四川理工学院机械设计07-08学年考试题A

1四川理工学院试卷A（2007至2008学年第1学期）课程名称：机械设计命题教师：刘郁葱适用班级：机自051-057，过控051-053，材控051，052考试2007年12月日共页注意事项：1、满分试题一、选择填空题(每小题2分，共30分)1.在循环变应力作用下，下面应力中影响疲劳强度的主要因素是D。A.最大应力maxB.最小应力minC.平均应力mD.应力幅a2．蜗杆蜗轮传动中，其传动比i的计算错误的是C。A.i＝n1/n2B.i=Z2/Z1C.i=d2/d13．一对渐开线圆柱齿轮传动，其大小齿轮的分度圆直径不同，小齿轮1齿面硬度较高，则大小齿轮的齿面接触应力H1与H2关系为______B_____。A.接触应力H1＞H2B.接触应力H1＝H2C.接触应力H1＜H24.在圆锥齿轮和圆柱齿轮的二级传动机构中，通常将圆锥齿轮安排在A。A．高速级B.低速级C.都可以5．在转速一定的情况下，要减轻链传动的不均匀性和动载荷，应D。A．增大链节距和链轮齿数B增大链节距，减小链轮齿数C.减小链节距和链轮齿数D.减小链节距，增大链轮齿数6.齿轮的疲劳点蚀通常首先出现在节线附近靠近齿跟的表面。7.为提高轴的刚度，应采取D的措施。A．合金钢代替碳素钢B.用球墨铸铁代替碳素钢C.提高轴表面质量D.增大轴径8．蜗杆传动的材料配对为钢制蜗杆和青铜蜗轮，则在动力传动中应该由B的强度来决定蜗杆传动的承载能力。A.蜗杆B.蜗轮C.蜗杆和蜗轮D.蜗杆或蜗轮9.一组同型号的轴承在同样条件下运转，其可靠度为90％时能够达到或超过的寿命称为题号一二三四五六七八总分评阅（统分）教师得分得分评阅教师2滚动轴承的基本额定寿命。10.普通平键工作中，其工作面是键的侧面，其主要的失效形式是压溃和磨损。11.中等转速载荷平稳的滚动轴承正常失效形式为Ｃ。A.磨损B.胶合C.疲劳点蚀D.永久变形12．同一V带传动用在减速时（小带轮为主动轮）和用在增速时（大带轮为主动轮）相比较，若主动轮转速不变，则传动所传递的功率较大的是增速传动。13．带传动在工作过程中，带内所受的应力有松边应力、紧边应力、离心应力和弯曲应力，带的最大应力发生在紧边进入小轮处。14.在轴的计算中，轴径的初步估算是按照Ｂ确定的。A．抗弯强度B.抗扭强度C.轴段的长度D.轴段上零件的孔径15.下列四种型号的滚动轴承，只能承受径向载荷的是Ｂ。A．6208B.N208C.30208D.51208二、分析简述题(共28分)1.设计一对闭式软齿面直齿轮传动，如果其它参数都一样，齿数与模数有两种方案：（a）m=4mm，z1=20，z2=60；（b）m=2mm，z1=40，z2=120。试问：1）两种方案的接触强度是否相同？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？为什么？（8分）答：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。（4分）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，减小毛坯外径，减轻重量而且也减少了切削量。（4分）2.试说明两板间能建立液体润滑的必要条件是什么？判断下面哪种情况有可能建立液体润滑。（6分）必要条件：（1）足够的供油量（2）润滑油要有一定粘度（3）两板间要有相当的滑动速度（4）两板间形成收敛形间隙；（4分）C种情况有可能建立液体润滑。（2分）3.如图所示，各轴均受静载荷的作用，试判断零件上A点的应力是静应力还是变应力，并得分评阅教师3确定应力循环特性r的大小或范围。（6分）（a）(b)(c)（a）图为静应力r＝1（2分）（b）图为对称循环变应力r＝-1（2分）（c）图为非对称循环变应力－1r＋1（2分）4.