上海大學(xué)2015-2016 學(xué)年 冬 季學(xué)期試卷B課程名 機(jī)械設(shè)計(jì)（一）

PAGEPAGE6上海大學(xué)2015-2016學(xué)年冬季學(xué)期試卷成績課程名:機(jī)械設(shè)計(jì)（一）學(xué)分:3學(xué)號(hào):姓名:院、系：機(jī)自學(xué)院題號(hào)一二三四總分12345678得分一、是非題（正確“√”;錯(cuò)誤“×”，1分/題,10分）為提高緊螺栓的承載能力，通常選用擰入圈數(shù)較多的厚螺母聯(lián)接方式（×）在選用普通平鍵時(shí)，是通過強(qiáng)度計(jì)算來確定鍵的截面尺寸b和h的(×)綜合影響系數(shù)Kσ只對應(yīng)力幅有影響，而對平均應(yīng)力無影響（√）當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的零件上受靜載荷作用時(shí)，其上也可能產(chǎn)生變應(yīng)力（√）只要合理設(shè)計(jì)，帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)是可以避免的（×）為了減小Kβ值，應(yīng)將齒輪制成鼓形齒（√）螺紋的升角越大，其傳動(dòng)效率越高，自鎖性也越好（×）在圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算中，是按節(jié)點(diǎn)嚙合進(jìn)行接觸強(qiáng)度計(jì)算的（√）齒輪的齒形系數(shù)YFa與模數(shù)無關(guān)，與齒廓形狀有關(guān)（√）所有可用作制成零件的材料，其疲勞曲線都具有無限壽命區(qū)域（×）

二、選擇題（1分/空，共15分）1．在斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)是BA）分度圓直徑B）法面模數(shù)C）齒輪寬度D）端面模數(shù)2．在閉式軟齒面圓柱齒輪傳動(dòng)中，小齒輪的齒面硬度應(yīng)A大齒輪齒面硬度。A)大于，B）小于，C）等于，D)不確定3．小、大齒輪的彎曲應(yīng)力F1、F2之間的關(guān)系是B。A）F1=F2,B）F1>F2,C)F1<F2，D)不確定4．螺紋的公稱直徑(管螺紋除外)是指它的_____C_____.A）內(nèi)徑d1；B）中徑d2；C）外徑d5．在軸上需要兩個(gè)平鍵固定一個(gè)零件時(shí)，這兩個(gè)平鍵在圓周方向上應(yīng)相隔A。A）180°B）90°C）120°D）135°6．在螺紋聯(lián)接中，廣泛使用的聯(lián)接是A聯(lián)接。A）螺栓B）螺柱C）螺釘D）緊定螺釘7．材料的疲勞曲線通常是在C條件下經(jīng)疲勞試驗(yàn)得出的。A）脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力B）非對稱循環(huán)變應(yīng)力C）對稱循環(huán)變應(yīng)力D）非脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力8．承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，為降低應(yīng)力幅（設(shè)螺栓剛度為Cb，被聯(lián)接剛度為Cm）應(yīng)B。A）同時(shí)減小Cb及CmB）減小Cb增大CmC）同時(shí)增大Cb及CmD）增大Cb減小Cm9．閉式軟齒面齒輪的主要失效形式是D。A）壓潰B）剪斷C）磨損D）點(diǎn)蝕8．V帶的楔角是A。A）40°B）38°C）36°D）32°9．若采用兩只楔鍵聯(lián)接，則它們的分布是在周向相隔A。A）100°B）180°C）80°D）135°10.帶傳動(dòng)正常工作時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2可由式B表達(dá)，A)F1=F2B)F1-F2=FeC)F1/F2=efαD)F1+F2=F011．帶傳動(dòng)采用張緊輪時(shí)，張緊輪應(yīng)布置在BA)松邊內(nèi)側(cè)近小輪處B)松邊內(nèi)側(cè)近大輪處C)松邊外側(cè)近小輪處D)松邊外側(cè)近大輪處12．平鍵聯(lián)接能傳遞的最大扭矩為T,現(xiàn)要傳遞的扭矩為1.5T,則應(yīng)___D___A）把鍵長L增大到1.5倍B）把鍵寬b增大到1.5倍C）把鍵高增大到1.5倍D）安裝一對平鍵13.當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不宜制成通孔，且聯(lián)接需要經(jīng)常拆裝時(shí)，往往采用A。A)雙頭螺柱聯(lián)接B)螺栓聯(lián)接C)螺釘聯(lián)接D)緊定螺釘聯(lián)接14．某結(jié)構(gòu)尺寸相同的零件，當(dāng)采用C材料制造時(shí)，其有效應(yīng)力集中系數(shù)最大。

