東莞理工機(jī)械設(shè)計試卷樣式期中考試機(jī)械班參考答案

1、機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第1 頁 東莞理工學(xué)院(本科)期中考試參考答案 2015-2016 學(xué)年第二 學(xué)期 機(jī)械設(shè)計 開課單位：機(jī)械工程學(xué)院，考試形式: 閉卷，允許帶 計算器、繪圖儀器 入場 題序 一 -二二 三 四 五 六 七 八 總分 得分 評卷人 、是非題 (共 12 分，每小題 2 分，對者在括號內(nèi)打“V” ，錯者打 “X”) 得分1 1 1、 ( ( X ) )在其他條件不變的前提下，零件的截面形狀一定，其疲勞極限隨著截面尺寸增大而增高。 2 2、 ( ( X ) )帶傳動能保證準(zhǔn)確的瞬時傳動比。 3 3、 ( (V) )鏈傳動中，跳齒和脫鏈現(xiàn)象最先發(fā)生在大鏈輪輪齒上。 4 4

2、、 ( ( X ) )當(dāng)兩個被連接件一個較薄、另一個較厚，且需經(jīng)常拆卸時，宜采用螺釘連接。 5 5、 ( ( X ) )標(biāo)記為“鍵 C16 C16 X 80 80 GB/T 1096GB/T 1096- -2003 2003 ”的普通平鍵，其工作長度為 64 64 mmmm。 6、 ( (V) )滾子鏈的鏈節(jié)數(shù)應(yīng)盡量取偶數(shù)。 、選擇填空題(共 12 分，每空 2 分)得分 1 1、 普通平鍵連接強(qiáng)度校核的內(nèi)容主要是 A A _ 。 A.A.校核鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓強(qiáng)度； B.B.校核鍵的剪切強(qiáng)度； C. AC. A、B B 二者均需校核； D.D.校核磨損。 2 2、 帶傳動中，若小帶輪為主動輪

3、，則帶中的最大應(yīng)力發(fā)生在帶 _ _A A _ 接觸處。 A.A.緊邊與小帶輪； B.B.緊邊與大帶輪； C.C.松邊與小帶輪； D.D.松邊與大帶輪。 3 3、 零件受單向不穩(wěn)定變應(yīng)力作用時， 若各級應(yīng)力是遞減的，則發(fā)生疲勞破壞時的總損傷率計算值將 A A 。 A.A.小于 1 1 ； B.B.等于 1 1； C.C.大于 1 1； D.D.可能大于 1 1，也可能小于 1 1。 4 4、 按防松原理分類， A A 屬于摩擦防松。 A A 彈簧墊圈； B B 開口銷與開槽螺母； C C.串聯(lián)鋼絲； D.D.止動墊圈。 5 5、 鏈條的磨損主要發(fā)生在 C C_ 的接觸面上。 A A 滾子與輪齒；

4、 B.B.滾子與套筒； C.C.套筒與銷軸； D.D.內(nèi)鏈板與輪齒。 6 6、 在受軸向載荷的緊螺栓連接強(qiáng)度計算中，將螺栓所受總拉力乘以 1.31.3,是為了 D D _。 A A 保證足夠的預(yù)緊力； B B增大安全系數(shù)； C.C.防止松脫； D D計入扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。 三、填空題(共 20 分，每空 2 分)|得分| 1 1、 設(shè)計帶傳動時，為防止帶中的 彎曲應(yīng)力過大，應(yīng)限制小帶輪的最小直徑。 2 2、 普通平鍵的截面尺寸是根據(jù) 軸的直徑查標(biāo)準(zhǔn)確定的。當(dāng)鍵連接強(qiáng)度不足需采用雙鍵時， 應(yīng)沿 圓周180180 度對稱布置，并按 _1.5 _1.5 個鍵校核其強(qiáng)度。 3 3、 滾子鏈由滾子、套筒、銷軸

5、、內(nèi)鏈板和外鏈板組成， 其_銷軸與外鏈板一之間、套筒與內(nèi)鏈板一之機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第2 頁 間分別為過盈配合，其 銷軸與套筒_之間、_套筒與滾子 _之間分別為間隙配合。 4 4、受軸向變載荷的緊螺栓連接，在工作拉力和殘余預(yù)緊力不變的情況下， _減小一螺栓剛度 和_增大一被連接件剛度均能使應(yīng)力幅減小，使疲勞強(qiáng)度提高。 四、簡答題（共 10 分每題 5 分） 1 1、帶傳動在工作中帶受到哪些應(yīng)力的作用？何處應(yīng)力最大？ 得分 答：帶傳動在工作中受到拉、彎曲和離心拉應(yīng)力的作用；（3 3 分） 帶的緊邊進(jìn)入小帶輪處的帶的外側(cè)應(yīng)力最大。 （2 2 分） 2 2、設(shè)計滾子鏈傳動時，傳動中心距為什

