机械设计考试试卷

重庆工学院考试试卷学年第学期班级学号姓名考试科目机械设计a卷闭卷共4页····································密························封························线································学生答题不得超过此线一、选择题（每小题1分，共10分）得分评卷人１．已知某材料的对称循环应力σ－１＝200MPa，材料常数φσ＝0.3,则该材料的脉动循环应力σ0为：（）。A.201.96MPaB.307.69MPaC.250MPaD.60MPa　　２．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般宜采用（）联接。A.普通螺栓B.双头螺柱C.螺钉D.紧定螺钉　　3．平键联接中，键的剖面尺寸通常根据（　　）选择。　A.轴的转速B.轴的直径C.轴的长度D.轮毂的长度4．用（　　）来提高带传动的传递功率是不合适的。　A.适当增大轴的预紧力B.增大轴间距C.增加带轮表面粗糙度D.增大小带轮基准直径5．p表示链传动的链条节距，z表示链轮齿数，在一定转速下,要减轻链传动的运动不均匀性和动载荷,在选择参数时应（）。　　A.增大p和Z　　B.增大p,减小Z　　C.减小p和Z　　D.减小p,增大Z6．一对标准圆柱齿轮传动，已知z1=20，z2=50,　它们的齿形系数是YFa1YFa2，则它们的齿根弯曲应力F与齿面接触应力H的关系是：（）A.σF1σF2，H1σH2　B.σF1σF2，H1=σH2C.σF1σF2，H1=σH2　D.σF1σF2，H1σH27．对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其目的是（）。A.防止润滑油受热后外溢，造成环境污染　　B.防止润滑油温过高使润滑条件恶化C.防止蜗轮材料在高温下机械性能性能下降　　D.防止蜗杆蜗轮发生热变形后正确啮合受到破坏8．以下四种：A、N408/P5；B、51308；C、302061；D、7211C轴承中，承受径向载荷最大与承受轴向载荷最大的分别是（）。A．（A和B）B.（B和C）C.（A和C）D.（C和D）9．下列联轴器中，当两轴对中性要求较高，传递转矩较大时，最好选用（）。A．弹性柱销联轴器B.凸缘联轴器C.齿式联轴器D.十字轴式万向联轴器10．根据轴所承受的载荷来分类，自行车的中轴属于()。A．心轴B.转轴C.传动轴二、填空题（每空1分，共10分）得分评卷人1、三角形螺纹的牙型角一般为60°，通常用来起到作用；而矩形螺纹牙型角为0°，通常用来起到作用。2、代号为6218的滚动轴承其类型是；内径是mm。3、计算齿轮强度用的载荷系数K＝KAKVKαKβ，其中KV是考虑影响的系数；而Kα是考虑影响的系数。4、不完全液体润滑滑动轴承可靠的工作条件是，如p为轴承工作压力，v为滑动速度，限制pv值的目的是。5、在键联接中，普通平键主要的失效形式是工作面；花键主要的失效形式是工作面。重庆工学院考试试卷～学年第学期班级学号姓名考试科目机械设计a卷闭卷共4页····································密························封························线································题号一二三四五六总分总分人分数1学生答题不得超过此线三、简答题（每小题5分，共20分）得分评卷人1、齿轮传动的失效形式有哪些？开式齿轮传动和闭式齿轮传动的失效形式有哪些不同，在设计准则的使用上有何不同？2、在图示齿轮传动中，Z1主动，转向如图。分析齿轮2上的齿根弯曲应力及齿面接触应力各属于什么循环特性及原因。3、V带传动中V带的楔角为多少度，与其相配合的带轮轮槽的楔角为多少度？为什么二者的角度不同？4、螺纹连接防松的目的是什么？有哪些防松措施（至少答出4种）？四、综合计算题（共50分）得分评卷人1、（10分）单根V带传递的最大功率Pmax＝5kW，小带轮直径dd1＝350mm，n1＝1450r/min，小带轮包角α1＝150°，带和带轮之间的当量摩擦系数fv＝0.25，试确定带传动的最大有效拉力Fec、紧边拉力F1，预紧力F0。重庆工学院考试试卷2007～2008学年第一学期班级学号姓名考试科目机械设计aA卷闭卷共4页····································密························封························线································学生答题不得超过此线22、（15分）一圆桶形压力容器的顶盖用M16（d1＝13.835mm）螺栓联接，已知螺栓的许用应力[σ]=110MPa，容器内的压力为3MPa，D=120mm。试求①所需螺栓的最小数目z（要求取为偶数）（残余预紧力为工作载荷的1.6倍）②预紧力F0（取螺栓的刚度Cb与被联接件的刚度Cm之间关系为Cb=0.25Cm）3、（15分）图示某轴用一对角接触球轴承支承，属正装形式安装。轴上所受径向载荷Fre=1500N，轴向载荷Fae=820N，已知L1=100mm，L2=200mm。（派生轴向力Fd=0.68Fr）试求：1）轴承所受的径向载荷Fr1、Fr2；2）轴承所受的轴向载荷Fa1、Fa2；3）若（已知：e=0.68,若FFear≤,X=1,Y=0；若FFare,X=0.41,Y=0.87；试计算轴承2的当量动载荷P2。