機(jī)械設(shè)計(jì)試卷(第10套)答案

1、機(jī)械設(shè)計(jì)試卷 ( 第 10 套) 答案南昌航空大學(xué)20 20學(xué)年第 學(xué)期期末考試課程名稱 ：機(jī)械設(shè)計(jì)閉卷A 卷120 分鐘題號(hào)一二三四五六七合計(jì)滿分1015101223246100實(shí)得分名評(píng)得一、判斷題（本大題共分 10 小題，請(qǐng)?jiān)诒硎稣_的小題標(biāo)號(hào)閱分后的橫線上畫 “”，在表述不正確的小題標(biāo)號(hào)后的橫線上畫“”，每 小題 1 分，本大題滿分 10 分）人姓1. 平鍵是靠鍵的上下兩工作面與鍵槽間的摩擦力來傳遞載荷的。【 】-2.靜應(yīng)力只能由靜載荷產(chǎn)生 ,變應(yīng)力只能由變載-荷產(chǎn)生?！尽?3.零件表面經(jīng)淬火、滲碳、噴丸、滾子碾壓等處-理后，其疲勞強(qiáng)度增高?！尽?4.按照承受載荷情況分，自行車前軸屬于

2、轉(zhuǎn)動(dòng)心號(hào)學(xué)軸?！尽?5.同步帶傳動(dòng)屬于摩擦傳動(dòng)。-【】-6.與合金鋼相比，碳素鋼對(duì)應(yīng)力集中更為敏感，-因此用碳素鋼制成的軸的表面粗糙度應(yīng)控制-得更為嚴(yán)格。-【】-級(jí) 7. 減少螺栓剛度和增加被聯(lián)接件剛度，有利于提班高螺栓聯(lián)接疲勞強(qiáng)度?！尽康?頁共16頁由于蝸桿蝸輪傳動(dòng)滑動(dòng)速度很大，蝸桿常用減摩材料（如鑄造青銅）制造?！尽吭O(shè)計(jì)動(dòng)壓向心滑動(dòng)軸承時(shí)，寬徑比 B d 取得較大，端泄量小，承載能力高，溫升高。 【】鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比i12 d2 d1 ?！尽吭u(píng)得閱分人的 是【 A 】二、 選擇題 （本題分 15 小題，在每個(gè)小題后面給出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合題意的，請(qǐng)把所選項(xiàng)的字母統(tǒng)一填在題后列出

3、的各小題編號(hào)后的橫線上，每小題1 分，滿分 15 分，）V 帶傳動(dòng)工作時(shí)， 與帶輪輪槽接觸。A. 帶的兩側(cè)面B. 帶的頂面C.帶的底面D. 帶的側(cè)面與底面12.鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)和打滑的現(xiàn)象，所以鏈傳動(dòng)能保持準(zhǔn)確的A. 瞬時(shí)傳動(dòng)比B. 平均傳動(dòng)比C.鏈速D. 從動(dòng)輪角速度13. 轉(zhuǎn)軸工作時(shí)主要承受。C 】A. 純扭矩B.純彎矩C.第3頁共16頁扭矩和彎矩D. 摩擦力矩蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是。D 】A. 齒面疲勞點(diǎn)蝕 B. 齒根的彎曲折斷 C. 齒面的塑性變形 D. 齒面的膠合和磨損采用合金鋼和熱處理的辦法來提高軸的，并無實(shí)效。D 】A. 表面硬度B.強(qiáng)度C.工藝性剛度角接

4、觸球軸承，內(nèi)徑 80mm，寬度系列 0，直徑系列 2，接觸角15o 其代號(hào)為?！?C】A. 30216CB. 30280ACC.7216CD. 7216AC適合做滑動(dòng)軸承軸承襯的材料是。B 】A.優(yōu)質(zhì)碳素鋼B.巴氏合金C.鑄鐵D.合金鋼在螺栓聯(lián)接中，有時(shí)在一個(gè)螺栓上采用雙螺第4頁共16頁母，其目的是?！続】A.防松B. 提高剛度C. 減小每圈螺紋牙上的受力D. 提高聯(lián)接強(qiáng)度帶傳動(dòng)正常工作時(shí)不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，是因?yàn)?。【D】A. 帶不是完全彈性體B. 帶容易變形和磨損C. 帶在帶輪上打滑D.帶的彈性滑動(dòng)為了減少蝸輪刀具數(shù)目，有利于刀具標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值?！?C】A. 蝸輪齒數(shù)B. 蝸桿頭數(shù)C

