華南理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)試卷A答案

1、姓名 學(xué)號(hào) 學(xué)院 專業(yè) 座位號(hào) ( 密 封 線 內(nèi) 不 答 題 )密封線線_ _ 誠(chéng)信應(yīng)考,考試作弊將帶來嚴(yán)重后果！ 華南理工大學(xué)期末考試2010機(jī)械設(shè)計(jì)試卷（A）注意事項(xiàng)：1. 考前請(qǐng)將密封線內(nèi)填寫清楚； 2. 所有答案請(qǐng)直接答在試卷上； 3考試形式：閉卷； 4. 本試卷共四大題，滿分100分，考試時(shí)間120分鐘。題 號(hào)一二三四總分得 分評(píng)卷人一、 說明零件標(biāo)記的正確含義或給出正確標(biāo)注（每題1分，共10分）（1） 螺栓 M16100 GB/T 5781-2000（2） 鍵 1025 GB/T 1096-2003（3） 銷 10100 GB/T 117-2000（4） A1000 GB/T 1

2、1544-1997（5） SPB 2240 GB/T 11544-1997（6） 08A-1-87 GB/T1243-1997（7） 內(nèi)徑為40mm，03尺寸系列的深溝球軸承，0級(jí)公差，正常結(jié)構(gòu)，0組游隙。（8） 內(nèi)徑為35mm，19尺寸系列的角接觸球軸承，5級(jí)公差，接觸角為40，0組游隙。（9） 內(nèi)徑為120mm，32尺寸系列的調(diào)心滾子軸承，0級(jí)公差，正常結(jié)構(gòu)，2組游隙。（10） YL6聯(lián)軸器 GB/T 5843-2003二、 非標(biāo)準(zhǔn)件簡(jiǎn)答題與填空題（每題2.5分，共10分）（1） 電動(dòng)機(jī)通過三套減速裝置驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸帶，三套減速裝置為：圓柱齒輪減速器、套筒滾子鏈傳動(dòng)和V帶傳動(dòng)，其排列次序應(yīng)如何？

3、為什么？（2） 鏈輪齒形的設(shè)計(jì)應(yīng)保證：盡量減少鏈節(jié)與鏈輪嚙合時(shí)的_；有一定能力適應(yīng)鏈條因_而導(dǎo)致的節(jié)距增長(zhǎng)；方便_。（3） 蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)是：能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比，_，_，_，具有_，但由于在嚙合齒面間產(chǎn)生很大的相對(duì)滑動(dòng)速度，_，_，且常需耗用_，故不適用于_和_工作的傳動(dòng)。（4） 按其滑動(dòng)表面間潤(rùn)滑狀態(tài)的不同，可分為_，_和_。三、 設(shè)計(jì)計(jì)算題（1）一壓力容器的螺栓組連接如下圖所示。已知容器的工作壓力p=12MPa，容器內(nèi)徑 D=78mm，螺栓數(shù)目z=6，采用橡膠墊片。試確定螺栓直徑的最小值。已知參數(shù)與公式：1）剩余預(yù)緊力F”=1.6F，F(xiàn)為工作拉力；2）連接件與被連接件剛度系數(shù)：C 1/(C 1

4、C 2)= 0.9，C2/(C1C2)=0.1；3）預(yù)緊力；4）s=230.77MPa。（15分）三（1）題圖（2）一二級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)方向如下圖所示，已知軸為輸入軸，齒輪4為右旋齒。為使中間軸所受的軸向力抵消一部分，試在圖中標(biāo)出：（1）各輪的輪齒旋向；（2）各輪軸向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。（10分）三（2）題圖（3）一傳動(dòng)裝置，采用一對(duì)角接觸球軸承，并暫定軸承型號(hào)為7307AC，其額定動(dòng)載荷為C=32800 N。已知軸承載荷R1=1200 N，R2=2050 N，F(xiàn)A=880 N，轉(zhuǎn)速n=5000 r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中受中等沖擊，預(yù)期壽命Lh=2000 h，試通

5、過計(jì)算判斷所選軸承型號(hào)是否恰當(dāng)？已知參數(shù)：1）70000AC型軸承e=0.68；2）內(nèi)部軸向力S=0.7R；3）A/Re時(shí)，X=0.41、Y=0.87；3）軸承的溫度系數(shù)fT=1；軸承的載荷系數(shù)fF=1.5。（20分）三（3）題圖四、 其他設(shè)計(jì)問題（1）寫出形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的3個(gè)必要條件，并判斷下圖中哪些可以形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。（10分）題四（1）圖（2）試?yán)L出帶傳動(dòng)應(yīng)力分布圖，說明各種應(yīng)力變化情況，并指出最大應(yīng)力的位置和最小應(yīng)力的區(qū)間。（10分）（3）寫出3種螺紋摩擦防松的方式。（5分）（4）在圖下的錯(cuò)誤分析行中，按編號(hào)指出箱體軸承座部位的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，在正確圖例中簡(jiǎn)單并繪制正確結(jié)構(gòu)。（10分）錯(cuò)

