机械设计试卷样卷-参考答案与评分标准.pdf

福建农林大学考试试卷福建农林大学考试试卷 B 卷 卷 2006 2007 学年第 1 学期 考试日期 2007 年 月 号 课程名称 机械设计机械设计 考试形式 闭 半开 开 一张纸开卷 专业 年级 方向 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 总得分 评卷人统分 评卷人签名 复核人签名 1 一 选择题 把答案按顺序填在右边的括号内 每题 2 分 共 26 分 得分 1 下列组合中 全部都属于轴系零部件的是 B A 圆螺母 弹簧 轴端档圈 B 滚动轴承 轴 联轴器 C V 带 滚子链 蜗杆 D 齿轮 轴 六角头螺栓 2 转轴上的弯曲应力 属于 B A 静应力 B 对称循环变应力 C 脉动循环变应力 D 复合应力 3 若螺纹的牙型角越大 则螺纹副的当量摩擦角越大 此时 若螺纹副的直径一定 影响螺纹副自锁性能的主要参数是 C A 螺距和牙形角 B 线数和升角 C 导程和牙形角 D 螺距和升角 4 查取 V 带型号的依据是 D A 带轮的最小直径 B 带的线速度 C 传动功率与小轮转速 D 计算功率与小带轮转速 5 使带传动产生弹性滑动的主要原因是 D A 带轮传动的张紧力不足 B 带的弹性太大 C 传动的功率大于设计值 D 带是弹性体 主 从边存在拉力差 1 2 6 下列参数组中 对套筒滚子链传动平稳性影响最明显的是 A A 链节距 和小链轮齿数 1 B 链节数和小链轮齿数 1 C 中心距和链节距 D 中心距和链节数 7 齿轮传动的载荷系数中 载荷集中系数 除决定于齿轮宽度 以外 与下列因素有关的是 B 或或 C A 齿面粗糙度 B 齿面硬度 C 制造精度 D 端面重合度 8 下列中作为蜗杆传动最主要的优点是 B A 传动平稳 噪音小 B 单级传动比大而结构紧凑 C 在一定条件下能自锁 D 可实现空间相交轴传动 9 当摩擦发生在金属表面的吸附膜之间时 称为 B A 干摩擦 B 边界摩擦 C 流体摩擦 D 混合摩擦 10 带有保持架的滚动轴承 其磨损与不带保持架的滚动轴承相比 B A 普遍增大 B 普遍减小 C 没有明显差别 D 在滚子轴承中普遍减小 在球轴承中普遍增大 11 解释轴的当量弯矩图作用的较全面的说法是 D D A 计算最小轴径 B 按弯扭合成校核轴的强度 C 确定轴的危险剖面位置 D 按弯扭合成校核轴的强度和确定轴的危险剖面位置 12 要求补偿位移且载荷不平稳严重时 优先选用的联轴器的类别为 D A 采用刚性联接 B 采用金属弹性元件的挠性联接 C 采用刚性元件的挠性联接 D 采用非金属弹性元件的挠性联接 13 键联接的主要用途是使轴与轮毂之间 C A 沿轴向固定并传递轴向力 B 沿轴向可作相对滑动 C 沿周向固定并传递扭矩 D 安装与拆卸方便 二 填空题 共 9 分 每小题 3 分 得分 1 圆柱齿轮传动设计 齿宽b d d1称为 计算 齿宽 通常 是将其值圆整后作为 大 齿轮的齿宽 为补偿轴向定位误差 取小齿轮齿宽 大于 大齿轮齿宽 每空 1 分 2 号为 6211 的滚动轴承 其内径 d 55 mm 尺寸系列代号为 2 轴承类型代号为 6 每空 1 分 3 右图所示的联轴器的名称为弹性套柱销联轴器 具有补偿 综合 位移的能力 当传递的载荷不平稳 时具有 缓冲减振 的能力 每空 1 分 三 问答题问答题 任选做任选做 3 题题 每题每题 5 分分 共 共 15 分分 1 带传动与链传动具有优缺点的互补性 带传动有些优点恰好是 链传动的缺点 而链传动有些优点又恰好是带传动的缺点 请各举一例说明 当某传动装置采用一级带传动 一级链传动时 两级传动的配置的顺序该怎样 才合理 得分 答 带传动传动平缓 具有缓冲减振作用 链传动传动平稳性较差 2 分 链传动平均传动比是一个定值 但带传动传动比不准确 2 分 带传动放高速级 链传动放低速级 1 分 2 请简要说明链传动的多边形效应对传动性能的影响 链轮齿数 Z 的 多少对多边形效应有何影响 答 链传动的多边形效应造成瞬时传动比不是个定值 波动 因此传动不平稳 3 分 链轮齿数 Z 越大 多边形效应越小 2 分 3 3 请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则 