5、. 蝸桿直徑系數(shù)D. 蝸輪分度圓直徑設(shè)高速軸與低速軸的材料相同，傳遞的功率也相同；若低速軸的轉(zhuǎn)速是高速軸轉(zhuǎn)速的 1 8 時(shí)，其直徑最小值應(yīng)為高速軸直徑最小值的倍。【 B】A. 12B. 2C.4D. 8第5頁共16頁下列聯(lián)軸器中，不具有直線位移和角位移補(bǔ)償能力的聯(lián)軸器是。【A】A.凸緣聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器C.萬向聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器零件受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力作用時(shí)，對(duì)塑性材料應(yīng)取為材料的極限應(yīng)力?！?C】A.D.BB.SC.10以下幾種措施中，可用于減少齒輪傳動(dòng)的附加動(dòng)載荷的是?！?D】A. 齒輪的輪齒做成鼓形齒B.增加齒輪圓周速度D.C. 改變原動(dòng)機(jī)類型齒頂修緣22. 鏈傳動(dòng)中，鏈節(jié)數(shù)通常取偶數(shù)，鏈輪

6、齒數(shù)取】奇數(shù)，最好互為質(zhì)數(shù)，其原因是?！?A鏈條與鏈輪輪齒磨損均勻 B. 工作平穩(wěn)避免采用過渡鏈節(jié) D. 具有抗沖擊力評(píng) 得閱分人第6頁共16頁三、 填空題 （本大題分為 10 小題，請(qǐng)把正確的答案統(tǒng)一填寫在題后的空白橫線上，每空1 分，本大題滿分 10 分。）中小功率閉式硬齒面鋼制齒輪的主要失效形式是點(diǎn)蝕。普 通 平 鍵 的 寬 和 高 b h 是 根 據(jù) 軸 的軸徑確定的。28. 比較適合于用做軸承襯的材料是巴氏合金?？刂七m當(dāng)預(yù)緊力是保證帶傳動(dòng)正常工作的重要條件，預(yù)緊力不足， 則易發(fā)生帶的 跳動(dòng)和打滑 。帶傳動(dòng)的準(zhǔn)則是保證不打滑的條件下帶具有足夠的疲勞壽命。31. 當(dāng)溫度升高時(shí)，潤滑油的粘

7、度隨之降低。為了便于裝配軸上零件并去掉毛剌，通常，軸端應(yīng)加工出倒角。在不完全液體潤滑滑動(dòng)軸承中，限制 pv 值的主要目的是限制溫升。對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算的主要目的是 溫度過高而引起的齒面膠合。采用表面強(qiáng)化如壓、噴丸、碳氮共滲、氮化、滲氮、高頻或火焰表面淬火等方法，可顯著提高軸的 疲勞強(qiáng)度 。評(píng) 得第7頁共16頁閱分四、簡答題 （本大題分為 4 小題，每小題 3 分，滿分 12 分）人用鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、 V 帶傳動(dòng)等裝置組成多級(jí)傳動(dòng)時(shí)，按怎樣順序排列才合理？為什么？答：配置順序是：帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)。這是因?yàn)?V 帶傳動(dòng)具有緩沖吸振作用，且靠摩擦傳遞，一般置于高速級(jí)；鏈傳動(dòng)不平穩(wěn)

