現(xiàn)代機械設計專業(yè)復習文件

47/47機械設計復習題一一、填空及選擇填空：把答案寫在題中的空格里(每空2分,共26分)1、工程上常用的螺紋聯(lián)接的防松方法有___________、____________和_______________。2、滾動軸承的差不多額定壽命Lh10是指_______________。3、阿基米德蝸桿傳動的正確嚙合條件是______________、______________和_______________。4、帶傳動中，帶每轉(zhuǎn)一周受____________應力、_________應力和________應力作用，最大應力發(fā)生在________________。5、在閉式軟齒面齒輪傳動中（無沖擊載荷），按________設計，按________校核A.齒根彎曲疲勞強度 B.齒根彎曲靜強度C.齒面接觸疲勞強度 D.齒面接觸靜強度二、講明下列滾動軸承代號的意義(本大題共4小題，每小題4分，總計16分)1、62092、7311AC/P4/DF3、30420/P2/DB4、N220/P5三、計算題（共30分）1、.圖示托架受鉛垂力F（N），托架與托體之間的摩擦系數(shù)為μs,,可靠系數(shù)Kf=1,螺栓與被聯(lián)接件的相對剛度為0.2，螺栓材料的許用應力為[σ]，按步驟列出螺栓根徑d1的計算式。（14分）2、一軸上有一對30204圓錐滾子軸承，軸承受載荷，n=1250r/min，運轉(zhuǎn)時有輕微沖擊，試計算這對軸承當量動載荷p和壽命L10h。軸承參數(shù)：d=20mm；；；；Fa/Fr≤e，x=1，y=0；Fa/Fr>e，x=0.4，y=1.7，[注：](本題16分) 四、分析題（18分）圖示蝸桿-斜齒輪傳動，已知蝸桿為左旋，轉(zhuǎn)向如圖示，蝸桿m=8mm，d1=64mm(q=8)，z1=2，z2=42，蝸桿輸入轉(zhuǎn)矩T1=38000N.mm，蝸桿傳動效率＝0.75。1）畫出蝸輪的轉(zhuǎn)向；2）欲使II軸的蝸輪2和齒輪3的軸向力抵消一部分，決定斜齒輪3、4的螺旋線方向；3）分不求出蝸桿、蝸輪上各力的大小和方向。五、指出下列軸系錯誤，并將正確的結(jié)構畫在軸心線下面（14分）。機械設計復習題二一．填空題（本大題共5小題，每小題2分，總計10分）1、已知減速直齒錐齒輪傳動，大齒輪所受三個分力的大小分不為：2360N，272N，816N，試分不指出：Ft2＝____________N，F(xiàn)a2＝______________N，F(xiàn)r2＝____________N。2、V帶（三角帶）的截面尺寸越大，則帶輪的最小直徑應越________。3、牌號為N68的潤滑油表示其________0C時的________粘度為4、一個圓錐滾子軸承寬度系列為窄系列，直徑系列為中系列，內(nèi)徑為50mm，公差等級為P0級，其代號為_________________________________；。5、當聯(lián)軸器型式選定以后，在同一類型而尺寸大小不同的一系列聯(lián)軸器型號中，選出所需型號應考慮：（1）_______________________________________________；（2）_______________________________________________；（3）_______________________________________________。二．分析題（本大題共2小題，每小題6分，總計12分）1、注出下列一般平鍵的有效接觸長度2、一對閉式軟齒面直齒輪傳動，其齒數(shù)與模數(shù)有兩種方案：a）m=4mm，z1=20，z2=60；b）m=2mm，z1=40，z2=120，其它參數(shù)都一樣。試問：1）兩種方案的接觸強度和彎曲強度是否相同？2）若兩種方案的彎曲強度都能滿足，則哪種方案比較好？三．結(jié)構題（15分）改正下圖所示的結(jié)構錯誤（指出錯誤，并將正確的結(jié)構畫在軸心線下側(cè)）。四．計算題（本大題共4小題，總計40分）1、本小題8分剛性凸緣聯(lián)軸器用6個一般螺栓聯(lián)接，螺栓均勻分布在D＝155?mm的圓周上，接合面摩擦系數(shù)=0.12，摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)）。若聯(lián)軸器傳遞的轉(zhuǎn)矩T＝1500?Nm，問每個螺栓預緊力F應為多大？2、本小題10分用繩索通過吊環(huán)螺釘起重，繩索受最大拉力,螺釘剛度與被聯(lián)接件剛度之比，試求：1）為使螺釘頭與重物接觸面不離縫，螺釘?shù)淖钚☆A緊力；2）若預緊力為10kN，工作螺釘?shù)氖Ｓ囝A緊力為多少？3、本小題8分某標準蝸桿傳動，傳動比為20，蝸輪齒數(shù)z2＝40，模數(shù)m=4mm，蝸桿分度圓直徑d1=40mm，求蝸輪螺旋角及中心距a。4、本小題14分

