機(jī)械設(shè)計三組試題帶答案

1、機(jī)械設(shè)計試卷一、填空題：（共13小題，每空1分，共25分）)1. 當(dāng)所受軸向載荷通過螺栓組形心時，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)度計算中， 以為計算點(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，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螺紋連接防松，按其防松原理可分為防松、防松和 防松。)10.一個零件的磨

2、損過程大致可分為三個階段即、。)11.帶傳動工作時，設(shè)小帶輪為主動輪，則帶的最大應(yīng)力發(fā)生在。12.一斜齒圓柱輪傳動，已知法向模數(shù)Mn=4mm，齒數(shù)Z1=20,螺旋角=14°322”，齒寬b1=80，b2=75mm，則該傳動的齒寬系數(shù)d等于。)13.帶傳動的主要失效形式為和。二、選擇題：（共10小題，每小題2分，共計20分）題號12345678910答案)1.三個相同的零件甲、乙、丙承受的max是相同的，但應(yīng)力的循環(huán)特性r分別為-1、0、+1，其中最易疲勞損傷的零件是（ ）。A.甲B.乙C.丙)2.僅受預(yù)緊力作用的緊螺栓連接，螺栓的計算應(yīng)力為：ca=1.3F04d12，式中的“1.3”

3、是考慮（ ）。A.安裝時可能產(chǎn)生的偏心載荷B.載荷可能波動C.拉伸和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用D.螺栓材料的機(jī)械性能不穩(wěn)定)3.當(dāng)鍵連接的強(qiáng)度不足時可采用雙鍵，使用兩個平鍵時，要求兩鍵（ ）布置。A.在同一條直線上B.相隔90°C.相隔120°D.相隔180°)4. 帶傳動中，V1為主動輪的圓周速度，v2為從動輪的圓周速度，v為帶速，這些速度之間的關(guān)系是（  ）。A.v1=v2=vB.v1>v>v2C.v1<v2<vD.v1=v2>v)5.帶傳動中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象是因為（ ）。A.帶的張緊力不足B.帶受拉塑性變形大C.外載荷過大（

4、超載）)6鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)常采用偶數(shù)，這是為了使鏈傳動（ ）。A.工作平穩(wěn) B.提高傳動效率C.避免采用過渡鏈節(jié) D.鏈條和鏈輪輪齒磨損均勻)7.一般開式齒輪傳動輪齒面的主要失效形式是（ ）。A.齒面點(diǎn)蝕 B.齒面膠合C.齒面磨損D.齒面塑型變形)8.由于蝸桿傳動效率低，發(fā)熱大，因此在設(shè)計時必須進(jìn)行（ ）。A.熱平衡計算B.效率計算C.滑動速度計算9.在普通圓柱蝸桿傳動設(shè)計中，除對模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化外，還規(guī)定蝸桿分度圓直徑取標(biāo)準(zhǔn)值，其目的是（ ）。A.便于蝸桿傳動幾何尺寸的計算B.為了提高加工精度C.為了裝配方便D.限制加工渦輪的刀具數(shù)量并有利于刀具的標(biāo)準(zhǔn)化)10.在下述材料中，不宜用于制造軸的材料是

5、（ ）。A.45鋼 B.40Cr C.QT600-3 D.ZcuSn10P1三、 簡答題：（共3小題，每小題5分，共15分）)1.螺紋連接防松的工作原理是什么？防松的方法有哪幾種？分別舉一實例。)2與齒輪等嚙合傳動相比較，試分析帶傳動的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 )3齒輪傳動的精度指標(biāo)分為哪幾個公差組？他們分別決定什么？四、計算題：（共3小題，每小題10分，共30分）)1.某受穩(wěn)定彎曲變應(yīng)力作用的軸類零件，最大工作應(yīng)力max=400MPa，最小工作應(yīng)力min=-100MPa。已知材料的對稱循環(huán)疲勞極限-1=450MPa，脈動循環(huán)疲勞極限0=700MPa，屈服極限z=800MPa。1)試?yán)L出材料的按折線簡化的

6、極限應(yīng)力圖；2)在簡化極限應(yīng)力圖上標(biāo)明工作應(yīng)力點(diǎn)M；3)說明該零件可能的失效形式(簡單加載)。）2.如圖所示的軸承裝置中，采用一對角接觸球軸承（軸承的附加軸向力的計算式為Fs=0.7Fr），軸承徑向載荷Fr1=16000N,Fr2=7500N，作用在軸上的軸向載荷FA=5950N，46312型軸承的e=0.68，當(dāng)Fa/Fr>e時，X=0.43,Y=0.88，fp=1軸承的額定動載荷C=80KN，試求：1)各軸承所受的軸向載荷Fa1,Fa2為多少？2)求各軸承的當(dāng)量動載荷。3)計算軸承的工作壽命（軸承的轉(zhuǎn)速為n=600r/min）。4)若軸承所受的當(dāng)量動載荷增加1倍，則軸承的壽命是原壽命

