中國礦業(yè)大學(xué)《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷答案卷六套合集

中國礦業(yè)大學(xué)《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷答案卷六套合集中國礦業(yè)大學(xué)《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷答案卷六套合集第頁中國礦業(yè)大學(xué)2006~2007學(xué)年第一學(xué)期《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷A卷學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)一．選擇題（每題2分，共20分）1.在帶、鏈、齒輪組成的多級(jí)傳動(dòng)中，帶傳動(dòng)應(yīng)放在①。①高速級(jí)②低速級(jí)③高速級(jí)或低速級(jí)均可2．懸置螺母的主要作用是③。①作為聯(lián)接的防松裝置②減小螺栓系統(tǒng)的剛度③使螺母中各圈螺紋受力較均勻④防止螺栓受彎曲載荷3．非液體滑動(dòng)軸承，其潤滑狀態(tài)通常為①。①邊界潤滑②流體潤滑③混合潤滑④邊界潤滑或混合潤滑4．為了保證軸承內(nèi)圈與軸肩端面的良好接觸，軸承的圓角半徑r與軸肩處的圓角半徑rl應(yīng)有②關(guān)系。①r=rl；②r>r1；③r<rl5．滾動(dòng)軸承代號(hào)由三段組成，其中分別為：①。①前置代號(hào)、基本代號(hào)和后置代號(hào)②精度、類型和尺寸代號(hào)③類型、直徑系列和內(nèi)徑代號(hào)④精度、類型和內(nèi)徑代號(hào)6．鍵的截面尺寸（b、h）通常是根據(jù)④按標(biāo)準(zhǔn)選擇。①軸傳遞扭矩的大小②傳遞功率10％發(fā)生點(diǎn)蝕失效前的總工作轉(zhuǎn)數(shù)。2．帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是在不打滑前提下保證帶具有一定的疲勞強(qiáng)度。3．直齒圓錐齒輪的強(qiáng)度可近似按齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。4．閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)一般按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲強(qiáng)度校核。5．在設(shè)計(jì)圖紙上注明某鏈條的標(biāo)記為“18A－2×80”，其中“18A”代表鏈號(hào)，“80”代表鏈節(jié)數(shù)。6.滾動(dòng)軸承6207、6307和N307，當(dāng)轉(zhuǎn)速相同且承受相同的徑向力時(shí)，壽命最長的是N307，壽命最短的是6207。7．在一定轉(zhuǎn)速下，要降低滾子鏈傳動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷，應(yīng)該減少節(jié)距和增大齒數(shù)z1。8．帶在工作中存在的應(yīng)力有離心拉應(yīng)力、松緊邊拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力。其中變化的應(yīng)力有松緊邊拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力。9．齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的齒形系數(shù)與齒輪基本參數(shù)中的模數(shù)無關(guān)。10．滾動(dòng)軸承部件兩端單向固定式，適用于溫升較小，軸較短處。三．指出軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤（至少5處），并在錯(cuò)誤處標(biāo)出序號(hào)，按序號(hào)說明錯(cuò)誤原因。（10分）=6\*GB3⑥=7\*GB3⑦=6\*GB3⑥=7\*GB3⑦=5\*GB3⑤=4\*GB3④=3\*GB3③=2\*GB3②=1\*GB3①=1\*GB3①處鍵槽太長，且此軸段應(yīng)增加一定位軸肩；=2\*GB3②處缺少密封件；=3\*GB3③處套筒厚度設(shè)計(jì)不正確，應(yīng)留出拆卸軸承的空間；=4\*GB3④=6\*GB3⑥處箱體缺少內(nèi)壁線；=5\*GB3⑤處軸段長度大于了齒輪輪轂長，齒輪無法被正確軸向固定；=7\*GB3⑦處軸承未軸向定位。每指出一處錯(cuò)誤得2分，滿分10分四．設(shè)單根V帶不打滑時(shí)所能傳遞的最大功率P=7kW，已知主動(dòng)輪直徑，轉(zhuǎn)速，包角，帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)。試求最大有效拉力Fec和緊邊拉力值F1c。（10分）解：帶速(2分)最大有效拉力（2分）由（2分）及（2分）得緊邊拉力值（2分）五．