《机械设计》期末考试试题库含答案详解8套.doc 61页

'《机械设计》课程试题（一）得分一、填空题(每空1分共31分)1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的2、三角形螺纹的牙型角α＝，适用于，而梯形螺纹的牙型角α＝，适用于。3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。4、带传动在工作过程中，带内所受的应力有、和，最大应力发生在。5、链传动设计时，链条节数应选数(奇数、偶数)。链轮齿数应选数；速度较高时，链节距应选些。6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按设计，按校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按设计，按校核。7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力，材料的许用接触应力，工作中产生的齿根弯曲应力，材料的许用弯曲应力。8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率η、效率和 效率。其中啮合效率η=，影响蜗杆传动总效率的主要因素是效率。9、轴按受载荷的性质不同，分为、、。10、滚动轴承接触角越大，承受载荷的能力也越大。得分二、单项选择题(每选项1分,共11分)1、循环特性r=－1的变应力是应力。A．对称循环变B、脉动循环变C．非对称循环变D．静2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是()。A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度CmB．减小Cb．增大CmC．增大Cb和CmD．减小Cb和Cm3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是()。A．避免螺栓受附加弯曲应力作用B．便于安装C．为安置防松装置4、选取V带型号，主要取决于。A．带的线速度B．带的紧边拉力c．带的有效拉力D．带传递的功率和小带轮转速 5、对于标准齿轮传动，影响齿形系数Y的主要几何参数是。A．齿轮的模数B．齿轮的压力角C．齿轮的齿数D．齿轮的顶隙系数6、一斜齿圆柱齿轮传动，已知法向模数Mn＝4mm，齿数Z1=20，螺旋角β＝14032’2”，齿宽b1＝80，b2＝75mm，则该传动的齿宽系数φd等于——。A．0.852B．O.88C．0.8D．0.9077、同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，可以提高轴的而不能提高轴的。A．强度B．刚度8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用。A．深沟球轴承B．圆锥滚子轴承C．角接触球轴承9、滑动轴承计算中限制pv值是考虑限制轴承的。A．磨损B．发热C．胶合D．塑性变形10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于。A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm得分 三、计算题(38分)1、(15分)有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力F0＝1000N，螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等，轴向工作载荷F=1000N，试计算该螺栓所受的总拉力F2＝?剩余预紧力F1＝?在预紧力F0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少?2、(13分)如图3-2所示的手摇起重绞车采用蜗杆传动。巳知模数m＝8mm，蜗杆头数z1＝1，蜗杆分度圆直径d1＝80mm，蜗轮齿数z2＝40，卷筒直径D＝200mm ，蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数fV＝0.03，轴承和卷简中的摩擦损失等于6％，问：(1)欲使重物W上升1m,手柄应转多少转?并在图上标出手柄的转动方向。(2)若重物W＝5000N，手摇手柄时施加的力F＝100N，手柄转臂的长度L应是多少? 3、(10分)某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承，如图3-3所示。己知作用于轴承上的径向载荷Fr1＝1000N，Fr2＝2060N，作用于轴上的轴向载荷FA=880N，轴承内部轴向力Fd与径向载荷Fr的关系为Fd＝0.68Fr,试求轴承轴向载荷Fa1和Fa2。 四、分析题(20分)1.(10分)如图4-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。(1)在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向。(2)为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向，并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向。(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。 2、(10分)指出图4-2中的结构错误(在有错处画○编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。 《机械设计》课程试题（一）答案与评分标准一、填空题(每空1分共31分)1、50%。2、600、联接、300、传动。3、摩擦、机械、永久。4、松紧边拉力产生的拉应力、离心拉应力、弯曲应力。5、偶、奇、小。6、接触强度、弯曲强度、弯曲强度、接触强度。