7、的多少倍？）3.一圓形壓力容器的頂蓋用M16(d1=15mm)螺栓聯(lián)接。已知螺栓的許用應(yīng)力=120Mpa，頂蓋所受工作壓強(qiáng)P=2Mpa，容積的內(nèi)徑D=180mm，試求：1）所需螺栓個數(shù)z(取殘余預(yù)緊力F1=1.4F,F為工作載荷)。2）預(yù)緊力F0（取相對剛度CbCb+Cm=0.4）。五、傳動零件受力分析題：（共1小題，10分）如圖所示輪系中，已知I軸轉(zhuǎn)向如圖所示，1、2輪為一對錐齒輪，3、4輪為一對斜齒輪，5、6輪為蝸桿和渦輪，現(xiàn)要提升重物,且要使軸上的力能互相抵消一部分。(1).確定、軸轉(zhuǎn)向，以及3、4、5、6輪旋向。(2).畫出在提升重物時嚙合點(diǎn)處所受的力。(3).若z5=1,z6=57,

8、q=11,蝸桿蝸輪副的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.13，判斷蝸桿是否自鎖。參考答案一、 填空題：（共13小題，每空1分，共25分）1.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.摩擦 機(jī)械 破壞螺紋副 10.磨合階段 穩(wěn)定磨損階段 劇烈磨損階段11.緊邊進(jìn)入小帶輪處 12. 0.90713.打滑 疲勞損壞二、 選擇題：（共10小題，每小題2分，共計20分）1-5 A C D B C 6-10 C C A D D三、 簡答題：（共3小題，每小題5分，共15分）1.防松的工作原理：防止螺旋副在受載時發(fā)

9、生相對轉(zhuǎn)動防松的方法：摩擦防松：對頂螺母、彈簧墊圈、自鎖螺母 機(jī)械防松：開口銷與六角開槽螺母、止動墊圈、串聯(lián)鋼絲 破壞螺旋副關(guān)系防松：鉚合、沖點(diǎn)、涂膠黏劑2.（1）優(yōu)點(diǎn)：1.因帶有良好的彈性，可緩和沖擊及振動，傳動平穩(wěn)，噪聲小。2.靠摩擦傳動的帶，過載時將在輪面打滑，起到安全保護(hù)作用。3.可用于兩輪中心距較大的場合。4.傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，維修方便，成本較低。（2）缺點(diǎn)：1.靠摩擦傳動的帶傳動，由于彈性變形而引起的帶與帶輪之間的彈性滑動，使傳動比不穩(wěn)定，不準(zhǔn)確。2.傳動帶的壽命短，傳動效率低。3.帶傳動不能用于惡劣的工作場合。3. 第公差組：決定齒輪傳遞運(yùn)動的準(zhǔn)確速度第公差組：決定齒輪

10、運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)程度第公差組：決定齒輪載荷分布的均勻程度四、 計算題：（共3小題，每小題10分，共30分）1.解：（1）折線ABES；見下圖：（2）工作應(yīng)力點(diǎn)M；m-n=min=-100  m=150MPa a=250Mpa M(150,250)（3) M點(diǎn)位于疲勞安全區(qū)，可能的失效形式為疲勞破壞。 2. 解：（1）軸承的附加軸向力Fs=0.7FrFs1=0.7Fr1=0.7×16000N=11200 N.Fs2=0.7Fr2=0.7×7500N=5250 N.如圖所示，可知FS2=5950+5250=11200N=Fs1.該軸系達(dá)到軸向平衡Fa1=Fs1=1

11、1200 N,Fa2=Fs2=5250 N.(2)Fa1Fr1=0.7>e=0.68,Fa2Fr2=0.7>e=0.68P1=fp(XFr1+Yfa1)=(0.43×16000+0.88×11200)N=16736 N P2=fp(XFr2+Yfa2)=(0.43×7500+0.88×5250)N=7845 N(3)p1>p2軸承1危險，因此只需要求軸承1的壽命：L10h=10660n(cp)=10660×600(8000016736)3=3034 h(4)壽命L10h=10660n(cp)3當(dāng)軸承所受的當(dāng)量動載荷增加1倍，則軸承壽命是原來的18 .3.解：（1）在壓強(qiáng)P的作用下各螺栓所受的軸向工作載荷F=PD24z.F2=F1+F=2.4F=2.4×PD24z=0.6PD2z.螺栓危險載面的強(qiáng)度為ca1.3F2d124 即：F2D24×1.3即：0.6PD2zd124×1.3 z0.6PD2×4×1.3d12=0.6×2×4×1.3×1802120×152=7.48 （2）取z=8，F(xiàn)=PD24z=×