8、，速度高時(shí)傳動(dòng)出現(xiàn)較大的振動(dòng)沖擊，一般應(yīng)置于低速級(jí)。而齒輪傳動(dòng)一般置于中間級(jí)。分別說明三角螺紋、梯形螺紋的特點(diǎn)和應(yīng)用場合。答：普通螺紋自鎖性能好，強(qiáng)度高，主要用于連接。梯形螺紋效率比矩形螺紋略低， 但牙根強(qiáng)度較高，易于對(duì)中，磨損后可以補(bǔ)償；在螺旋傳動(dòng)中應(yīng)用最普遍。軸的設(shè)計(jì)主要包括哪些內(nèi)容？答：（1）材料選擇；（2）進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）第8頁共16頁進(jìn)行軸的強(qiáng)度驗(yàn)算。（4）必要時(shí)還要進(jìn)行剛度計(jì)算和振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。簡述聯(lián)軸器選擇的步驟。答：首先，根據(jù)使用要求選擇聯(lián)軸器的類型，其次，根據(jù)轉(zhuǎn)矩和軸徑的大小確定具體型號(hào)，必要時(shí)對(duì)關(guān)鍵元件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。評(píng)得五、分析解答題 （本大題分 4小題，滿分 22

9、 分）閱分人（4 分）題 40 圖所示兩級(jí)圓柱齒輪減速器的可能兩種布置方案中，哪一種方案更合理？為什么?答:方案二更為合理。原因之一：輸入和輸出的軸段長，原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的振動(dòng)和沖擊對(duì)齒輪傳動(dòng)影響小。原因之二：軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力分布減弱了彎曲正應(yīng)力的分布不均。方案一方案二題 40圖（5 分）試分析題題 42 圖所示四種摩擦副，哪些不能形成油膜壓力，為什么？（ v 為相對(duì)運(yùn)第9頁共16頁動(dòng)速度，油有一定的粘度。 ）FFFFvvvv 0h1h2h1h2hh1h1h22h1 h2h1h2h1 h2h1 h2（a）(b)(c)(d)題 41圖答：只有圖（ c）符合形成動(dòng)壓油膜條件，因此它有可能形成油膩壓力。

10、其他各圖都不具備形成動(dòng)壓油膜條件。其中圖a 沒有產(chǎn)生楔形間隙；圖b中兩表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向不能使油從大口流入、小口流出；圖 d 中運(yùn)動(dòng)板的速度過低。（8 分）題圖 2 所示斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)組成的傳動(dòng)裝置。 動(dòng)力由 I 軸輸入，蝸輪 4 為右旋。試解答下列問題：（1）為使蝸輪 4 按圖示 n4 方向轉(zhuǎn)動(dòng)，確定斜齒輪 1 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；（2）為使中間軸所受的軸向力能抵消一部分，確定斜齒輪 1 和斜齒輪 2 的輪齒旋向；3）畫出齒輪 1 和蝸輪 4 所受圓周力 Ft1、F t4 和軸向力 F a1、Fa4 的方向（垂直紙面向外的力畫 、向內(nèi)的力畫 ）第10頁共16頁4n4Fa 4III2Ft 4

11、Fa 3IInII3Ft3Fa2Fa1nIFt 1I1題 42圖（6 分）題 43 圖所示的兩個(gè)帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)（中心距、預(yù)預(yù)緊力、帶的材料、帶輪材料）完全相同，帶輪 1 與帶輪 4 的直徑相同、帶輪 2 與帶輪3 的直徑相同， n1 n3 。試問兩個(gè)傳動(dòng)中：1）哪個(gè)可以傳遞更大的圓周力？為什么？2）哪個(gè)可以傳遞更大的功率？為什么？答：n112（ 1）圓周力一樣大。因(a)為兩傳動(dòng)裝置的預(yù)緊力n334摩擦系數(shù)及小帶輪包角均相等。（2）裝置（ b）傳遞的功率更大。因?yàn)樵趦烧呔哂型茸畲髨A周力的情況下，（b）的帶速更高，故(b)題 43圖第11頁共16頁功率更大。評(píng)得六、計(jì)算題 （本大題分為 3 小題，