7、相同、不同、不同、不同。8、轴承效率η2、搅油效率η3、啮合效率。9、转轴、心轴、传动轴。10、轴向。二、单项选择题(每选项1分,共11分)1、A。2、B。3、A。4、D。5、C。6、D。7、A、B。8、B。9、B。10、B。三、计算题(38分)1.(15分)(5分)(5分)F1=F0(5分)F2=F0F0F1=F2F1F1=F20 2、(13分)[解](1)i=z2/z1＝40设重物上升1m，手柄应转x转，则(5分)手柄的转动方向ω示于图中(3分)(2)(总效率2分,L3分)3、(10分)[解]7208C轴承的α＝150，内部轴向力Fd＝0.4Fr,Fd1＝0．4Fr1＝0.4×1000=400N(2分)方向如解所示向左Fd2＝0.4Fr2＝0.4×2060=824N(2分)方向如图所示向右Fd2十FA＝824十880＝1704＞Fd1 故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。Fa1＝Fd2十FA=1704N(3分)Fa2＝Fd2＝824N(3分)四、分析题(20分)1.(11分)(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向如图(2分)。(2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向，蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6分)2、(10分)[解]画出的正确结构图如图。①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。②轴承盖与轴之间应有间隙。③轴承内环和套简装不上，也拆不下来。④轴承安装方向不对。⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。 ⑦轴承内圈拆不下来。每指出1个错误得1分,满分5分；每改正1个错误得1分,满分5分。《机械设计》课程试题（八）一、填空与选择填空题：(每空2分,共15分)1、用于联接的螺纹是（），其原因是（）：2、受轴向工作载荷F作用的紧螺栓联接，螺栓和被联接件的刚度分别为和，其预紧力为，则剩余预紧力为（）；3、形成流体动压润滑的必要条件是（）、（）和（）；4、直齿圆锥齿轮的强度可近似按（）强度进行计算；5、阿基米德蜗杆传动在（）面上的模数m和压力角取a取标准；在该平面内，蜗杆与蜗轮的啮合相当于（）与（）的啮合；6、键的剖面尺寸是由（）确定的，而键长是由（）确定的；7、滚动轴承的基本额定动负荷C是指（）；8、闭式软齿面齿轮传动一般按（）设计，按（）校核。A.齿根弯曲疲劳强度B.齿面接触疲劳强度C.齿面磨损D.齿面胶合 9、标注螺纹时（）；A.右旋螺纹不必注明B.左旋螺纹不必注明C.左、右旋螺纹都必须注明D.左、右旋螺纹都不必注明10、对齿面硬度≤350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使（）；A.小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度B.小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度C.小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度D.小齿轮齿面硬度≤大齿轮齿面硬度11、齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与（）无关。A.模数mB.齿数zC.压力角aD.变位系数x11、一齿轮传动装置如图所示，轮2主动，轮1与轮3从动，则轮2的齿面接触应力按（）_而变化，齿根弯曲应力按（）而变化。A.对称循环B.脉动循环C.不对称循环D.以上三种都不对 二、分析题：简要回答以下问题(本大题共4小题，总计15分)1、什么是带传动的弹性滑动现象？(本小题3分)2、试写出一维雷诺方程表达式，并说明其中各符号的含义。(本小题4分)3、试写出轴承代号7416E/p4的意义。(本小题4分)4、说明闭式蜗杆传动的主要实效形式及设计准则。(本小题4分) 三、计算题（共30分）： 1.图示托架受铅垂力F（N），托架与托体之间的摩擦系数为µs,,可靠系数Kf=1,螺栓与被联接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为[σ]，按步骤列出螺栓根径d1的计算式。（15分）  2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷，n=1250r/min，运转时有轻微冲击，试计算这对轴承当量动载荷p和寿命L10h。轴承参数：d=20mm；；；；Fa/Fr≤e，x=1，y=0；Fa/Fr>e，x=0.4，y=1.7，[注：](本题15分) 四、分析题（25分）：.图示为蜗杆—斜齿轮传动，蜗杆由电动机驱动，转动方向如图。已知蜗杆轮齿的螺旋线方向为右旋，为使Ⅱ轴上的轴向力最小，试在图中标出：1．蜗轮2.斜齿轮3及4的齿斜方向；2.Ⅱ轴上的零件所受各分力的方向；3.如斜齿轮3的输入功率P=2kw,n=500rpm，分度圆直径d3=10mm,分度圆螺旋角β=150，求齿轮3、4所受各分力大小 五、结构题：(本题15分)分析图中结构错误，并将正确结构画出来。                                   《机械设计》课程试题（八）参考答案一、1、 三角形，自锁性好2、 F′+F3、 沿运动方向有从大到小的楔型间隙，两表面有一定的相对运动，润滑油有一定的黏度且供油充足4、 齿宽中点处的当量直齿轮5、 中间截面，梯形齿条与渐开线齿轮6、 轴径，轮毂宽（或轴段长）7、 基本额定寿命为一百万转时轴承能承受的最大载荷8、 B,A9、 A10、C11、A12、B,B二、1、 由于带的弹性引起的带与轮之间部分接触弧的相对滑动现象2、 p/x=6ην(h―h0)/h33、 角接触球轴承，窄系列，直径系列为重系列，内径为80，加强型，4级公差等级4、 胶合、点蚀；按接触强度设计及热平衡计算（防胶合）三、1解：（1）求F′：不下滑条件：4F′·μs≥kfF∴F′≥（2）求F：F===(3)求F0=F′+F=+0.2F (4)求d1:由公式≤[σ]∴d1≥2、解：如下图所示：s1、s2方向如图所示;；；，轴承2受压，；；，x1=1,y1=0，x2=0.4，y2=1.7；四、1．