一圓錐—圓柱齒輪減速器高速軸的支承布置結(jié)構如圖所示，選擇一對角接觸球軸承7214C支撐，已求得左軸承Ⅰ的徑向載荷Fr1=7000N，右軸承Ⅱ的徑向載荷Fr2=1200N，軸受軸向載荷FA=FX=4000N，軸的轉(zhuǎn)速n=1500rpm，載荷平穩(wěn)，要求壽命Lh10≥8000小時，該軸承是否合用？（已查得7214C軸承的C=89628N，推斷系數(shù)e=0.5，X=0.4，Y=1.4）。

五．大型題（本大題共2小題，總計23分） 1、本小題12分mn=3mm，z1=25，z2=75，=80634。已知：傳遞的功率P1＝70kW，轉(zhuǎn)速n1=750r/min。求從動輪所受各分力（忽略摩擦損失），并在圖中示出各分力的方向。 2、本小題11分40；標準斜齒輪傳動：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使軸II的軸向力相互抵消，不計摩擦，蝸桿主動，試求：1）斜齒輪3、4的螺旋線方向。2）螺旋角的大小。機械設計復習題三一．填空及選擇填空題（每空1分，總計25分）1、用于聯(lián)接的螺紋是，緣故是______；2、齒形系數(shù)的物理意義是__________________________________，其大小與______________有關，與______________無關。3、帶傳動設計時限制小帶輪的直徑不能太小是因為________，大帶輪直徑不能太大是因為（中心距一定）________；V帶的截面尺寸越大，則帶輪的最小直徑應越________。4、形成流體動壓潤滑的必要條件是、和；5、決定套筒滾子鏈傳動承載能力的要緊參數(shù)是；鏈傳動的運動特性是指和；6、帶傳動的彈性滑動是指____________，而打滑是指_____________；帶傳動的設計準則是_______________________。7、正交直齒錐齒輪傳動的傳動比i與其當量圓柱齒輪的傳動比iv的關系是__________；A. B. C. D.8、一蝸桿傳動，已知模數(shù)m=4mm，蝸桿頭數(shù)=1，蝸輪齒數(shù)=50，特性系數(shù)q=10，則該傳動中心距a等于______mm。A.124 B.125 C.120 D.130 E.1409、某角接觸球軸承內(nèi)徑為45mm，精度等級為P0級，寬度系列為窄系列，直徑系列為中系列，接觸角為25o，其代號為___________。A.7145B.6209C.7209CD10、轉(zhuǎn)軸承受_______；心軸承受__________；傳動軸承受_________。A.扭矩B.彎矩C.扭矩和彎矩11、在各種差不多類型的向心滾動軸承中______________不能承受軸向載荷。A.調(diào)心球軸承 B.圓柱滾子軸承 C.調(diào)心滾子軸承 D.深溝球軸承12、一般轉(zhuǎn)速、一般載荷工作的正常潤滑的滾動軸承其要緊失效形式是_____________。A.滾動體碎裂 B.滾動體與滾道產(chǎn)生疲勞點蝕C.滾道磨損 D.滾道壓壞二．受力分析及計算題（20分）40；標準斜齒輪傳動：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使軸II的軸向力相互抵消，不計摩擦，蝸桿主動，順時針旋轉(zhuǎn)，試求：斜齒輪3、4的螺旋線方向（6分）。在圖上標出=2*ROMANII軸上零件所受分力的方向（6分）。3）求出斜齒輪3、4螺旋角的大小（8分）。三、滾動軸承計算題（15分）軸系由一對圓錐滾子軸承支承（差不多額定動載荷Cr=57700N），軸的轉(zhuǎn)速n=1380r/min，已求得軸承的徑向支反力為：Fr1=4000N，F(xiàn)r2=8000N，軸向外載荷FA=860N，載荷系數(shù)fd=1.2。求軸承壽命為多少小時?（軸承e=0.3，時X=0.4，Y=2）四、螺栓聯(lián)接計算題（15分）如圖所示為一鑄鐵支架固定在水泥地基上，受載荷RV=5000N，方向如圖。支架與地基間的摩擦系數(shù)μs=0.4，設螺栓材料為35號鋼，許用應力[σ]=80MPa，螺栓的相對剛度，可靠系數(shù)Kf=1.2。其他尺寸見圖。為保證正常工作，螺栓的根徑d1至少要為多少？五．結(jié)構改錯題（本題15分）假如下圖軸系結(jié)構有錯誤，請將正確結(jié)構圖畫在軸的另一側(cè)。六、作圖題（本大題10分）某合金鋼制零件，其材料的抗拉強度極限B=1200MPa，疲勞極限-1=460MPa，屈服極限s=920MPa。零件的綜合阻礙系數(shù)。試繪制該零件的簡化疲勞極限應力圖。（設壽命系數(shù)KN=1,=0.2）機械設計復習題四一、填空與選擇填空題1、受軸向工作載荷F作用的緊螺栓聯(lián)接，螺栓和被聯(lián)接件的剛度分不為和，其預緊力為，則剩余預緊力為（）；2、形成流體動壓潤滑的必要條件是（）、（）和（）；3、直齒圓錐齒輪的強度可近似按（）強度進行計算；4、阿基米德蝸桿傳動在（）面上的模數(shù)m和壓力角取取標準；在該平面內(nèi)，蝸桿與蝸輪的嚙合相當于（）與（）的嚙合；5、鍵的剖面尺寸是由（）確定的，而鍵長是由（）確定的；6、滾動軸承的差不多額定動負荷C是指（）；7、閉式軟齒面齒輪傳動一般按（）設計，按（）校核。A.齒根彎曲疲勞強度B.齒面接觸疲勞強度C.齒面磨損D.齒面膠合8、標注螺紋時（）；A.右旋螺紋不必注明 B.左旋螺紋不必注明C.左、右旋螺紋都必須注明 D.左、右旋螺紋都不必注明9、對齒面硬度≤350HBS的一對齒輪傳動，選取齒面硬度時應使（）；A.小齒輪齒面硬度<大齒輪齒面硬度B.小齒輪齒面硬度=大齒輪齒面硬度C.小齒輪齒面硬度>大齒輪齒面硬度D.小齒輪齒面硬度≤大齒輪齒面硬度10、齒輪彎曲強度計算中的齒形系數(shù)與（）無關。A.模數(shù)m B.齒數(shù)z C.壓力角 D.變位系數(shù)x11、一齒輪傳動裝置如圖所示，輪2主動，輪1與輪3從動，則輪2的齒面接觸應力按（）_而變化，齒根彎曲應力按（）而變化。A.對稱循環(huán) B.脈動循環(huán) C.不對稱循環(huán) D.以上三種都不對

