河北工程大学机械设计AB卷期末考试试题《机械设计》试卷

河北工程大学2010~2011学年第二学期期末考试试卷A卷题号一二三四五六七八九十总分得分评卷教师一．选择题（每题2分，共20分）1.在带、链、齿轮组成的多级传动中，带传动应放在。①低速级②高速级③高速级或低速级均可2．悬置螺母的主要作用是。①作为联接的防松装置②减小螺栓系统的刚度③使螺母中各圈螺纹受力较均匀④防止螺栓受弯曲载荷3．非液体滑动轴承，其润滑状态通常为。①边界润滑②流体润滑③混合润滑4．为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承的圆角半径r与轴肩处的圆角半径rl应的关系。①r=rl；②rr1；③rrl5、某角接触球轴承内径为45mm，精度等级为P0级，宽度系列为代号为0，直径系列为中系列，接触角为25o，其代号为___________。①.7145②.6209③7309AC④.7209C6．键的截面尺寸（b×h）通常是根据按标准选择。①轴传递扭矩的大小②传递功率的大小③轮毂的长度④轴的直径7．蜗杆传动热平衡计算的目的是为了控制温升，防止。①蜗杆机械性能下降②润滑油粘度降低和齿面胶合③传动效率下降④蜗轮材料退火8．被联接件受轴向力作用时，如果采用普通螺栓联接，则螺栓可能出现的失效为：。①剪切破坏②拉断③扭断④拉断或拧紧时扭断9．联轴器和离合器的主要作用是。①缓和冲击和振动②补偿两轴间可能的位移③联接两轴，传递扭矩④防止机器发生过载10．为提高螺栓在变载荷作用下的疲劳强度，可采取的措施。①增大螺栓刚度②适当减小预紧力③减小螺栓刚度④减小被联接件刚度二．填空题（每题2分，共20分）1．滚动轴承基本额定寿命是指该型轴承有％发生失效前的总工作转数。2．带传动的设计准则是。3．直齿圆锥齿轮的强度可近似按进行强度计算。4．闭式软齿面齿轮传动一般按设计，按校核。5．在设计图纸上注明某链条的标记为“18A－2×80”，其中“18A”代表，“80”代表。6.滚动轴承6207、6307和N307，当转速相同且承受相同的径向力时，寿命最长的是，寿命最短的是。7．在一定转速下，要降低滚子链传动不均匀性和动载荷，应该节距和齿数z1。8．带在工作中存在的应力有、、。其中变化的应力有、。9．齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与齿轮基本参数中的无关。10．滚动轴承部件两端单向固定式，适用于温升较的场合。三．（10分）指出图示轴系结构设计中的错误和画图中的错误，在错误处标出序号，按序号说明错误原因。（答出5处为满分）。四．（10分）设单根V带不打滑时所能传递的最大功率P=7kW，已知主动轮直径，转速。试求最大有效拉力Fec，如果初拉力F0＝500N，求紧边拉力和松边拉力各是多少。五．(12分)图示压力容器顶盖用8个普通螺栓联接。容器内压力p=1MPa，D=240mm。压力容器密封要求结合面的残余预紧力F1≥6000N，试确定螺栓的最小尺寸。（注：[σ]=80MPa）六．(8分)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？七．（8分）图示传动中，蜗杆传动为标准传动：m=5mm，d1=50mm，z1=4(右旋)，z2＝40；标准斜齿轮传动：mn=5mm，z3=20，z4=50，不计摩擦，蜗杆主动，要求使轴II的两轴向力方向相反，试求：1）斜齿轮3、4的螺旋线方向。2）若使II轴上的两轴向力大小相等，求出螺旋角的大小（列出含的力平衡表达式即可）。八．（12分）如图所示一小锥齿轮轴，采用一对圆锥滚子轴承，其判断系数e=0.35，派生轴向力，已知径向力外部轴向力试确定：（1）两轴承的轴向力（2）两轴承的径向载荷系数和轴向载荷系数（3）两轴承的当量动载荷P1，P2（注：当时，X=0.4,Y=1.6；当时，X=1，Y=0。）