6、么不能選得過大？又為什么不能選得過?。?得分 答：當(dāng)其他參數(shù)不變時，若中心距過大，松邊垂度過大，傳動時造成松邊顫動，故中心距不能選得 過大；（2 2分） 而當(dāng)中心距過小時，單位時間內(nèi)鏈條繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，鏈條的曲伸次數(shù)和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，因而加 劇了鏈的磨損和疲勞；同時，由于中心距小，鏈條在小鏈輪上的包角變小，每個輪齒所受載荷增大， 且易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象。故中心距不能選得過小。 （3 3 分） 總之，鏈傳動中心距既不能選得過小，也不能選得過大。 五、分析計算作圖題（共 46 分）得分 1 1、（ 1818 分）已知 4545 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后的機(jī)械性能為：強(qiáng)度極限 匚B =600MPa,屈服極限二s

7、= 360MPa, 疲勞極限；=300MPa,材料常數(shù) 0.25,試求： 1 1）材料的脈動循環(huán)疲勞極限 二0 ； （4 4 分） 2 2 ）繪制材料的等壽命疲勞曲線； （7 7 分） 3 3）若已知零件疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) K 2，試作出零件的等壽命疲勞曲線。 （7 7 分） （說明：2 2）、3 3）中兩圖可作在同一坐標(biāo)系內(nèi)，要求標(biāo)出比例尺） 得分 = （4 4 分） 機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第3 頁 C（360:0）機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第4 頁 2 2、（共 1616 分）某單根 V V 帶傳動的初拉力 F Fo = =300N300N，帶速V =11.73m/s，主動帶

8、輪上的包角 1 =150=150 ,當(dāng)量摩擦系數(shù)fv =0.485 =0.485 ,求：（提示：本題中efv - 3. 56） 1 1） 若測得松邊拉力為 200N200N，求此時 V V 帶的緊邊拉力及所傳遞的功率；（8 8 分） 2 2） 在保證 V V 帶傳動不打滑的條件下，單根 V V 帶所能傳遞的最大功率及此時的緊邊拉力 和松邊拉力。（8 8 分） 得分 解：（1 1）已知 F0 =300N , F2 =200N ,根據(jù) 2FF1 F2 ,得 緊 邊拉力 片=2F0 _ F2 =2 300 _200 =400N 又 V =11.73m/s , Fe =F1 一 F2 =400 -20

9、0 =200N （ 2 2 分） 代入已知數(shù)據(jù)并聯(lián)立求解得： F1 -468.421N F2 =131.579N 3 3、（ 1212 分）有一受預(yù)緊力F。和軸向工作載荷 F作用的緊螺栓連接， 已知預(yù)緊力F =1000N，螺栓 剛度Cb和被連接件剛度 Cm相等，軸向工作載荷 F =1000N，試計算： 1 1） 該螺栓所受總拉力 F2 ; （ 4 4 分） 2 2） 殘余預(yù)緊力F1; （ 4 4 分） 3 3） 在預(yù)緊力F0不變的條件下，若保證被連接件間不出現(xiàn)縫隙， 該螺栓允許的最大軸向工作載荷 Fmax 為多少？（ 4 4 分） 得分I 解：1 1）該螺栓所受總拉力 F2 （ 4 4 分）

10、C 1 F2 =F0 bF =1000 1000 =1500N Q + Cm 2 2 2）殘余預(yù)緊力F1 （ 4 4 分） （2 2 分） p二 1000 200 停3 .2.346KW 1000 （4 4 分） f 300 336.842N 3. 56 + 1 2F0 efv ： 1 （2 2 分） 竺=336842 “73 =3.951KW 1000 1000 （2 2 分） 又 2F0 =F1 F2 Fec （2 2 分） （2 2 分） 機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第5 頁 F1 =F2 -F =1500 -1000 =500N機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第6 頁 1 1）根據(jù)滑移

11、條件得 KsF. fzi 已知 i=2 i=2 , f 0. 15 , z=2 z=2 ,忑=1.2 , F -Ks fZi F0 0. 15 2 1. 2 二 0. 5F0 （2 2）又根據(jù)螺栓強(qiáng)度條件：二13蘭戸 得： 廠“二dj刁 0 一 1.3 4 二 20.7522 128 5.2 -33302.46N (3(3)由( (1 1 F=0.5F0=0.5 33302.46 =16651.23N （3 3 分） （2 2 分） （3 3 分） （2 2 分） （2 2 分） 3 3）該螺栓允許的最大軸向工作載荷 Fmax （ 4 4 分） 在預(yù)緊力Fo不變的條件下，若保證被連接件間不出現(xiàn)

