上海工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)試題A資料

1、機(jī)械設(shè)計(jì)試題 A一、填空（每空 1 分，共 20 分）1在疲勞曲線上，以循環(huán)基數(shù)NO為界分為兩個區(qū)：當(dāng) N >NO時(shí)，為（）區(qū)；當(dāng)Nv NO時(shí)，為（）區(qū)。2剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗（）的能力。零件材料的彈性模量越小，其剛度就越（ ）。3潤滑油的（）性越好，則其產(chǎn)生邊界膜的能力就越強(qiáng)； （ ）越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越大。4為改善潤滑油在某些方面的性能，在潤滑油中加入的各種具有獨(dú)特性能的化學(xué)合成物 即為（ ）。5正是由于（）現(xiàn)象，使帶傳動的傳動比不準(zhǔn)確。帶傳動的主要失效形式為（）和（ ）。6蝸桿傳動的主要缺點(diǎn)是齒面間的（）很大，因此導(dǎo)致傳動的（ ）較低、溫升較高。7鏈傳動水平布置時(shí)，

2、最好（）邊在上， （ ）在下。8設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速、（ ）和（ ）選擇聯(lián)軸器的型號。9徑向滑動軸承的半徑間隙與軸頸半徑之比稱為（）；而（）與（ ）之比稱為偏心率 。10 對于普通平鍵，考慮到載荷分布的不均勻性，雙鍵聯(lián)接的強(qiáng)度按（）個鍵計(jì)算。二、判斷題（每小題 1分，共10分）（正確的劃，錯誤的劃“X” ）1十字滑塊聯(lián)軸器中的所有元件都是剛性元件，因此屬于剛性聯(lián)軸器。（）2. 兩摩擦表面的粗糙度值越小，則越容易實(shí)現(xiàn)液體動力潤滑。（）3在計(jì)算轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度時(shí)，安全系數(shù)法比當(dāng)量彎矩法更精確。（）4. 相嚙合的蝸桿和蝸輪的螺旋角必須大小相等，旋向相反。（）5. 閉式齒輪傳動皆須首先按齒面接觸強(qiáng)度

3、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定傳動的幾何尺寸，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 （）6. 由于鏈傳動不需要張緊力，故作用在軸上的載荷較小。（）7. 正是由于過載時(shí)產(chǎn)生“彈性滑動”，故帶傳動對傳動系統(tǒng)具有保護(hù)作用。 （）8. 楔鍵只能用于單向傳動，雙向傳動時(shí)，必須采用兩個楔鍵。（）9. 性能等級為6.6級的螺栓，其屈服點(diǎn)=600MPa。（）10. 機(jī)械零件的計(jì)算分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算，兩種計(jì)算的目的都是為了防止機(jī)械零件在正常使用期限內(nèi)發(fā)生失效。 （）三、簡答題（每小題 5 分，共 20分）1. 簡述為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象？2. 對于滾動軸承的軸系固定方式，請解釋什么叫“兩端固定支承”？3. 簡述形

4、成穩(wěn)定動壓油膜的條件？4. 解釋名詞 : 滾動軸承的壽命；滾動軸承的基本額定動載荷。四、（ 15 分）某軸用一對同型號角接觸球軸承支承，受力情況如圖所示。已知：內(nèi)部軸向力 FS = 0.68Fr , e= 0.68。當(dāng)-A < e 時(shí)，X = 1，丫 = 0;當(dāng)-FA > e 時(shí)，X = 0.41, Y = 0.87。F RF R問哪個軸承的壽命低?500Fx=900NFri=4000NFr2=2500N!«五、（15分）如圖所示的螺栓組聯(lián)接，已知外載荷F = 5KN，各有關(guān)幾何尺寸如圖所示。試計(jì)算受力最大螺栓所受的橫向工作載荷Fsmax。六、（20分）設(shè)計(jì)一個標(biāo)準(zhǔn)直齒圓