A)HT250B)20號(hào)鋼C)20CrMnMoD)45號(hào)鋼15．某截面形狀一定的零件，當(dāng)其尺寸減小時(shí)，其疲勞極限值將隨之A。

A)增高B)降低C)不變D)不確定三、問答題、作圖題和計(jì)算題（75分）：1．普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔用螺栓聯(lián)接主要失效形式分別是什么？試寫出二者的計(jì)算準(zhǔn)則（10分）答:1）對于受拉普通螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的靜力或疲勞拉伸強(qiáng)度。(4分)2）對于受剪鉸制孔用螺栓，其主要破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼合面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度，其中聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度對聯(lián)接的可靠性起決定作用。(6分)2．齒面點(diǎn)蝕一般發(fā)生在何部位？為什么?防止或減小點(diǎn)蝕的措施有哪些？（8分）答:1)點(diǎn)蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上（3分）2)提高齒輪材料的硬度，可以增強(qiáng)齒輪抗點(diǎn)蝕的能力。在嚙合的輪齒間加注潤滑油可以減小摩擦，減緩點(diǎn)蝕，延長齒輪的工作壽命（5分）3．帶傳動(dòng)中帶受哪些應(yīng)力作用？試寫出其公式并畫出這些應(yīng)力的分布圖(設(shè)a=60mm,dd2=2dd1)(10分）答:(每個(gè)應(yīng)力及其公式1分;畫圖5分)4．試寫出平鍵的失效形式和相應(yīng)計(jì)算公式？（6分）答:(每個(gè)失效形式1分;每個(gè)公式2分)1）對于普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），其主要失效形式是工作面被壓潰。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。2）對于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動(dòng)聯(lián)接），其主要失效形式是工作面的過度磨損。通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件公式為：導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件公式為：5.試寫出疲勞損傷累積假說的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并且分別說明在按何種順序加載應(yīng)力時(shí)數(shù)學(xué)表達(dá)式等號(hào)右面數(shù)值大于和小于1（6分）答:（2分）1）遞升的變應(yīng)力不易產(chǎn)生破壞，是由于前面施加的較小的應(yīng)力對材料不但沒有使初始疲勞裂紋產(chǎn)生，而且對材料起了強(qiáng)化的作用，因此，此時(shí)上式等號(hào)右面數(shù)值大于1（2分）2）遞減的變應(yīng)力卻由于開始作用了最大的變應(yīng)力，引起了初始裂紋，則以后施加的應(yīng)力雖然較小，但仍能夠使裂紋擴(kuò)展，故對材料有削弱作用，因此使上式等號(hào)右面的值小于1（2分）6．一鋼制零件受彎曲變應(yīng)力作用，最大工作應(yīng)力σmax=250MPa，最小工作應(yīng)力σmin=-50MPa，材料性能σs=310MPa，σ-1=280MPa，σ0=360MPa，應(yīng)力按r=C規(guī)律增長，綜合影響系數(shù)Kσ=1.5試1）畫出零件的簡化疲勞極限應(yīng)力圖(σm-σa圖)2）從圖中求出零件的極限平均應(yīng)力、極限應(yīng)力幅和最大極限應(yīng)力3）求該零件的安全系數(shù)(分別用圖解法和解析計(jì)算法)（12分）。解1）見圖（5分）2)MMe,e)由圖量出：,（5分）3)（圖解法）（解析計(jì)算法）（2分）7.下圖為兩級圓錐和斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知傳遞功率P=16KW，小錐齒輪轉(zhuǎn)速n1=1600r/min(轉(zhuǎn)向n1如圖所示)，錐齒輪齒數(shù)Z1=21，Z2=52，模數(shù)m=3mm,齒寬b=25mm；斜齒圓柱齒輪齒數(shù)Z3=22，Z4=91，法面模數(shù)mn=4mm試：1）要使II軸上軸承所受軸向力為零，則斜齒圓柱齒輪螺旋角為多少？2）在圖上標(biāo)出斜齒齒輪螺旋角旋向3）在圖上標(biāo)出第II軸上兩齒輪的圓周力、徑向力和軸向力的方向；4）計(jì)算上述6個(gè)力的大小。(15分)解:2)見圖(2分)3)見圖(3分)1)(7分)()II軸的軸向合力為0,即4)（3分）8．圖示框架用兩個(gè)M20的普通螺栓固定在廠房的鋼梁上。螺栓用測力扳手預(yù)緊,許用安全系數(shù)[S]=2，框架承受徑向載荷Q=40KN，螺栓與被聯(lián)接件的剛度分別為Cb及Cm，而且設(shè)Cm=4Cb。試求：1）螺栓的總拉力（取殘余預(yù)緊力為工作拉力的0.6倍）2）作用在螺栓上的預(yù)緊力為多少？3）該螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度是否滿足？（注：螺栓性