圖示壓力容器頂蓋用8個(gè)普通螺栓聯(lián)接。容器內(nèi)壓力p=1N/mm2，D=240mm。壓力容器充氣要求聯(lián)接面的殘余預(yù)緊力大于6000N，試確定螺栓的最小尺寸。（注：[σ]=80N/mm2）(12分)解：螺栓組受到的總外載荷（2分）（3分）每個(gè)螺栓受到的總載荷（3分）（5分）螺栓的最小尺寸（5分）（2分）（2分）六．一對閉式軟齒面直齒輪傳動(dòng)，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(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度是否相同？(4分)2）若兩種方案的彎曲強(qiáng)度都能滿足，則哪種方案比較好？(4分)（2分）解：1）（2分）兩種方案的接觸強(qiáng)度相同。（2分）因?yàn)榉桨竌的齒輪模數(shù)不同于方案b齒輪模數(shù)，所以兩種方案的彎曲強(qiáng)度不相同。（2分）（4分）2）在滿足彎曲強(qiáng)度的前提下，方案b較好。因?yàn)榉桨竍齒輪模數(shù)小，齒高小，磨損小，抗膠合能力強(qiáng)，還可節(jié)省加工費(fèi)用。（4分）七．圖示傳動(dòng)中，蝸桿傳動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)：m=5mm，d1=50mm，z1=4(右旋)，z2＝40；標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使軸II的軸向力相互抵消，不計(jì)摩擦，蝸桿主動(dòng)，試求：1）斜齒輪3、4的螺旋線方向(4分)。2）螺旋角的大?。?分）。（4分）（4分）解：1）斜齒輪3右旋，斜齒輪4左旋；2）（2分）（2分）（2分）（2分）八．如圖所示一小錐齒輪軸，采用一對圓錐滾子軸承，其界限系數(shù)e=0.35，派生軸向力S=R/(2Y)（式中軸向載荷系數(shù)Y=1.6），已知徑向力R1=3200N，R2=2080N，外部軸向力Fa=500N，試確定：兩軸承的軸向力A1，A2（6分）兩軸承的徑向載荷系數(shù)X1,X2以及軸向載荷系數(shù)Y1,Y2（4分）（3）兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1，P2（2分）（注：當(dāng)時(shí)，X=0.4,Y=1.6；當(dāng)時(shí)，X=1，Y=0。）（1分）解：1）派生軸向力S1=R1/(2Y)＝3200/（2×1.6）＝1000N（1分）（1分）S2=R2/(2Y)＝2080/（2×1.6）＝650N（1分）（2分）S2＋Fa=650＋500＝1150>S1（2分）（1分）（1分）A1=S2＋Fa=1150N（1分）（1分）A2=S2=650N（1分）2)（1分）X1=0.4，Y1=1.6(1分)（1分）（1分）X2=1，Y2=0(1分)（1分）3）（1分）（1分）（1分）中國礦業(yè)大學(xué)2006~2007學(xué)年第一學(xué)期《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷B卷一．選擇題（每題2分，共20分）為了保證軸承內(nèi)圈與軸肩端面的良好接觸，軸承的圓角半徑r與軸肩處的圓角半徑rl應(yīng)有②關(guān)系。①r=rl；②r>r1；③r<rl2．帶傳動(dòng)中，主動(dòng)輪上的滑動(dòng)弧是發(fā)生在帶與帶輪的②。①繞進(jìn)段②退離段③全部包圍弧段3.計(jì)算軸的當(dāng)量彎矩公式中中折算系數(shù)，是考慮T對M的：④。①大小不同②方向不同③類型不同④應(yīng)力循環(huán)特性不同4．帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)驗(yàn)算小帶輪包角不要過小，這是為了④。①提高傳動(dòng)壽命；②減小對軸的壓力；③減小結(jié)構(gòu)尺寸；④提高摩擦力保證有一定承載能力5．非液體滑動(dòng)軸承，其潤滑狀態(tài)通常為：①。①邊界潤滑②流體膜潤滑③混合潤滑④邊界潤滑或混合潤滑6．蝸桿傳動(dòng)熱平衡計(jì)算的目的是為了控制溫升，防止②。①蝸桿機(jī)械性能下降②潤滑油變性或齒面膠合③傳動(dòng)效率下降④蝸輪材料退火7．為提高螺栓在變載荷作用下的疲勞強(qiáng)度，可采?、鄣拇胧?。①增大螺栓剛度②適當(dāng)減小預(yù)緊力③減小螺栓剛度④減小被聯(lián)接件剛度8．只受預(yù)緊力作用的普通螺栓聯(lián)接，螺栓危險(xiǎn)剖面上單元體的應(yīng)力狀態(tài)為③。①簡單拉伸②純剪切③拉扭組合④拉彎組合9．轉(zhuǎn)軸上載荷和支點(diǎn)位置都已確定后，軸的直徑可以根據(jù)來④進(jìn)行計(jì)算或校核。①抗彎強(qiáng)度；②扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度；③扭轉(zhuǎn)剛度；④彎扭合成強(qiáng)度10．對液體動(dòng)壓軸承需要足夠的供油量主要是為了①。①補(bǔ)充端泄油；②提高承載能力；③提高軸承效率；④減輕磨損四．