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机械设计期中测验考题与答案2006-11一、填空（每小题2分，共34分）1. 机械零件的主要失效形式有整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏和破坏正确工作条件引起的失效。其中引起零件失效的主要原因是腐蚀、磨损和疲劳。2. 机器的可靠度是指在规定的使用时间（寿命）内和预定的环境条件下，机器能够正常完成其功能的概率。机器的可靠度取决于其组成零件或部件的可靠度。3. 零件作静强度计算时，对塑性材料采用屈服极限为极限应力；对脆性材料则采用强度极限为极限应力。4. 当零件的尺寸主要由刚度条件决定时，不宜采用高强度合金钢制造。5. 本课程所讨论的静联接分为可拆和不可拆两类。机器中应用最广的螺纹联接和键联接属于可拆联接。6. 螺纹联接的基本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接和紧定螺钉联接。在条件许可的情况下，应优先采用螺栓联接。7. 单线粗牙普通螺纹已能满足自锁条件，但在冲击、振动或变载荷的作用下，联接仍有松脱的可能，因此需要采用有效的防松措施。防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。8. 选择螺纹联接件的材料时，应使螺母材料的强度级别大于螺栓材料的强度级别，螺母的硬度小于螺栓的硬度。9. 滑动螺旋所采用的螺纹类型有矩形、梯形和锯齿形；其中以梯形和锯齿形应用最广。10. 平键联接的工作面是两侧面。普通平键联接的主要失效形式是挤压和剪切破坏。11. 矩形花键联接的定心方式可以有大径、小径和齿侧定心，其中以小径应用最广，且规定为标准的定心方式。12. 带传动中的最大有效圆周力（拉力）与包角、摩擦系数和初拉力（预紧力）等因素有关。13. 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。因此带传动的设计准则是在不打滑的条件下具有一定的疲劳寿命。14. 一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效通常有轮齿折断和工作面点蚀、胶合、磨损及塑性变形等。开式齿轮传动的主要破坏形式是磨损；而点蚀是润滑良好的闭式齿轮传动常见的齿面失效形式。15. 对于闭式齿轮传动以保证接触强度为主；对于齿面高硬度或材质较脆的齿轮，以保证齿根弯曲强度为主；对于开式齿轮传动，目前以保证齿根弯曲强度为设计准则。16. 对轮齿材料的基本要求是 齿面要硬 ， 齿心要韧 。对于金属制的直齿轮传动，小齿轮的齿面硬度HB1应 大于 大齿轮的齿面硬度HB2。17. 直齿圆柱齿轮传动的强度计算中，载荷系数。其中为 使用 系数，考虑 齿轮啮合时外部邻接装置（原动机及工作机）引起的附加动载荷（取决于原动机和从动机械的特性、质量比、连轴器类型以及运行状态等）的 影响。为 动载 系数，考虑 齿轮制造及装配误差引起的动载荷或冲击对轮齿实际所受载荷大小的 影响。为 齿向载荷分布 系数，考虑 轴的扭转变形、轴承与轴承座的变形以及制造装配的误差等使齿面上载荷分布不均对轮齿实际所受载荷大小的 影响。为 齿间载荷分配 系数，考虑 多齿啮合时，总载荷并不是按比例分配在接触线上而对设计计算的 影响。二、选择（每小题1.5分，共21分）1. 强度计算中，机械零件的需用应力的定义是（ C ）。A 材料的强度极限与安全系数计算值的比值 B 材料的屈服极限与安全系数的比值C 材料的某个选定的极限应力与安全系数的比值 D 材料的疲劳极限与安全系数的比值2. 在下列的参数中，与齿轮的齿形系数无关的是（ BD ）。A 齿数 B 模数 C 刀具压力角 D 齿轮的圆周速度 E 变位系数3. 在齿轮分度圆一定的条件下，对提高齿根弯曲强度不利的是（ B ）。A 增大模数 B 增大齿数 C 增大刀具压力角 D 增大正变位系数4. 下列各因素中，对齿轮轮齿上的载荷分布不均匀程度影响较大的是（ C ）。A 齿顶圆直径 B 齿轮的圆周速度 C 齿的宽度 D 齿轮传递的功率5. 为了提高承受轴向变载荷的紧螺栓联接的抗疲劳破坏的能力，应当（ D A ）。A 增大被联接件的厚度 B 增大螺栓的刚度 C 减小被联接件的厚度 D 减小螺栓的刚度6. 若主动带轮的圆周速度为，从动带轮的圆周速度为，带的线速度为，则其间的关系应该是（ D ）。A B C D 7. 三角胶带在带轮的槽中的正确位置应该是（ B ）。A B C 8. 使用张紧轮张紧传动带时，张紧轮应当（ C ），并且应该（ G ）。A 安放在紧边的内侧 B安放在紧边的外侧 C安放在松边的内侧 D安放在松边的外侧E 在两带轮的中间 F 靠近小带轮 G 靠近大带轮9. 计算齿轮传动时，选择许用接触应力主要与（ A ）有关。A 材料的硬度 B 材料的金相组织 C 材料的耐磨性 D 材料的机械性能10. 在下列配对齿轮的选材方案中，（ C ）方案的载荷分布不均系数最大。方案小齿轮大齿轮A45号钢调质45号钢正火B45号钢淬火40Cr钢调质C40Cr钢淬火45号钢淬火D40Cr钢调质40Cr钢调质11. 在下列的齿轮相对于轴承的不同配置方式中，（ A ）对齿面载荷的均匀分布最为不利。A B C D12. 齿轮传动时，配对齿轮上的齿面接触应力是（ C ）。A 小齿轮的较大 B 大齿轮的较大 C 相等的 D 视各自的材料而定13. 齿轮传动时，配对齿轮齿根处的弯曲应力是（ A +D ）。A 小齿轮的较大 B 大齿轮的较大 C 相等的 D 视系数与的乘积而定14. 斜齿圆柱齿轮的齿形系数按（ D ）查取。A 实际齿数Z B 当量齿数 C当量齿数 D当量齿数三、直齿圆锥斜齿圆柱齿轮减速器如左下图所示，已知输入轴转向1. 确定、轴的转向（在原图上用箭头表示） （2分）2. 为使轴所受轴向力为最小，确定斜齿轮3和4的螺旋方向（在原图上用三条细实线表示）（4分）3. 绘图标出齿轮各啮合点作用力的方向（各用三个分力并按规定符号和下标表示） （9分）四、右图所示为滑移齿轮变速箱，除各齿轮齿数不同外，其它参数、材料和热处理均相同（均为标准齿轮），当输入功率不变时，试按无限寿命分析，应按哪一对齿轮进行强度设计（或核算）？ （12分）附参考数据：齿形系数及应力校正系数Z20283644522.802.552.452.372.321.551.611.651.681.71附参考公式：齿轮接触疲劳强度的校核公式：接触疲劳强度的校核公式：解：1. 先分析接触强度，由公式和已知条件知： 又知 故 则有：故 则第三对齿轮接触强度最弱。2.分析弯取强度，由公式和已知条件知： 则有：， ， ， 可见 由接触和弯曲强度综合考虑，则第三对齿轮最弱，应按此对齿轮进行设计和校核。五、右图所示的电动机底座由四个螺栓组成的螺栓组固定。电动机轴上装有带轮，带作用于轴上的力P的方向和其它有关尺寸见图。设底座为绝对刚性。1. 哪个螺栓受力最大？写出螺栓最大