机械设计试题库及答案12

一、填空题(每空1分共24分)1.螺纹的公称直径是指螺纹的径，螺纹的升角是指螺纹径处的升角。螺旋的自锁条件为。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、螺纹联接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。4、选择普通平键时，键的截面尺寸(b×h)是根据查标准来确定的,普通平键的工作面是。5、带传动的传动比不宜过大，若传动比过大将使，从而使带的有效拉力值减小。6、链传动瞬时传动比是，其平均传动比是。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、直齿圆柱齿轮作接触强度计算时取处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。9、对非液体摩擦滑动轴承，为防止轴承过度磨损，应校核，为防止轴承温升过高产生胶合,应校核。10、挠性联抽器按是否具行弹性元件分为挠性联轴器和挠性联轴器两大类。二、单项选择题(每选项1分,共10分)1.采用螺纹联接时,若被联接件之—厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆，则一般宜采用。A螺栓联接；B双头螺柱联接；C螺钉联接。2.螺纹副在摩擦系数一定时,螺纹的牙型角越大,则。A.当量摩擦系数越小，自锁性能越好；B．当量摩擦系数越小，自锁性能越差；C.当量摩擦系数越大，自锁性能越差；D.当量摩擦系数越大，自锁性能越好；3、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键布置。(1分)A在同—直线上;B相隔900;C．相隔1200；D相隔18004、普通平键联接强度校核的内容主要是。A.校核键侧面的挤压强度;B.校核键的剪切强度；C.AB两者均需校核；D．校核磨损。5、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6、为了限制链传动的动载荷，在节距p和小链轮齿数z1一定时,．应该限制。A．小链轮的转速n1；B.传动的功率P；C.传递的圆周力。7、圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以。A．提高轮齿的弯曲强度；B.提高轮齿的接触强度；C.提高轮齿的静强度；D．改善传动的平稳性。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、温度升高时，润滑油的粘度。A.随之升高；B.保持不变；C．随之降低；D.可能升高也可能降低。10、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)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数Ks＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分)图3-12、(13分)如图3-2所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动，电机功率P=10kW，转速n1＝970r／min，蜗杆传动参数z1＝2；z2＝60；直径系数q＝8；总效率η＝0．8，m＝8，右旋蜗杆，试计算：〔14分)(1)电梯上升时，标出电机转向；(2)标出蜗杆所受各力的方向；(3)计算蜗轮所受各力大小。3、根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触向心球轴承(如图所示)，已知两个轴承受到的径向载荷分别为Fr1＝1650N和Fr2=3500N。外加轴向力Fae＝1020N。(1)若派生轴向力Fd＝0.7Fr，试计算两个轴承实际受到的轴向载荷Fa1和Fa2。图3-3四、分析题(20分)1.(10分)如图4-1传动系统，要求轴Ⅱ、Ⅲ上的轴向力抵消一部分，试确定：图3-2Fae1)蜗轮6的转向；2)斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向；3)分别画出蜗杆5，蜗轮6啮合点的受力方向。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。答案1、大,中,v。2、600、联接、300、传动。3、摩擦、机械、永久4、轴径d、侧面。5、包角α。6、变量、常数。7、相同、不同、不同、不同。8、节点。9、p、pv。10、无弹性元件,有弹性元件。1、B。2、D。3、D。4、A。5、D。6、A。7、D。8、B。9、C。10、B。1、螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为F0则由平衡条件图4-10SfFZiKF可得0SKFFfZi(4分)螺栓危险截面的强度条件为02141.3[]Fd于是得(4分(5分)2、(13分)[解]1)电机转向箭头向上；(1分)2)蜗杆受各力方向如图(3分)(3分)(3分)Fr2＝Ft2·tanα＝9845tan20°＝3583N(3分)3、(14分)[解]Fd1＝0.7Fr1＝0.7×1650=1155N(2分)方向向右Fd2＝0.7Fr2＝0.7×3500=2450N(2分)方向向左Fd1十Fae＝1155十1020＝2175＜Fd2故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。Fa1＝Fd2-Fae=2450-1020N=1430(2分)Fa2＝Fd2＝2450N(2分)Fa21222298454300.89845860tTiFNmz(3分)(3分)四、分析题(26分)1.