試用液體動(dòng)壓潤滑的一維雷諾方程（—油膜壓力，—液體動(dòng)力粘度，V—?jiǎng)影逅俣龋?，X如圖所示）說明：產(chǎn)生動(dòng)壓油膜的必要條件有哪些？（3分）畫出動(dòng)板速度V的方向以及定性畫出入口處、出口處、pmax對應(yīng)處油層速度分布圖。（5分）定性畫出平板液體動(dòng)壓油膜壓力沿X的分布圖。（4分）解：1）收斂的間隙；2）足夠的帶油速度；3）油的粘度足夠大XPhXPh0V五．如圖所示螺栓聯(lián)接中采用兩個(gè)M20的螺栓，其小徑d1＝17.294mm，螺栓許用拉應(yīng)力，被聯(lián)接件結(jié)合面的摩擦系數(shù)f＝0.20，可靠性系數(shù)。試計(jì)算聯(lián)接容許傳遞的靜載荷Q。(12分)解：由結(jié)合面不滑移得：(4分)由螺栓強(qiáng)度得：（5分）其中m=2,z=2（1分）解得（2分）六．某礦車自重1KN，載重3KN，礦車的兩根同樣的車軸各支承在同樣的一對車輪上，支承距a=600mm，軌距b=900mm，若車軸材料的許用彎曲應(yīng)力[σ]=70N/mm2，試畫出車軸的彎矩圖并確定車軸危險(xiǎn)斷面的直徑d。(12分)解：車軸彎矩圖如下圖MM600600900900最大彎矩(4分)車軸危險(xiǎn)斷面的直徑(4分)中國礦業(yè)大學(xué)2007－2008學(xué)年第一學(xué)期《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷（A）答案卷一．選擇題（本題共10小題，每小題2分，共20分，選錯(cuò)或不選不計(jì)分）1.在帶傳動(dòng)中，若發(fā)生打滑現(xiàn)象，則在②。①大帶輪上先發(fā)生；②小帶輪上先發(fā)生；③大小帶輪上同時(shí)發(fā)生2．受傾覆力矩作用的螺栓組聯(lián)接，每個(gè)螺栓所受的工作載荷②。①相等；②與到傾覆軸的距離成正比；③與到傾覆軸的距離成反比3．在液體動(dòng)壓潤滑單油楔軸承中，油孔和油溝應(yīng)開在油膜的__②_____。①承載區(qū)；②非承載區(qū)；③兩者均可）4．滾動(dòng)軸承的直徑系列代號(hào)是指③。①結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同而寬度不同②結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同而外徑不同③結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同而寬度與外徑不同5．平鍵與切向鍵的受力方式為①。①擠壓、剪切，擠壓；②擠壓、剪切，剪切；③擠壓、剪切，剪切、擠壓6．蝸桿齒面上受到Ft1、Fr1與Fa1的作用力，其中最大的力是③。①Ft1②Fr1③Fa17．在滾子鏈中，設(shè)置滾子的目的在于①。①減輕鏈與輪齒表面的摩擦與磨損②增加承載能力③減小振動(dòng)與噪音8．聯(lián)軸器和離合器的共性作用是③。①緩和沖擊和振動(dòng)②補(bǔ)償兩軸間可能的位移③傳遞扭矩④防止機(jī)器發(fā)生過載9．當(dāng)普通螺栓受橫向力或旋轉(zhuǎn)力矩或傾覆力矩作用時(shí)，螺栓上的受力為③?。①軸向拉力②剪切力③軸向拉力與剪切力④軸向壓力與剪切力10．火車車箱的車輪軸是②。①轉(zhuǎn)軸；②心軸；③傳動(dòng)軸二．填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，填錯(cuò)或不填不計(jì)分）1．滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷是指基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時(shí)所能承受的載荷。2．帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)的本質(zhì)區(qū)別是前者是摩擦傳動(dòng)后者是嚙合傳動(dòng)。3．直齒圓錐齒輪的接觸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度可近似按齒寬中點(diǎn)的當(dāng)量直齒圓柱齒輪強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。4．閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)一般按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按彎曲強(qiáng)度校核。5．在設(shè)計(jì)圖紙上注明某鏈條的標(biāo)記為“24A－2×60”，其中“24A”代表鏈號(hào)，“60”代表節(jié)數(shù)。6．滾動(dòng)軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體和轉(zhuǎn)動(dòng)套圈的表面接觸應(yīng)力循環(huán)特性為周期變幅脈動(dòng)循環(huán)。7．一對普通齒輪傳動(dòng)（精度7、8、9級(jí)）輪齒彎曲強(qiáng)度公式是按載荷作用在______單齒對嚙合高點(diǎn)推導(dǎo)出來的。