北航机械设计试题答案.pdf

机械设计 A4 试卷 B 机械设计 A4 试卷 B 参考答案和评分标准 参考答案和评分标准 注 所有题目按步给分 非标准合理答案适当给分 但不超过该步骤的二分之一 计算过程纯计 算错误不重复扣分 最终答案错误该部分分数扣除 一一 选择题选择题 将正确答案在圆圈内涂黑 单选每题 1 分 多选扣分 20 分 1 我国国家标准规定 螺栓的强度级别是按材料的 来进行划分的 抗拉强度极限 B 屈服极限 s 抗拉强度极限 B 与屈服极限顶面 s 硬度 HB 2 普通平键联接中键的工作面为 底面 侧面 顶面 两侧面 3 螺纹的公称直径是螺纹的 大径 中径 小径 4 联接用的螺纹应为 梯形牙型 左旋 三角形牙型 右旋 三角形牙型 左旋 5 键的剖面尺寸 b h 的选择是根据 确定的 传递扭矩大小 传递功率大小 轴的直径 轮毂长度 6 选取 V 带型号 主要取决于 带传递的功率和小带轮转速 带的线速度 带的紧边拉力 带的松边拉力 7 从所受的载荷看 自行车后轮轴是 转动心轴 转轴 传动轴 固定心轴 9 键联接中键的长度通常是根据 确定的 传动功率大小 传动扭矩大小 轴的直径 轮毂长度 10 在带传动中 之差称为带的有效拉力 紧边拉力和初拉力 松边拉力和初拉力 松边拉力和初拉力 紧边拉力和松边拉力 11 开式齿轮传动的主要失效形式为 齿面点蚀和齿根折断 齿面胶合和齿面点蚀 齿根折断和齿面磨损 齿面磨损和齿面点蚀 12 设计一对减速器软齿面齿轮传动 从等强度要求出发 大小齿轮硬度选择时 应使 两者硬度相等 小齿轮硬度大于大齿轮硬度 大齿轮硬度高于小齿轮的 13 有一向心球轴承 其当量动载荷为 P 时 寿命为 L 当 P 增大为 2P 时 其寿命 上升为 2L 下降为 0 125L 不变 下降为 0 5L 14 减速蜗杆传动中 用 来计算传动比是错误的 21 i 12 z zi 21 n ni 12 d di 15 滚动轴承的精度等级最高的是 P6 P6x P5 P2 1 16 某滚动轴承内圈与轴的配合 一般标注的是 6 760kH 6 760hK 6 760kC P5 660k 17 带传动不能保证准确的传动比 其原因是 带容易变形和磨损 带在带轮上出现打滑 带传动时发生弹性滑动 18 螺拴联接防松的关键在于防止 松动 螺栓和螺母之间 螺栓和被联接件之间 被联接件与螺母之间 19 一对外啮合齿轮 如两齿轮齿宽相同 材料及热处理相同 齿数 Z1 H2 H1YXe F F r a 时当 请解答 1 试计算两轴承的当量动载荷P 2 分析那个轴承的寿命高并写出寿命计算公式 3 L 2L R FA 轴承1轴承2 解 1 轴承所受载荷的计算 根据题示 NFNF rr 500 1000 21 2 两轴承的内部轴向力 34050068 0 680100068 0 2 1 NF NF s s 3 计算各轴承的轴向力 由于 NFNFF sAs 3401180500680 21 所以 轴承 被压紧 因此 NFFF NFF Asa sa 1180500680 680 12 11 4 计算两轴承的当量动载荷 1000 0 1 68 0 1000 680 11 1 1 NXFfP YX e F F rp r a Q 1641 11802 150045 0 2 1 45 0 68 036 2 500 1180 222 2 2 N YFXFfP YX e F F arp r a Q 5 寿命分析 由公式 3 10 P C P C L 知 由于 一定 就有 21 PP LL 故轴承 1 的寿命高 2 12 分 图示为一固定在钢制立柱上的铸铁托架 已知载荷P 受载作用线平行于立柱平 面如图所示 托架由四个普通螺栓连接固定在立柱上 螺栓组分布如图 接合面间的摩擦系数为 s 可靠性系数为Kf 螺栓和被连接件的相对刚度系数分别为c1 c2 1 试分析螺栓组设计时应将其所受载荷分解为哪几种作用于几何形心上的基本载荷 并给出 相应载荷的计算公式 4 2 试分析在这几种基本载荷作用下螺栓组连接可能发生的失效形式 对于这些失效形式在设 计中应如何考虑 采取哪些措施 解答 按照螺栓组连接的分析计算方法 1 螺栓组受力分析 载荷 P 可分解为 横向载荷 铅直向下 cosPPy 轴向载荷 sinPPx 水平向右 再把向螺栓组连接的接合面形心 O 处简化 得翻转力矩 M yx PP bPaPM yx 显然 螺栓组连接受到横向载荷 轴向载荷 翻转力矩 三种简单载荷的共同作用 螺栓组在这几种简单载荷作用下可能的失效 在横向载荷的作用下 托架产生下滑 保证足够的残余预紧力 螺栓组中受力最大的螺栓被拉断 塑性变形 满足抗拉强度要求 在翻转力矩和轴向载荷的作用下 被联接件压溃 接合面分离 保证有足够的预紧力 3 10 分 分 在蜗杆 齿轮减速器俯视图中 如电动机按图示方向转动 如要求减速器中间轴上两轴承的受 到的轴向力较小 回答下列问题 1 请用箭头在图中画出蜗轮和斜齿轮 3 4 的转向及斜齿轮 3 4 的旋向 2 当蜗杆齿数蜗轮齿数 2 1 Z10 4 40 2 qmZ时 计算蜗杆与蜗轮轴之间的中心距 2 a 3 标注出中间轴上各传动零件所受的各分力的作用点和方向 5 解答 解答 i 如图所示 ii 100 4010 2 2 22 mmzq m a iii 如图所示 五 结构设计题五 结构设计题 16 分 请指出图中的轴系结构的错误 并在下半部画出正确结构 齿轮采用油 润滑 轴承采用脂润滑 注意 在数字标号的地方有错误 请按顺序指出 6 错误如下 1 轴承盖处未考虑密封 增加密封元件 转动件和固定件直接接触 错误 2 有轴承套筒定位高度过高 套筒不能同时顶住轴承的内 外圈 应减少直径 3 套筒作用不确定 齿轮的轴向固定不可靠 过定位 4 轴端零件没有轴向定位 应作出定位轴肩 5 轴端零件没有周向定位 需开键槽 6 左轴端的弹簧挡圈多余 应去掉 属于支点轴向固定问题