带传动的主要失效形式有那些？带传动工作时为什么会出现弹性滑动的现象？弹性滑动会引起什么样的后果？弹性滑动可否避免？（8分）答：带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。带传动工作时由于紧边和松边有拉力差，带绕在带轮部分的伸长量会随着拉力的变化而变化，带和带轮之间产生相对滑动，这就是弹性滑动现象。（4分）弹性滑动会使从动轮圆周速度低于主动轮，瞬时传动比不恒定，降低传动效率引起带的磨损和温升。由于带是弹性体，所以弹性滑动是不可避免的。（4分）三.一轴用同一型号一对角接触球轴承支承。已知Fr1＝2000N，Fr2＝1000N，该轴所受轴向载荷FA＝800N（指向轴承1），要求按正装情况：（1）画出结构示意图，并在图上标出内部轴向力Fs1、Fs2的方向；（2）计算轴承的轴向载荷Fa1、Fa2的大小。（取Fs=0.68Fr）（6分）解：（1）21（3分）（2）Fs2=0.68Fr2=680N,Fs1=0.68Fr1=1360NFs2+FA=680+800=1480N大于Fs1故Fa1=Fs2+FA=680+800=1480N(压紧端),Fa2=Fs2=680N(放松端)（3分）四．如图所示为圆柱齿轮－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，求（1）标出齿轮2所受轴向力Fa2的方向,齿轮1的轮齿旋向；（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轮齿的旋向，并标出蜗轮4的旋向和旋转方向；（3）在蜗杆蜗轮啮合处标出蜗杆所受的轴向力Fa3，圆周力Ft3和径向力Fr3的方向。（表示垂直纸面向里，⊙表示垂直纸面向外）(12分)得分评阅教师得分评阅教师42输入轴n1134解：（1）标出齿轮2所受轴向力Fa2的方向,齿轮1的轮齿旋向；（2分）（2）标出蜗杆3轮齿的旋向，并标出蜗轮4的旋向和旋转方向；（4分）（3）在蜗杆蜗轮啮合处标出蜗杆所受的轴向力Fa3，圆周力Ft3和径向力Fr3的方向。（6分）输入轴1243n1Fa2Fa3Fr3Ft3右旋五．有一储气罐，罐盖用12个M20的普通螺栓（小径d117294mm.，）均布联接。安装时每个螺栓的预紧力F=18000N，气罐内径D=400mm，气压p=1MPa，螺栓采用45钢，许用拉应力〔σ〕＝160Mpa，螺栓的相对刚度CCC11208.，试求（1）单个螺栓的总拉力F0（2）试校核螺栓强度（取计算直径dc=d1）。（12分）得分评阅教师5解：气罐盖所受总推力22Q400112560044FDpN每个螺栓的工作载荷12560010466.712QFFNZ（4分）每个螺栓总拉力1012'180000.810466.726373.4CFFFNCC（4分）按强度条件，螺栓小径0141.341.326373.416.522160Fdmm所选螺栓小径17.294mm大于16.522mm,满足强度条件要求。（4分）六、一深沟球轴承6214所受径向载荷Fr＝3600N，轴向载荷Fa＝1300N，转速n＝2900r∕min，载荷平稳，其基本额定动载荷C＝60800N，若预期寿命L’h＝8000小时，试校核该轴承的寿命。（已知判断系数e＝0.22，当Fa∕Fr≤e时，X＝1，Y＝0；当Fa∕Fre时，X＝0.56，Y＝1.99）（12分）解：（1）求X、Y的值Fa/Fr＝1300/3600＝0.36＞e故X＝0.56，Y=1.99（4分）求当量动载荷PP=XFr＋YFa＝0.56×3600＋1.99×1300＝4603N（4分）求该滚动轴承的寿命336101667060800132476029004603hCLhnP13247小时＞8000小时该轴承满足要求。（4分）得分评阅教师