(完整word版)機(jī)械設(shè)計期末考試試題及答案

1、1機(jī)械設(shè)計期末考試試題及答案一、選擇題（共 20 分，每小題 2 分）1、 通常，一個零件的磨損過程大致可分為三個階段，按先后順序，它們依次是（）A.劇烈磨損、磨合、穩(wěn)定磨損B.穩(wěn)定磨損，劇烈磨損、磨合C.磨合、劇烈磨損、穩(wěn)定磨損D.磨合、穩(wěn)定磨損、劇烈磨損2、設(shè)計斜齒圓柱齒輪傳動時，螺旋角B般在 820范圍內(nèi)選取，B太小斜齒 輪傳動的優(yōu)點不明顯，太大則會引起（）。A.大的切向力 B.大的軸向力 C.小的切向力 D.小的軸向力3、 若一滾動軸承的壽命為 1370000 轉(zhuǎn)，則該軸承所承受的當(dāng)量動載荷（）基本額定動載荷。A. 等于 B. 小于 C.大于 D. 無法判斷4、 在不完全液體潤滑滑動軸

2、承設(shè)計中， 除了限制軸承 p 值外，還要對軸承 pv 值 進(jìn)行驗算，其主要目的是（）。A.限制軸承過渡磨損 B.限制軸承的溫升 C.保證軸承的強度 D.限制軸承的質(zhì)量5、 通常，一部機(jī)器主要是由（）三部分構(gòu)成的。A.原動部分，傳動部分，執(zhí)行部分B.原動部分，傳動部分，控制部分C.輔助系統(tǒng)，傳動部分，控制部分D.原動部分，控制部分，執(zhí)行部分6、 一般參數(shù)的閉式硬齒面齒輪傳動的主要失效形式是（）。A.齒面點蝕B.輪齒折斷C.齒面磨粒磨損D.齒面膠合7、 在 V 帶傳動中，小輪包角一般應(yīng)大于（）度。&一齒輪傳動，主動輪 1 用 45 號鋼調(diào)質(zhì)，從動輪 2 用 45 號鋼正火，貝尼們的 齒面接

3、觸應(yīng)力（）。9、蝸桿蝸輪傳動的傳動比，正確表達(dá)式是（）10、設(shè)計一對材料相同的軟齒面齒輪傳動時，一般應(yīng)使大齒輪的齒面硬度HB3（） 小齒輪的齒面硬度HBS。A.大于 B. 小于 C. 等于 D.大于或等于二、填空題（共 10 分）1、 在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，軸的最小直徑 dmin是按_初步確定的。（1 分）2、 受軸向載荷的緊螺栓所受的總拉力是_與_ 之和。（1 分）3、 在斜齒圓柱齒輪的設(shè)計計算中，考慮到實際承載區(qū)的轉(zhuǎn)移，斜齒輪傳動的許A.90B.100C.150D.120A.B.C.D.無法判斷A.d1B.i亞 C.iZ1D.d22用接觸應(yīng)力可取為H1與H2_ 。（1 分）4、 普通螺紋的公稱

4、直徑指的是螺紋的 _ 徑，計算螺紋危險截面時使用的是螺紋的_ 徑。（1 分）5、_ 安裝于某軸單支點上的代號為 32208 的一對滾動軸承，其內(nèi)徑_mm,軸承名稱為_ 。（1 分）6、 平鍵聯(lián)接的主要失效形式有：工作面_（靜聯(lián)接），工作面 （ 動 聯(lián)接），個別情況下會出現(xiàn)鍵的剪斷。（1 分）7、 在鏈傳動中，鏈輪的轉(zhuǎn)速 _ ，節(jié)距_，則傳動的動載荷越大。（1 分）8、 閉式齒輪傳動中，當(dāng)齒輪的齒面硬度 HBS350 時，則易出現(xiàn)_ 壞，按_強度進(jìn)行設(shè)計。（2 分）9、 安裝滾動軸承時，其內(nèi)圈與軸徑一般是采用 _己合關(guān)系， 以保證 兩者之間沒有相對的轉(zhuǎn)動。（1 分）三、簡答題（共 20 分，每小

