武科大機械設(shè)計考試試卷與答案

科技大學年機械設(shè)計考試資料一、填空（每空1分，共20分）1．當所受軸向載荷通過（螺栓組形心）時，螺栓組中各螺栓承受的（軸向工作拉力）相等。2．從結(jié)構(gòu)上看，帶輪由（輪轂）、輪輻和（輪緣）三部分組成。3．在直齒圓柱齒輪傳動的接觸疲勞強度計算中，以（節(jié)點）為計算點，把一對輪齒的嚙合簡化為兩個（圓柱體）相接觸的模型。鍵是標準件，主要分為平鍵—、半圓鍵、楔鍵和切向鍵等。5?請寫出兩種螺紋聯(lián)接中常用的防松方法：（雙螺母）和（防松墊圈）。6.疲勞曲線是在（應力比）一定時，表示疲勞極限與（循環(huán)次數(shù)）之間關(guān)系的曲線。yN7?滾動軸承一般是由—外圈_、_圈_、_滾動體—和保持架組成。按照承受載荷的方向或公稱接觸角的不同，滾動軸承可分為—向心軸承—和—推力軸承。8理論上為（點）接觸或（線）接觸的零件，在載荷作用下，接觸處局部產(chǎn)生的應力稱為接觸應力。開式齒輪傳動的主要失效形式是：（齒面的磨粒磨損）和（斷齒），固通常只進行彎曲強度計算。一般情況下，閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式點蝕_。潤滑油在某些方面的性能，在潤滑油中加入的各種具有獨特性能的化學合成物即為（添加劑）。由于（彈性滑動）現(xiàn)象，使帶傳動的傳動比不準確。帶傳動的主要失效形式為（打滑）和（帶的疲勞破壞）。蝸桿傳動的主要缺點是齒面間的（相對滑動速度）很大，因此導致傳動的（效率）較低、溫升較高。傳動水平布置時，最好（緊邊）邊在上，（松邊）在下。軸承6308、N2308、72308，其中承受徑向載荷最大的是N2308；承受軸向載荷最大的是72308。中輪齒的齒面點蝕，通常首先發(fā)生在節(jié)線附近靠近齒根處。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。導向平鍵連接的主要失效形式是工作面的磨損，設(shè)計時通過限制工作面間的壓強來進行耐磨性計算；半圓鍵的缺點是鍵槽對軸強度削弱較大，所以主要適用于軸端。按國家標準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P0，公稱接觸角a=15。穩(wěn)定磨損階段長短代表了零件使用壽命的長短螺栓螺柱螺釘性能等級中小數(shù)點前的數(shù)字代表材料的抗拉強度極限的1/100,小數(shù)點后的數(shù)字代表材料的屈服極限與抗拉極限之比的10倍二、選擇題下列磨損中，不屬于磨損基本類型的是（3）；只在齒輪、滾動軸承等高副零件上經(jīng)常出現(xiàn)的是（2）。（1）粘著磨損；（2）表面疲勞磨損；（3）磨合磨損；（4）磨粒磨損。對于直齒圓柱齒輪傳動，其齒根彎曲疲勞強度主要取決于（4）；其表面接觸疲勞強度主要取決于（1）。（1）中心距和齒寬；（2）中心距和模數(shù)；（3）中心距和齒數(shù)；（4）模數(shù)和齒寬。性高且對軸的削弱又不大的鍵聯(lián)接是（1）聯(lián)接。（1）普通平鍵；（2）半圓鍵；（3）楔鍵；（4）切向鍵。輪傳動中，輪齒的齒面疲勞點蝕，通常首先發(fā)生在【D】A.齒頂部分B.靠近節(jié)線的齒頂部分C.C.齒根部分D.靠近節(jié)線的齒根部分5．傳動中，彈性滑動【D】A.在緊力足夠時可以避免B.在傳遞功率較小時可以避免C.在小帶輪包角足夠大時可以避免D.是不可避免的6?設(shè)計V帶傳動時，選擇小帶輪基準直徑d三d，其主要目的是為了【B】1minA.使傳動的包角不致于過小B.使帶的彎曲應力不致于過大C.增大帶輪間的摩擦力D.便于帶輪的制造7.在下列四種型號的滾動軸承中，只能承受軸向載荷的是【B】A.6208B.N2208C.3208D.52088?