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机械设计考题1一、判断题正确的在括号内填“”，错误的在括号内填“”。1机械零件的刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。2当带传动的载荷稳定不变时，其弹性滑动等于零。3齿形系数YFa与模数无关，因此其它条件不变时模数增加齿根弯曲应力不变。 4齿轮强度计算中，动载系数KV是考虑工作机和原动机振动而引起的附加对齿轮强度的影响系数。5在蜗杆传动中，其它条件相同，若增加蜗杆头数，则齿面相对滑动速度增加。6凡具有自锁性螺纹副，则不必考虑其防松。7楔键联接可以实现轴上零件单向轴向固定。8按基本额定动载荷通过寿命计算的滚动轴承，在预定使用期限内也可能失效。 9非液体摩擦滑动轴承，验算pv值的目的是为了保证轴承有足够的机械强度。 10矿山机械和重型机械中，低速、重载、不易对中处常用的联轴器是凸缘联轴器。二、选择题将正确答案的字母代号填入空格内，只允许填一种字母代号。 1齿轮表面非扩展性点蚀一般出现在 A 。A磨合阶段B稳定磨损阶段C剧烈磨损阶段2闭式硬齿面齿轮传动，直径一定，取较少齿数以增大模数，主要是为了 A 。A保持轮齿的弯曲疲劳强度B保证齿面接触疲劳强度C减少加工切削量，提高生产率D其他目的3为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中 D 是不合理的。A降低表面粗糙度B增大润滑油粘度C提高表面硬度D提高相对滑动速度 4用 C 的方法来提高带传动传递的功率是不合适的。A增大初拉力B增大中心距C增加带轮表面粗糙度 D增大小带轮直径 5对温升较高，两轴承距离较大的轴系应采用 A 支承。A一端固定一端游动B两端固定C两轴承都游动D两轴承都双向固定 6在螺栓联接中，采用双螺母，其目的是 D 。A提高强度B提高刚度C降低螺栓所受的拉力 D以上都不是 7蜗杆传动中，通常蜗轮轮缘应采用青铜，蜗杆采用钢来制造，这是因为这样配对 B 。 A强度高B减摩耐磨性好C加工性能好D价格便宜 8 B 不是滚动轴承预紧的目的。A增加支承刚度B提高旋转精度C减小振动和噪声D降低摩擦力矩9设平键联接原来传递的最大转矩为T，现欲增为，则应将 A 。A平键改为双键B轴直径增至倍C键宽增至 倍D键高增至倍 10设计液体动压径向滑动轴承时，若宽径比Bd取得较大，则 C 。A轴承端泄量大，承载能力低，温升高B轴承端泄量大，承载能力低，温升低C轴承端泄量小，承载能力高，温升高D轴承端泄量小，承载能力高，温升低三、简答题1根据流体动压润滑雷诺方程的微分形式，试说明形成流体动压润滑的基本条件。2试指出普通螺栓联接、双头螺柱联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？3在V带传动中，为什么带的张紧力不能过大或过小？张紧轮一般布置在什么位置？4普通平键联接有哪些失效形式？主要失效形式是什么？如经校核发现强度不够时，应采取哪些措施？5一齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易出现齿根弯曲疲劳折断？四、分析题如图所示，V带和二级斜齿圆柱齿轮减速器所组成的传动系统中，mnz320，z441，14，齿轮z1为左旋，轴转矩T23200Nmm。3mm。1）为使轴的轴承所受轴向力较小，试确定齿轮z4的螺旋角方向。2）计算齿轮z4的三个分力大小，并在图试卷a图上画出这三个分力的方向。 3）在带轮直径和其它条件不变的情况下，将传动系统按图试卷b图重新布置，试分析可能会出现什么问题？简要说明理。五、计算题1如图所示，一支架用四个螺栓固定于铅垂的墙上，螺栓为上、下各两个。螺栓距中心线的距离为200mm，载荷P20XX0N，铅垂向下，离墙壁距离为400mm，为使支架在载荷P作用下不相对滑动，也不产生分离，求受轴向载荷最大的螺栓上所受的总拉力。设：1）支架底与墙之间的摩擦因数f。2）取可靠系数K。3）在轴向工作拉力F作用下，螺栓应保持 的剩余预紧力F。4）相对刚度系数KcC1(C1C2)。2如图所示斜齿轮轴采用一对7207AC轴承支承，已知斜齿轮的圆周力FT3500N，径向力FR1200N，轴向力FA900N，轴的转速n1450r/min，轴承的载荷系数fd，温度系数ft1， 额定动载荷Cr29000N。试计算该对 轴承的寿命。六、结构题如图所示为减速器的部分结构，指出图中结构错误及不合理之处，并说明理。