图示2．图示； 3．五、 《机械设计》课程试题（二）得分一、填空题（25分）[每空1分]1、滚动轴承轴系一端固定一端游动的固定方式常用在或情况下。2、dn值大的滚动轴承应采用润滑，而dn值小的滚动轴承可采用润滑。3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有。４、混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应校核、、值。５、列举两种刚性联轴器的名称，并说明是否具有补偿轴向。径向或角向位移的能力：，。６、轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称轴；只承受扭矩称　　　　　　轴；承受弯矩和扭矩称　　　　　　轴。７、直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝　　　　；标准模数和压力角在　　 ；受力分析和强度计算用　　直径。８、带传动的主要失效形式为　　　和　　　。９、带工作是截面上产生的应力有，，。10、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是等的，大小齿轮的弯曲应力是等的。　　　　得分二、选择题（11分）[每空1分]一、选择题：1、滚动轴承内圈与轴配合的正确标注应为。A.Ф30H7/k6B.Ф30H7C.Ф30k62、下列滚动轴承密封装置，其中　　　是属于接触式密封，而　　　　是属于非接触式密封。Ａ.毡圈密封　　Ｂ.甩油环　　Ｃ.密封环　　Ｄ.缝隙密封３、在　　　　情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。Ａ.重载　Ｂ.高速　Ｃ.工作温度　Ｄ.高承受变载或冲击振动载荷４、两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称　　　　。Ａ.液体摩擦　Ｂ.半液体摩擦　Ｃ.混合摩擦　Ｄ.边界摩擦５、半圆键联接当采用双键时两键应　　　　布置。　　Ａ.在周向相隔９０º　Ｂ.在周向相隔１２０º　　　　Ｃ.在周向相隔１８０º　　　Ｄ.在轴向沿同一直线６、为了提高受轴向变载荷螺栓联接的疲劳强度，应　　　　　。　　Ａ.增加螺栓刚度。　Ｂ.降低螺栓刚度。　Ｃ.降低被联接件刚度。７、弹簧Ａ的刚度为Ｋ１，弹簧Ｂ的刚度为Ｋ２，两弹簧并联的刚度为　　　　　　。 　　Ａ.　Ｋ１　　Ｂ.　Ｋ２　　Ｃ.Ｋ１＋Ｋ２　Ｄ.　　Ｋ１Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）８、强度等级为６.8级的螺栓材料σｓ＝　　　　　ＭＰａ。Ａ.　６００　Ｂ.　８００　　Ｃ.　６８０　Ｄ.　４８０９、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取　　　　　。Ａ.　任意值　　　Ｂ.　等于链节长度的偶数倍Ｃ.等于链节长度的奇数倍１０、带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮曹楔角较大　　　　　？　　Ａ.　大轮　Ｂ.　小轮　Ｃ.　主动论　　Ｄ.　从动轮得分三、计算题（34分）1、（14分）图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。已知m=8mm，d1=80mm，z1=1，i=40，卷筒的直径D=250mm，试计算：（1）欲使重物上升1m，应转动蜗杆的转数；（2）设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；（3）设重物重Q=5kN，通过手柄转臂施加的力F=100N，手柄转臂的长度l的最小值(不计轴承效率)。 2、（10分）一普通V带传动传递功率为P=7.5kW，带速u=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1=2F2，试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。3、（10分）图示为一刚性凸缘联轴器，材料为Q215钢，传递的最大转矩为1400N.m（静载荷）。已知轴的材料为45钢，工作时有轻微冲击。试根据图示和表为该联轴器选择平键，确定键的尺寸，并校核其强度（）。得分四、分析题（30分）[每题10分]1、在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。11111611112111181111711113111151111411119111110 2、立式搅拌机由电动机远距离传动如图，连续工作，搅拌机转速n=30r/min，电动机转速nd=1440r/min，功率P=5.5kW。试设计传动方案，画出传动简图，分配各级传动比。各种传动的单级传动比常用值见下表。（10分）各种传动的单级传动比常用值传动类型传动比传动类型传动比平带传动≤5圆柱齿轮传动≤5V带传动≤6圆锥齿轮传动≤3链传动≤6蜗杆传动8~40 《机械设计》课程试题（二）答案与评分标准一、填空题（25分）[每空1分]1、跨距较大或工作温度较高。2、油，润滑脂。3、①．相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；②．被油膜分开的两表面必须有足够的相对滑动速度，其运动方向必须使润滑油大口进小口出；润滑油必须有一定的粘度供油要充分。４、P、V、PV。５、①套筒式联轴器（无补偿能力）、②凸缘式联轴器（无补偿能力）。