二、分析題：簡要回答以下問題(本大題共4小題，總計15分)1、什么是帶傳動的彈性滑動現(xiàn)象？(本小題3分)2、試寫出一維雷諾方程表達式，并講明其中各符號的含義。(本小題4分)3、試寫出軸承代號7416E/p4的意義。(本小題4分)4、講明閉式蝸桿傳動的要緊實效形式及設計準則。(本小題4分)

三、計算題（共30分）：

1.圖示托架受鉛垂力F（N），托架與托體之間的摩擦系數(shù)為μs,,可靠系數(shù)Kf=1,螺栓與被聯(lián)接件的相對剛度為0.2，螺栓材料的許用應力為[σ]，按步驟列出螺栓根徑d1的計算式。（15分）

2、一軸上有一對30204圓錐滾子軸承，軸承受載荷，n=1250r/min，運轉(zhuǎn)時有輕微沖擊，試計算這對軸承當量動載荷p和壽命L10h。軸承參數(shù)：d=20mm；；；；Fa/Fr≤e，x=1，y=0；Fa/Fr>e，x=0.4，y=1.7，[注：](本題15分)

四、分析題（25分）：.圖示為蝸桿—斜齒輪傳動，蝸桿由電動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)動方向如圖。已知蝸桿輪齒的螺旋線方向為右旋，為使Ⅱ軸上的軸向力最小，試在圖中標出：1．蝸輪2.斜齒輪3及4的齒斜方向；2.Ⅱ軸上的零件所受各分力的方向；3.如斜齒輪3的輸入功率P=2kw,n=500rpm，分度圓直徑d3=10mm,分度圓螺旋角β=150，求齒輪3、4所受各分力大小