5、柱齒輪傳動，傳動比 i = 3.2,允許傳動比有不超過土 5% 的誤差。通過強(qiáng)度計(jì)算已確定中心距 a = 320mm，模數(shù)m3mm，取齒寬系數(shù) d = 1。試 確定下列幾何尺寸： m、乙、Z2、小、d2、3、b2。（模數(shù)系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、）機(jī)械設(shè)計(jì)試題 B一、填空（每空 1 分，共 20 分） 1當(dāng)所受軸向載荷通過（）時(shí)，螺栓組中各螺栓承受的（）相等。2從結(jié)構(gòu)上看，帶輪由（）、輪輻和（ ）三部分組成。3在直齒圓柱齒輪傳動的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，以（）為計(jì)算點(diǎn)，把一對輪齒的嚙合簡化為兩個（ ）相接觸的模型。4按鍵齒齒廓曲線的不同，花鍵分為（）花鍵和（ ）花鍵。5

6、請寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法： （ ）和（ ）。 6疲勞曲線是在（）一定時(shí)，表示疲勞極限 與（ ）之間關(guān)系的曲線。7理論上為（）接觸或（ ）接觸的零件，在載荷作用下，接觸處局部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力。8開式齒輪傳動的主要失效形式是： （ ）和（）。9徑向滑動軸承的條件性計(jì)算主要是限制壓強(qiáng)、 （）和（）不超過許用值。10在類型上，萬向聯(lián)軸器屬于（）聯(lián)軸器，凸緣聯(lián)軸器屬于（ ）聯(lián)軸器。二、選擇填空（每空 1 分，共 10 分）1下列磨損中，不屬于磨損基本類型的是（）；只在齒輪、滾動軸承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是（ ）。（ 1 ）粘著磨損；（2）表面疲勞磨損；（3）磨合磨損；（4）磨粒磨損。2在

7、通過軸線的截面內(nèi)，（ ）的齒廓為直邊梯形；在與基圓柱相切的截面內(nèi)， （ ）的齒廓一側(cè)為直線，另一側(cè)為曲線。（1）阿基米德蝸桿；（2）法向直廓蝸桿；（3）漸開線蝸桿；（4）錐蝸桿。3、對于直齒圓柱齒輪傳動，其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度主要取決于（ ）；其表面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于（ ）。（1）中心距和齒寬；（2）中心距和模數(shù)；（3）中心距和齒數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬。4、對于徑向滑動軸承， （）軸承具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點(diǎn)； （ ）軸承必須成對使用。（1）整體式；（2）剖分式；（ 3）調(diào)心式；（4）調(diào)隙式。5在滾子鏈傳動的設(shè)計(jì)中，為了減小附加動載荷，應(yīng)（）。（ 1）增大鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；（2）增大鏈節(jié)距并

8、減小鏈輪齒數(shù)；（ 3 ）減小鏈節(jié)距和鏈輪齒數(shù)；（ 4）減小鏈節(jié)距并增加鏈輪齒數(shù)。6對中性高且對軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是（）聯(lián)接。（ 1）普通平鍵； （2）半圓鍵； （3）楔鍵； （4）切向鍵。三、簡答題（每小題 5 分，共 20分） 1畫圖表示機(jī)械零件的正常磨損過程，并指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪幾個磨損階段？ 2簡述 Miner 法則（即疲勞損傷線性累積假說）的內(nèi)容。3 簡述齒向載荷分布系數(shù)和齒間載荷分配系數(shù) 分別考慮的是什么因素對齒輪所受載荷的影響？4 試分析張緊力 F0對帶傳動正反兩方面的影響。四、(15分)已知某材料的力學(xué)性能為：1 = 350MPa, m= 9, N0 = 5X 106