６、心轴；　　传动　轴；转　轴。７、　　　z/cosδ　；　齿轮大端　；　平均分度圆　。８、　打滑　　和　疲劳破坏　　。９、拉应力，弯曲应力，离心应力。10、相等的，不等的。二、选择题（11分）[每空1分]1、C。2、　　AC，　BD　３、　B４、　D　５、　D　６、　B　７、　C８、　D　　９、　B　　１０、　B　三、计算题（34分）1、解：（1）重物上升1m时，卷筒转动圈数：N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27蜗杆转动圈数为：N1=iN2=40x1.27=50.96(圈)（4分）（2）蜗杆直径系数q=d1/m=80÷8=10导程角：γ=arctan=arctan=7.125o 当量摩擦角：v=arctanfv=arctan=10.204o因为：γ〈v所以蜗杆传动满足自锁条件（4分）（3）蜗杆传动的啮合效率：则:（6分）1、解:（2分）（2分）=（2分）==750N（2分）所以=2x750=1500N（2分）3、解:由轴径φ55查下表,选取键b=16,h=10,键长L=90键的工作长度l=L-b=90-16=74mm键与联轴器的接触长度k=0.5h=0.5x10=5mm 由〉[]=100可见联接挤压强度不够，考虑到相差较大，所以应采用双键，相隔180布置，双键的工作长度l=1.5x74=111mm见的标记为:键16x90四、分析题（30分）[每题10分]1、.无垫片；无间隙、无密封键太长无定位轴肩无轴肩套筒高于内圈高度轴和轮毂一样长，起不到定位作用；无定位；无垫片采用反装。指出1处（0.5分）改正1处（0.5分）2、（10分）总传动比:i=n/nD=1440/30=48（2分）方案：电动机带传动(i=3)蜗杆传动(i=16)（4分）-121、电动机2、搅拌机图4-2 画出方案图（4分）3、传动力分析如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动。已知蜗杆为主动，且按图示方向转动。试在图中绘出：（1）各轮传向。（2.5分）（2）使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。（2分）（3）各啮合点处所受诸分力、、的方向。（5.5分）《机械设计》课程试题（六）一、填空及选择填空：把答案写在题中的空格里(每空2分,共26分)1、工程上常用的螺纹联接的防松方法有___________、____________和_______________。2、滚动轴承的基本额定寿命Lh10是指_______________。3、阿基米德蜗杆传动的正确啮合条件是______________、______________和_______________。4、带传动中，带每转一周受____________应力、_________应力和________应力作用，最大应力发生在________________。5、在闭式软齿面齿轮传动中（无冲击载荷），按________设计，按________校核A.齿根弯曲疲劳强度B.齿根弯曲静强度 C.齿面接触疲劳强度D.齿面接触静强度二、说明下列滚动轴承代号的意义(本大题共4小题，每小题4分，总计16分)1、62092、7311AC/P4/DF3、30420/P2/DB4、N220/P5三、计算题（共30分）1、.图示托架受铅垂力F（N），托架与托体之间的摩擦系数为µs,,可靠系数Kf=1,螺栓与被联接件的相对刚度为0.2，螺栓材料的许用应力为[σ]，按步骤列出螺栓根径d1的计算式。（14分）2、一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，轴承受载荷，n=1250r/min，运转时有轻微冲击，试计算这对轴承当量动载荷p和寿命L10h。轴承参数：d=20mm；；；；Fa/Fr≤e，x=1，y=0；Fa/Fr>e，x=0.4，y=1.7，[注：](本题16分)四、分析题（18分）图示蜗杆-斜齿轮传动，已知蜗杆为左旋，转向如图示，蜗杆m=8mm，d1=64mm(q=8)，z1=2，z2=42，蜗杆输入转矩T1=38000N.mm，蜗杆传动效率h＝0.75。 1）画出蜗轮的转向；2）欲使II轴的蜗轮2和齿轮3的轴向力抵消一部分，决定斜齿轮3、4的螺旋线方向；3）分别求出蜗杆、蜗轮上各力的大小和方向。五、指出下列轴系错误，并将正确的结构画在轴心线下面（14分）。 《机械设计》课程试题（六）参考答案一、（26分）1、摩擦防松，机械防松，永久止动；2、一批轴承作实验，其中90%轴承不发生疲劳点蚀时的工作小时数3、mx1=mt2=m,αx1=αt2=α=200,γ=β2旋向相同。4、应力，离心力产生的拉应力，弯曲应力，紧边开始进入小带轮的那一点5、C,A二、（每小题4分，共16分）1.深沟球轴承，窄、轻系列，内径45，公差等级Po级2.角接触球轴承，窄、中系列，内径55，接触角250，公差等级P4级，面对面排列3.圆锥滚子轴承，窄、重系列，内径100，公差等级P2级，背对背排列4.圆柱滚子轴承，窄、轻系列，内径100，公差等级P5级三、1解：（1）求F′：不下滑条件：4F′·μs≥kfF∴F′≥（2）求F：F===(3)求F0=F′+F=+0.2F(4)求d1:由公式≤[σ]∴d1≥2、s1、s2方向如图所示 ;；；，轴承2受压；；，x1=1,y1=0，x2=0.4，y2=1.7；四、1）蜗轮转向如图示。2）斜齿3为左旋，4为右旋。3）蜗杆、蜗轮上各力方向如图示，各力的大小为：五、略 《机械设计》课程试题（七）一．填空题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）1、已知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受三个分力的大小分别为：2360N，272N，816N，试分别指出：Ft2＝____________N，Fa2＝______________N，Fr2＝____________N。