6、誤圖例錯(cuò)誤分析錯(cuò)誤編號(hào)說 明12345正確圖例2010機(jī)械設(shè)計(jì)試題(A)五、 說明零件標(biāo)記的正確含義或給出正確標(biāo)注（每題1分，共10分）（11） 螺栓 M16100 GB/T 5781-2000答：公稱直徑16mm，長(zhǎng)100mm全螺紋六角頭螺栓標(biāo)記為：（12） 鍵 1025 GB/T 1096-2003答：圓頭普通平鍵（A 型），b=10mm,h=8mm,l=25mm （13） 銷 10100 GB/T 117-2000答：直徑為10 mm，長(zhǎng)為100 mm，材料為35號(hào)鋼，熱處理硬度為HRC2838，不經(jīng)表面處理的圓錐銷：（14） A1000 GB/T 11544-1997答：基準(zhǔn)長(zhǎng)度為10

7、00 mm的普通A型V帶：（15） SPB 2240 GB/T 11544-1997答：基準(zhǔn)長(zhǎng)度為2240 mm的SPB型窄V帶：（16） 08A187 GB/T12431997答：A系列、節(jié)距12.7mm、單排、87節(jié)的滾子鏈：（17） 內(nèi)徑為40mm，03尺寸系列的深溝球軸承，0級(jí)公差，正常結(jié)構(gòu)，0組游隙。答：6308（18） 內(nèi)徑為35mm，19尺寸系列的角接觸球軸承，5級(jí)公差，接觸角為40，0組游隙。答：71907B/P5（19） 內(nèi)徑為120mm，32尺寸系列的調(diào)心滾子軸承，0級(jí)公差，正常結(jié)構(gòu)，2組游隙。23224/C2（20） YL6聯(lián)軸器 GB/T 5843-2003答：主動(dòng)端為

8、J型軸孔，A型鍵槽，d=30 mm，L=60 mm；從動(dòng)端為J1型軸孔，B型鍵槽，d=28 mm，L=44 mm 的凸緣聯(lián)軸器六、 非標(biāo)準(zhǔn)件簡(jiǎn)答題與填空題（每題2.5分，共10分）（5） 電動(dòng)機(jī)通過三套減速裝置驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸帶，三套減速裝置為：圓柱齒輪減速器、套筒滾子鏈傳動(dòng)和V帶傳動(dòng)，其排列次序應(yīng)如何？為什么？答：V帶傳動(dòng)-齒輪傳動(dòng)-鏈傳動(dòng)。帶傳動(dòng)吸振、平穩(wěn)，放在初始端；齒輪傳動(dòng)準(zhǔn)確，放在中間；鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比不準(zhǔn)，容易振動(dòng)，放在最后端。（6） 鏈輪齒形的設(shè)計(jì)應(yīng)保證：盡量減少鏈節(jié)與鏈輪嚙合時(shí)的沖擊和接觸應(yīng)力；有一定能力適應(yīng)鏈條因磨損而導(dǎo)致的節(jié)距增長(zhǎng)；方便加工制造和安裝。（7） 蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)是：能實(shí)現(xiàn)

9、大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低，具有自鎖性，但由于在嚙合齒面間產(chǎn)生很大的相對(duì)滑動(dòng)速度，摩擦發(fā)熱大，傳動(dòng)效率低，且常需耗用有色金屬，故不適用于大功率和長(zhǎng)期連續(xù)工作的傳動(dòng)。（8） 按其滑動(dòng)表面間潤(rùn)滑狀態(tài)的不同，可分為液體潤(rùn)滑軸承，不完全液體潤(rùn)滑軸承和無潤(rùn)滑軸承。七、 設(shè)計(jì)計(jì)算題（1）一壓力容器的螺栓組連接如下圖所示。已知容器的工作壓力p=12MPa，容器內(nèi)徑 D=78mm，螺栓數(shù)目z=6，采用橡膠墊片。試確定螺栓直徑的最小值。已知參數(shù)與公式：1）剩余預(yù)緊力F”=1.6F，F(xiàn)為工作拉力；2）連接件與被連接件剛度系數(shù)：C 1/(C 1C 2)= 0.9，C2/(C1C2)=0.1；3）預(yù)緊力；