12、縫隙，必須 F Fo Cm F _ 0 Cb Cb + + 5 5 則 Fmax 二Fo =2 1000 二 2000N Cm , （1212 分）圖示為一普通螺栓組聯(lián)接。采用 2 2 個 M24 M24 的螺栓（螺紋小徑f =0.15，可靠性系數(shù)忑 =1.2，試求該螺栓組聯(lián)接可承受的最大橫向載荷F。 得分 附加題一 d di =20.752mm=20.752mm)， 已知螺栓的許用應(yīng)力二=128 MPaMPa， 被聯(lián)接件接合面間的摩擦系數(shù) 機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第7 頁 附加題二（共 1212 分）一根軸用兩個同型號的角接觸球軸承支承（如圖示），已知軸上外載 荷FA =40N， FR

13、 =500N，其方向及作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離如圖所示（提示：派生軸向力 Fd = 0.68Fr）: 1 1） 計算軸承 1 1、2 2 所受的徑向載荷 FnFn、F2 ； （ 4 4 分） 2 2） 畫出軸承 1 1、2 2 的派生軸向力方向并計算其大?。唬? 4 分）； 3 3） 計算軸承 1 1、2 2 所受的軸向載荷 F Fa1、F Fa2。 （ 4 4 分） 得分 機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第8 頁 F Fr2 Fr1 設(shè)軸承所受的徑向載荷分別為Fr1、Fr2,則 Fr2 = FR - Fr1 =5 0 03 0 0 2 0 N （ 2 2 分） （2 2）由圖示布置形式可知Fd1、F

14、d2的方向如圖所示。 （2 2 分） 已知：Fd1 =0.68Fr1 =0.68 300 =204N （1 1 分） Fd2 =0.68Fr2 =0.68 200 =136N （1 1 分） （3 3） / Fd2 FA =136 40 =176 ： Fd1 =204 軸承 2 2 被“壓緊” （1 1 分） 軸承 1 1 被“放松” （1 1 分） - Fa1 二 Fd1 =204N , （ 1 1 分） Fa2 二 Fd1 一 FA = 204 一 40 = 164 N - F Fd1 F d2 解：（1 1 ） FR 150 250 5050=300N 250 （2 2 分） （1 1

15、分） 機(jī)械設(shè)計期中考試試卷參考答案 第9 頁 附加題三（共 1212 分）女口圖所示傳動中： 齒輪 1 1 和 2 2 為漸開線斜齒圓柱齒輪傳動，齒輪 3 3 和 4 4、 齒輪 5 5 和 6 6 均為軸交角 羽90 的漸開線直齒圓錐齒輪傳動，齒輪 9 9 和 1010 為正常齒制漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒 圓柱齒輪傳動。已知I軸為動力輸入軸，輸入功率 R = 3KW 其轉(zhuǎn)速厲=1260r/min,轉(zhuǎn)動方向如 圖所示。已知各輪齒數(shù)分別為：乙=18, z 24, z3 = 24, 28, z5二24, z6二36, Z7 =1 Zg 二 36, Z9 二 32, Ze 二 48,試求： 1 1 ）欲使軸

16、IIII 上斜齒輪 2 2 和錐齒輪 3 3 的軸向力方向相反，并完全抵消，斜齒輪 1 1、2 2 的螺旋角旋向 應(yīng)如何選擇？若已知錐齒輪 3 3 輪齒上所受軸向力Fa3 = 305N,斜齒輪 1 的模數(shù)= 2mm試計算 斜齒輪 1 1 的螺旋角的大小 （忽略傳動裝置的功率損耗）；（7 7 分） 2 2）欲使軸 IVIV 上錐齒輪 6 6 和蝸桿 7 7 的軸向力方向相反， 蝸桿 7 7、蝸輪 8 8 的螺旋角旋向應(yīng)如何選擇？ Ft7 1 1） CDCD 齒輪 1 1 為右旋，齒輪 2 2 為左旋。（計 2 2 分） 計算斜齒輪 1 1 的螺旋角的大小 - -（計 5 5 分） 欲使Fa2二Fa3，即 齒輪 3 3 的分度圓螺旋角 - -3 3 : :- - 13. 13. 97189718 （2 2 分） 3 3）試在圖上標(biāo)出齒輪 和方向。（3 3 分） 4 4 和蝸桿 7 7 輪齒所受圓周力Fti、徑向力 Fri和軸向力Fai （i=4, i=4, 7 7）的作用位得分 O Fr Fa2 =Fa1 = 2TL tan 2T1 一 tan 1 2T1 . sin ：1 二 Fa3 , d1 叫憶1 /