机械设计试卷(第9套)答案

第1页共9页南昌航空大学20××—20××学年第×学期期末考试课程名称：机械设计闭卷A卷120分钟题号一二三四五六七合计满分1015101622207100实得分一、判断题（本大题共分10小题，请在表述正确的小题标号后的横线上画“√”，在表述不正确的小题标号后的横线上画“×”，每小题1分，本大题满分10分）1.某转轴采用40钢（SMPa335),经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构钢40Cr()SMPa785，以提高刚度。【×】2.V带剖面中两个工作面的夹角为40º，所以带轮槽相应的夹角也是40º。【×】3.流体动压润滑轴承相对隙的大小影响轴承的承载能力。【√】4.滚动轴承一般由内座圈、外座圈、滚动体和保持架四部分组成，有些滚动轴承可以缺少其中某一部分或某几部分，但滚动体是不缺少的。【√】5.齿轮联轴器、蛇形弹簧联轴器、弹性柱销联轴器，都属于挠性联轴器。【√】6.联轴器主要用于把两轴联接在一起，机器运转时不能将两轴分离，只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。【√】7.只要螺纹副具有自锁性（螺纹升角小于当量摩擦角），则任何情况下都无需考虑防松。【×】8.带传动中，V带（三角带）中的应力是对称循环变应力。【×】9.滚动轴承的可靠度提高时，它的基本额定静载荷不变。【×】10.渐开线齿轮可通过轮齿的齿顶修缘来降低动载荷系数。【√】二、选择题（本题分15小题，满分15分，在每个小题后面给出的四个备选项中只有1项是符合题意的，请把所选项的字母统一填在题后列出的各小题编号后的横线上，每小题1分）11.下列零件中，是没有国家标准规定的。【D】A.滚动轴承B.键的截面尺寸和长度C.齿轮模数D.轴的支承跨度12.在有张紧轮装置的带传动中，当张紧轮装在带内侧时应安装在。【C】A.两带轮的中间B.靠近小带轮C.靠近大带轮D.在任何处都没关系13.设计高转速的轴时，应特别考虑其。【C】评阅人得分评阅人得分班级-------------------学号--------------姓名-----------------重修标记第2页共9页A.耐磨性B.疲劳强度C.振动稳定性D.散热性14.齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与无关。【A】A.模数B.齿数C.压力角D.变位系数15.中心距一定的带传动，对于小带轮上包角的大小，的影响最大。【D】A.小带轮的直径B.大带轮的直径C.两带轮直径之和D.两带轮直径之差16.圆柱齿轮传动中，当齿轮直径不变，而减小齿轮的模数时，可以。【B】A.提高齿轮的弯曲强度B.提高齿面的接触强度C.改善齿轮传动的平稳性D.减少齿轮的塑性变形17.滚动轴承密封不能起作用。【D】A.防止外界灰尘、污物侵入B.防止外界水汽侵入C.阻止轴承内的油外流D.减轻运转噪声18.被联接件受横向外力作用时，如采用铰制孔用螺栓联接，其失效主要是。【C】A.螺纹处拉断B.螺纹处拉、扭断裂C.螺栓杆剪断或螺栓或被联接件挤压破坏D.螺纹根部弯曲断裂19.同一V带（三角带）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，则传动所能传递的功率。【C】A.相等B.减速时较大C.增速时较大D.数据不足无法判断20.选择滚动轴承，主要承受径向载荷时常用A,为方便拆装时常用C、D，需要有一定的调心性能时常用B。【】A.深沟球轴承B.调心球轴承C.角接触球轴承D.圆锥滚子轴承21.在载荷平稳且对中准确的情况下，若希望寿命较长，则宜选用联轴器。【A】A.刚性B.无弹性元件挠性C.金属弹性元件挠性D.非金属弹性元件挠性22.联轴器不能用来联接A、B的两端。【B】23.在情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。【B】A.重载B.高速C.工作温度较高D.承受冲击或变载24.机床主轴箱中的变速滑移齿轮，一般应选用。【A】A.直齿圆柱齿轮B.斜齿圆柱齿轮C.人字齿圆柱齿轮D.直齿锥齿轮25.滑动轴承的宽径比B/d愈小，则。【B】A.轴承温升愈大B.摩擦功耗愈小C.承载能力愈大D.端泄愈小第3页共9页三、填空题（本题分10小题，请在每小题所留出的空白线上填入恰当的内容使各小题的表述完整，每小题1分，共10分）26.在设计V带传动时，V带的型号是根据计算功率和小带轮的转速选取的。27.对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向相同。28.润滑油的粘度随温度升高而降低。29.通常齿轮的点蚀首先出现在齿根面靠近节线处。30.链传动的瞬时速比是变化的。31.滚动轴承代号为36315，其类型为_圆锥滚子轴承。32.圆锥齿轮齿形系数FaY应按其当量齿数由图（或表）查取。33.滚动轴承部件两端固定式，适用于温升较小，轴较短处。34.蜗杆传动的蜗轮轮缘通常采用青铜，蜗杆常采用钢制造，这是因为其减摩耐磨性较好。35.平键联接中，平键的载面尺寸应按轴径从键的标准查取。四、简答题（本大题分为4小题，每小题4分，满分16分）36.轴上结构设计的基本有哪些？答：（1）便于轴的加工和轴上零件的装折；（2）保证轴上零件有准确的工作位置（定位）；（3）保证轴上各零件能牢固而可靠地相对固定；（4）改善轴和受力情况，减小轴的应力集中和提高轴的疲劳强度。37.形成流体动压润滑的基本条件是什么？答：（1）两工作表面间必须有收敛的楔形空间；（2）两工作表面应有相对滑动速度，其运动方向必须保证滑润油从大截面流入、小截面流出；（3）两相对运动表面间必须连续充满滑润油或其他粘性流体。38.