华工机械设计考题

12003-2004年第一学期考试试题（B卷）机械设计使用班级：01011B1~2、01013B1、01014B1~2、01015B1、01017B1~7、01018B1~2、01019B1~2、01021B1~6一、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跨距较大或工作温度较高情况下。2、dn值大的滚动轴承应采用油润滑，而dn值小的滚动轴承可采用润滑脂润滑。3、滑动轴承保证液体动压润滑的条件有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；○3润滑油必须有一定的粘度供油要充分。４、混合摩擦（非液体摩擦）滑动轴承计算应校核P、V、PV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：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、轴按所受载荷性质分类，只承受弯矩的称心轴；只承受扭矩称传动轴；承受弯矩和扭矩称转轴。７、直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝z/cosδ；标准模数和压力角总分得分2在齿轮大端；受力分析和强度计算用平均分度圆直径。８、带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏。９、带工作是截面上产生的应力有拉应力，弯曲应力，离心应力。10、在齿轮传动中，大小齿轮的接触应力是相等的，大小齿轮的弯曲应力是不等的。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C。A.Ф30H7/k6B.Ф30H7C.Ф30k62、下列滚动轴承密封装置，其中AC是属于接触式密封，而BD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B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D。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D布置。Ａ.在周向相隔９０ºＢ.在周向相隔１２０ºＣ.在周向相隔１８０ºＤ.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B。得分3Ａ.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C。Ａ.Ｋ１Ｂ.Ｋ２Ｃ.Ｋ１＋Ｋ２Ｄ.Ｋ１Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２）８、强度等级为６.8级的螺栓材料σｓ＝DＭＰａ。Ａ.６００Ｂ.８００Ｃ.６８０Ｄ.４８０９、链轮中心距已定，合理确定链传动的链长时，应取B。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B？Ａ.大轮Ｂ.小轮Ｃ.主动论Ｄ.从动轮三、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)。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得分4导程角：γ=arctan1zq=arctan18=7.125o当量摩擦角：v=arctanfv=arctan18=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：1tantan7.1250.401tan()tan(7.12510.204)ooov2110.6250.039400.401TTkNmi则:10.0390.390.1TlmF（6分）2、（10分）一普通V带传动传递功率为P=7.5kW，带速=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。解:1000eFvP（2分）100010007.5 =750N10ePFv（2分）题图3-1250.1250.625TkNm5eF=12FF122FF（2分）2F=eF=750N（2分）所以1F22F=2x750=1500N（2分）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（MPap100][）。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332102140010137.657455pTMPakld〉[p]=100MPa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=111mm33210214001091.7511155ppTMPakld见的标记为:键16x906四、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。得分图3-311191111107图4-1○1.无垫片；○2无间隙、无密封○3键太长○4无定位轴肩○5无轴肩○6套筒高于内圈高度○7轴和轮毂一样长，起不到定位作用；○8无定位；○9无垫片○10采用反装。指出1处（0.5分）改正1处（0.5分）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=830r/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）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）画出方案图（4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8~403、传动力分析-121、电动机2、搅拌机图4-29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tF、rF、aF的方向。（5.5分）图4-310《机械设计》课程试题试题编号：课程代号：2020202课程学时：72总分一、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)。得分11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η1、效率和效率。其中啮合效率η1=，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。二、单项选择题(每选项1分,共11分)得分121、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YF的主要几何参数是。13A．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1410、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?得分152、(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?图3-2163、(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。17图3-3四、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。18(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。图4-119图4-2《机械设计》课程试题答案与评分标准试题编号：课程代号：2020202课程学时：7220一、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)2、(13分)[解](1)i=z2/z1＝40(5分)F2=F0(5分)F1=F0