8．在齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算中，齒形系數(shù)YFa與齒輪基本參數(shù)中的模數(shù)無關(guān)。9．對深溝球軸承進(jìn)行軸向預(yù)緊的目的在于提高承載能力、增加旋轉(zhuǎn)精度。10．螺紋的牙型與用途相關(guān)，當(dāng)用于聯(lián)接時(shí)牙型角較??；當(dāng)用于聯(lián)接時(shí)牙型角較大。11．機(jī)械零件的磨損過程大致分成____跑合磨損_階段、_____穩(wěn)定磨損_階段和___劇烈磨損____階段。12．為保證軸上零件能靠緊定位面，軸肩處的圓角半徑應(yīng)小于零件上的倒角或圓角半徑。三．當(dāng)計(jì)入軸的變形時(shí)，試分析方案1與方案2中，哪一個(gè)有利于齒面接觸應(yīng)力的均勻分布；從加工的角度分析，零件1與零件2中哪一個(gè)有利于加工。（6分）Z1Z2Z3ⅠⅢⅡZ1Z2Z3ⅠⅢⅡ方案2方案1Z1Z2Z3ⅠⅢⅡ夾具夾具零件1零件2零件2有利于加工，軸向定位尺寸較長。（3分）四.一個(gè)V帶傳動(dòng)，主動(dòng)輪D1＝250mm，轉(zhuǎn)速n1＝1200r/min、包角α＝172°，帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)為fv＝0.333。在即將打滑時(shí)測得功率P＝15.7kW，求此時(shí)緊邊拉力F1和有效拉力Fe＝。（10分）解：V＝πD1n1/(60×1000)＝π×250×1200/(60×1000)＝15.7m/s，（2分）Fe＝1000P/V＝1000×15.7/15.7＝1000N，（2分）fv×α＝(172×π/180)×0.333＝0.99965，（2分）由F1/F2＝efvα1＝2.717，根據(jù)Fe＝F1－F2＝1.717F2，得F2＝582N，（2分）于是F1＝2.717F2＝2.717×582＝1581N。（2分）五.當(dāng)一個(gè)螺栓的預(yù)緊力為20KN，剛度與被聯(lián)接件剛度的關(guān)系為C1＝C2/3，聯(lián)接所受工作載荷在40KN至10KN之間交替變化時(shí)，試計(jì)算(1)螺栓上工作拉力變化的幅值ΔF1與ΔF2；(2)螺栓中總拉力的最大值與最小值；(3)若工作載荷為靜載荷，F(xiàn)＝40KN，［σ］＝240N，求螺栓的最小直徑d1。(12分)解：(1)已知C1＝C2/3，F(xiàn)＝10～40KN，ΔF1＝FC1/(C1+C2)，于是得ΔF1＝FC1/(C1+C2)＝10×(1/3)/(1/3+1)＝2.5KN，（2分）ΔF2＝FC1/(C1+C2)＝40×(1/3)/(1/3+1)＝10KN，（2分）螺栓上的拉力變化的幅值為2.5KN至10KN。(2)已知F0＝20KN，F(xiàn)Σ＝F0+ΔF，得FΣ1＝20+2.5＝22.5KN，（2分）FΣ2＝20+10＝30KN。（2分）(3)mm（4分）六．在直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)中，接觸應(yīng)力σH由下式計(jì)算(8分)(1)該式計(jì)算的接觸應(yīng)力σH位于齒面的哪個(gè)位置節(jié)點(diǎn)；(2分)(2)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH是節(jié)點(diǎn)處齒廓形狀對接觸應(yīng)力的影響；(2分)(3)載荷系數(shù)K＝KAKVKαKβ。(4分)七．(1)若軸=1\*ROMANI、=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII上所受軸向力能抵消一部分，確定各個(gè)齒輪的螺旋線方向；(4分)(4分)題7題7圖答案圖2'312ω154'43'力轉(zhuǎn)向Ⅲ2'31254'43'ⅠⅡⅣn5八.圖示的軸由兩個(gè)角接觸球軸承支承，軸承承受的徑向載荷為R1＝1000N，R2＝2000N，軸向載荷FA＝900N，方向向右，載荷系數(shù)fP＝1.35。軸承的接觸角α＝25°，判斷系數(shù)e＝0.68。當(dāng)A/R≤e時(shí)，x＝1，y＝0；當(dāng)A/R＞e時(shí)，x＝0.41，y＝0.87。派生軸向力S＝0.7R。計(jì)算軸承1上的當(dāng)量載荷P1。(6分)題8圖軸承2題8圖軸承2軸承1FA左端蓋右端蓋機(jī)架機(jī)架nR2R1FAS2S1A2A1軸向力示意圖解：1)由派生軸向力S＝0.7R得S1＝0.7R1＝0.7×1000＝700N，S2＝0.7R2＝0.7×2000＝1400N。2)S2＋FA＝1400＋900＝2300N，大于軸承1上產(chǎn)生的S1(＝700N)，A1＝2300N；A2＝S2＝1400N。x1，y1：A1/R1＝2300/1000＝2.3＞e，x1＝0.41，y1＝0.87；x2，y2：A2/R2＝1400/2000＝0.7＞e，x2＝0.41，y2＝0.87。