10、4）s=230.77MPa。（15分）三（1）題圖解： 1）求每個(gè)螺栓所受的工作拉力F N2）按緊密性要求選取剩余預(yù)緊力F”F”=1.6F=1.69556=15291 N3）求應(yīng)施加在每個(gè)螺栓上的預(yù)緊力F N4）求單個(gè)螺栓所受的總拉力F0 N5）確定螺栓直徑mmM16。解畢。（2）一二級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)方向如下圖所示，已知軸為輸入軸，齒輪4為右旋齒。為使中間軸所受的軸向力抵消一部分，試在圖中標(biāo)出：（1）各輪的輪齒旋向；（2）各輪軸向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。（10分）三（2）題圖答：見圖（3）一傳動(dòng)裝置，采用一對(duì)角接觸球軸承，并暫定軸承型號(hào)為7307AC，其額定動(dòng)載

11、荷為C=32800 N。已知軸承載荷R1=1200 N，R2=2050 N，F(xiàn)A=880 N，轉(zhuǎn)速n=5000 r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中受中等沖擊，預(yù)期壽命Lh=2000 h，試通過計(jì)算判斷所選軸承型號(hào)是否恰當(dāng)？已知參數(shù)：1）70000AC型軸承e=0.68；2）內(nèi)部軸向力S=0.7A；3）A/Re時(shí)，X=0.41、Y=0.87；3）軸承的溫度系數(shù)fT=1；軸承的載荷系數(shù)fF=1.5。（20分）三（3）題圖 解：（1）先計(jì)算軸承1、2的軸向力A1、A2（參見圖18-6b）因?yàn)樗远?（2）計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量動(dòng)載荷可得X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為

12、 （3）計(jì)算所需的徑向額定動(dòng)載荷C因兩端選擇同樣尺寸的軸承，而P2P1，故應(yīng)以軸承2的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷P2為計(jì)算依據(jù)。按式：C故所選7307AC軸承合適。八、 其他設(shè)計(jì)問題（1）寫出形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的3個(gè)必要條件，并判斷下圖中哪些可以形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。（10分）題四（1）圖答：(1）兩摩擦表面必須有一定的相對(duì)滑動(dòng)速度；(2）充分供應(yīng)具有適當(dāng)粘度的潤(rùn)滑油；(3）相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面應(yīng)當(dāng)形成收斂的楔形間隙，即使?jié)櫥陀纱罂诹魅搿⑿】诹鞒?。a、d。（2）試?yán)L出帶傳動(dòng)應(yīng)力分布圖，說明各種應(yīng)力變化情況，并指出最大應(yīng)力的位置和最小應(yīng)力的區(qū)間。（10分）答：（3）寫出3種螺紋摩擦防松的方式。（5分）（4）在圖下的

13、錯(cuò)誤分析行中，按編號(hào)指出箱體軸承座部位的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，在正確圖例中簡(jiǎn)單并繪制正確結(jié)構(gòu)。（10分）錯(cuò)誤圖例錯(cuò)誤分析錯(cuò)誤編號(hào)說 明12345正確圖例答：錯(cuò)誤分析錯(cuò)誤編號(hào)說 明1普通螺栓連接時(shí)應(yīng)留有間隙2軸承座及加強(qiáng)肋設(shè)計(jì)未考慮拔模斜度3軸承蓋螺釘不能設(shè)計(jì)在剖分面上4螺母支承面處應(yīng)設(shè)加工凸臺(tái)或魚眼坑5螺栓連接應(yīng)考慮防松，加墊片正確圖例2010機(jī)械設(shè)計(jì)試題(A)九、 說明零件標(biāo)記的正確含義或給出正確標(biāo)注（每題1分，共10分）（21） 螺栓 M16100 GB/T 5781-2000答：公稱直徑16mm，長(zhǎng)100mm全螺紋六角頭螺栓標(biāo)記為：（22） 鍵 1025 GB/T 1096-2003答：圓頭普通平鍵

14、（A 型），b=10mm,h=8mm,l=25mm （23） 銷 10100 GB/T 117-2000答：直徑為10 mm，長(zhǎng)為100 mm，材料為35號(hào)鋼，熱處理硬度為HRC2838，不經(jīng)表面處理的圓錐銷：（24） A1000 GB/T 11544-1997答：基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1000 mm的普通A型V帶：（25） SPB 2240 GB/T 11544-1997答：基準(zhǔn)長(zhǎng)度為2240 mm的SPB型窄V帶：（26） 08A187 GB/T12431997答：A系列、節(jié)距12.7mm、單排、87節(jié)的滾子鏈：（27） 內(nèi)徑為40mm，03尺寸系列的深溝球軸承，0級(jí)公差，正常結(jié)構(gòu)，0組游隙。答：63