5、題 5 分）1、圖 1 中，輪 1 為主動輪。試問：（1）帶傳動工作時，帶處于圖中哪一點的應(yīng)力最大？max? （ 2 分）（2）帶傳動的主要失效形式有哪些？帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是什么？ （3 分）圖3最大工作應(yīng)力max,最小工作應(yīng)力min,和循環(huán)特性的大小。要求寫出完整的計 算公式。（5 分）3、螺紋聯(lián)接主要有哪幾種基本類型？試簡述其特點及使用場合。（不要求畫圖）（5 分）4、為什么點蝕主要發(fā)生在節(jié)線附近齒根面上？（5 分）四、分析題 （共 26 分，第 1 題 12 分，第 2 題 8 分，第三小題 6 分）1、如圖 2 所示機(jī)械傳動系統(tǒng)，已知電機(jī)轉(zhuǎn)向，試分析： （在圖上畫出或?qū)懗觯?） 為使

6、 II 軸所受的軸向力最小，確定兩斜齒圓柱齒輪螺旋線的方向；（2） 確定蝸輪旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向；（3） 畫出 II 軸上斜齒圓柱齒輪受力的三個分力的方向；（4） 畫出 II 軸上錐齒輪受力的三個分力的方向。2、已知一轉(zhuǎn)軸工作時的平均應(yīng)力200MPa，應(yīng)力幅a100MPa，試求該軸的4圖 22、試分析圖 3 所示卷揚機(jī)中各軸所受的載荷，并由此判定各軸的類型（忽略軸 的自重和軸承中的摩擦）圖 33.圖 4 所示為三級減速裝置傳動方案簡圖，要求總傳動比i=50，這樣布置是否5合理？為什么？試畫出合理的傳動方案簡圖（不采用蝸桿傳動）（6 分）6五、計算題（14 分）某傳動裝置，根據(jù)工作條件決定采用一

7、對角接觸球軸承（如圖 5）,暫定軸承型號為 7307AC 已知：軸承荷載,Fr11000N，F(xiàn)r23000N,Fae880N,轉(zhuǎn)速 n 4000r/min,載荷系數(shù)fP1.5，溫度系數(shù)ft1，預(yù)期壽命Lh1500h。試問:所選軸承型號是否合適?（15 分）對于球軸承備用公式：Lh10(),P fp(XFrYFa)60n P圖 47浮Fae始1r22FFr18六、結(jié)構(gòu)設(shè)計（10 分）圖 6 中所示軸系結(jié)構(gòu)有錯誤和不合理的地方，請指出并說明原因。 要求：請在圖示中的結(jié)構(gòu)錯誤處引出線并標(biāo)上序號，如1、2、3、圖 6型號數(shù)據(jù)C(N)派生軸向力Fd（N）Fa/FreFa/FreeXYXY7307AC33

8、4000.7Fr0.410.87100.79參考答案與評分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題（每題 2 分，共 20 分）1. D 2.B 3.B4.B5.A6. B 7.D 8.C9.B10.B二、填空題（共 10 分）1.軸的扭矩-1 分2.殘余預(yù)緊力，工作拉力- 1 分3.平均值 - 1 分4.大徑， 小徑- 1 分5.40，圓錐滾子軸承 - 1 分6.壓潰，過渡磨損-1 分7.越高，越大 - 1 分8.點蝕，接觸疲勞，輪齒折斷，彎曲疲勞 - 1 分9.基孔制- 1 分三、簡答題（每小題 5 分，共 20 分）1.答：（1）a點，max 1 c b1-2 分（2）帶傳動的主要失效形式有打滑和帶的疲勞破壞，設(shè)

9、計準(zhǔn)則為保證帶傳動不打滑的條件下，使帶具有定的疲勞強度和壽命。 -3 分2.maxma300MPa （2 分）minma100MPa（2 分）rmin；max100/3001/3（1 分）3. (1) 螺栓聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接 -(1 分)（2）螺栓聯(lián)接又有普通螺栓聯(lián)接的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，普通螺栓聯(lián)接特點是被聯(lián)接件上的通孔和螺栓桿間有間隙，通孔的加工精度要求不高，結(jié)構(gòu)簡單。鉸制孔用螺栓聯(lián)接采用基 孔制過渡配合，聯(lián)接精度高。- （1 分）雙頭螺柱聯(lián)接適用于結(jié)構(gòu)上不能采用螺栓聯(lián)接的場合，大部分是被聯(lián)接件被聯(lián)接件之一比較厚，且不易制成通孔。- （1 分）螺釘聯(lián)接是螺栓直接擰入被聯(lián)接件