9、，對此材料進(jìn)行對稱循環(huán)疲勞試驗(yàn)，依次加載應(yīng)力為：(1) 1 = 550MPa,循環(huán)次數(shù)ni = 5X 104 ; (2)52 = 450 MPa，循環(huán)次數(shù)n2= 2 x 10 ; ( 3) 3=400 MPa。求：發(fā)生疲勞破壞時(shí)，3的循環(huán)次數(shù)n3=?Fs = eFR,e= 0.36。1IOR1匚./13Fr1FR22六、(18分)圖示為一蝸桿軸用兩個角接觸球軸承支承。已知蝸桿所受軸向力Fx = 580N ,兩軸承的徑向力為：FR1 = 935N , Fr2 = 1910N，載何性質(zhì)系數(shù)fP = 1.1。試計(jì)算兩個軸承的當(dāng)量動載荷。注：*內(nèi)部軸向力*當(dāng) N w e 時(shí)，X = 1, Y = 0

10、;當(dāng)甩 > e 時(shí)，X = 0.41, Y = 0.87。FrF r八、(17分)圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳動系統(tǒng)。已知：I軸為輸入軸，轉(zhuǎn)向如圖所示， 輸出軸功率 Pm = 5KW ,轉(zhuǎn)速nm= 157rpm ,各輪齒數(shù)為：乙=25 , Z2=60 ,Z3=22, Z4=84，設(shè)效率為 100%。(1) 在圖中標(biāo)出各輪轉(zhuǎn)向，并計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩。(2) 為使2、3兩輪的軸向力方向相反，確定并在圖中標(biāo)出3、4兩輪的螺旋方向。(3) 在圖中標(biāo)出2、3兩輪在嚙合點(diǎn)處所受各分力(Ft、Fr、Fx)的方向。機(jī)械設(shè)計(jì)試題 A標(biāo)準(zhǔn)答案、填空(每空1分，共20分)1.無限壽命區(qū)有限壽命區(qū)2.彈性

11、變形小3.油粘度4.添加劑5.彈性滑動打滑帶的疲勞破壞 6.相對滑動速度效率7.緊邊松邊8.轉(zhuǎn)矩直徑9.相對間隙偏心距半徑間隙10.1.5、判斷題1. X 2 . V 3. V 4.X 5.X 6.V 7. X 8.X 9.X 10 . V三、簡答題(每小題 5分，共20分)答：因?yàn)樵陂_式齒輪傳動中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點(diǎn)蝕的速度還快，在點(diǎn)蝕形成之前， 齒面的材料已經(jīng)被磨掉，故而一般不會出現(xiàn)點(diǎn)蝕現(xiàn)象。答：兩端固定支承即為軸上的兩個軸承中，一個軸承的固定限制軸向一個方向的串動，另 一個軸承的固定限制軸向另一個方向的串動，兩個軸承的固定共同限制軸的雙向串動。 答：1)兩摩擦表面之間必須能夠形成收斂

12、的楔形間隙；2 )兩摩擦表面之間必須有充足的、具有一定粘度的潤滑油；3)兩摩擦表面之間必須有足夠的相對運(yùn)動速度。答：1)滾動軸承的壽命即滾動軸承中內(nèi)、外圈滾道以及滾動體，任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕 之前，兩套圈之間的相對運(yùn)轉(zhuǎn)總轉(zhuǎn)數(shù)。也可用恒定轉(zhuǎn)速下的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)表示；2)基本額定動載荷即基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的最大載荷。四、 解：(1) F s1 0.68FR1 = 0.68 4000 2720 (N)1.5 分F s2 0.68Fr2 = 0.68 2500 1700 (N)1.5 分(2) Fs2 Fx 1700 900 2600 (N)v Fs1 2720 (N)故Fa1Fs1

13、2720 (N) 3 分Fs1 Fx 27209001820(N )> Fs2 1700 ( N)故Fa2Fs1Fx1820(N)-3分Fa12720 小“0.68e，則X = 1,Y=0。Fr14000則FP1fP(X1FR1 Y1FA1) fP (1 4000 0 2720) = 4000 fP (N)F A2F R24分T=500 X F= 5 X 105在F作用下，各螺栓所受橫向力為Fs1= Fz1250 ( N)在T作用下，各螺栓所受橫向力也相等，為_ rT T 2.5 106Fs22"4r 4r 4、80280=5524.3 (N)顯然，1、2兩螺栓所受的橫向力最大