2、V带（三角带）的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越________。3、牌号为N68的润滑油表示其________0C时的________粘度为。4、一个圆锥滚子轴承宽度系列为窄系列，直径系列为中系列，内径为50mm，公差等级为P0级，其代号为_________________________________；。5、当联轴器型式选定以后，在同一类型而尺寸大小不同的一系列联轴器型号中，选出所需型号应考虑：（1）_______________________________________________；（2）_______________________________________________；（3）_______________________________________________。二．分析题（本大题共2小题，每小题6分，总计12分）1、注出下列普通平键的有效接触长度2、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a）m=4mm，z1=20，z2=60；b）m=2mm，z1=40，z2=120，其它参数都一样。试问：1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同？2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？ 三．结构题（15分）改正下图所示的结构错误（指出错误，并将正确的结构画在轴心线下侧）。四．计算题（本大题共4小题，总计40分）1、本小题8分刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接，螺栓均匀分布在D＝155 mm的圆周上，接合面摩擦系数m=0.12，摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）。若联轴器传递的转矩T＝1500 N×m，问每个螺栓预紧力F¢应为多大？2、本小题10分用绳索通过吊环螺钉起重，绳索受最大拉力,螺钉刚度与被联接件刚度之比，试求：1）为使螺钉头与重物接触面不离缝，螺钉的最小预紧力；2）若预紧力为10kN，工作螺钉的剩余预紧力为多少？3、本小题8分某标准蜗杆传动，传动比为20，蜗轮齿数z2＝40，模数m=4mm，蜗杆分度圆直径d1=40mm，求蜗轮螺旋角b及中心距a。4、本小题14分 一圆锥—圆柱齿轮减速器高速轴的支承布置结构如图所示，选择一对角接触球轴承7214C支撑，已求得左轴承Ⅰ的径向载荷Fr1=7000N，右轴承Ⅱ的径向载荷Fr2=1200N，轴受轴向载荷FA=FX=4000N，轴的转速n=1500rpm，载荷平稳，要求寿命Lh10≥8000小时，该轴承是否合用？（已查得7214C轴承的C=89628N，判断系数e=0.5，X=0.4，Y=1.4）。  五．大型题（本大题共2小题，总计23分）1、本小题12分一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：mn=3mm，z1=25，z2=75，b=8°06¢34²。已知：传递的功率P1＝70kW，转速n1=750r/min。求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。2、本小题11分图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=3(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求：1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。2）螺旋角b的大小。 《机械设计》课程试题（七）参考答案一.   填空题（本大题共5小题，每小题2分，总计10分）1、2360，816，2722、大3、40，运动，厘斯4、30310。5、（1）传递扭矩（2）载荷性质（3）轴直径要求二.   分析题（本大题共2小题，每小题6分，总计12分）1、2、1）两种方案的接触强度相同，弯曲强度不同，a方案弯曲强度较高。2）b方案较好。在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些，齿数增多使重合度增加，改善了传动平稳性和载荷分配情况。m小，滑动速度小，降低了磨损和胶合的可能性，同时也节省材料。 三.   结构题（15分）略 四.   计算题（本大题共4小题，总计40分）1、本小题8分，故2、本小题10分1）螺钉头与重物接触面不离缝，应使剩余预紧力 故得螺钉最小预紧力2）预紧力F¢＝10kN，则工作螺钉剩余预紧力3、本小题8分1）蜗轮螺旋角等于蜗杆导程角，故2）4、本小题14分求附加轴向力Fs1、Fs2Fs1=1.25×Fr2×tgα=1.25×7000×tg15°=2345NFs2=1.25×Fr1×tgα=1.25×1200×tg15°=402N2)求轴承轴向力支反力Fa1、Fa2:因为Fs2+Fx=402+4000=4402>Fs1=2345N∴Fa1=Fs2+Fx=402+4000=4402N(被压紧)Fa2:=Fs2=402(被放松)求P1、P2：∵Fa1/Fr1=4402/7000=0.629＞e=0.5∴P1=fd(XFr1+YFa1)=1×(0.4×7000+1.4×4402)=8962.8N∵Fa2/Fr2=402/1200=0.335＜e=0.5∴P2=fd×Fr2=1×1200=1200N∵P1＞P2∴Lh10=＞8000h合用 五.   大型题（本大题共2小题，总计23分）1、本小题12分 2、本小题11分1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。2） ，因为，所以，  《机械设计》课程试题（三）得分一、填空题(每空1分共24分)1.螺纹的公称直径是指螺纹的径，螺纹的升角是指螺纹径处的升角。螺旋的自锁条件为。