機(jī)械設(shè)計(jì)試卷及答案

1、Companynumber:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-一、填空題及選擇填空題（27分，每空1分）1當(dāng)動壓潤滑條件不具備，且邊界膜遭破壞時，就會出現(xiàn)流體摩擦、邊界摩擦和干摩擦同時存在的現(xiàn)象，這種摩擦狀態(tài)稱為混合摩擦。一公稱直徑為d=16mm的螺紋副，螺紋頭數(shù)n=2,螺距p=4mm,螺紋中徑d2=D2=14mm,牙側(cè)角0=15o,螺紋副材料的當(dāng)量摩擦系數(shù)f=,經(jīng)計(jì)算該螺紋副上自鎖性要求。a滿足b.不滿足導(dǎo)向平鍵連接的主要失效形式是工作面的磨損，設(shè)計(jì)時通過限制工作面間的壓強(qiáng)來進(jìn)行耐磨性計(jì)算；半圓鍵的缺點(diǎn)是鍵槽對軸強(qiáng)度削弱較大，所以主要適用于軸端。4作為標(biāo)準(zhǔn)普通V帶工作面的兩側(cè)面

2、夾角為殲400，相應(yīng)的V帶輪輪槽的兩側(cè)面夾角則bOa大于40ob小于40oc.等于400。5傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力F與初拉力F0、帶在小帶輪上的包角a、帶與帶輪間的摩擦系數(shù)/等因素有關(guān)，它們的值越大,Fmax就越大。當(dāng)傳遞的外載荷超過最大有效圓周力下的承載能力時，帶在帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象；而且在傳動比大于1的情況下，打滑總是先從小帶輪上開始的，其原因是帶在小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角（或帶在大帶輪上的包角大于小帶輪上的包角）。齒輪傳動的五種主要失效形式中，最嚴(yán)重、必須避免的失效形式是輪齒折斷;軟齒面閉式齒輪傳動最主要的失效形式是齒面疲勞點(diǎn)蝕；高速重載齒輪傳動易發(fā)生熱膠合；輪齒的塑性變

3、形常發(fā)生在齒面材料較軟、低速重載、頻繁起動的傳動中。下列齒輪參數(shù)中，對齒形系數(shù)Yf沒有影響的是_e。a.齒數(shù)b.變位系數(shù)c.齒頂高系數(shù)d.壓力角e.模數(shù)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/292-93規(guī)定，型號7212C/DB軸承的類型為角接觸球軸承，寬度類型為窄系列，精度等級為巴，公稱接觸角a=15o。對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承，其主要失效形式是疲勞點(diǎn)蝕，對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承，主要失效形式是局部塑性變形，對于高速軸承，發(fā)熱以至膠合是其主要失效形式?；瑒虞S承一般由軸頸、軸瓦、軸承座三者組成，其失效形式主要是膠合和磨損，主要發(fā)生在軸瓦上。二、問答題（24分,每小題4分）齒向載荷分布系數(shù)K的物理意義是什么改善齒向載荷

4、分布不均勻狀況的措施有哪些K的物理意義考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻?qū)嘄X應(yīng)力的影響系數(shù)。（2分）措施：（答出以下7點(diǎn)中3點(diǎn)以下者1分，答出3點(diǎn)以上者2分）1）齒輪的制造和安裝精度f2）軸、軸承及機(jī)體的剛度f3）齒輪在軸上的布置合理選擇4）輪齒的寬度設(shè)計(jì)時合理選擇5）采用軟齒面通過跑合使載荷均勻6）硬齒面齒輪將齒端修薄、或做成鼓形齒7）齒輪要布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端的位置。試述齒輪傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則評分標(biāo)準(zhǔn)：以下4點(diǎn)各點(diǎn)1分（1）軟齒面閉式齒輪傳動：通常先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。（2）硬齒面式齒輪傳動：通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。（3）高速重