軸承1上的當(dāng)量載荷P1P1＝fP(x1R1＋y1A1)＝1.35(0.41×1000＋0.87×2300)＝3255N軸承2上的當(dāng)量載荷P2P2＝fP(x2R2＋y2A2)＝1.35(0.41×2000＋0.87×1400)＝2751N五、改錯(cuò)題（本題10分）試分析如圖所示軸系結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤，并加以改正。（指出錯(cuò)誤之處，并編上號(hào)，簡述其錯(cuò)誤原因，并改正之。）（至少改正5處）指出錯(cuò)誤之處，并編上號(hào)，簡述其錯(cuò)誤原因（略）。改正為：中國礦業(yè)大學(xué)2007－2008學(xué)年第一學(xué)期《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷（B）答案卷一．選擇題（本題共10小題，每小題2分，共20分，選錯(cuò)或不選不計(jì)分）1.某V帶傳動(dòng)，當(dāng)帶的線速度增加1倍，則帶內(nèi)的離心應(yīng)力增加了③。①1倍；②2倍；③3倍；④4倍2．為了提高受軸向變載荷螺栓的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)①。①增加聯(lián)接件剛度；②降低聯(lián)接件剛度；③增加螺栓剛度3．與矩形螺紋相比，三角螺紋的自鎖性能相對，機(jī)械效率相對②。①差高；②好低；③好高4．各種滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體與內(nèi)外圈之間的接觸狀態(tài)為③。①都是點(diǎn)接觸②都是線接觸③既有點(diǎn)接觸也有線接觸5．平鍵與楔鍵的受力方式為①。①擠壓、剪切，擠壓；②擠壓、剪切，剪切；③擠壓、剪切，剪切、擠壓6．普通蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，以作為設(shè)計(jì)式的原因在于①。①減少加工蝸輪的刀具數(shù)量；②減少加工蝸桿的刀具數(shù)量；③與加工無關(guān)7．在設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)時(shí)，鏈輪齒數(shù)最好取，鏈條節(jié)數(shù)最好?、?。①奇數(shù)奇數(shù)；②奇數(shù)偶數(shù)；③偶數(shù)偶數(shù)8．聯(lián)軸器的主要作用在于②。①緩和沖擊和振動(dòng)；②兩軸間存在各種誤差時(shí)，正常傳遞轉(zhuǎn)矩；③防止機(jī)器發(fā)生過載；④兩軸間無各種誤差時(shí)，才能傳遞轉(zhuǎn)矩9．當(dāng)配合螺栓受橫向力或旋轉(zhuǎn)力矩作用時(shí)，螺栓上的主要受力為③。①軸向拉力；②剪切力；③擠壓力與剪切力；④軸向拉力與剪切力10．十字滑塊聯(lián)軸器是②機(jī)構(gòu)在聯(lián)軸器上的應(yīng)用。①曲柄搖塊機(jī)構(gòu)；②雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)；③雙滑塊機(jī)構(gòu)二．填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，填錯(cuò)或不填不計(jì)分）1．滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸的配合比外圈與座孔的配合要緊。2．在一般情況下，鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比不等于常數(shù)。3．在對直齒圓錐齒輪傳動(dòng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，其中的一個(gè)零件稱為套杯，套杯的主要作用為調(diào)節(jié)一對直齒圓錐齒輪的錐頂?shù)街睾稀?．閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)一般按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按接觸強(qiáng)度校核。5．在承載能力方面，鏈條“24A－1×60”比“28A－1×60”小。6．設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承的主要目標(biāo)是減少摩擦與磨損、提高位置精度與工作壽命。7．在斜齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算中，漸開線在法面節(jié)點(diǎn)上的曲率半徑ρ1、ρ2分別為。8．在齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算中，系數(shù)Zε考慮重合度對接觸應(yīng)力的影響。9．圓錐滾子軸承應(yīng)成對使用。10．在螺栓聯(lián)接上緊時(shí)，阻礙螺母上緊的力矩為螺紋力矩與結(jié)合面力矩。三．當(dāng)齒輪的尺寸比較大，工作溫度差達(dá)100°C以上，試分析圖(a)與圖(b)所設(shè)計(jì)的齒輪中，哪一個(gè)有利于保持齒輪的幾何精度？