2、三角形螺纹的牙型角α＝，适用于，而梯形螺纹的牙型角α＝，适用于。3、螺纹联接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b×h)是根据 查标准来确定的,普通平键的工作面是。5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使，从而使带的有效拉力值减小。6、链传动瞬时传动比是，其平均传动比是。7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力，材料的许用接触应力，工作中产生的齿根弯曲应力，材料的许用弯曲应力。8、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核。10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为挠性联轴器和挠性联轴器两大类。得分二、单项选择题(每选项1分,共10分)1.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用。A螺栓联接；B双头螺柱联接；C螺钉联接。2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则。A.当量摩擦系数越小，自锁性能越好；B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差；C.当量摩擦系数越大，自锁性能越差；D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好；3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键布置。(1分)A在同—直线上;B相隔900;C．相隔1200；D相隔18004、普通平键联接强度校核的内容主要是。 A.校核键侧面的挤压强度;B.校核键的剪切强度；C.AB两者均需校核；D．校核磨损。5、选取V带型号，主要取决于。A．带的线速度B．带的紧边拉力C．带的有效拉力D．带传递的功率和小带轮转速6、为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z1一定时,．应该限制。A．小链轮的转速n1；B.传动的功率P；C.传递的圆周力。7、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以。A．提高轮齿的弯曲强度；B.提高轮齿的接触强度；C.提高轮齿的静强度；D．改善传动的平稳性。8、当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用。A．深沟球轴承B．圆锥滚子轴承C．角接触球轴承9、温度升高时，润滑油的粘度。A.随之升高；B.保持不变；C．随之降低；D.可能升高也可能降低。10、圆柱螺旋弹簧的弹簧丝直径d=6mm,旋绕比C=5,则它的内径D1等于。A、30mm,B、24mm,C、36mm,D、40mm得分三、计算题(38分)1、(15分)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数Ks＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分) 图3-12、(13分)如图3-2所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动，电机功率P=10kW，转速n1＝970r／min，蜗杆传动参数z1＝2；z2＝60；直径系数q＝8；总效率η＝0．8，m＝8，右旋蜗杆，试计算：〔14分)(1)电梯上升时，标出电机转向；(2)标出蜗杆所受各力的方向； (3)计算蜗轮所受各力大小。图3-23、根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如图所示)，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr1＝1650N和Fr2=3500N。外加轴向力Fae＝1020N。(1)若派生轴向力Fd＝0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。Fae四、分析题(20分)1.(10分)如图4-1传动系统，要求轴Ⅱ、Ⅲ上的轴向力抵消一部分，试确定：1)蜗轮6的转向；2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向； 3)分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合点的受力方向。图4-12、(10分)指出图4-2中的结构错误(在有错处画○编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。图4-2《机械设计》课程试题（三）答案与评分标准一、填空题(每空1分共24分) 1、大,中,。2、600、联接、300、传动。3、摩擦、机械、永久。4、轴径d、侧面。5、包角α。6、变量、常数。7、相同、不同、不同、不同。8、节点。9、p、pv。10、无弹性元件,有弹性元件。二、单项选择题(每选项1分,共10分)1、B。2、D。3、D。4、A。5、D。6、A。7、D。8、B。9、C。10、B。三、计算题(40分)1.(13分)螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为F0则由平衡条件可得(4分)螺栓危险截面的强度条件为于是得(4分)(5分)2、(13分)[解] (1)电机转向箭头向上；(1分)(2)蜗杆受各力方向如图(3分)Fa2(3分)(3分)Fr2＝Ft2·tanα＝9845tan20°＝3583N(3分)3、(14分)[解]Fd1＝0.7Fr1＝0.7×1650=1155N(2分)方向向右Fd2＝0.7Fr2＝0.7×3500=2450N(2分)方向向左Fd1十Fae＝1155十1020＝2175＜Fd2故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。