15、08（28） 內(nèi)徑為35mm，19尺寸系列的角接觸球軸承，5級(jí)公差，接觸角為40，0組游隙。答：71907B/P5（29） 內(nèi)徑為120mm，32尺寸系列的調(diào)心滾子軸承，0級(jí)公差，正常結(jié)構(gòu)，2組游隙。23224/C2（30） YL6聯(lián)軸器 GB/T 5843-2003答：主動(dòng)端為J型軸孔，A型鍵槽，d=30 mm，L=60 mm；從動(dòng)端為J1型軸孔，B型鍵槽，d=28 mm，L=44 mm 的凸緣聯(lián)軸器十、 非標(biāo)準(zhǔn)件簡(jiǎn)答題與填空題（每題2.5分，共10分）（9） 電動(dòng)機(jī)通過三套減速裝置驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸帶，三套減速裝置為：圓柱齒輪減速器、套筒滾子鏈傳動(dòng)和V帶傳動(dòng)，其排列次序應(yīng)如何？為什么？答：V帶傳動(dòng)-

16、齒輪傳動(dòng)-鏈傳動(dòng)。帶傳動(dòng)吸振、平穩(wěn)，放在初始端；齒輪傳動(dòng)準(zhǔn)確，放在中間；鏈傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比不準(zhǔn)，容易振動(dòng)，放在最后端。（10） 鏈輪齒形的設(shè)計(jì)應(yīng)保證：盡量減少鏈節(jié)與鏈輪嚙合時(shí)的沖擊和接觸應(yīng)力；有一定能力適應(yīng)鏈條因磨損而導(dǎo)致的節(jié)距增長(zhǎng)；方便加工制造和安裝。（11） 蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)是：能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低，具有自鎖性，但由于在嚙合齒面間產(chǎn)生很大的相對(duì)滑動(dòng)速度，摩擦發(fā)熱大，傳動(dòng)效率低，且常需耗用有色金屬，故不適用于大功率和長(zhǎng)期連續(xù)工作的傳動(dòng)。（12） 按其滑動(dòng)表面間潤(rùn)滑狀態(tài)的不同，可分為液體潤(rùn)滑軸承，不完全液體潤(rùn)滑軸承和無潤(rùn)滑軸承。十一、 設(shè)計(jì)計(jì)算題（1）一壓力容器的螺栓組連接如

17、下圖所示。已知容器的工作壓力p=12MPa，容器內(nèi)徑 D=78mm，螺栓數(shù)目z=6，采用橡膠墊片。試確定螺栓直徑的最小值。已知參數(shù)與公式：1）剩余預(yù)緊力F”=1.6F，F(xiàn)為工作拉力；2）連接件與被連接件剛度系數(shù)：C 1/(C 1C 2)= 0.9，C2/(C1C2)=0.1；3）預(yù)緊力；4）s=230.77MPa。（15分）三（1）題圖解： 1）求每個(gè)螺栓所受的工作拉力F N2）按緊密性要求選取剩余預(yù)緊力F”F”=1.6F=1.69556=15291 N3）求應(yīng)施加在每個(gè)螺栓上的預(yù)緊力F N4）求單個(gè)螺栓所受的總拉力F0 N5）確定螺栓直徑mmM16。解畢。（2）一二級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，齒輪

18、4轉(zhuǎn)動(dòng)方向如下圖所示，已知軸為輸入軸，齒輪4為右旋齒。為使中間軸所受的軸向力抵消一部分，試在圖中標(biāo)出：（1）各輪的輪齒旋向；（2）各輪軸向力Fa1、Fa2、Fa3、Fa4的方向。（10分）三（2）題圖答：見圖（3）一傳動(dòng)裝置，采用一對(duì)角接觸球軸承，并暫定軸承型號(hào)為7307AC，其額定動(dòng)載荷為C=32800 N。已知軸承載荷R1=1200 N，R2=2050 N，F(xiàn)A=880 N，轉(zhuǎn)速n=5000 r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中受中等沖擊，預(yù)期壽命Lh=2000 h，試通過計(jì)算判斷所選軸承型號(hào)是否恰當(dāng)？已知參數(shù)：1）70000AC型軸承e=0.68；2）內(nèi)部軸向力S=0.7A；3）A/Re時(shí)，X=0.41、Y=0.87；3