若齒輪的寬度B＝400mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩T＝2×107N·mm，A型普通平鍵的截面尺寸b×h＝45×25，鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力［σ］＝100N/mm2，求輪轂處的寬度L＝（10分）答：圖(b)有利于保持齒輪的幾何精度。（5分）mm題3圖(a)(b)Φ2000Φ200Φ2000Φ200輪轂處的寬度L題3圖(a)(b)Φ2000Φ200Φ2000Φ200四.V帶傳動(dòng)所傳遞功率為10kW，帶速V＝10m/s，小帶輪上的包角α1＝135°，帶與帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)fV＝0.5。（1）求有效拉力Fe；（2）若測得帶松邊的拉力F2＝400N，問此時(shí)是否發(fā)生打滑？（10分）解：（1）由Fe＝1000P/V，得Fe＝1000N，（4分）fV×α＝0.5×(135×π/180)＝1.178。（2）由F1/F2＝efvα1＝e1.178＝3.248，根據(jù)Fe＝F1－F2＝2.248F2，得F2＝Fe/2.248＝1000/2.248＝445N＞400N，F(xiàn)2的最大值445N大于工作時(shí)的拉力400N，不產(chǎn)生打滑。（6分）五.當(dāng)螺栓的預(yù)緊力F0＝10KN，螺栓的剛度與被聯(lián)接件剛度的關(guān)系為Cb＝Cm/4，聯(lián)接所受工作載荷在25KN至5KN之間交替變化時(shí)，試計(jì)算(1)螺栓上工作拉力變化的幅值ΔF1與ΔF2；(2)螺栓中總拉力的最大值與最小值；。(12分)解：(1)已知Cb＝Cm/4，F(xiàn)＝5～25KN，ΔF1＝FCb/(Cb+Cm)，于是得ΔF1＝FCb/(Cb+Cm)＝5×(1/4)/(1/4+1)＝5KN（3分）ΔF2＝FCb/(Cb+Cm)＝40×(1/4)/(1/4+1)＝8KN（3分）螺栓上的拉力變化的幅值為5KN至8KN（2分）(2)已知F0＝10KN，F(xiàn)Σ＝F0+ΔF，得FΣ1＝10+5＝15KN（2分）FΣ2＝10+8＝18KN（2分）六．在直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)中，齒根彎曲應(yīng)力σF由下式計(jì)算(8分)(1)該式計(jì)算的齒根彎曲應(yīng)力σF位于哪個(gè)位置上齒根30°切線的位置；(2分)(2)齒形系數(shù)YFa是考慮齒根幾何形狀對齒根彎曲應(yīng)力的影響；(2分)(2)應(yīng)力修正系數(shù)YFa是考慮齒根過渡曲線的應(yīng)力集中及其他應(yīng)力對齒根彎曲應(yīng)力的影響。(4分)七．(2分)(4分)(2分)題7圖12'4323'ⅠⅡⅢn112'4323'ⅠⅡⅢn1F21aF12aF32'aF2'3aF43'a右旋右旋n4n2n3八.圖示的軸由兩個(gè)圓錐滾子軸承支承，軸承承受的徑向載荷為R1＝1500N，R題7圖12'4323'ⅠⅡⅢn112'4323'ⅠⅡⅢn1F21aF12aF32'aF2'3aF43'a右旋右旋n4n2n3計(jì)算軸承1上的當(dāng)量載荷P1。(6分)題題8圖軸承2軸承1FA左端蓋右端蓋機(jī)架機(jī)架nR2R1FAS2S1A2A1軸向力示意圖解：1)由派生軸向力S＝R/(2y)得S1＝R1/(2y)＝1500/(2×1.6)＝469N，S2＝R2/(2y)＝2500/(2×1.6)＝781N。2)S2＋FA＝781＋1250＝2031N，大于軸承1產(chǎn)生的S1(＝469N)，A1＝S2＋FA＝2031N；A2＝S2＝781N。x1，y1：A1/R1＝2031/1500＝1.354＞e，x1＝0.4，y1＝1.6；x2，y2：A2/R2＝781/2500＝0.3124＜e，x2＝1，y2＝0。軸承1上的當(dāng)量載荷P1P1＝fP(x1R1＋y1A1)＝1.25(0.4×1500＋1.6×2031)＝4812N軸承2上的當(dāng)量載荷P2P2＝fP(x2R2＋y2A2)＝1.25(1×2500＋0×781)＝3125N中國礦業(yè)大學(xué)2008－2009學(xué)年第一學(xué)期《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷（A）答案卷1填空（每小題2分，填對了得2分，填錯(cuò)或不填不得分，共20分）1．平鍵的失效型式為側(cè)面被壓潰，中部被剪斷。2．V型帶傳動(dòng)的摩擦系數(shù)比平皮帶傳動(dòng)的大。3．鏈傳動(dòng)相對于V型帶傳動(dòng)的工作線速度是低還是高低。4．在螺栓聯(lián)接中，欲提高螺栓的疲勞壽命，則螺栓的相對剛度應(yīng)當(dāng)小。5．在普通螺栓聯(lián)接中，螺栓危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力狀態(tài)為⑤。（①簡單拉伸；②純剪切；③拉彎組合；④彎扭組合；⑤拉扭組合）6．在機(jī)械設(shè)計(jì)中，普遍采用階梯軸的主要優(yōu)點(diǎn)為③。