湖北文理学院 2013-2014(下)机械设计试卷(B)(含答案)

湖北文理学院机械与汽车工程学院2013-2014学年度下学期《机械设计》试卷（B卷）系别专业（班级）学号姓名课程类别：必修课(参考答案)适用专业：机械设计制造及其自动化、车辆工程适用年级：2012级评卷人题目一二三四五总分签名满分得分2015151040100一、选择题：把正确的选项代号填入（）中（本大题分10小题,每小题2分,共20分)1、在下列四种叙述中，D是正确的。A：变应力只能由变载荷产生；B：静载荷不能产生变应力；C：变应力是由静载荷产生；D；变应力是由变载荷产生，也可能由静载荷产生；2、机械零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取______C________作为材料的极限应力。A：材料的强度极限；B：材料的屈服极限；C：材料的疲劳极限；D：屈服极限除以安全系数；3、当工作温度升高时，润滑油的粘度B。A：随之升高；B：随之降低；C：保持不变；D：升高或降低视润滑油性质而定；4、链传动中，链节数常采用偶数，这是为了使链传动D。A：工作平稳；B：链条与链轮轮齿磨损均匀；C：提高传动效率；D：避免采用过渡链节；5、一对相互啮合的圆柱齿轮，在确定轮齿宽度时，通常使小齿轮齿宽比大齿轮齿宽宽5～10mm，其主要原因是C。A：为使小齿轮强度比大齿轮高些；B：为使两轮强度大致相等；C：为便于安装、保证接触线长度；D：为传动平稳、提高效率；6、在设计闭式硬齿面齿轮传动中，当直径一定时，应取较少的齿数，使模数增大以B。A：提高齿面接触强度；B：提高轮齿弯曲强度；C；减少加工切削量；D：提高抗塑性变形能力；7、在蜗杆传动设计中，蜗杆头数Z1选多一些，则D。A：有利于蜗杆加工；B：有利于提高蜗杆刚度；C：有利于提高传动的承载能力；D：有利于提高传动效率；8、蜗杆直径系数ｑ的标准化，是为了B。A：便于蜗杆尺寸的计算；B：限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化；C：为了装配方便；D：；保证蜗杆有足够的刚度9、在滑动轴承材料中，巴氏合金是用来制造A。A：双层或多层金属轴瓦；B：单层金属轴瓦；C：含油轴承轴瓦；D：非金属轴瓦；10、转速一定的深沟球轴承，当量动载荷由P增大为2P，其寿命由L10C。A：下降为0.2L10；B：上升为2L10；C：下降为0.125L10；D：不变；二、填空题：(本大题分10小题,每空1分,共15分)1、机器的基本组成要素是机械零件。2、机械零件的常规设计方法有理论设计，经验设计，模型实验设计。3、在轴的结构设计中，一般轴多呈阶梯形，主要是为了易于轴上零件的装配和定位。4、在流体润滑状态下，磨损可以避免，而在边界及混合润滑状态下，磨损则不可避免。5、螺栓连接承受横向载荷，当采用普通螺栓连接，横向载荷靠被连接件接触面间的摩擦力来平衡。6、楔键连接中，其楔键的上、下表面是工作面。7、当带传动有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大值。8、齿轮传动强度计算中，齿形系数YFa值，直齿圆柱齿轮按齿数Z选取。9、联轴器对各种相对位移无补偿能力的称刚性联轴器。10、圆锥滚子轴承承受轴向载荷的能力取决于接触角α的大小。三、简答题：(本大题共3小题，每小题5分，总计15分)1、链速V一定时，链轮齿数Z的多少和链节距P的大小对链传动的动载荷有何影响？答：链速一定时，链节距P越大，链轮齿数Z越小，则冲击越强烈，引起的动载荷越大。2、试述闭式齿轮传动的设计准则，说明原因。答：闭式软齿面齿轮传动中，由于其主要失效形式是疲劳点蚀，因此，设计计算中一般按接触强度设计，按弯曲强度校核。闭式硬齿面齿轮传动中，由于齿面硬度的提高，使齿轮具有了较高抗点蚀能力，齿轮将以轮齿疲劳折断为主要失效形式，因此，设计计算中一般按弯曲强度设计，按接触强度校核。3、什么叫弹性滑动？产生的主要原因是什么？能否避免？答：因为带的弹性及拉力差的影响，使带沿带轮表面相对滑动（在主动轮上滞后，在从动轮上超前）的现象叫带的弹性滑动。产生的主要原因是松、紧边存在拉力差。是固有属性，不能避免。四、结构题：(本大题共1小题，总计10分)指出下图设计中的错误，并改正。（注：改正5处以上者满分，对尺寸比例无严格要求，齿轮油润滑，轴承脂润滑，考虑固定可靠、装拆方便、调整容易、润滑及加工工艺合理等，标上编号，用文字说明）从左至右1套筒轴肩过高，应降低高度；②齿轮左端面距内壁距离太小；③两齿轮间距太小④轴环位置不对，大齿轮装不进去，应改到两齿轮中间；⑤轴承类型不对，应选用同类型。⑥轴承盖与箱体间应加调整垫片。五、分析计算题：(本大题共3小题，总计40分)1、如图a)所示，V带和二级斜齿圆柱齿轮减速器所组成的传动系统中，齿轮Z1为左旋，试求：1）为使轴Ⅱ的轴承所受轴向力较小，试确定齿轮Z4的螺旋角方向。2）在带轮直径和其它条件不变的情况下，将传动系统按图b)重新布置，试分析可能会出现什么问题？简要说明理由。(本小题10分)答：为使图中轴Ⅱ的轴承所受轴向力较小，齿轮z4的螺旋角方向为左旋。假设传动功率无损失，按图b）布置使带的速度降低，所需圆周力加大，会导致带打滑。2、如图所示用两个M10（小径，中径，）的螺钉固定一牵引钩。若螺钉材料为Q235钢，屈服极限，装配时控制预紧力（安全系数取),考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）,接合面摩擦系数 =0.2，求其允许的牵引力FR（取计算直径dc=d1）。(本小题15分)解：Z×F0×=Kf×FRF0=Kf×FR/Z×[σ]=S/[SS]=240/1.6=150MPa=1.3×4×Kf×FR/3.14×d12×Z×≤[σ]FR≤[σ]×3.14×d12×Z×/1.3×4×Kf=150×3.14×8.3762×2×0.2/1.3×4×1.2=2118.2N3、下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为FR1=2000N，FR2=4000N，轴上作用的轴向外加载荷Fx=1000N,，轴承内部附加轴向力Fs的计算为Fs=0.7FR，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比FA/FR＞e时，X=0.41，Y=0.87，当FA/FR≤e时，X=1，Y=0，e=0.68，载荷系数fp=1.0，试计算：（1）两个轴承的轴向载荷FA1、FA2；（2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。(本小题15分)解：（1）FS1=0.7FR1=0.7×2000=1400NFS2=0.7FR2=0.7×4000=2800NFS1+Fx=1400+1000=2400FR2轴承1为压紧端，轴承2为放松端FA1=2800—1000=1800NFA2=FS2=2800N(2)FA1/FR1=1800/2000=0.9＞e=0.68，X1=0.41，Y1=0.87，P1=fp（X1FR1+Y1FA1）=2000×0.41+1800×0.87=2386NFA2/FR2=2800/4000=0.7＞e=0.68，X2=0.41，Y2=0.87，P2=fp（X2FR2+Y2FA2）=4000×0.41+2800×0.87=4076N