河北工程大学期末考试（A）试卷参考答案及评分标准专用纸2010/2011学年第一学期课程机械设计班级机08闭卷姓名周殿春一．选择题（每题2分，共20分）1.②2．③3、③4、②5、③6、④7、②8、④9．③10．③二．填空题（每题2分，共20分）1．10，点蚀2．在不打滑前提下保证带具有一定的疲劳强度和寿命3．齿宽中点处的当量圆柱齿轮4．齿面接触疲劳强度，齿根弯曲疲劳强度5．链号，链节数6.N307，62077．减少，增大。8．离心拉应力、松紧边拉应力、弯曲应力。松紧边拉应力、弯曲应力。9．模数10．小。三．指出轴系结构设计中的错误（至少5处），并在错误处标出序号，按序号说明错误原因。（10分）①处键槽太长，且此轴段应增加一定位轴肩；②处缺少密封件，且固定件与转动件不应接触；③处套筒厚度设计不正确，应留出拆卸轴承的台阶；④⑥处箱体画图错误，缺少内壁线；⑤处轴段长度应小于齿轮轮毂长，保证轴向定位；⑦处轴承未轴向定位。每指出一处错误得2分，满分10分四．解：带速最大有效拉力由和得解得紧边拉力松边拉力五．解：螺栓组受到的总外载荷每个螺栓受到的总载荷螺栓的最小尺寸六．解：1）两种方案的接触强度相同。由于两种方案的齿轮模数不同，所以两种方案的弯曲强度不同。2）在满足弯曲强度的前提下，方案b较好。因为方案b齿轮模数小，齿高小，磨损小，抗胶合能力强，还可节省材料和加工费用。七．解：1）斜齿轮3右旋，斜齿轮4左旋；2）八、解：1）派生轴向力Fd1=Fr1/(2Y)＝3200/（2×1.6）＝1000NFd2=Fr2/(2Y)＝2080/（2×1.6）＝650NFd2＋Fae=650＋500＝1150Fd1轴承1被压紧，Fa1=Fd2＋Fae=1150N轴承2被放松，Fa2=650N2)X1=0.4，Y1=1.6X2=1，Y2=03）河北工程大学2010~2011学年第二学期期末考试试卷（B）卷题号一二三四五六七八九十总分得分评卷教师一．选择题（每题2分，共20分）1.在带传动中，若发生打滑现象，则在。①大带轮上先发生；②小带轮上先发生；③大小带轮上同时发生2．受倾覆力矩作用的螺栓组联接，每个螺栓所受的工作载荷。①相等；②与到倾覆轴的距离成正比；③与到倾覆轴的距离成反比3．在液体动压润滑单油楔轴承中，油孔和油沟应开在油膜的_______。①承载区；②非承载区；③两者均可4．滚动轴承的直径系列代号是指。①结构相同、内径相同而宽度不同②结构相同、内径相同而外径不同③结构相同、内径相同而宽度与外径不同5．平键与切向键的受力方式为。①挤压、剪切，挤压；②挤压、剪切，剪切；③挤压、剪切，剪切、挤压6．普通圆柱蜗杆齿面上受到Ft1、Fr1与Fa1的作用力，其中最大的力是。①Ft1②Fr1③Fa17．在滚子链中，设置滚子的目的在于。①减轻链与轮齿表面的摩擦与磨损②增加承载能力③减小振动与噪音8．联轴器和离合器的共性作用是。①缓和冲击和振动②补偿两轴间可能的位移③传递扭矩④防止机器发生过载9．当普通螺栓受横向力或旋转力矩或倾覆力矩作用时，螺栓上的受力为。①轴向拉力②剪切力③轴向拉力与扭转剪切力④轴向压力与剪切力10．火车车箱的车轮轴是。①转轴；②心轴；③传动轴二．填空题（每题2分，共20分）1．滚动轴承的基本额定动载荷是指基本额定寿命为转时所能承受的载荷。2．带传动与链传动的本质区别是。3．直齿圆锥齿轮的接触强度与弯曲强度可近似按强度进行计算。4．闭式软齿面齿轮传动一般按强度设计，按强度校核。5．在设计图纸上注明某链条的标记为“24A－2×60”，其中“24A”代表，“60”代表。6．滚动轴承工作时，滚动体和转动套圈的表面接触应力循环特性为。