（①減輕軸的重量；②便于熱處理；③便于零件的裝配與定位；④抗彎能力強(qiáng)）。7．球軸承比滾子軸承的承載能力低；球軸承比滾子軸承的抗沖擊能力差。8．離合器在工作原理上分為機(jī)械離合；電磁離合。9．圓柱形螺旋拉壓彈簧應(yīng)力最大的位置在內(nèi)側(cè)。10．在軸肩處設(shè)計(jì)出圓角，目的在于減少應(yīng)力集中。2填空與選擇填空（每小題2分，填對了得2分，填錯(cuò)或不填不得分，共20分）1．細(xì)牙螺紋比粗牙螺紋的自鎖性能好。2．滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷是指在90％可靠度與106轉(zhuǎn)下所能承受的載荷。3．設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)時(shí)，鏈條節(jié)數(shù)最好取為偶數(shù)。4．已知一鏈傳動(dòng)，鏈號(hào)為24A(節(jié)距p＝38.10mm)，小鏈輪齒數(shù)z1＝19，轉(zhuǎn)速n1＝380r/min。試計(jì)算鏈條的平均速度V＝4.585m/s、瞬時(shí)最大速度Vmax＝4.605m/s。5．在液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承中，液體的粘度相對增加，則其承載能力相對提高。6．非液體摩擦滑動(dòng)軸承的主要失效形式是①。(①磨損；②軸瓦裂紋；③)點(diǎn)蝕7．帶傳動(dòng)中由于存在彈性滑動(dòng)，所以，實(shí)際傳動(dòng)比比理論傳動(dòng)比大。8．十字滑塊聯(lián)軸器是雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)，其允許徑向位移的能力相對較大。9．離合器相對于聯(lián)軸器的工作特點(diǎn)為可以在動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)軸的結(jié)合與分離。10．圓柱螺旋拉伸彈簧的旋繞比C相對減小，則其剛度增大。3關(guān)于螺栓與平鍵設(shè)計(jì)計(jì)算（總分15分）6－φ9nTφ55φ50φ1007515FRA5題3圖在題3圖所示的關(guān)于軸的部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，已知軸的轉(zhuǎn)速n＝520r/min，軸上的轉(zhuǎn)矩T＝600Nm，軸的右端與凸緣聯(lián)軸器相聯(lián)接，聯(lián)軸器采用6個(gè)M86－φ9nTφ55φ50φ1007515FRA5題3圖(1)求配合螺栓上的剪應(yīng)力τ＝；判斷該種聯(lián)接的安全性。（5分）(2)若采用4個(gè)M8的普通螺栓聯(lián)接，d1＝6.647mm，kf＝1.25，f＝0.16，螺栓的許用應(yīng)力[σ]＝615N/mm2，求(1)每一個(gè)螺栓上應(yīng)施加的預(yù)緊力F0＝；(2)螺紋危險(xiǎn)截面上的當(dāng)量應(yīng)力σe＝；(3)判斷該種聯(lián)接的安全性。（2＋2＋2＝6分）(3)采用一個(gè)A型普通平鍵聯(lián)接半聯(lián)軸節(jié)，平鍵的橫截面尺寸b×h＝14×9(mm2)，求鍵上的擠壓應(yīng)力σp。（4分）答案3-1：每一個(gè)配合螺栓上的剪力F＝T/(Z·r)＝600Nm／(6×0.050m)＝2000N，每一個(gè)配合螺栓的剪應(yīng)力τ＝F/(π×92/4)＝2000/(π×92/4)＝31.438N/mm2，τ＜［τ］，安全。(5分)3-2-1：每一個(gè)螺栓上應(yīng)施加的預(yù)緊力F0F0≥kf·T/(6r·f)＝1.25×600／(6×0.050×0.16)＝15625N(2分)3-2-2：螺紋危險(xiǎn)截面上的當(dāng)量應(yīng)力σeσe＝4×1.3F0/(π×d12)＝4×1.3×15625/(π×6.6472)＝585N/mm2。(2分)3-2-3：安全性判斷S＝［σ］/σe＝615/585＝1.05，安全。(2分)3-3：σp＝4T/(dhl)＝4×600000/[50×9×(75－14)]＝87.4N/mm2。(4分)4計(jì)算V帶傳動(dòng)的相關(guān)參數(shù)（3＋3＋2＋2＝10分）已知一帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i＝2.2，小帶輪上帶與輪的包角α1＝158o，傳遞的功率為P＝7.5kw，帶的工作速度V＝15m/s，緊邊拉力F1是松邊拉力F2的2.2倍。求(1)有效拉力Fe＝；(2)緊邊拉力F1＝；(3)預(yù)緊力F0＝。(4)帶與帶輪之間的摩擦系數(shù)fV1＝。