五、結(jié)構題：(本題15分)分析圖中結(jié)構錯誤，并將正確結(jié)構畫出來。

機械設計復習題五一、是非題和選擇題[是非題在括號內(nèi)填√(正確)或填×(不正確)，選擇題在空格處填相應的答案號]I-1選用一般平鍵時，鍵的截面尺寸b×h和鍵長L差不多上依照強度計算確定的。()I-2圓柱齒輪結(jié)構形式和毛坯獵取方法的選擇都與齒輪的外徑大小有關()I-3圓柱螺旋彈簧的彈簧絲直徑d=6mm，旋繞比C=5，則它的內(nèi)徑D1=30mm。()I-4V帶橫截面中兩工作面之間的夾角為40°，因此帶輪槽角也是40°。()I-5變應力是由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生。()I-6在承受橫向載荷的一般緊螺栓聯(lián)接中，螺栓桿__________作用。(1)受切應力(2)受拉應力(3)受扭轉(zhuǎn)切應力和拉應力(4)既可能只受切應力又可能只受拉應力I-7在下列四種向心滾動軸承中，_____________型除能夠承受徑向載荷外，還能承受不大的雙向軸向載荷。(1)60000(2)N0000(3)NA0000(4)500001-8在載荷比較平穩(wěn)，沖擊不大，但兩軸軸線具有一定程度的相對偏移的情況下，兩軸間通常宜選____________聯(lián)軸器。(1)剛性(2)無彈性元件的撓性(3)有彈性元件的撓性(4)安全I-9采取___________的措施不能有效地改善軸的剛度。(1)改用其它高強度鋼材(2)改變軸的直徑(3)改變軸的支承位置(4)改變軸的結(jié)構I-10在滑動軸承材料中，__________通常只用于作為雙金屬或三金屬軸瓦的表層材料。(1)鑄鐵(2)軸承合金(3)鑄造錫磷青銅(4)鑄造黃銅

二、填空題I-11在承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接中，當預緊力F0和軸向工作載荷F一定時，若降低螺栓的剛度Cb，則螺栓中的總拉力將______________。I-12在轉(zhuǎn)軸的結(jié)構設計中，軸的最小直徑dmin是按____________________初步確定的。I-13圓柱螺旋彈簧的旋繞比C(彈簧指數(shù))選得過大則彈簧將______________。I-14蝸桿傳動的失效形式與齒輪傳動的失效形式相類似，其中蝸桿傳動最易發(fā)生____________失效。I-15帶傳動正常工作時不能保證準確的傳動比，是因為________________________________。I-16關于閉式軟齒面齒輪傳動，在傳動尺寸不變并滿足彎曲疲勞強度要求的前提下，齒數(shù)宜適當取多些。其目的是_________________________________________________________________。I-17滑塊聯(lián)軸器屬于_____________________聯(lián)軸器。I-18滾子鏈傳動中，限制鏈輪最少齒數(shù)的目的是__________________________。I-19相同系列和尺寸的球軸承與滾子軸承相比較，_______________________軸承的承載能力高，______________________軸承的極限轉(zhuǎn)速高。I-20____________鍵聯(lián)接既可用于傳遞轉(zhuǎn)矩，又可承受單向的軸向載荷，但軸與輪轂的對中性較差。

三、問答題I-21用同一材料制成的機械零件和標準試件的疲勞極限通常是不相同的，試講明導致不相同的要緊緣故。I-22在設計齒輪的過程中，當出現(xiàn)滿足齒根彎曲疲勞強度條件而不滿足齒面接觸疲勞強度條件時，能夠考慮從哪幾方面提高齒面接觸疲勞強度?I-23在哪些場合，滾動軸承是難以替代滑動軸承的?什么緣故?

四、分析題I-24圖示為圓錐-圓柱齒輪傳動裝置。輪1為主動輪，轉(zhuǎn)向如圖所示，輪3、4為斜齒圓柱齒輪。(1)輪3、4的螺旋方向應如何選擇，才能使軸Ⅱ上兩齒輪的軸向力相反?(2)畫出齒輪2、3所受各分力的方向。I-25試用受力變形線圖講明受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接中螺栓所受的總載荷F2與預緊力F0的關系。

試題I-24圖五、計算題I-26一根軸用兩個角接觸球軸承支承，如圖所示。Ll=40mm，L2=200mm，軸端作用有軸向力Fae=820N，徑向力Fre=1640N。試分不求出兩軸承所受的徑向載荷Fr1、Fr2和軸向載荷Fal、Fa2(注：軸承派生軸向力Fd=0.68Fr)。

試題I-26圖I-27凸緣聯(lián)軸器用一圓頭一般平鍵與軸相聯(lián)接，已知鍵的尺寸為b×h×L=10×8×50(單位均為mm)，軸的直徑d=35mm，鍵聯(lián)接的許用擠壓應力[σp]=100MPa，試求該聯(lián)接所同意傳遞的轉(zhuǎn)矩。I-28某機械結(jié)構如圖所示，一滑軌用4個M12(d1=10.1mm)的一般螺栓固定在兩立柱上，滑塊的最大行程為300mm，若螺栓材料的屈服極限σS=320MPa，螺紋聯(lián)接的安全系數(shù)S=4，接合面摩擦系數(shù)f=0.2，防滑系數(shù)Ks=1.2。試確定滑塊上所同意承受的最大載荷F。試題I-28圖試題I-29圖