Fa1＝Fd2-Fae=2450-1020N=1430(2分)Fa2＝Fd2＝2450N(2分)(3分) (3分)四、分析题(26分)1.(12分)(1)蜗轮6的转向为逆时针方向；(2分)(2)齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；(4分)(3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a)；蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。(6分)2、(14分)[解]画出的正确结构图如图。①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移1～2mm；⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm，轴颈右端面缩进去；⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右；⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。 ⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。每指出一处错误1分,说明原因1分,指出五个错误算满分10分；画出正确图形4分。《机械设计》课程试题（四）一．填空题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分）1、阿基米德蜗杆正确啮合的条件是______，___，______。 2、斜齿圆柱齿轮螺旋角b的常用范围是__________________。如果b太小，则________________；b太大，则___________________。3、非液体润滑轴承应进行_________________________、_________________________和____________________的计算。4、蜗杆传动中，蜗轮的轮缘通常采用___________、蜗杆常采用___________制造，这是因为_______________________________________。5、带传动中，带的弹性滑动是带传动的___________特性，是___________避免的；而打滑则是___________。6、因为链传动具有__________和________，因此用于_______速传动。7、滑动轴承的_________曲线如图：虚线右边是_______________摩擦润滑区，虚线左边是_______________摩擦润滑区。8、带传动中，带每转一转受____________________应力、____________________应力及____________________应力。9、有一个角接触球轴承，宽度系列为窄系列、直径系列为中系列，内径为55mm，接触角250，公差等级P4级，面对面排列,其代号为________。10、某圆锥滚子轴承，宽度系列为窄系列、直径系列为重系列，内径100mm，公差等级P2级，背对背排列，其代号为____________。二．分析题（本大题共3小题，每小题4分，总计12分）1、图示为二级减速器中齿轮的两种不同布置方案，试问哪种方案较为合理？为什么？ 2、下图所示为一液体润滑滑动轴承，请分析并在图中标明（1）轴的旋转方向转向，（2）偏心距e，（3）最小油膜厚度hmin，（4）油膜压力分布。3、分析锥齿轮强度的计算方法要点。三．计算题（本大题共3小题，总计45分）1、本小题15分1、某减速器轴上装有一对30312轴承，已查出C=101000N，判断系数e=0.30，x=0.4，y=2，轴的转速n=10000rpm，受力如图，已求出两轴承的径向支反力Fr1=6000N，Fr2=8000N，齿轮的轴向力FA=1000N，载荷系数fd=1，试求轴承寿命为多少小时？（15分） 2、本小题15分如图所示为一铸铁支架固定在水泥地基上，受载荷RV=5000N，方向如图。支架与地基间的摩擦系数µs=0.4，设螺栓材料为35号钢，许用应力[σ]=80MPa，螺栓的相对刚度为：，可靠系数Kf=1.2。其他尺寸见图。为保证正常工作螺栓的根径d1至少要为多少？3、本小题15分图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=3(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，试求：1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。2）螺旋角b的大小。四．结构题（本题13分）指出下列轴系结构的错误，并将正确的结构画在轴心线下侧。 《机械设计》课程试题（四）参考答案一．填空题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分）1、mx1=mt2=m,αx1=αt2=α=200,γ=β2旋向相同。2、8°～20°；起不到斜齿的作用；轴向力太大3、比压计算p≤[p]、特性数计算pv≤[pv]、速度计算v≤[v].4、青铜，钢，这两种材料配对减摩耐磨性好5、固有，不可,可以避免。6、具有运动的不均匀性、动载荷，用于低速。7、摩擦特性曲线、液体动压、非液体（混合、边界）。8、紧边及松边拉应力，离心力产生的拉应力，弯曲应力。9、7311AC/p4/DF10、30420/p2/DB二．分析题（本大题共3小题，每小题4分，总计12分）1、1、方案b较为合理。因为方案b的齿轮布置形式使轴在转矩作用下产生的扭转变形能减弱轴在弯矩作用下产生的弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。