5、載齒輪傳動，還可能出現(xiàn)齒面膠合，故需校核齒面膠合強(qiáng)度。（4）開式齒輪傳動：目前多是按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮磨損的影響將模數(shù)適當(dāng)增大（加大1015%）。按照軸所受載荷類型的不同，軸分為那幾種類型并分別舉例說明。評分標(biāo)準(zhǔn)：以下3點(diǎn)各點(diǎn)1分，舉例正確合計(jì)1分。（1）僅受彎矩M的軸心軸，只起支撐零件作用，如自行車前軸。（2）僅受轉(zhuǎn)矩T的軸傳動軸，只傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動（3）既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸轉(zhuǎn)軸，既起支撐又起傳運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩作用，如減速器的輸出軸。4給出滾動軸承的當(dāng)量靜載荷P0的定義。當(dāng)量靜載荷是一個假想載荷，其作用方向與基本額定靜負(fù)荷相同，而在當(dāng)量靜載荷作用下，軸承的受

6、載最大滾動體與滾道接觸處的塑性變形總量與實(shí)際載荷作用下的塑性變形總量相同。（4分）5同滾動軸承相比，液體摩擦滑動軸承有哪些特點(diǎn)評分標(biāo)準(zhǔn)：以下6點(diǎn)中，答出12點(diǎn)2分，答出34點(diǎn)分3分，答出56點(diǎn)4分1）在高速重載下能正常工作，壽命長；2）精度高；滾動軸承工作一段時間后，旋轉(zhuǎn)精度!3）滑動軸承可以做成剖分式的能滿足特殊結(jié)構(gòu)需要。如曲軸上的軸承；4）液體摩擦軸承具有很好的緩沖和阻尼作用，可以吸收震動，緩和沖擊。5）滑動軸承的徑向尺寸比滾動軸承的小。6）起動摩擦阻力較大。6在一些基本假設(shè)條件下，流體形成動壓的必要條件是什么評分標(biāo)準(zhǔn)：答出1點(diǎn)2分，答出2點(diǎn)3分，答出3點(diǎn)4分1）流體必須流經(jīng)收斂間隙,而且

7、間隙傾角越大則產(chǎn)生的油膜壓力越大2）流體必須有足夠的速度；3）流體必須是粘性流體。三、分析計(jì)算題（29分,第一小題19分，第二小題10分）1一重物勻速升降裝置采用如圖a所示的電機(jī)+圓柱蝸桿傳動系統(tǒng)，已知蝸桿傳動的模數(shù)m=8mm，蝸桿頭數(shù)及分度圓直徑分別為z1、rf1=8mm，蝸輪齒數(shù)z2=50，卷筒直徑D=250mm。重物勻速升降的速度v=40m/min，最大載重量W為4kN，工況系數(shù)KA按計(jì)，試分析、計(jì)算提升重物時的下列問題：1）該裝置以40m/min的速度勻速升起重物1m時，蝸桿應(yīng)轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)并在圖中標(biāo)明蝸桿的轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒旋向、節(jié)點(diǎn)位置處蝸桿及蝸輪的受力方向。5分）2）若蝸桿與蝸輪齒面間當(dāng)量

8、摩擦系數(shù)廠=該機(jī)構(gòu)能否自鎖（2分）LLL3）若重物W=4kN，傳動裝置總的傳動效率為n=，試計(jì)算出電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Tm應(yīng)是多少（2分）4）若蝸輪軸采用如b所示的兩個角接觸軸承7209C支撐形式,E=100mm，蝸桿傳動效率=，卷筒、聯(lián)軸器（連接蝸輪軸與卷筒軸）、蝸輪軸上軸承的效率合計(jì)為n=，軸承7209C的基本額定動載荷和基本額定靜載荷分別為C=2980ON、C0=23800N,其內(nèi)部軸向力S=,徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y分別為和，fT=,fp=,試計(jì)算軸承n的壽命Lh為多少小時（10分）1）蝸桿轉(zhuǎn)：l*50/*D）=50/*=（轉(zhuǎn)）（1分）蝸輪轉(zhuǎn)速：40/（*）=min蝸桿轉(zhuǎn)向（1分）、蝸