（注：ln2=0.693147）答案4：4-1：α1＝158o＝158o×π/180o＝2.7576Fe＝1000P/V＝1000×7.5/15＝500N(3分)4-2：由于F1－F2＝1.2F2＝Fe，所以，F(xiàn)2＝Fe/1.2＝500/1.2＝416.667N，F(xiàn)1＝2.2F2＝916.667N(3分)4-3：F0＝0.5(F1＋F2)＝0.5(916.667＋416.667)＝666.667N(2分)4-4：F1＝F2efV1α1＝2.2F2e2.7576fV＝2.2fV＝ln2.2/2.7576＝0.2859(2分)5計(jì)算滾動(dòng)軸承的相關(guān)參數(shù)（共10分）題5圖FaS1S2R1R2軸承1軸承2軸承1軸承2Fa左端蓋右端蓋機(jī)架機(jī)架nO1O2在圖5所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡圖中，已知軸的轉(zhuǎn)速n＝1470r/min，角接觸軸承1上的徑向載荷R1＝800N，角接觸軸承2上的徑向載荷R2＝1900N，軸向載荷Fa＝1200N，兩個(gè)軸承的額定動(dòng)載荷Cr均為Cr＝38600N，e＝0.68，S＝0.7R，A/R≤e題5圖FaS1S2R1R2軸承1軸承2軸承1軸承2Fa左端蓋右端蓋機(jī)架機(jī)架nO1O2答案5：S1＝0.7×800＝560NS2＝0.7×1900＝1330N(2分)由于S1＋Fa＝560＋1200＝1760N＞S2，所以A2＝1760N，A1＝S1＝560N由于A1/R1＝560/800＝0.7＞e，所以，x＝0.41，y＝0.87；P1＝fp(x1R1＋y1A1)＝1.2(0.41×800＋0.87×560)＝978N(2分)A2/R2＝1760/1900＝0.926＞e，所以，x＝0.41，y＝0.87；P2＝fp(x2R2＋y2A2)＝1.2(0.41×1900＋0.87×1760)＝2772N(2分)(4分)（共15分）(4分)軸向(6分)(5分)答案6：由齒輪1的轉(zhuǎn)向確定的轉(zhuǎn)向，由的軸向受力向左知的軸向受力應(yīng)向右，為此得齒輪1為左旋、。由的軸向受力向下知的軸向受力向上，由的轉(zhuǎn)向與軸向受力方向知題6圖12'4323'ⅠⅡⅢn112'4323'ⅠⅡⅢn1F21a題6圖12'4323'ⅠⅡⅢn112'4323'ⅠⅡⅢn1F21aF12aF32'aF2'3aF43'a右旋右旋右旋左旋中國礦業(yè)大學(xué)2008－2009學(xué)年第一學(xué)期《機(jī)械設(shè)計(jì)》試卷（B）答案卷學(xué)院班級(jí)姓名班級(jí)序號(hào)題號(hào)一二三四五六七總分滿分20201015101510得分批改1填空（每小題2分，填對了得2分，填錯(cuò)或不填不得分，共20分）1．半圓鍵的工作面為側(cè)面。2．V型帶槽的楔角φ＝40o，V型帶傳動(dòng)的當(dāng)量摩擦系數(shù)fV＝f/sin20o。3．鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比i＝n1/n2，i與齒數(shù)Z1、Z2的關(guān)系為i＝n1/n2＝Z2/Z1。4．在螺栓聯(lián)接中，若螺栓的相對剛度大，則其疲勞壽命下降。5．在普通螺栓聯(lián)接中，被聯(lián)接件受橫向力的作用，螺栓危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力狀態(tài)為②。（①彎扭組合；②拉扭組；③拉彎組合；④純剪切合；⑤簡單拉伸）6．光軸比階梯軸的加工工藝性好；階梯軸比光軸的定位性好。7．滾子軸承比球軸承的承載能力高；滾子軸承比球軸承的抗沖擊能力強(qiáng)。8．聯(lián)軸器在工作原理上分為機(jī)械式；液力式與電磁式。9．圓柱形螺旋拉壓彈簧內(nèi)側(cè)的應(yīng)力比外側(cè)的應(yīng)力高。10．受橫向力作用的轉(zhuǎn)軸，軸的正應(yīng)力狀態(tài)為對稱循環(huán)。2填空與選擇填空（每小題2分，填對了得2分，填錯(cuò)或不填不得分，共20分）1．在螺栓組聯(lián)接中，為了提高螺栓的疲勞強(qiáng)度，螺栓數(shù)量宜選多；螺栓直徑宜選小。2．滾動(dòng)軸承的額定壽命是指90％可靠度與額定載荷作用下所能達(dá)到的壽命。3．在滾子鏈設(shè)計(jì)時(shí)，鏈條節(jié)數(shù)取奇數(shù)的缺點(diǎn)為需要使用過度鏈節(jié)。4．當(dāng)一個(gè)鍵的強(qiáng)度不夠時(shí)，可以采用兩個(gè)鍵聯(lián)接。這時(shí)，二個(gè)鍵需要間隔一定的角度：若是平鍵則為180度；若是切向鍵則為120度。5．對于液體動(dòng)壓軸承，其它條件不變，載荷越大，則相對偏心距越小。6．在設(shè)計(jì)動(dòng)壓液體摩擦滑動(dòng)軸承時(shí)，如其它條件不變，若選擇潤滑油粘度相對高的潤滑油，則承載能力將相對提高。7．在點(diǎn)盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)中，制動(dòng)盤離轉(zhuǎn)軸的中心距離應(yīng)盡量大，以增加制動(dòng)力矩。8．單萬向聯(lián)軸節(jié)允許角向位移的能力相對較大；傳動(dòng)比的性質(zhì)為周期性變化。9．多盤摩擦離合器的結(jié)合與分離可以采用的動(dòng)力方式為機(jī)械式；電磁式。10．圓柱螺旋拉伸彈簧的旋繞比C相對增大，則其剛度相對減少。題3圖題4圖題5圖題6圖φ110φ1004-φ11nTφ45φ426018R2F題3圖