10、的螺紋孔中，不用螺母，結(jié)構(gòu)上簡單，緊湊。（1 分）緊定螺釘聯(lián)接是利用擰入零件螺紋孔中的螺釘末端頂住另一零件的表面或頂入相應(yīng)的凹坑中，以固定兩個零件的相對位置。- （1 分）4.答：原因：（1）輪齒在節(jié)線附近嚙合時，相對滑動速度低，潤滑不良，摩擦力較大；（2）節(jié)線附近通常只有一對齒接觸，輪齒受力較大，而靠近齒根面又比靠近齒頂面受力要大；（3）潤滑油進(jìn)入，齒根面上的疲勞裂紋容易擴(kuò)展。1蝸桿的傳動比 i z2/ z-i四、分析題（共 26 分,故tan2tan(40/220 ,0.92tan 11.310.920.v)tan (11.315.71 )考慮傳動效率的影響，由輸入功與輸出功的關(guān)系得到DF

11、 D2 F i 2第 1 題 12 分，第22 題 8 分,2第 3 小題 6 分）F1 . 11（1）2 齒輪各 1 右旋，齒輪 2 左旋-1126 蝸解逆時針方向旋轉(zhuǎn)，左旋一-由表）1 見圖查得1一0一一3分見圖-3 角得60 1000cosVs根據(jù)VFa23.08m/s，由表- 811 27 (略)11 28 解：fFr2圖FD 10 1000 148176.2 N2D i 2 350 20 0.6- 3 分3 分11 1836，由公式(11-22)，滑動速度40 14403.08m/s1000 cos11 18 3611-18 查得vtan1ta n(v)6036 ，由公式（11-21

12、）,嚙合效率tan11 18 36tan(11 18 361 36 )Fa3-Ft30.圖2.答：軸 I 只受轉(zhuǎn)矩，為傳動軸 （2 分）；既受轉(zhuǎn)矩，又受彎矩，故為轉(zhuǎn)軸；（2 分）只受彎矩，且為轉(zhuǎn)動的，故為轉(zhuǎn)動心軸；只受彎矩，且為轉(zhuǎn)動的，故為轉(zhuǎn)動心軸。IIIIIIV(2 分)(2 分)題解 11 28 圖3.11 29 解：圖中的傳遞方案不合理。 應(yīng)將帶傳動布置在高速級， 而將鏈傳動布置在低速級， 可采用以下幾 種常用的傳動方案。方案一:方案二方案三t題解 11 29 圖五、計算題（14 分）解：作出派生軸向力的方向如圖所示，計算出其大小;112FdiOX 0.7 1000700N(1 分)Fd

13、20.7Fr20.7 3000 2100N（1 分）計算軸承 1、2 的軸向載荷Fa1、Fa2（5 分）因為FaeFd1880 700 1580N Fd2所以軸承1壓緊端，軸承 2 為放松端，軸向載荷分別為:Fa1= Fd2-Fae2100-880=1220NFa2= Fd22100N計算軸承1、2的當(dāng)量動載荷由表查得e 0.7，而Fa112201.22eFa221000.7=e，F(xiàn)r11000Fr23000所以X10.41，乂0.87；X21,Y20。故當(dāng)量動載荷為RfP(X1Fr1Y1Fa1) 1.5(0.41 1000 0.87 1220) 2207.1NF2fp(X2Fr2Y2Fa2)1.5(1 3000 0 2100)4500N3.計算軸承的壽命Lh因軸的結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承,為計算依據(jù)。而F2P1，故應(yīng)以軸承2的當(dāng)量動載荷P2610(1 33400)360 4000(4500所選 7307AC 軸承合適。（2 分）