机械设计试卷A-参考答案与评分标准

命题教师王学军共7页，第1页合肥学院2009至2010学年第1学期机械设计课程考试（A）卷机械工程系系07级机械设计制造及自动化专业学号姓名题号一二三四五六七八九十总分得分阅卷一、选择题（每题1分，共计20分）：1.在进行疲劳强度计算时，其极限应力材料的____B______。A.屈服极限B.疲劳极限C.强度极限D.弹性极限。2.设计螺栓组联接时，虽然每个螺栓的受力不一定相等，但对该组螺栓仍均采用相同的材料，直径和长度，这主要是为了___C___。A.外形美观B.购买方便C.便于加工和安装3.键的剖面尺寸通常是根据___D___，按标准选择。A.传递转矩的大小B.传递功率的大小C.轮毂的长度D.轴的直径4.带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带_____C______。A.强度高B.尺寸小C.有楔形增压作用5.V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了____B______。A.使结构紧凑B.限制弯曲应力C.保证带和带轮接触面间有足够摩擦力D.限制小带轮上的包角6.带传动采用张紧装置的目的是___D_______。A.减轻带的弹性滑动B.提高带的寿命C.改变带的运动方向D.调节带的预紧力7.设计链传动时，链节数最好取___A_____。A.偶数B.奇数C.链轮齿数的整数倍8.链传动设计中，当载荷大、中心距小、传动比大时，宜选用___B_____。A.大节距单排链B.小节距多排链C.小节距单排链D.大节距多排链得分装订线命题教师王学军共7页，第2页9.6206型号滚动轴承的内径d应该是____B_____mm。A.06B.30C.12D.1010.球轴承和滚子轴承的支承刚性比较，__C_____。A.两类轴承基本相同B.球轴承较高C.滚子轴承较高11.滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中____C______的轴承所能达到的寿命。A.99%B.95%C.90%D.50%12.巴氏合金是用来制造B。A.单层金属轴瓦B.双层及多层金属轴瓦C.含油轴承铀瓦D.非金属轴瓦13.有一向心滑动轴承，拆下后发现轴瓦表面承载部位有如下图所示轴向及周向油槽，并在中部用一油孔与润滑油路相通，由此可以断定该轴承为B。A.脂润滑轴承B.混合摩擦轴承C.液体摩擦轴承D.边界摩擦轴承14.如图所示的推力轴承中，止推盘上的工作表面做成如图A所示的形状，以利于形成液体动压润滑油膜，并保证在起动工况下能正常工作(A)(B)(C)15.轴环的用途是___D____。A.作为轴加工时的定位面B.提高轴的刚度C.提高轴的强度D.使轴上零件获得轴向定位16.作用在转轴上的各种载荷中，能产生对称循环弯曲应力的是_____B_____。A.轴向力B.径向力C.扭矩D.由不平衡质量所引起的离心力命题教师王学军共7页，第3页17.在载荷不平稳且有较大冲击和振动的情况下，一般宜选用____C_____联轴器。A.刚性B.无弹性元件挠性C.有弹性元件挠性D.安全18.两轴对中性不好，会使轴____B______。A.使用寿命增加B.产生附加载荷C.受载均匀D.没有影响19.主要考虑减小制动力矩，制动器一般安在A上。A.高速B.低速C.中速D.任何20.离心离合器，当主轴达到一定A时，能自动与从动轴接合或者能自动与从动轴分开。A.转速B.扭矩C.功率D.径向力二、判断题（每题1分，共计10分）：1.（×）V带截面中两工作面的夹角为40°，所以带轮轮槽角也是40°。2.（√）变应力可能由变载荷产生，也可能由静载荷产生。3.（√）齿轮的齿形系数与齿轮的模数无关。4.（×）带传动必须限制带速，以免产生过大的离心力，因此在一般的传动装置中，带传动放置在低速部分较为合适。5.（×）链传动的运动不均匀性，造成了平均传动比不恒定。6.（√）链传动中，链条的节距越大，其承载能力越高，但高速重载时宜用节距较小的多排链条。7.（×）合金钢具有较高的机械性能，因此采用合金钢可以提高轴的刚度。8.（×）一对相互啮合的齿轮，当其中一个齿轮的齿面硬度大于350HBS时称为硬齿面齿轮传动。