14、，為2 2Fsmax Fs1 Fs2 2Fs1Fs2 cos125025524.32 2 1250 5524.3 cos1356469 (N)0.728 >e,貝U X = 0.41, Y = 0.87。 2500則Fp2fp(X2FR2 Y2FA2)fP (0.41 2500 0.87 1820)3500 fP (N)由于Fpi > Fp2，故軸承1的壽命短。五、解：（1）將F向螺栓組形心平移，同時(shí)得轉(zhuǎn)矩T。z130z298-4分d1 mz1530150 ( mm)-2分d2 mz2598490 ( mm)2分d d11150 ( mm)2分六、解:(1)由Zi1am(Z1 Z2

15、)得Z12m =5 (mm)(應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值)2 320=128Z22a 2 320聯(lián)立Z2(1)Z2izi3.2z1(2)(1 )、(2)解得30.47 ,Z297.53取 b2 b 150 ( mm),b1 b2 10 150 10 160 (mm)4 分11注：本題主要考察：m是否為標(biāo)準(zhǔn)值？是否滿足 a (d 1 d2)m( z1 z2 ) ?各參數(shù)22和尺寸取值圓整是否合理？機(jī)械設(shè)計(jì)試題 B標(biāo)準(zhǔn)答案一、填空(每空1分，共20分)1.螺栓組形心 軸向工作拉力 2.輪轂輪緣3.節(jié)點(diǎn)圓柱體4.矩形 漸開線5.雙螺母等 防松墊圈等6.應(yīng)力比 循環(huán)次數(shù)7點(diǎn)線8.齒面的磨粒磨損斷齒9.速度 pv值10

16、.無彈性元件的撓性岡性二、選擇填空(每空 1分，共10分)1. ( 3) (2) 2. (1) (3) 3、(4) (1) 4、(1) (3) 5. ( 4 ) 6. ( 1 )三、簡答題(每小題 5分，共20分)答：主要經(jīng)歷三個階段：磨合磨損階段；穩(wěn)定磨損階段；劇烈磨損階段。答：在規(guī)律性變幅循環(huán)應(yīng)力作用下，各應(yīng)力對材料造成的損傷是獨(dú)立進(jìn)行的，并可以線性 地累積成總損傷，當(dāng)各應(yīng)力的壽命損傷率之和等于1時(shí)，材料將會發(fā)生疲勞。答：系數(shù) 考慮的是載荷沿齒向分布不均勻性對齒輪輪齒所受載荷的影響；系數(shù) 考慮的是載荷在同時(shí)嚙合的齒對之間分配不均對齒輪輪齒所受載荷的影響。答：張緊力F0越大，則帶傳動的承載能

17、力就越大，但同時(shí)帶中所受的拉應(yīng)力也越大，從 而 降低帶的壽命；張緊力越小，雖可減小帶中的拉應(yīng)力，提高帶的壽命，但帶傳動的承 載能力會降低。四、 解：(1)由疲勞曲線方程mN C 1N0m得N1 N。m9N1N。35051068.6104 3分1550m9N21N045051068.2105 3分2550m9N31N040051062.85105 -3分3550n<in2n3(2)根據(jù)Miner法則一一 一NiN2N3455 102 10g8.6 1048.2 1052.85 105解得：n34.98 104336.6( N) 十五、解：(1) Fs1 0.36FR1 0.36 935(

18、N)Fs20.36Fr2 0.36 1910(N)687.6(N)>2分(2) Fs2Fx687.65801267.6(N) > Fs1336.6(N)故fA1F s2Fx1267.6(N)3 分Fs1Fx336.6580243.4(N) vFs2687.6(N)2分故 Fa2 Fs2 687.6( N) 3 分(3)旦 126761.36 >e,故 X10.41 , Y 0.87Fr1935FP1 f p (X1 FR1 Y1 FA1 )1.1 (0.41 9350.87 1267.6)1634.78 (N)F A2F R2687.6191010.36 e，故X21 , Y20fp(X2FR2 Y2 FA