9、輪輪齒旋向（1分）、蝸輪蝸桿受力分析方向如圖所示（2分）。2）寫出公式得1分，結(jié)論正確得1分。tan丫=zm/d=1x8/80=0.111tanp=f=0.18tanytanp/.y0.（0.159+0.476）x22000=0.635x22000=13970（）結(jié)論：為臊證接合面不出現(xiàn).間除，螳栓的預(yù)緊力刃至少應(yīng)大于13970.2）若F=6956N,貝【：（3分）Fr=yFF+（l-i-）F=6956+0.7x11593.41=15071.43（27）Fo=F+FM=11593.41+6955=18548.41（7V）四、結(jié)構(gòu)題（20分）1試說明實(shí)現(xiàn)軸上零件軸向固定的五種方法，并分別畫出相應(yīng)

10、于各種軸向固定方法的結(jié)構(gòu)圖；畫出模鍛輪坯、腹板式大齒輪在轉(zhuǎn)軸的軸端實(shí)現(xiàn)軸向固定與周向固定的結(jié)構(gòu)圖（要求齒輪也要畫出來）。（12分）評分標(biāo)準(zhǔn)：軸向固定：五種方法每種方法各分，每畫對一種結(jié)構(gòu)1分；齒輪（分）在軸端實(shí)現(xiàn)周向固定（普通平鍵）（1分）和軸向固定（軸肩和軸端擋板）（1分）分。、用軸肩定位A.（2）.用禪留E圈定位件用軸端檔板定位|5）、用銷定位（6）、川密宦螺釘左位模鍛輪坯腹板式大齒輪在軸端的固定2圖d和圖e為凸緣聯(lián)軸器的兩個半聯(lián)軸器的將兩根軸連接起來的兩種形式的部分結(jié)構(gòu)，請將未畫出的其余部分補(bǔ)全，成為完整的結(jié)構(gòu)。（5分）3.現(xiàn)有成品一級標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器一臺，輸入軸與小齒輪采用普通平鍵連

11、接，軸與小齒輪輪轂配合段軸頸直徑d=40mm,該軸段長度Z=58mm,鍵槽長E=50mm小齒輪輪轂鍵槽深心=33mm。為得到比現(xiàn)有減速器更大的減速比，現(xiàn)在需要重新設(shè)計(jì)、更換齒輪。已知重新設(shè)計(jì)得到的齒輪模數(shù)_LLm=30mm,小齒輪齒頂圓直徑da1=69mm,齒根圓直徑df1=55.5mm，齒寬久=60mm，如果采用該小齒輪，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：該減速器的輸入軸是否具有可以繼續(xù)使用的可能性（3分）標(biāo)準(zhǔn)答案：55.5402該小齒輪能否做成齒輪與軸分開決定了這根輸入軸能否繼續(xù)被使用的首要條件：一3.3=7.75-3.3=4.45(mm)0,即：F=F-F0分0FS=2851Sixj1分）3）F=

12、A+S=484Na121分）F=S=247Na221分）F4844）n1=0.49e=0.36,X=0.4,F9701r1Y=1.711分）F285V=0.34P，取P=P=計(jì)算軸承壽命Lh（1分）121h106（fC60nl/p丿P1分）一10/3,fT=L0,f=11n=1200r/min106（1.0 x24800）io/3Lh60 x120011.1x1210.8丿=237636.8h（1分）該軸承滿足要求。1分）四、結(jié)構(gòu)題（15分）1、在下面兩個視圖上，畫出平鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖。（5分答：用方頭鍵也可以，但右邊b圖結(jié)構(gòu)要對。諸如：1）（a）圖鍵不打剖面線，（b）圖鍵過短，扣分。2）口（b）圖沒剖鍵，鍵露過長扣1分。3）側(cè)面工作，和上端留隙沒畫或畫錯扣23分2、指出下列結(jié)構(gòu)的錯誤（在有錯