7．一对普通齿轮传动（精度7、8、9级）轮齿弯曲强度公式是按载荷作用在_推导出来的。8．在齿轮的弯曲强度计算中，齿形系数YFa与齿轮基本参数中的无关。9．螺纹的牙型与用途相关，三角螺纹主要用于；梯形螺纹用于。10．机械零件的磨损过程大致分成_____阶段、______阶段和_______阶段。三．（10分）指出图示轴系结构设计中的错误和画图中的错误，在错误处标出序号，按序号说明错误原因。（答出5处为满分）。四．（10分）设单根V带不打滑时所能传递的最大功率P=6kW，已知主动轮直径，转速。试求最大有效拉力Fec，如果初拉力F0＝500N，求紧边拉力和松边拉力各是多少。五.(12分)当一个螺栓的预紧力为20KN，螺栓刚度与被联接件刚度的比值1/3，联接所受工作载荷在40KN至10KN之间交替变化时，试计算(1)螺栓中总拉力的最大值与最小值；(2)若工作载荷为静载荷，F＝40KN，［σ］＝240N/mm2，求螺栓的最小直径d1。六．(8分)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？七．(8分)在下图所示的传动系统中，1、3'为蜗杆，2、4为蜗轮，2'、3为斜齿圆柱齿轮，4'、5为直齿圆锥齿轮。已知蜗杆1为主动件，要求输出齿轮5的回转方向如图所示。(1)若轴I、II、III上所受轴向力能抵消一部分，确定各个齿轮的螺旋线方向；(2)在图上画出各轴的回转方向与轴向受力。八.(12分)图示的轴由两个角接触球轴承支承，轴承承受的径向载荷为轴向载荷方向向右，载荷系数fP＝1.35。轴承的接触角α＝25°，判断系数e＝0.68。当时，X＝1，Y=0；当时，X＝0.41，Y＝0.87。派生轴向力(1)计算轴承1上的当量载荷P1；(2)计算轴承2上的当量载荷P2。河北工程大学期末考试（B）试卷参考答案及评分标准专用纸2010/2011学年第一学期课程机械设计班级机08闭卷姓名周殿春一．选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分，选错或不选不计分）1.②2．②3．②4③5①6．③7．①8．③9．③10．②二．填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，填错或不填不计分）1．106转2．前者是摩擦传动后者是啮合传动3．齿宽中点的当量直齿圆柱齿轮4．接触，弯曲5．链号，“节数6．周期变幅脉动循环。7．单齿对啮合齿顶高点8．模数9．联接，传动。10．磨合、稳定磨损、剧烈磨损三．指出轴系结构设计中的错误（至少5处），并在错误处标出序号，按序号说明错误原因。（10分）①处键槽太长，且此轴段应增加一定位轴肩；②处缺少密封件，且固定件与转动件不应接触；③处套筒厚度设计不正确，应留出拆卸轴承的台阶；④⑥处箱体画图错误，缺少内壁线；⑤处轴段长度应小于齿轮轮毂长，保证轴向定位；⑦处轴承未轴向定位。每指出一处错误得2分，满分10分四．解：带速最大有效拉力由和得解得紧边拉力松边拉力五.解：（1）由得：（2）六．解：1）两种方案的接触强度相同。因为方案a的齿轮模数不同于方案b齿轮模数，所以两种方案的弯曲强度不相同。2）在满足弯曲强度的前提下，方案b较好。因为方案b齿轮模数小，齿高小，磨损小，抗胶合能力强，还可节省加工费用。七．八.解：1)由派生轴向力Fd＝0.68Fr得Fd1＝0.68Fr1＝0.68×1000＝680N，Fd2＝0.68Fr2＝0.68×2000＝1360N。2)Fd2＋Fae＝1360＋900＝2260N，大于轴承1上产生的Fd1＝680N，轴承1被压紧，Fa1＝2260N；轴承2被放松，Fa2＝1360N。X1=0.41，Y1=0.87X2=1，Y2=0