機械設計期末考試試卷-機自15級B卷(含答案)

1、四、簡答題（共25分）第1頁共10頁四、簡答題（共25分）第1頁共10頁20152016學年第一學期期末考試試題B卷考試科目：機械設計考試時間:120分鐘試卷總分：100分考試方式：閉卷考試考生系：機械學院（注：答案集中填于1-4頁答題紙）題號-一一二三四五六七八九十總分得分評卷教師一、填空題（每題1分，共20分）防止螺旋畐ij在受載時發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。正多邊型、多邊形。降低摩擦阻力、散熱、減小接觸應力、吸收振動、防止銹蝕。普通螺紋、a二60。軸徑、壓潰6.uu。12二、選擇題（每題1分，共15分）題號12345678910CBBBAACACC題號1112131415BDCBD三、判斷題（每題1分

2、，共10分）題號12345678910VXXVVXVVVV1（3分）答:機器的三個基本組成部分是：原動機部分、執(zhí)行部分和傳動部分。傳動裝置的作用：介于機器的原動機和執(zhí)行部分之間，改變原動機提供的運動和動力參數(shù)，以滿足執(zhí)行部分的要求。2（3分）答:在相互連接方面，機器與零件有著相互制約的關系；在相對運動方面，機器中各個零件的運動需要滿足整個機器運動規(guī)律的要求；在機器的性能方面，機器的整體性能依賴于各個零件的性能，而每個零件的設計或選擇又和機器整機的性能要求分不開。3（5分）【答】帶傳動中的彈性滑動是由于帶松邊和緊邊拉力不同，導致帶的彈性變形并引起帶與帶輪之間發(fā)生相對微小滑動產(chǎn)生的，是帶傳動固有的

3、物理現(xiàn)象。帶傳動中由于工作載荷超過臨界值并進一步增大時，帶與帶輪間將產(chǎn)生顯著的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動輪轉(zhuǎn)速急劇降低，甚至使傳動失效，這種情況應當避免。4（5分）答：預緊可夾緊被連接件，使連接接合面產(chǎn)生壓緊力（即預緊力），它能防止被連接件的分離、相對滑移或接合面開縫。適當?shù)念A緊力，可提高連接的可靠性、緊密性。靜載下，連接螺紋副中由于預緊和自鎖，螺母和螺栓頭部的支承面摩擦力可有效地放止連接松脫，但在沖擊、振動及變載荷作用下或當高溫、溫度變化較大時，連接中的預緊力和摩擦力會逐漸減小或瞬時消失，使螺母松脫，導致連接失效。而螺紋連接一旦失效，輕者影響機器正常運轉(zhuǎn)，重則機毀

4、人亡，因此，螺紋連接過程中不僅要有適當?shù)念A緊，還必須采取有效、合理的防松措施。5（4分）答：齒輪的強度計算準則有：（1）保證齒根彎曲疲勞強度；（2）保證齒面接觸疲勞強度。在軟、硬齒面搭配的設計中，大齒輪的齒面硬度要低于小齒輪是因為：對于金屬制的軟齒面齒輪，配對兩輪齒面的硬度差應保持為3050HBS或更多，當小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差、且速度又較高時，較硬的小齒輪齒面對較軟的大齒輪齒面會起較顯著的冷作硬化效應，從而提高大齒輪齒面的疲勞極限。6.（5分）答：磨損圖如右圖所示。磨合磨損階段：是指在機器使用初期，為改善機器零件的適應性、表面形態(tài)和摩擦相容性的磨損過程；穩(wěn)定磨損階段：磨損率保持

5、不變，屬于正常工作階段；失效磨損階段：磨損率急劇增加，使工作條件迅速惡化，導致失效。五、綜合題（共10分）第2頁共10頁第 頁共10頁第 頁共10頁1.（5分）解：處錯誤有四：（1）鍵的方向應與齒輪處的鍵在一條直線上；（2）聯(lián)軸器上的鍵槽應貫通；（3）鍵的上表面與鍵槽間應有間隙；（4）此處應有局部剖面線。聯(lián)軸器與軸端壓板配合處應內(nèi)凹，否則無法與另一關聯(lián)軸器相聯(lián)。半聯(lián)軸器不應與透蓋相接觸；應有裝密封圈透蓋處應有裝密封圈的槽，且密封圈槽與軸之間應有間隙。定位套壁厚太大，軸承內(nèi)圈無法拆除。齒輪應比相配合的軸段長1-2mm；軸肩太高，軸承無法拆除。悶蓋與箱體間應有密封圈。2.（5分）答：1）蝸輪的轉(zhuǎn)向

6、n2：根據(jù)螺旋副的運動規(guī)律，確定蝸輪按逆時針方向轉(zhuǎn)動如圖。2）蝸輪輪齒螺旋線方向：根據(jù)蝸桿傳動正確嚙合條件丫=0，蝸輪的螺旋線方向應為左旋。3）各力的方向如圖。六、計算題（共20分）1（6分）解：此螺栓聯(lián)接受預緊力，橫向載荷F由接合面之間的摩擦力來承擔。已知摩擦面數(shù)目m=2，摩擦系數(shù)f=0.2螺栓數(shù)目Z=4，可靠性系數(shù)K二1.2,安全系數(shù)S=3，總載荷為靜載荷F=28000N。V確定許用應力。因所用螺栓性能等級為4.6級，故可知其屈服強度b二240MPa，安全系數(shù)S=3，故許用應力b=b:S=2403=80MPa。sp1.2x280004x2x0.2確定單個螺栓的預緊力F：=21000NKFF