重庆工学院考试试卷2007～2008学年第一学期班级学号姓名考试科目机械设计aA卷闭卷共页····································密························封························线································3学生答题不得超过此线4、（10――――分）下图所示为一蜗杆平行轴斜齿轮直齿圆锥齿轮传动。已知蜗杆为主动件，且按图示方向转动。试在图中标出：①各轴的转向；②使II轴所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向；③在图上的A、B、C三个啮合点分别画蜗杆2、齿轮4、锥齿轮5的受力图。五、改错题（共10分）①②③…指出图中轴系结构设计中的错误或不合理的地方，错误之处依次以、、、.标出，对于每一处错误必须说明其原因。（至少说出5处）重庆工学院《机械设计a》A试卷答案一、选择题（每小题1分，共10分）12345678910BABCDBBCBC二、填空题（每空1分，共10分）第一空答案第二空答案得分评卷人41联接传动2深沟球轴承90mm3制造安装误差以及齿轮弹性变形等引发动载荷齿间载荷分配不均所引发的动载荷4边界膜不遭破坏（或轴承空腔内有润滑液体）限制轴承温升5压溃及剪断压溃或过度磨损三、简答题（每小题5分，共20分）1、答：齿轮的主要失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。开式齿轮传动的主要失效形式为齿面磨损及轮齿折断，由于磨损无完善的计算方法，所以主要以保证齿根弯曲疲劳强度及设计准则。闭式齿轮传动的主要失效形式为齿面点蚀及胶合，通常以保证齿面接触疲劳强度为设计准则，按保证齿根弯曲疲劳强度来校核。2、答：齿轮1为主动轮，齿轮2为惰轮，也就是说齿轮2既是主动轮1的从动轮，又是齿轮3的主动轮。当齿轮2与主动轮1啮合时，工作齿面是右侧齿廓；同时齿轮2与从动轮3啮合时工作齿面是左侧齿廓，属双齿面工作受载情况，所以其弯曲应力是对称循环应力。而其接触应总是从0变化至某一值，是脉动循环应力。3、答：V带的楔角为40º，带轮轮槽的楔角为32º、34º、36º、38º四种，均小于40º。因为V带绕上带轮后发生弯曲变形，楔角会发生变化。为使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合，将V带轮轮槽工作面的夹角做成小于40º。4、答：螺纹联接通常都具有自锁的功能，一般不会自动松脱，但在冲击、振动、及变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失，造成联接松脱，所以要采取防松措施。常用的防松措施有：对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母、串联钢丝、止动垫圈、开口销与六角开槽螺母等。四、综合计算题（共50分）1、解：①()smdnvd/57.2660000350145010006011=××=×=ππ()NvPFvFPecec18.18857.265100010001000maxmax=×==⇒=②()NeeFFeeFFffecffec97.297617.309.941718.21718.209.941718.21718.2218.188112112654.0654.018015025.018015025.000=×=-+×=-+⋅=-+⋅=⇒+-=⎟⎠⎞⎜⎝⎛×⎟⎠⎞⎜⎝⎛×ππαααα③()N97.392218.18897.2972FFFec01=+=+=∴Fec为188.18N；F1为392.06N；F0为297.97N。2、解：①4ZDPZ4DPF22ππ＝=F6.1F1＝F6.2FF6.1FFF12＝＋＝＋＝[]⇒≤⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛×=×=σππππ4d4ZDP2.63.14d2.6F3.14d3F.121221212[]94.6110835.1312036.23.1d6PD.23.1Z22212=××××=×≥σ∴取Z为8个。②当Z＝8，()N15.4241841203Z4PDF22＝＝＝××××ππ⇒mbmbb02C25.0CFCCCFF＝＋＋＝∴()N72.10318F433.2FC0.25C0.25C2.6FFCCCFFmmmmbb20＝＝＋－＝＋－＝5∴F0为10318.72N3、解：①Fr1+Fr2=FreFr1×(L1+L2)=Fre*L2∴()NFLLLre10001500200100200F212r1=×+=+=Fr2=Fre－Fr1＝1500－1000＝500（N）②Fd1=0.68Fr1=0.68×1000＝680NFd2=0.68Fr2=0.68×500＝340NFae与Fd1同向，所以判断Fae与Fd1的和与Fd2的大小Fae＋Fd1＝820＋680＝1500NFd2=340N∴Fae＋Fd1＞Fd2轴有向左运动的趋势，则轴承2将被压紧，轴承1被放松。从而：Fa1＝Fd1＝680NFa2＝Fae＋Fd1＝1500N③Fa2/Fr2＝1500/500=3＞0.68∴X2=0.41;Y2=0.87P=X2Fr2+Y2Fa2=0.41×500+0.87×1500=1510N4、五、改错题（共10分）12345671、应该在两端轴承盖处使用密封垫；2、为同时对齿轮及左端轴承进行轴向定位应在此设计挡圈；3、要想带动齿轮传动需使用键联接；4、在此设计轴肩来对齿轮进行轴向定位；5、设计一轴肩来对右端轴承进行轴向定位；6、与联轴器联接处应使用键联接；7、轴端处应倒角以方便安装。67