2、 3、与齿宽中点处的当量直齿轮等强度，按直齿轮的两个强度计算，几何尺寸转换为锥齿轮的大端参数。三．计算题（本大题共3小题，总计45分）1、本小题15分解：1）求Fs1、Fs2：2）．求Fa1、Fa2：∴Fa1=FA+Fs2=1000+2000=3000N（被压紧）Fa2=Fs2=2000N（被放松）3）．求P1、P2：∵x=1y=0∴4）．求Lh10：∵P1>P2∴只求轴承1小时 2、本小题15分解：1.求F:2．求F‘：3．求F0：4．求d1：3、本小题15分2、1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。2），因为，所以， 四．结构题（本题13分）解：略《机械设计》课程试题（五）一．填空及选择填空题（每空1分，总计25分）1、用于联接的螺纹是，原因是______；2、齿形系数的物理意义是__________________________________，其大小与______________有关，与______________无关。3、带传动设计时限制小带轮的直径不能太小是因为________，大带轮直径不能太大是因为（中心距一定）________；V带的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越________。4、形成流体动压润滑的必要条件是、和；5、决定套筒滚子链传动承载能力的主要参数是；链传动的运动特性是指和；6、带传动的弹性滑动是指____________，而打滑是指_____________；带传动的设计准则是_______________________。7、正交直齿锥齿轮传动的传动比i与其当量圆柱齿轮的传动比iv的关系是__________；A.B.C.D.8、一蜗杆传动，已知模数m=4mm，蜗杆头数=1，蜗轮齿数=50，特性系数q=10，则该传动中心距a等于______mm。 A.124B.125C.120D.130E.1409、某角接触球轴承内径为45mm，精度等级为P0级，宽度系列为窄系列，直径系列为中系列，接触角为25o，其代号为___________。A.7145B.6209C.7209CD.7309AC10、转轴承受_______；心轴承受__________；传动轴承受_________。A.扭矩B.弯矩C.扭矩和弯矩11、在各种基本类型的向心滚动轴承中______________不能承受轴向载荷。A.调心球轴承B.圆柱滚子轴承C.调心滚子轴承D.深沟球轴承12、一般转速、一般载荷工作的正常润滑的滚动轴承其主要失效形式是_____________。A.滚动体碎裂B.滚动体与滚道产生疲劳点蚀C.滚道磨损D.滚道压坏二．受力分析及计算题（20分）图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=3(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，要求使轴II的轴向力相互抵消，不计摩擦，蜗杆主动，顺时针旋转，试求：1）斜齿轮3、4的螺旋线方向（6分）。2）在图上标出II轴上零件所受分力的方向（6分）。3）求出斜齿轮3、4螺旋角b的大小（8分）。三、滚动轴承计算题（15分）轴系由一对圆锥滚子轴承支承（基本额定动载荷Cr=57700N），轴的转速n=1380r/min，已求得轴承的径向支反力为：Fr1=4000N，Fr2=8000N，轴向外载荷FA=860N，载荷系数fd=1.2。求轴承寿命为多少小时?（轴承e=0.3，时X=0.4，Y=2） 四、螺栓联接计算题（15分）如图所示为一铸铁支架固定在水泥地基上，受载荷RV=5000N，方向如图。支架与地基间的摩擦系数µs=0.4，设螺栓材料为35号钢，许用应力[σ]=80MPa，螺栓的相对刚度，可靠系数Kf=1.2。其他尺寸见图。为保证正常工作，螺栓的根径d1至少要为多少？五．结构改错题（本题15分）如果下图轴系结构有错误，请将正确结构图画在轴的另一侧。六、作图题（本大题10分）某合金钢制零件，其材料的抗拉强度极限sB=1200MPa，疲劳极限s-1=460MPa，屈服极限ss=920MPa。零件的综合影响系数。试绘制该零件的简化疲劳极限应力图。（设寿命系数KN=1,=0.2） 《机械设计》课程试题（五）参考答案一．填空题（本大题共6小题，每小题3分，总计18分）1、三角形螺纹，自锁性好。2、齿形系数的物理意义是_轮齿的几何形状对抗弯能力的影响系数_，其大小与___齿数__有关，与__模数__无关。3、带传动设计时限制小带轮的直径不能太小是因为_避免弯曲应力过大，大带轮直径不能太大是因为（中心距一定）避免小带轮包角太小；V带的截面尺寸越大，则带轮的最小直径应越_大_。4、形成流体动压润滑的必要条件是相对运动的两表面有一定的楔形间隙；两表面有一定的相对速度；润滑油有一定的黏度，且供由充足；5、链节距P；运动的不均匀性；动载荷；6、由于带的弹性引起的带与轮之间部分接触弧之间的相对滑动；打滑是指由于超载引起的带与轮之间整个接触弧发生的相对滑动；在不打滑的前提下有一定的疲劳强度。7、C8、C9、D10、C，B，A11、B12、B二、（20分）1）（6分）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。2）（6分）受力方向：蜗轮在啮合点上：Ft2：向前；Fr2：向下；Fa2：向左；齿轮3在啮合点上：Ft3：向后；Fr3：向下；Fa3：向右3）（8分），因为，所以 ，三．计算题（15分），2轴承压紧。所以，，，X2=0.4，Y2=2应按2轴承校核，因四、螺栓计算题（15分）解：1.求F:2．求F‘：3．求F0： 4．求d1：五．轴结构题（本大题总计15分）解：六、解：综合影响系数零件的对称循环疲劳极限为：可求出材料的脉动循环疲劳极限为：零件的脉动循环疲劳极限为：可作图如下：1.确定点A¢(0,)；2.确定点B¢(,)；3.确定点S(ss,0)；4.过点S作与横坐标轴成135°的直线与直线A¢B¢的延长线交于G1，则折线A¢G1S即为零件的极限应力线。 '