12、滿分 24 分）閱分人44.（8 分）軸上裝有兩個(gè) 30307 軸承，受載情況如題 44 圖所示。已知：軸上外加徑向載荷為 Fre 3000 N ，外加軸向載載荷 Fae 500 N 。軸承的車轉(zhuǎn)速 n 1000 r min ，動(dòng)載系數(shù)f p1 ，溫度系數(shù) ft 1，判定系數(shù) e 0.32 ，額定動(dòng)載 C39800N ，內(nèi)部（派生）軸向力按FdFr2Y 進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)Fa Fre 時(shí)， X0.4 ，Y1.9 ，當(dāng) Fa Free 時(shí)，1 ， Y 0 。試計(jì)算軸承 2 的當(dāng)量動(dòng)載荷 P2 。解：211）計(jì)算軸承徑向載荷Fre3000 NFae500 NFr 12000 NFr 21000 NFr

13、2400 mm200 mmFr 1（2）計(jì)算軸承軸向載荷題44圖Fd 1Fr 1 2Y526.3 NFa2Fd1Fae1026.3 NFd 2Fr 2 2Y277 NFa1Fd 1526.3 NFd 1Fae1026.3 NFd 2（3）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載Fa2Fr 2 1.026 eX 2 0.4,Y2 1.9P2fP X 2 Fr 2Y2 Fa22350 N45. （8 分）如題圖 45 所示，已知一個(gè)托架的邊第12頁共16頁板用 4 個(gè)餃制孔用螺栓 （標(biāo)號(hào)分別為 1、2、3、4）與相鄰的機(jī)架相聯(lián)接。托架受到一個(gè)與邊板螺栓組的垂直對(duì)稱軸線相平行的大小為 P 的載荷作用。試求出此螺栓組中各螺栓所受

14、工作剪力的大小。解：FAlFA各螺栓由橫向載荷PP所引起的剪切力的方向如FBl圖 1 所示，其大小均為：F BFBFAlFAPFAFB4各螺栓由轉(zhuǎn)矩 TPl 引題 45圖起的剪切力的方向如圖1螺栓 4 所受總的剪所示，大小均為： FBTP2l2 切力為螺栓 1、3 所受總的剪切力為：F4FAFBP4F1 F3FA2FB25 P4螺栓 2 所受總的剪切力為：F2 FA FB3 P4（8 分）鋼制標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，已知載荷系數(shù)第13頁共16頁K 1.5 ， n1750 r min ，齒寬b 75 mm ， m 3 mm ， z1 （主動(dòng)）25 ，YFa 12.7 ，YSa11.6， H1660 MPa

15、 ， F 1 450 MPa ，z2 125 ，YFa 2 2.2 ， YSa2 1.8 ，H 2 600 MPa ，F(xiàn) 2400 MPa ， zH 2.5 ，ZE =189.8 MPa ， Zuu1 ，綜合考慮齒面接觸強(qiáng)度和齒u1根彎曲強(qiáng)度，試決定此對(duì)齒輪能傳遞的最大功率。（提示：=ZE ZHZu2KT12KT1YFa YSaF ）H2H ；F2Z1bd1bm解： d1 mz1325z21255 ， Zuu15175 mm ，u25u151.095z11將接觸強(qiáng)度計(jì)算式改寫成bd122T1H2K2ZE Z H Zu因H 1H 2 ，按上式計(jì)算 T1 時(shí)，H應(yīng)代入H 2 的值，則根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)

16、算的轉(zhuǎn)矩為bd122T1H 222K Z E ZH Zu75752600221.5189.82.521.095187527.2 Nmm2將彎曲強(qiáng)度計(jì)算式改寫成T1bm Z1F2KYFa YSa因F 1450F 2400YFa 1YSa1104.16101.01，按彎曲強(qiáng)2.7 1.6YFa 2YSa2 2.2 1.8度式計(jì)算 T1 時(shí)，F(xiàn)應(yīng)代入F 2 ，故根據(jù)彎曲YFaYSaYFa 2YSa2第14頁共16頁強(qiáng)度計(jì)算出轉(zhuǎn)矩為T1bm2 Z1 F 27532254002KYFa 2YSa221.52.2568181.3 Nmm1.8小齒輪能夠傳遞的極限轉(zhuǎn)矩是Tmax187.53 Nm故 Pmaxn750Tmax187.53 14728.