代號為1318的滾動軸承，徑尺寸d為【A】A.90mmB.40mmC.19mmD.8mm9.下列哪種螺紋主要用于聯(lián)接？【D】A.矩形螺紋B.梯形螺紋C.鋸齒形螺紋D.三角形螺紋10?蝸桿傳動中，輪齒承載能力的計算主要是針對__B—來進行的.A）蝸桿齒面接觸強度和蝸輪齒根抗彎強度B）蝸輪齒面接觸強度和齒根抗彎強度C）蝸桿齒面接觸強度和齒根抗彎強度D）蝸輪齒面接觸強度和蝸桿齒根抗彎強度11.若一對滾動軸承的基本額定壽命為537000轉(zhuǎn)，則該軸承所受的當量動載荷A基本額定動載荷。A）大于B）等于C）小于三、簡答題（每小題5分，共20分）指出正常磨損過程通常經(jīng)歷哪幾個磨損階段？答：主要經(jīng)歷三個階段：磨合磨損階段；穩(wěn)定磨損階段；劇烈磨損階段。簡述齒向載荷分布系數(shù)K和齒間載荷分配系數(shù)K分別考慮的是什么因素對齒輪所受載荷pa的影響？答：系數(shù)Kp考慮的是載荷沿齒向分布不均勻性對齒輪輪齒所受載荷的影響；系數(shù)K考慮的是載荷在同時嚙合的齒對之間分配不均對齒輪輪齒所受載荷的影響。a試分析緊力F°對帶傳動正反兩方面的影響。答：緊力F0越大，則帶傳動的承載能力就越大，但同時帶中所受的拉應力也越大，從而降低帶的壽命；緊力越小，雖可減小帶中的拉應力，提高帶的壽命，但帶傳動的承載能力會降低。為什么開式齒輪傳動一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象？答：因為在開式齒輪傳動中，磨粒磨損的速度比產(chǎn)生點蝕的速度還快，在點蝕形成之前，齒面的材料已經(jīng)被磨掉，故而一般不會出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象。簡述輪齒的失效形式主要有哪五種？輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變簡述帶傳動中，打滑、彈性滑動的含義。若帶所需傳遞的圓周力超過帶與輪面間的極限摩擦力總和時，帶與帶輪將發(fā)生顯著的相對滑動，TOC\o"1-5"\h\z這種現(xiàn)象稱為打滑。2分這種由于材料的彈性變形而產(chǎn)生的滑動稱為彈性滑動。2分打滑應當避免，彈性滑動不可避免。1分試說明滾動軸承代號6308的含義。6—深溝球軸承1分3—中系列1分08—徑d=40mm1分公差等級為0級1分i34i34游隙組為0組…………1分8．常用的螺紋緊固件有哪些？常用的螺紋緊固件品種很多，包括螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母、墊圈等。圖示一V帶傳動，小帶輪為主動輪，轉(zhuǎn)向為順時針°A、C和B、D分別是V帶繞入點和繞出D點。試問：D1）在哪個點上帶速大于帶輪圓周速度？2）在哪個點上帶速等于帶輪圓周速度？3）在哪個點上帶速小于帶輪圓周速度？（4分）解：1）D點上帶速大于帶輪圓周速度（1分）2）A、C點上帶速等于帶輪圓周速度（2分）3）B點上帶速小于帶輪圓周速度（1分）2.聯(lián)接螺紋既滿足的自鎖條件，為什么還要v加防松裝置？試舉出兩種常用防理的防松裝置。（4分）螺紋聯(lián)接的自鎖作用只有在靜載荷下才是可靠的，在振動和變載荷下，會產(chǎn)生自動松脫的現(xiàn)象，因此需采用防松裝置。（2分）例：（1）摩擦防松，用彈簧墊圈。2）機械防松，用開口銷與六角開槽螺母。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。評分標準：以下3點各點1分，舉例正確合計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，只傳遞運動和轉(zhuǎn)矩不起支撐作用，如汽車后輪傳動軸。