六、結(jié)構分析題I-29試指出圖示軸系中的錯誤結(jié)構并改正。

參考答案機械設計復習題一一、（26分）1、摩擦防松，機械防松，永久止動；2、一批軸承作實驗，其中90%軸承不發(fā)生疲勞點蝕時的工作小時數(shù)3、mx1=mt2=m,αx1=αt2=α=200,γ=β2旋向相同。4、應力，離心力產(chǎn)生的拉應力，彎曲應力，緊邊開始進入小帶輪的那一點5、C,A二、（每小題4分，共16分）1.深溝球軸承，窄、輕系列，內(nèi)徑45，公差等級Po級2.角接觸球軸承，窄、中系列，內(nèi)徑55，接觸角250，公差等級P4級，面對面排列3.圓錐滾子軸承，窄、重系列，內(nèi)徑100，公差等級P2級，背對背排列4.圓柱滾子軸承，窄、輕系列，內(nèi)徑100，公差等級P5級三、1解：（1）求F′：不下滑條件：4F′·μs≥kfF∴F′≥（2）求F：F===(3)求F0=F′+F=+0.2F(4)求d1:由公式≤[σ]∴d1≥2、s1、s2方向如圖所示;；；，軸承2受壓；；，x1=1,y1=0，x2=0.4，y2=1.7；四、1）蝸輪轉(zhuǎn)向如圖示。2）斜齒3為左旋，4為右旋。3）蝸桿、蝸輪上各力方向如圖示，各力的大小為：五、略機械設計復習題二一.

填空題（本大題共5小題，每小題2分，總計10分）1、2360，816，2722、大3、40，運動，厘斯4、30310。5、（1）傳遞扭矩（2）載荷性質(zhì)（3）軸直徑要求二.

分析題（本大題共2小題，每小題6分，總計12分）1、2、1）兩種方案的接觸強度相同，彎曲強度不同，a方案彎曲強度較高。2）b方案較好。在滿足彎曲疲勞強度的基礎上將模數(shù)取得小些，齒數(shù)增多使重合度增加，改善了傳動平穩(wěn)性和載荷分配情況。m小，滑動速度小，降低了磨損和膠合的可能性，同時也節(jié)約材料。

三.

結(jié)構題（15分）略

四.

計算題（本大題共4小題，總計40分）1、本小題8分，故 2、本小題10分1）螺釘頭與重物接觸面不離縫，應使剩余預緊力故得螺釘最小預緊力2）預緊力F＝10kN，則工作螺釘剩余預緊力3、本小題8分1）蝸輪螺旋角等于蝸桿導程角，故2）4、本小題14分求附加軸向力Fs1、Fs2Fs1=1.25×Fr2×tgα=1.25×7000×tg15°=2345NFs2=1.25×Fr1×tgα=1.25×1200×tg15°=402N2)求軸承軸向力支反力Fa1、Fa2:因為Fs2+Fx=402+4000=4402>Fs1=2345N∴Fa1=Fs2+Fx=402+4000=4402N(被壓緊)Fa2:=Fs2=402(被放松)求P1、P2：∵Fa1/Fr1=4402/7000=0.629＞e=0.5∴P1=fd(XFr1+YFa1)=1×(0.4×7000+1.4×4402)=8962.8N∵Fa2/Fr2=402/1200=0.335＜e=0.5∴P2=fd×Fr2=1×1200=1200N∵P1＞P2∴Lh10=＞8000h合用 五.

大型題（本大題共2小題，總計23分） 1、本小題12分

2、本小題11分1）斜齒輪3為右旋，斜齒輪4為左旋。2），因為，因此，

機械設計復習題三一．填空題（本大題共6小題，每小題3分，總計18分）1、三角形螺紋，自鎖性好。2、齒形系數(shù)的物理意義是_輪齒的幾何形狀對抗彎能力的阻礙系數(shù)_，其大小與___齒數(shù)__有關，與__模數(shù)__無關。3、帶傳動設計時限制小帶輪的直徑不能太小是因為_幸免彎曲應力過大，大帶輪直徑不能太大是因為（中心距一定）幸免小帶輪包角太??；V帶的截面尺寸越大，則帶輪的最小直徑應越_大_。4、形成流體動壓潤滑的必要條件是相對運動的兩表面有一定的楔形間隙；兩表