9.（×）普通圆柱蜗杆传动中心距为a＝m（z1+z2）/2。10.（√）平键的剖面尺寸通常根据轴的直径大小按标准选择。三、简答题（每题5分，共计20分）1.齿轮轮齿的主要失效形式有那些？答：轮齿折断（1分）、齿面点蚀（1分）、齿面磨损（1分）、齿面胶合（1分）、塑形变形（1分）。得分得分命题教师王学军共7页，第4页2.带传动工作时，带中有哪些应力？最大应力发生在何处？写出最大应力max的表达式。答：带传动工作时，带内的应力包括由拉力引起的拉应力1，2（1分）；弯曲应力b（1分）；离心拉应力c（1分）。带中的最大应力发生在紧边与小带轮的入口处。（1分）max11bc（1分）3.试分析说明以下两队标准直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度的齿根弯曲疲劳强度的高低。设两队齿轮的其他参数全部相同。a)m=2.5mm，z1=40，z2=88，b)m=5mm，z1=20，z2=44答：d1一样，齿面接触疲劳强度一样；（2分）第二对齿轮的模数大，所以齿根弯曲疲劳强度高些。（3分）4.如图所示为一受轴向力工作载荷螺栓组中单个螺栓与被连接件的受力－变形图，由图中数据写出相应的力的大小。a)螺栓所受的预紧力F’＝？b)被连接件上的剩余预紧力F’’＝？c)螺栓所受的工作载荷F＝？d)螺栓承受的总拉力F0＝？e)螺栓拉力增量ΔF＝？答：a)螺栓所受的预紧力'4.5FkN（1分）b)被连接件上的剩余预紧力''3FkN（1分）c)螺栓所受的工作载荷2.5FkN（1分）d)螺栓承受的总拉力05.5FkN（1分）e)螺栓拉力增量1FkN（1分）命题教师王学军共7页，第5页四、计算题（10分）：下图所示被连接件用两个普通螺栓连接，已知被连接件所承受的横向外载荷F＝15000N，接合面之间的摩擦系数f＝0.2，可靠性系数Kf＝1.2，螺栓许用拉应力[σ]＝160Mpa。试求所需螺栓的最小直径d。解：每个螺栓的预紧力为：1.215000'225000.222fKFFNfzm（5分）141.3'41.32250015.26[]160Fdmm（5分）五、计算题（10分）图示蜗杆传动，蜗杆为主动件。已知m＝2.5mm，d1＝45mm，传动比i＝50，蜗轮齿数z2＝50，要求：1）在图上蜗杆与蜗轮啮合处画出作用力的方向。2）在图上画出蜗轮n2的转向和螺旋角的旋向。3）计算出蜗杆的导程角、传动中心距a；解：1)作用力方向如图所示（6分）2)转向和旋向如图所示（2分）3)z1=z2/i=50/50=1导程角11arctan(/)arctan(12.5/45)3.18zmd（1分）d2＝mz2＝2.5×50＝125mm中心距a＝（d1＋d2）/2=(45+125)/2=85mm（1分）得分得分命题教师王学军共7页，第6页六、计算题（10分）减速器的高速轴，用一对深沟球轴承6008支承。转速n=1470r/min。根据受力计算轴承1所受径向载荷Fr1=2000N，轴承2所受径向载荷Fr2=1000N，轴向负荷Fa=950N，有轻微冲击，试计算轴承的寿命。（Cr=17.0KN，C0r=11.8KN，fP=1.1）解：1.计算当量动负荷P1，P2(1)查取e值，由Fa/C0r=950/11800=0.0805,用插值法e=0.278。（2分）(2)查取X、Y值由Fa/Fr1=950/2000=0.475e，X1=0.56，Y1=1.570(插值法)由Fa/Fr2=950/1000=0.950e，X2=0.56，Y2=1.570(插值法)（2分）(3)计算P1，P2P1=(X1Fr1+Y1Fa)fP=(0.56×2000+1.570×950)×1.1=2873NP2=(X2Fr2+Y2Fa)fP=(0.56×1000+1.570×950)×1.1=2257N（2分）2.验算寿命，P1P2（1分）（3分）得分Fa/C0rey0.05600.2601.7100.08400.2801.5500.08050.2781.57036611010170002349606014702873rCLhnP命题教师王学军共7页，第7页七、分析题（每项2分，共计20分）根据下图中指出的结构设计中不正确之处，绘制正确的结构。得分