（3）既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸——轉(zhuǎn)軸，既起支撐又起傳運動和轉(zhuǎn)矩作用，如減速器的輸出軸11.普通孔與絞制孔的區(qū)別：普通孔：通孔加工精度要求低，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，不受連接件限制，應用廣泛鉸制孔：孔和螺栓桿采用基孔制過渡配合（H7/m6、H7/n6）,能精確固定被連接件的相對位置，能承受橫向載荷，孔的加工精度要求高四、（17分）圖示為由圓錐齒輪和斜齒圓柱齒輪組成的傳動系統(tǒng)。已知：1軸為輸入軸，轉(zhuǎn)向如圖所示，輸出軸功率P=5KW，轉(zhuǎn)速n=157rpm，各輪齒數(shù)為：z=25,z=60,z=22，z=84,,、＞IIIIII1234設(shè)效率為100％。II1）在圖中標出各輪轉(zhuǎn)向，并計算各軸的轉(zhuǎn)矩。2）為使2、3兩輪的軸向力方向相反，確定并在圖中標出3、4兩輪的螺旋方向。II1）在圖中標出各輪轉(zhuǎn)向，并計算各軸的轉(zhuǎn)矩。2）為使2、3兩輪的軸向力方向相反，確定并在圖中標出3、4兩輪的螺旋方向。3)解：（1）i14nI=in14III=3.82x157=599.74(rpm)P5T=9550」=9550x=33.2(Nm)In1438.12I

P5T=9550」=9550x=79.6(Nm)iin599.74()iiP5T二9550*二9550x二304.1(Nm)hin157iii3輪左旋，4輪右旋。2、3兩輪的各分力方向如圖所示。五、受力分析題(12)在圖示傳動系統(tǒng)中，1、5為蝸桿，2、6為蝸輪，3、4為斜齒圓柱齒輪，7、8為直齒錐齒輪。已知蝸桿1為主動，錐齒輪8轉(zhuǎn)動方向如圖。為使各中間軸上齒輪的軸向力能互相抵消一部分。試問：(1)標出蝸桿1的轉(zhuǎn)動方向；(2)標出斜齒圓柱齒輪3、4和蝸輪2、6的螺旋線方向；(3)畫出1、4、6、7輪的各分力圖。(1)標出蝸桿1的轉(zhuǎn)動方向(1分)(2)標出斜齒圓柱齒輪3、4和蝸輪2、6的螺旋線方向；(每個0.5分，共2分)1、6每個力1分，共6分；1、6每個力1分，共6分；Ft14、Fa4Ft4JFr4六、用文字說明軸系結(jié)構(gòu)的錯誤所在。(答對5個為10分,答錯一個倒扣1分)1）軸肩過高，無法拆卸軸承2）套筒頂不住齒輪（過定位），應使輪轂的長度稍大于軸段長3）鍵過長，套筒無法裝入4）套筒過高，右側(cè)軸承拆卸困難5）缺少調(diào)整墊片，無法調(diào)整軸承游隙6）箱體端面加工面與非加工面沒有分開7）精加工面過長且裝拆軸承不便8）靜止件與轉(zhuǎn)動件接觸（軸與端蓋）9）聯(lián)軸器空未打通10）缺少密封件七、計算題（14分）如圖所示為一對角接觸球軸承在兩個支點上的組合設(shè)計。已知：F=2500N,F=1250N,r1r2作用在圓錐齒輪4上的軸向力F=500N，作用在斜齒輪3上的軸向力F=1005N，試確定a4a3危險軸承的壽命為多少小時。（軸承基本額定動載荷C=31900N，n=1000rmin，ft=1，f=1.2，e=0.4，派生tpFF軸向力F=°?4F，當k<e，x=1，y=0；a>e，x=0.4，y=1.6）drFFrr22解：1）畫出派生軸向力F,F方向如圖G分）d1d22）F=0.4F=0.4x2500=1000N,F=0.4F=0.4x1250=500N，G分）TOC\o"1-5"\h\zd1r1d2r23）F+F=1000N,F+F=2005Na4d2a3d1F+F<F+Fa4d2a3d1

所以軸承2被壓緊，軸承1被放松。F=1000N,F二F+F-F二1505N(2分丿TOC\o"1-5