三简答题 1答：从雷诺方程dpdx6v(hh0)h0dpdx不难看出：当0时，若外界不提供压力油，则间隙内压力不会发生改变，也就不可能产生具有承载能力的压力油膜。因此，要想建立液体动压润滑，就必须使现。hh0。即必须形成楔形间隙。dpdx0条件成立。这只有在同时满足下面三个条件时才能实0，即必须保证间隙内充满具有一定粘度的流体。v0，两表面之间必须具有一定的相对滑动速度，且相对速度的方向要保证流体从大截面流进，小截面流出，即保证在hh0的一侧dpdx0。2答：普通螺栓联接在被联接件上制出通孔，螺栓一端配有螺母。双头螺柱联接在被联接之一制出通孔，另一件上制出螺纹孔，螺柱一端配有螺母。螺钉联接适用于被联接件可以开通孔，另一上制出螺纹孔，不需螺母。螺栓联接适用于被连接件可以开通孔的场合。双头螺柱联接和螺钉联接适用于被联接件之一较厚，不宜制作通孔的场合。双头螺柱联接与螺钉联接相比，前者适用于经常拆卸的场合，而后者适用于不需要经常拆卸的场合。3答：初拉力过大容易使带过早产生脱层、断裂等现象，使用寿命减小；初张力过小，则承载能力减小，易产生打滑。张紧轮一般应布置在松边、内侧、靠近大带轮处。4答：普通平键联接可能的失效形式是工作面压溃或键被剪断。按标准选用的普通平键其主要失效形式是工作面压溃。单键联接强度不够时，可采用双键相隔180布置。在允许的情况下也可适当增大轴颈，以选择截面尺寸较大的键，或适当增大轮毂的长度以增大键的长度。5答：大、小齿轮的齿面接触疲劳强度条件分别为H2H2和H1H1，于大、小齿轮齿面接触应力H1H2，故许用接触应力H1、疲劳强度较高，不宜出现齿面点蚀。大、小齿轮的齿根弯曲疲劳强度条件分别为F2F2和F1F1，于大、小齿轮齿根弯曲应力F2F1YF2YS2YF1YS1H2中数值较大者，齿面接触故在大、小齿轮的F2YF2YS2、F1YF1YS1中，数值较大者，齿根弯曲疲劳强度较高，不易出现齿根弯曲疲劳折断。 四分析题1）为图中轴的轴承所受轴向力较小，齿轮z4的螺旋角方向为左旋。 2）齿轮z4三个分力方向如图所示，各分力大小分别为 切向力 Ft42T1d32T2cosmnz323200cos14320XX3N径向力 Fr4Ft4tanncos103tan20cos14轴向力 Fa4Ft4tan103tan143）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。 五1解：将载荷向结合面形心简化，则可得到翻转力矩M和横向载荷P。其中MP40020XX04008结合面不滑移条件 zfF1KP可得所需螺栓预紧力为F1螺栓工作拉力为FMzl81066KPzf20XX04410N4420XX0N4结合面不分离所需预紧力 F10结合面不分离所需预紧力F2F0KCFFFKCF41010同时满足结合面不滑移且不分离条件的预紧力Fmax(F1,F2)410N 上方两个螺栓所受拉力较大。其总拉力为F0FKCF4104344410N310410N4410410N42解：计算滚动轴承上的径向载荷Fr1、Fr21）水平面支反力F1xFT4010035004010010N333Fx2FTFx135001010N 2）垂直面支反力一、判断题正确的在括号内填“”，错误的在括号内填“”。1机械零件的刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。2当带传动的载荷稳定不变时，其弹性滑动等于零。3齿形系数YFa与模数无关，因此其它条件不变时模数增加齿根弯曲应力不变。 4齿轮强度计算中，动载系数KV是考虑工作机和原动机振动而引起的附加对齿轮强度的影响系数。5在蜗杆传动中，其它条件相同，若增加蜗杆头数，则齿面相对滑动速度增加。6凡具有自锁性螺纹副，则不必考虑其防松。7楔键联接可以实现轴上零件单向轴向固定。8按基本额定动载荷通过寿命计算的滚动轴承，在预定使用期限内也可能失效。 9非液体摩擦滑动轴承，验算pv值的目的是为了保证轴承有足够的机械强度。 10矿山机械和重型机械中，低速、重载、不易对中处常用的联轴器是凸缘联轴器。二、选择题将正确答案的字母代号填入空格内，只允许填一种字母代号。 1齿轮表面非扩展性点蚀一般出现在 A 。A磨合阶段B稳定磨损阶段C剧烈磨损阶段2闭式硬齿面齿轮传动，直径一定，取较少齿数以增大模数，主要是为了 A 。A保持轮齿的弯曲疲劳强度B保证齿面接触疲劳强度C减少加工切削量，提高生产率D其他目的3为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损，下列措施中 D 是不合理的。A降低表面粗糙度B增大润滑油粘度C提高表面硬度D提高相对滑动速度 4用 C 的方法来提高带传动传递的功率是不合适的。