在三角V带传动中，为什么一般推荐使用的带速v在5~25m/s之间？答：v过小，在传递同样大小功率时所需的圆周力增大，带的拉力加大，从而缩短带的寿命；v过大，则带工作时的离心力大、离心拉应力增大，影响带的寿命。所以带速v限制在5~25m/s之间评阅人得分评阅人得分第4页共9页39.试列举至少三种可用于提高齿面的抗点蚀能力的方法。答：（1）提高齿面硬度；（2）降低表面粗糙度；（3）采用合理的变位；（4）采用粘度较高的润滑油。五、分析题（本大题分3小题，满分22分）40.（7分）题40图为某钢制零件的简化极限应力线图，M为零件的工作应力点，零件的综合影响系数为K，要求零件的安全系数2.5S，试解答下列问题：（1）在图标注不全的尺寸；（2）当零件加载过程中平均应力m常数，作出极限应力点1N，写出零件的计算安全系数表达式，说明零件可能好发生破坏的性质。（3）若应力循环特性r=常数，作出零件的极限应力点2N，说明零件可能好发生的破坏的性质。amO135o1KS(,)amM1(,)amN2,amN题40图解：（1）标注的尺寸为图中的1K和S；（2）极限应力点为图示1N点，ScaamS，零件可能发生静强度破坏。评阅人得分第5页共9页（2）极限应力点为图2N点，amcaamS，零件可能发生疲劳破坏。题40图41.（7分）液体动压向心滑动轴承与轴颈的相对位置从静止到稳定运行如题41图所示。试解答下列问题：（1）说明为什么会出现这四种相对位置。（2）画出稳定运行时油膜的油压分布图。FO1OFO1OFO1OFO1Ominh0hmaxp（a）状态一(b)状态二(c)状态三(d)状态四题41图答：（1）（a）在轴起动前，因孔径大于轴径，在轴承中自然形成了收敛的楔形间隙；（b）轴开始运转时速度很低，此时擦力推动轴径沿轴承内孔表面向右爬行了一段距离；（c)随着轴的转速增加，油逐渐带入了楔形空间，在轴与轴孔之间开始了形成承压力油膜；（d）当轴的转速越来越高时，油膜加厚，其油压也越来越大，较高的油压迫使轴径向左移动了一段距离，直至轴的速度稳定在一定数值后，轴径就稳定处于（d）图所示位置。（2）油压分布如图（d）所示。42.（8分）在题42图所示两级蜗杆减速传动装置中，解答下列问题：（1）确定图中各轴的回转方向；（2）蜗轮的螺旋线方向；（3）标出蜗杆、蜗轮所受各分力的作用位置及方向。第6页共9页12n44输出轴3n2n2n11tF2aF2rF1rF2tF1aF右旋3aF题42图六、计算题（本大题分为3小题，满分20分）43.（5分）某实验台的输出轴端装有一卷筒，该处轴的直径mmD15，选用型平键联接，且4418bhLmm，键及轮毂的材料均为45钢，（取MPap135），载荷平稳。试求此键联接所能传递的转矩。解：根据4PPThld则有441841513528350Nmm4PhlDT44.（7分）题44图所示螺栓联接中，采用两个M16（小径d113835.mm，中径d214701.mm，）的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级，SMPa640，联接时不严格控制预紧力（取安全系数4S，被联接件接合面间的摩擦系数f=0.2。若考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）Kf12.，试计算该联接允许传递的静载荷FR。评阅人得分第7页共9页解：由强度条件02141.3Fd且640160MPa4SS故210241.33.1413.8351605.29616.3NdF即0max9616.3NF由防滑条件：0maxSRFfziKF，得题44图09616.30.2226410.8N1.2RSFfziFK45.（8分）题45图所示为一对圆锥滚子轴承面对面安装。已知轴承1和轴承2的径向载荷分别为r1=984NF，r2=1522NF，轴上作用的轴向载荷=463NaeF，轴承的附加轴向力dF的计算式为2rdFFY，0.37e，轴承的轴向载荷aF与径向载荷rF之比arFF＞e时，X=0.4，1.6Y；arFeF时，X=1，Y=0。轴承载荷有中等冲击，载荷系数df=1.5，工作温度不大于120℃。试求：（1）轴承1和轴承2的轴向载荷1aF和2aF；（2）轴承1和轴承2的当量动载荷1P和2P。解：11984307.5N221.6rdFFY221522475.6N221.6rdFFY12307.5463770.5NdaedFFF11307.5NadFF21770.5NadaeFFFaeF1rF2rF121dF2dF题45图第8页共9页因11307.50.313984arFeF，故有11X，10Y因22770.50.5061522arFeF，故有20.4X，21.6Y11111.519840307.51476NPraPfXFYF222221.50.415221.6770.52762.4NPraPfXFYF七、结构改错题（本大题只有1个小题，满分7分）46.按示例规范指出题46图中轴系结构中的错误，并简要说明错误理由。［说明］：不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角，所指错误处不少于7处。223456781413121110915题图46答：1------缺少调整垫片；2------齿轮未轴固定；3------轴与轴承盖不应接触；评阅人得分第9页共9页4------应有密封件；5------此键多余；6-------未留压紧空间；7------轴肩高过轴承内圈；8------弹性档圈多余；9------缺少调整垫片；10------轴承盖应顶住轴承外圈；11------轴承盖应顶住轴承外；13------箱体上与轴承盖接合位置最好制出凸台；14------齿轮与轴承盖不应接触；15------轴不应伸出轴孔之外。