(12分)(1)蜗轮6的转向为逆时针方向；(2分)(2)齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；(4分)(3)蜗杆5啮合点受力方向如图(a)；蜗轮6啮合点受力方向如图(b)。(6分)2、(14分)[解]画出的正确结构图如图。①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移1～2mm；⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm，轴颈右端面缩进去；⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右；⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。每指出一处错误1分,说明原因1分,指出五个错误算满分10分；画出正确图形4分。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?2、(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?3、(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，图3-2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。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。(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4-2答案三、计算题(38分)1.(15分)图4-12、(13分)[解](1)i=z2/z1＝40设重物上升1m，手柄应转x转，则(5分)手柄的转动方向ω示于图中(3分)总效率2分,L3分)3、(10分)[解]7208C轴承的α＝150，内部轴向力Fd＝0.4Fr,Fd1＝0．4Fr1＝0.4×1000=400N(2分)(5分)F2=F0(5分)F1=F0F1=F20F1F1=F2F0(5分)(2)方向如解所示向左Fd2＝0.4Fr2＝0.4×2060=824N(2分)方向如图所示向右Fd2十FA＝824十880＝1704＞Fd1故轴承1为压紧端，轴承2为放松端。Fa1＝Fd2十FA=1704N(3分)Fa2＝Fd2＝824N(3分)四、分析题(20分)1.(11分)(1)在图中啮合处齿轮1和齿轮2所受轴向力Fa1和Fa2的方向如图(2分)。(2)蜗杆3轮齿的螺旋线方向，蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向如图(2分)。(3)蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。(6分)2、(10分)[解]画出的正确结构图如图。①固定轴肩端面与轴承盖的轴向间距太小。②轴承盖与轴之间应有间隙。③轴承内环和套简装不上，也拆不下来。④轴承安装方向不对。⑤轴承外圈内与壳体内壁间应有5-8mm间距。⑥与轮毂相配的轴段长度应小于轮毂长。⑦轴承内圈拆不下来。每指出1个错误得1分,满分5分；每改正1个错误得1分,满分5分。3.如下图所示为二级蜗杆传动，已知蜗杆3的螺旋线方向为右旋，蜗轮4的转向如图所示，轴I为输入轴，试求：（1）轴I和轴Ⅱ的转向（2）全部的蜗轮、蜗杆的螺旋线方向（3）蜗轮2和蜗杆3所受各分力的方向（注：要求蜗轮2与蜗杆3的轴向力方向相反）4.下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用油脂润滑，请指出该轴系结构设计中的错误。要求：1．在图中用序号标注设计错误处；2．在图下方的空白处标注序号，按序号列出错误，并提出修改建议；3．不必在图中直接改正。题八图答：（1）联轴器的键1应采用C型键联接，同时，键的布置应与齿轮轴段处的键在同一母线上；（2）轴承端盖与轴之间应有间隙并设计密封件；（3）左边轴承轴段与轴承端盖轴段之间应设计一个阶梯，不应为同一直径轴，以便于轴承安装；（4）左轴承端盖与轴承座间应有垫片；（5）左端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（6）齿轮宽度应略短于相应轴段长度1-2mm；（7）齿轮轴上的键长应短于轴段长度；（8）右端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（9）、右轴承端盖与轴承座间应有垫片；5.如图所示蜗杆蜗轮--级斜齿圆柱齿轮传动，Ⅰ轴为输入轴，已知蜗杆1的转向1n和蜗轮2的轮齿旋向如图所示。（1）在图中标出齿轮2、4的转向（3分）（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3、4的轮齿旋向（3分）（3）在图中标出齿轮2、3所受的圆周力2tF、3tF和轴向力2aF、3aF的方向。（4分）（1）齿轮2、4的如图所示。（2）3轮右旋，4轮左旋。（3）2、3两轮的各分力方向下图所示。Fa2⊙Ft2Ft3Fa36.下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，编写序号列出图中的各设计错误，并指出设计错误的原因。（注：不必改正）示例：①轴承端盖与箱体间无垫片,无法调整轴承游隙23456789101112①2轴肩高过内圈高度3齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm4两端的轴承要加挡油环5套筒高度高过右边轴承内圈的高度6轴承端盖与轴要留有间歇7轴承端盖与轴间要有密封圈8联轴器没有定位轴肩9联轴器与端盖之间应间隙10键槽位置不对，轴上键槽应在同一母线上。11联轴器上键槽应为通12轴应短1－2mm三、简答题（每小题5分，共10分）1、有一由V带传动、链传动和齿轮传动组成的减速传动装置，试合理确定其传动布置顺序，并说明