A增大初拉力B增大中心距C增加带轮表面粗糙度 D增大小带轮直径 5对温升较高，两轴承距离较大的轴系应采用 A 支承。A一端固定一端游动B两端固定C两轴承都游动D两轴承都双向固定 6在螺栓联接中，采用双螺母，其目的是 D 。A提高强度B提高刚度C降低螺栓所受的拉力 D以上都不是 7蜗杆传动中，通常蜗轮轮缘应采用青铜，蜗杆采用钢来制造，这是因为这样配对 B 。 A强度高B减摩耐磨性好C加工性能好D价格便宜 8 B 不是滚动轴承预紧的目的。A增加支承刚度B提高旋转精度C减小振动和噪声D降低摩擦力矩9设平键联接原来传递的最大转矩为T，现欲增为，则应将 A 。A平键改为双键B轴直径增至倍C键宽增至 倍D键高增至倍 10设计液体动压径向滑动轴承时，若宽径比Bd取得较大，则 C 。A轴承端泄量大，承载能力低，温升高B轴承端泄量大，承载能力低，温升低C轴承端泄量小，承载能力高，温升高D轴承端泄量小，承载能力高，温升低三、简答题1根据流体动压润滑雷诺方程的微分形式，试说明形成流体动压润滑的基本条件。2试指出普通螺栓联接、双头螺柱联接和螺钉联接的结构特点，各用在什么场合？3在V带传动中，为什么带的张紧力不能过大或过小？张紧轮一般布置在什么位置？4普通平键联接有哪些失效形式？主要失效形式是什么？如经校核发现强度不够时，应采取哪些措施？5一齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易出现齿根弯曲疲劳折断？四、分析题如图所示，V带和二级斜齿圆柱齿轮减速器所组成的传动系统中，mnz320，z441，14，齿轮z1为左旋，轴转矩T23200Nmm。3mm。1）为使轴的轴承所受轴向力较小，试确定齿轮z4的螺旋角方向。2）计算齿轮z4的三个分力大小，并在图试卷a图上画出这三个分力的方向。 3）在带轮直径和其它条件不变的情况下，将传动系统按图试卷b图重新布置，试分析可能会出现什么问题？简要说明理。五、计算题1如图所示，一支架用四个螺栓固定于铅垂的墙上，螺栓为上、下各两个。螺栓距中心线的距离为200mm，载荷P20XX0N，铅垂向下，离墙壁距离为400mm，为使支架在载荷P作用下不相对滑动，也不产生分离，求受轴向载荷最大的螺栓上所受的总拉力。设：1）支架底与墙之间的摩擦因数f。2）取可靠系数K。3）在轴向工作拉力F作用下，螺栓应保持 的剩余预紧力F。4）相对刚度系数KcC1(C1C2)。2如图所示斜齿轮轴采用一对7207AC轴承支承，已知斜齿轮的圆周力FT3500N，径向力FR1200N，轴向力FA900N，轴的转速n1450r/min，轴承的载荷系数fd，温度系数ft1， 额定动载荷Cr29000N。试计算该对 轴承的寿命。六、结构题如图所示为减速器的部分结构，指出图中结构错误及不合理之处，并说明理。三简答题 1答：从雷诺方程dpdx6v(hh0)h0dpdx不难看出：当0时，若外界不提供压力油，则间隙内压力不会发生改变，也就不可能产生具有承载能力的压力油膜。因此，要想建立液体动压润滑，就必须使现。hh0。即必须形成楔形间隙。dpdx0条件成立。这只有在同时满足下面三个条件时才能实0，即必须保证间隙内充满具有一定粘度的流体。v0，两表面之间必须具有一定的相对滑动速度，且相对速度的方向要保证流体从大截面流进，小截面流出，即保证在hh0的一侧dpdx0。2答：普通螺栓联接在被联接件上制出通孔，螺栓一端配有螺母。双头螺柱联接在被联接之一制出通孔，另一件上制出螺纹孔，螺柱一端配有螺母。螺钉联接适用于被联接件可以开通孔，另一上制出螺纹孔，不需螺母。螺栓联接适用于被连接件可以开通孔的场合。双头螺柱联接和螺钉联接适用于被联接件之一较厚，不宜制作通孔的场合。双头螺柱联接与螺钉联接相比，前者适用于经常拆卸的场合，而后者适用于不需要经常拆卸的场合。3答：初拉力过大容易使带过早产生脱层、断裂等现象，使用寿命减小；初张力过小，则承载能力减小，易产生打滑。张紧轮一般应布置在松边、内侧、靠近大带轮处。4答：普通平键联接可能的失效形式是工作面压溃或键被剪断。按标准选用的普通平键其主要失效形式是工作面压溃。单键联接强度不够时，可采用双键相隔180布置。在允许的情况下也可适当增大轴颈，以选择截面尺寸较大的键，或适当增大轮毂的长度以增大键的长度。5答：大、小齿轮的齿面接触疲劳强度条件分别为H2H2和H1H1，于大、小齿轮齿面接触应力H1H2，故许用接触应力H1、疲劳强度较高，不宜出现齿面点蚀。大、小齿轮的齿根弯曲疲劳强度条件分别为F2F2和F1F1，于大、小齿轮齿根弯曲应力F2F1YF2YS2YF1YS1H2中数值较大者，齿面接触故在大、小齿轮的F