在闭式齿轮传动设 计中 分别用这两个准则来设计哪两个参数 答 齿面接触疲劳准则 H H 1 分 齿根弯曲疲劳准则 F F 1 分 使用 H H 计算准则计算分度圆直径 1 5 分 1 d 使用 F F 计算准则计算或校核模数 m 1 5 分 4 右下图为何种螺纹联结类型 需使用哪些联结件 有何应用特点 答 双头螺柱联接 1 分 使用双头螺柱 1 分 六角螺母 1 分 垫圈 能答一种垫圈均给 1 分 适用于被联接件之一不便钻 通孔 且需经常装拆的场合 2 分 本题总分不超过 5 分 但垫圈作为加分点 4 四 分析计算题 本大题共本大题共 42 分分 1 本题满分本题满分 16 分分 已知一横梁由两段钢板 用 2 个螺栓联结而成 尺寸如图 横梁所受的载荷 F 为 60 kN 作用 求 得分 1 若板间摩擦系数 f 0 18 螺栓材料的许用应力 110MPa 可靠系数 1 2 若使用普通六角螺栓 试依据强度条件提出对螺栓直径的要求 2 若采用铰制孔用螺栓 钢板强度足够 与使用普通螺栓相比较 螺栓直径 是增大还是减小 为什么 简要回答即可 解 1 求 1100 F 400 1 R 1 R 1 R 11 4 F 21 82KN 2 分 作左板受力分析 1R F 2R F 2 82 21 10 91 KN 1 分 1T F 2T F 200 T 200 400 1 R 43 64 KN 1 分 10 91 43 64 54 55 KN 2 分 max F 1R F 1T F 0 F 18 0 55 542 1 363 7 KN 2 分 2 1 0 2 3 1 d F 2 1 0 3 14 d F 3 分 1 d 110 3637003 14 73 97 mm 2 分 2 若采用铰制孔用螺栓直径将减小 2 分 因为此时螺栓直接承受剪力 2 分 5 2 本题满分本题满分 8 分分 如右图所示传动系统 已知齿轮与蜗杆传动如图所示 已知 Z1 20 Z2 40 Z3 1 Z4 75 蜗杆直径系数q 10 模数m 4 mm 蜗轮与蜗杆间当量摩擦系数f 0 18 1 为使中间轴 上的轴向力能够 抵消一部分 试确定蜗杆的螺旋线的 旋向 在图中标出 1 分 2 确定蜗轮的转向 画在图上 1 分 3 该蜗杆传动是否自锁 3 分 4 在蜗轮上标出蜗轮的圆周力Ft4 径向力Fr4 轴向力Fa4的方向 方 向指向纸面的用 表示 相反的则 用 表示 每个力 1 分 解 tg 10 1 0 1 0 18 2 分 该蜗杆传动自锁 1 分 3 本题满分本题满分 8 分分 一对标准直齿圆柱齿轮传动参数见下表 试 1 比较哪个齿轮易疲劳点蚀 哪个齿轮易弯曲疲劳折断 2 若载荷系数K 1 3 按齿根弯曲疲劳强度计算 该齿轮传动允许传递的 最大转矩T1等于多少 齿轮 m mmZ b mmYFaYsa F H 1 3 17 60 2 97 1 52 390 500 2 3 45 55 2 35 1 68 370 470 备用公式 2 12 2 1 3 1 2 1 1 FsaFa d F HHEH YY Zm KT u u bd KT ZZ 6 解 1 齿轮 2 易点蚀 2 分 齿轮 1 易弯曲疲劳折断 2 分 因为 11 1 saFa F YY 52 197 2 390 86 39 22 2 saFa F YY 68 135 2 370 93 72 1 分 2 1 T17355 2 2 saFa F YKY 379604 6 N mm 3 分 4 本题满分本题满分 10 分分 如图所示 轴由一对 30307 圆锥滚子轴承支承 反装 已 知Fr1 2500 N Fr2 5000 N 作用在轴上的外加轴向载荷Fae1 400 N Fae2 2400 N 方向如图所示 若载荷系数fP 1 轴在常温下工作 试计算轴承当量 动载荷大小 并判断哪个轴承寿命短些 该轴承e 0 37 X 0 4 Y 1 6 解 1d F 6 12 2500 781 25 N 0 5 分 2d F 6 12 5000 1563 N 0 5 分 2 YFF rd 轴承内部附加轴向力 1a F 781 25 1d F 1563 2000 437 2d F ae F 781 25 1 5 分 1a F 2a F 781 25 2000 2781 25 1 5 分 1d F ae F 1a F 0