橫向力F作用下，各個螺栓所受的橫向載荷Fs1大小相同，與F同向。Fs1=F/4=12000/4=3000 N而在旋轉(zhuǎn)力矩T作用下，由于各個螺栓中心至形心O點距離相等，所以各個螺栓所受的橫向載荷FS2大小也相同，但方向各垂直螺栓中心與形心O的連線（圖解二）。對于方案（a），各螺栓中心至形心O點的距離所以 由圖解二（a）可知，螺栓1和2所受兩力的夾角a最小，故螺栓1和2所受橫向載荷最大，即對于方案（b），各螺栓中心至形心O點的距離為rb=a=100mm所以 由圖解

12、二b可知，螺栓1所受橫向載荷最大，即（3）兩種方案比較在螺栓布置方案（a）中，受力最大的螺栓1和2所受的總橫向載荷=10820N；而在螺栓布置方案（b）中，受力最大的螺栓1所受的總橫向載荷=15000N?？梢钥闯觯?lt;，因此方案（a）比較合理。2按螺栓布置方案（a）確定螺栓直徑（1）采用鉸制孔用螺栓連接1）因為鉸制孔用螺栓連接是靠螺栓光桿受剪切和配合面間受擠壓來傳遞橫向載荷，因此按剪切強度設計螺栓光桿部分的直徑ds： mm查GB27-88，取M12×60（ds=14mm>11.98mm）。2）校核配合面擠壓強度：按圖解三所示的配合面尺寸，有：螺栓光桿與鋼板孔間螺栓光桿與鑄鐵

13、支架孔間=故配合面擠壓強度足夠。（2）采用普通螺栓連接因為普通螺栓連接，是靠預緊螺栓在被連接件的接合面間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞橫向載荷，因此首先要求出螺栓所需的預緊力F。由，得 N根據(jù)強度條件式可得螺栓小徑d1，即 mm查GB196-81，取M45（d1=40.129mm>38.8mm）。班 級 學 號 姓 名 密封裝訂線 密封裝訂線 密封裝訂線西南交通大學20092010學年 第（二）學期機械設計半期考試試卷B課程代碼： 2030100 考試日期：2010年 4 月30日 考試時間： 90分鐘（請考生注意，直接在每道題后作答，本試卷共5頁）題號一二三四五六七八總成績得分閱卷教師簽字： 一、

14、 是非題：對者畫，錯者畫×，請將答案填入題后的表格中。(每小題1.5分，共15分)1、矩形螺紋由于當量摩擦系數(shù)大，強度高，所以是常用的聯(lián)接螺紋。2、采用螺紋聯(lián)接時，若被聯(lián)接件總厚度較大，且材料較軟，強度較低，而且需要經(jīng)常裝拆，宜采用雙頭螺柱聯(lián)接。 3、滾子鏈的鉸鏈磨損后，鏈條在傳動過程中易在小鏈輪上發(fā)生脫鏈。4、一對齒輪傳動中，若材料不同，則小齒輪和大齒輪的接觸應力亦不同。5、軸轂聯(lián)接中采用普通平鍵聯(lián)接時，該鍵同時起周向固定和軸向固定的作用。6、滑鍵固定在輪轂上隨輪轂一同沿著軸上的鍵槽移動。7、直齒錐齒輪強度計算是以大端處的當量圓柱齒輪為計算依據(jù)的。8、螺栓的最大應力一定時，應力幅越

15、小，其疲勞強度越高。9、選用彈性模量大的帶材料，可以避免帶傳動發(fā)生彈性滑動現(xiàn)象。10、齒輪傳動中，主動齒輪齒面上產(chǎn)生塑性變形后，齒面節(jié)線附近被碾出溝槽。題一、答案填寫表1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、二、單項選擇題：請將答案填入題后的表格中。 (每小題1.5分，共15分)1、機械設計這門學科，主要研究_ 的工作原理、結(jié)構和設計計算方法。A各類機械零件和部件    B通用機械零件和部件C專用機械零件和部件 D標準化的機械零件和部件2、對于采用常見的組合和按標準選取尺寸的平鍵靜聯(lián)接，主要失效形式是_。A. 工作面的壓潰 B. 工作面過度磨損 C. 鍵被剪斷

16、D. 鍵被彎斷3、同精度的齒輪傳動，動載荷系數(shù)Kv與_有關。A. 圓周速度B. 齒輪在軸上相對于軸承的位置C. 傳動超載D. 原動機及工作機器的性能和工作情況4、V帶的楔角等于_。A. 40° B. 35° C. 30° D. 20°5、帶傳動采用張緊輪的目的是_。A. 減輕帶的彈性滑動B. 提高帶的壽命C. 改變帶的運動方向D. 調(diào)節(jié)帶的初拉力6、螺栓聯(lián)接中，有時在一個螺栓上采用雙螺母，其目的是_。A. 提高強度 B. 提高剛度 C. 防松D. 減小螺紋牙受載7、受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接，設螺栓剛度遠遠大于被聯(lián)接件的剛度，則螺栓中的總拉力接近_。A.

17、 F¢F B. <F¢F C. >F¢F D. F¢8、標準直齒圓柱齒輪傳動，輪齒彎曲強度計算中的齒形系數(shù)只決定于_。A. 齒數(shù)zB. 模數(shù)m C. 齒寬系數(shù)fd9、一對圓柱齒輪傳動，通常把小齒輪的齒寬取值比大齒輪略大，其主要目的是_。A. 使小齒輪的強度比大齒輪略高一些B. 減小傳動中的動載荷C. 為了便于安裝，保證有效接觸寬度D. 避免沿齒向載荷分布不均勻10、在一定轉(zhuǎn)速下，要減輕鏈傳動的運動不均勻性和動載荷，應_。A. 增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù) B. 減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)C. 增大鏈節(jié)距，減小鏈輪齒數(shù) D. 減小鏈節(jié)距，增大鏈輪齒數(shù)題二、答

18、案填寫表1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、三、填空題：把答案寫在題中的橫線上。(每空1分, 共15分)1、帶傳動的主要應力有_、_、和_，最大應力發(fā)生在_。2、按防松原理分，螺栓聯(lián)接的防松方法有_、_及_。3、兩級齒輪傳動中，其中一級為斜齒圓柱齒輪傳動，另一級為錐齒輪傳動，斜齒圓柱齒輪傳動一般放在_ _ 級；錐齒輪傳動一般放在_ 級。4、鋼制齒輪，根據(jù)熱處理工藝不同而分為_齒面與_齒面，其中的齒面硬度值，前者為_；后者為_。5、硬齒面閉式齒輪傳動，通常先按 _ _ _強度進行設計，然后校核 強度。四、簡述題（每題6分，共12分）1) 試分析圖示兩級減速裝置方案中存在什么問題為什么2) 斜齒圓柱齒輪的直徑d1、d2，模數(shù)mt、mn，壓力角at、an，齒頂圓直徑da1、da2，螺旋角b，中心距a等參數(shù)中，哪些應圓整哪些應該取標準值哪些不應圓整五、受力分析（共15分）圖示為兩級斜齒輪減速器，已知電動機轉(zhuǎn)動方向。為使軸、軸上的軸向力互相抵消一部分，試確定1) 圖中各斜齒輪的螺旋線方向；（4分）2) 分別畫出圖中兩對斜齒輪、錐齒輪所受力的圓周力Ft、徑向力Fr和