7、=pZmf(3)確定螺栓的最小計算直徑d1因螺栓受預緊力，故螺栓的最小計算直徑為:11.3x4F,1.3x4x21000dp=20.85mm1兀b3.14x80故所用螺栓允許的最小直徑為20.85mm。2(6分)解：對軸系進行受力分析，如下圖所示:FaR、R分別為軸承1、軸承2所受的徑向力，S、S分別為軸承1、2的內(nèi)部派生軸向力。1212求軸承徑向載荷R、R12分別對兩支點處取矩，則根據(jù)力矩平衡有R=L1+L2F=40+200 x1640=1968NLr2002L40R=1F=x1640=328NLr2002求軸承內(nèi)部派生軸向力S=0.68x1968=1338.24N，S=0.68x328=2

8、23.04N12因為S+F二223.04+40二263.04Nb2,其齒面接觸應力的大小為AaH1=aH2BaH1aH2CaH1aH2為提高螺栓在變載荷作用下的疲勞強度，可采取的措施。A增大螺栓剛度B適當減小預緊力8、9、C減小螺栓剛度D減小被聯(lián)接件剛度普通平鍵的主要失效是.A.工作面被壓潰或鍵被剪斷C.工作面產(chǎn)生過度磨損帶傳動工作時，設小帶輪為主動輪，A.進入大帶輪處BB.工作面產(chǎn)生膠合破壞D.鍵被彎曲折斷則帶的最大應力發(fā)生在帶離開大帶輪處C.進入小帶輪處D.離開小帶輪處10、螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于A、增加螺紋聯(lián)接的軸向力B、增加螺紋聯(lián)接的橫向力C、防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動D、增加螺紋聯(lián)接的

9、剛度11、齒面硬度HBW350HBS的閉式鋼制齒輪傳動中，主要失效形式為A.齒面磨損齒面點蝕齒面膠合輪齒折斷12、帶傳動設計中，應驗算小帶輪包角不要過小，這是為了A提高傳動壽命；B減小對軸的壓力;13、C減小結(jié)構(gòu)尺寸;D提高摩擦力保證有一定承載能力下列滾動軸承中角接觸球軸承是：A、6210;B、N2218;C、7020AC;D、32307/P514、C.鏈傳動以下各傳動中，需要進行熱平衡計算的是_A.直齒圓柱齒輪傳動B.蝸桿傳動15、利用鍵實現(xiàn)軸轂連接的結(jié)構(gòu)中，定位精度最高的是:三、判斷題（每題1分，共10分）1、（）帶傳動的最大有效圓周力與張緊力、包角和摩擦系數(shù)有關。2、（）蝸桿傳動的失效通

10、常是發(fā)生在蝸桿上。3、（）楔鍵聯(lián)接靠拉力傳遞轉(zhuǎn)矩，用于對中性要求不高的聯(lián)接。4、（）零件表面的疲勞是受到接觸應力長期作用的表面產(chǎn)生裂紋或微粒剝落的現(xiàn)象。5、（）剛度是指機械零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。零件材料的彈性模量越小，其剛度就越小。6、（）潤滑油的粘度越大，則其內(nèi)摩擦阻力就越小。7、（）普通平鍵按其結(jié)構(gòu)可分為圓頭、方頭和單圓頭三種。8、（）直齒圓錐齒輪規(guī)定大端參數(shù)取標準值。9、（）圓柱蝸桿傳動按蝸桿螺旋面形狀的不同分漸開線蝸桿和阿基米德蝸桿。10、（）帶傳動中，帶速一定時，傳遞功率的大小取決于有效圓周力的大小。四、簡答題（共25分）1、機器由哪三個基本組成部分組成？傳動裝置的作用

11、是什么？（3分）2在機械零件設計過程中，如何把握零件與機器的關系？（3分）3帶傳動中的彈性滑動和打滑是怎樣產(chǎn)生的？對帶傳動有何影響？（5分）4簡述螺紋連接過程中預緊和防松的重要性。（5分）5齒輪的強度計算準則有幾種？在軟、硬齒面搭配的設計中，為什么大齒輪的齒面硬度要低于小齒輪？（4分）6以磨損量為縱坐標、時間為橫坐標畫圖表示機械零件的正常磨損過程，在圖中相應位置標示正常磨損過程經(jīng)歷的幾個磨損階段，簡述各階段磨損情況。（5分）五、綜合題（共10分）1（5分）指出圖中錯誤并簡要說明理由。（至少找出5處）2.（5分）圖示為一標準蝸桿傳動，蝸桿主動螺旋線方向為左旋。試確定：1）蝸輪的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向；

12、2）作用在蝸桿、蝸輪上的各力的方向（在圖中標出并輔以文字說明）。r軸承2軸承1Fa六、計算題（共20分）1.（6分）圖示兩根梁用8個4.6級（屈服強度b二240MPa）普通螺栓與兩塊鋼蓋板相聯(lián)接,s梁受到的拉力F=28kN，摩擦系數(shù)f=0.2,控制預緊力，試確定所用螺栓的最小計算直徑，取可靠性系數(shù)K二1.2，安全系數(shù)S=3。f2.（6分）一根軸用兩個角接觸球軸承支承，如圖所示。L=40mm,L=200mm，軸端作用有12軸向力F二40N，徑向力F二1640N。試分別求出兩軸承所受的徑向載荷R、R和軸向載ar12荷A、A，取軸承內(nèi)部派生軸向力s=0.68R。123-（8分）有一直齒圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器如圖所示。已